[发明专利]一种基于轻量混沌认证加密的铁路应答器报文安全编解码方法

摘要

本发明公开了一种基于轻量混沌认证加密的铁路应答器报文安全编解码方法，包括针对应答器报文的专用轻量混沌认证加密方法和基于认证加密的应答器报文编码方法，以及相应的解密验证算法和基于解密验证算法的应答器报文解密验证方法。在保持ETCS、CTCS标准的前提下，为应答器报文提供了机密性、完整性及鉴权认证防护，避免了现行应答器报文所面临的伪造、篡改和假冒等安全风险。同时，鉴于应答器读写装置计算资源受限，采用轻量级混沌认证加密算法为应答器报文提供轻量化的信息安全防护，有效增强了列控系统应答器车地通信安全。

主权项

1.一种基于轻量混沌认证加密的铁路应答器报文安全编解码方法，其特征在于：应答器安全编码报文格式如表1所示，其中913bit的Sd用户报文由830bit的Su安全用户报文进行10bit到11bit扩展得到，扩展方法采用ETCS应答器标准；Tag认证标签报文由认证加密算法生成的85bit认证标签得到；Cb控制报文、Sb扰码报文和Esb修正码报文的生成方法与ETCS应答器标准相同；表1 应答器安全编码报文格式12345Sd用户报文Cb控制报文Sb扰码报文Esb修正码报文Tag认证标签报文83*11＝913bit3bit12bit10bit85bitSd用户报文由830bit的Su安全用户报文得到，Su安全用户报文结构即信息帧如表2所示，其中EI加密信息包由认证加密算法对ETCS应答器标准的772bit未经加密的用户信息包、记为PI进行加密得到；帧标识FI和信息结束标识ED均与ETCS应答器标准相同；表2 Su安全用户报文结构(信息帧)序号名称变量位数备注1帧标识FI50与ETCS标准相同2加密信息包EI772通过认证加密算法保护用户信息包的机密性与完整性3信息结束ED8＝11111111，表示信息帧结束可信机构生成772bit的合法密钥K，并通过安全通道分发至应答器读写装置和列控车载BTM装置，以实现对应答器报文的认证加密和解密验证。