[發明專利]一種基于RSSP-II協議的時鐘偏移預警方法

在審

• 申請號: 201811512948.X
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109640287A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 黑新宏;梁中砥;王一川;姬文江;朱磊;張葉飛
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H04W4/42
• 分類號: H04W4/42;H04W12/08;H04W56/00;B61L23/00;H04J3/06;H04L29/06
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王蕊轉

本發明公開了一種基于RSSP?II協議的時鐘偏移預警方法，具體包括如下步驟：步驟1，采集高鐵正常通信中時鐘更新過程中的數據包；步驟2，計算通訊過程中的發送方和應答方的時鐘偏移量；步驟3，通過數據擬合，獲取步驟2所得時鐘偏移量關于時間t的分布曲線；步驟4，根據分布曲線尋找時鐘偏移量的極值范圍；步驟5，根據步驟4得到的時鐘偏移量的的極值范圍，在隨后的時鐘偏移更新會話通信過程中，計算出新的時鐘偏移量ΔT₁，如果ΔT₁不在步驟4所得時鐘偏移量ΔT的極值范圍內，則認定該次通信時間戳遭到了惡意的篡改；步驟6，開啟預警機制。本發明能夠在高鐵無線通信時對消息時效性的攻擊起到一定的防護預警作用。

技術領域

本發明屬于計算機網絡安全技術領域，涉及一種基于RSSP-II協議的時鐘偏移預警方法。

背景技術

高鐵無線網絡通信的安全對于高鐵行車安全至關重要。目前，我國高鐵發展迅速，投入運營的CTCS-3級列車時速更是達到了300-350km/h，在如此高速的行駛過程中，列車在正常通信時對數據包的時效性要求很高。所以，在RSSP-II協議的安全層要求兩個設備在時鐘偏移更新的過程中(由兩個設備之間5條消息的交換組成)通過TTS(三重時間戳)確定兩個設備之間的時鐘偏移估算值，這樣就能夠以一種安全的方式估算應用數據的時間有效性。

在高鐵列車在進行時鐘偏移更新的會話過程中，攻擊者通過篡改時鐘偏移更新的時間戳的值，來擾亂設備之間的時鐘偏移更新過程，使得最后確定的時鐘偏移估算值出現很大的偏差，也就無法準確的估算應用數據的時間有效性，有可能致使接受到的時間有效的數據包被錯誤的當做“過期”的數據包而被丟棄，影響高鐵的正常通信。

為此需要一種對正常時鐘偏移量進行數據擬合，找到時鐘偏移量的浮動范圍，若數據時鐘偏移量非正常的超出其浮動范圍，則認為數據包的三重時間戳遭到了惡意的篡改，對這種可能存在的惡意篡改數據包的三重時間戳進而影響正常通信的行為實施預警方法來應對防范它，避免給高鐵的通信業務造成更大的破壞。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于RSSP-II協議的時鐘偏移預警方法，該方法能夠在高鐵無線通信時對消息時效性的攻擊起到一定的防護預警作用。

本發明所采用的技術方案是，一種基于RSSP-II協議的時鐘偏移預警方法，具體包括如下步驟：

步驟1，采集高鐵正常通信中時鐘更新過程中的數據包；

步驟2，根據步驟1采集到的數據包計算通訊過程中的發送方和應答方的時鐘偏移量；

步驟3，通過數據擬合，獲取步驟2所得時鐘偏移量關于時間t的分布曲線，

步驟4，根據步驟3得到的分布曲線尋找時鐘偏移量的極值范圍；

步驟5，根據步驟4得到的時鐘偏移量的的極值范圍，在隨后的時鐘偏移更新會話通信過程中，計算出新的時鐘偏移量ΔT₁，如果ΔT₁不在步驟4所得時鐘偏移量ΔT的極值范圍內，則認定該次通信時間戳遭到了惡意的篡改；

步驟6，開啟預警機制。

本發明的特點還在于，

步驟2的具體過程如下：

1)計算發起方的時鐘偏移量；

設發起方的最大時鐘偏移量為ΔTmax，發起方的最小時鐘偏移量為ΔTmin，第一次消息交互時發起方發送消息時的時間戳t₁，第一次消息交互時應答方接收發起方消息時的時間戳t₂，第一次消息交互時應答方發送消息時的時間戳t₃，第一次消息交互時發起方接收應答方消息時的時間戳t₄；