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[2770] 2016-04-28_国家基础设施信息安全——铁路列车信息安全综述

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-16
2016-04-28_国家基础设施信息安全——铁路列车信息安全综述 国 家 基 础 设 施 信 息 安 全 — — 铁 路 列 车 信 息 安 全 综 述 原 创   E 安 全   E 安 全   2 0 1 6 - 0 4 - 2 8 1 .   综 述 介 绍 综 述 介 绍 自 蒸 汽 机 车 被 发 明 以 来 ， 铁 路 运 输 领 域 的 技 术 一 直 不 断 发 展 。 相 较 于 1 8 1 4 年 最 高 时 速 仅 为 6 . 4 公 里 的 B l u c h e r 火 车 头 ， 于 2 0 0 7 年 4 月 1 8 日 投 入 使 用 的 C R H 动 车 组 列 车 “ 和 谐 号 ” 已 经 能 够 实 现 运 行 时 速 达 2 0 0 公 里 以 上 , 最 高 可 达 3 5 0 公 里 。 然 而 ， 铁 路 技 术 的 快 速 发 展 不 仅 让 乘 客 享 受 到 高 速 而 舒 适 的 服 务 ， 同 时 亦 带 来 了 一 系 列 安 全 挑 战 。 本 文 主 要 研 究 铁 路 列 车 系 统 信 息 安 全 ， 将 涉 及 铁 路 基 础 设 施 的 三 大 组 成 部 分 ， 即 西 门 子 铁 路 自 动 化 系 统 （ 第 二 节 ） 、 计 算 机 联 锁 （ 第 三 节 ） 以 及 G S M - R   S I M 卡 （ 第 四 节 ） 。 此 外 ， E 安 全 还 将 探 讨 信 息 安 全 攻 击 给 列 车 带 来 的 后 果 （ 第 五 节 ） 以 及 过 往 曾 经 出 现 的 两 次 铁 路 基 础 设 施 攻 击 活 动 （ 第 六 节 ） 。 最 终 ， 据 此 得 出 结 论 （ 第 七 节 ） 。 2 . 西 门 子 铁 路 自 动 化 系 统 （ 简 称 西 门 子 铁 路 自 动 化 系 统 （ 简 称 S I B A S ） ） 作 为 列 车 保 护 系 统 ， 西 门 子 铁 路 自 动 化 系 统 （ 简 称 S I B A S ） 被 广 泛 应 用 于 欧 洲 诸 国 。 2 0 1 5 年 ， 三 位 安 全 研 究 人 员 曾 披 露 作
为 S I B A S 组 件 的 W i n A C   R T X 控 制 器 中 存 在 数 项 安 全 漏 洞 ， 其 可 能 导 致 黑 客 对 铁 路 列 车 加 以 控 制 。 具 体 来 讲 ， 这 些 安 全 漏 洞 涉 及 多 种 广 为 人 知 的 传 输 协 议 ， 外 加 一 款 自 我 编 写 W e b 服 务 器 与 一 款 自 我 编 写 X M L 解 析 器 。 H T T P 的 使 用 为 中 间 人 攻 击 （ 简 称 M I T M A ） 制 造 了 机 会 — — E 安 全 科 普 ： 中 间 人 攻 击 （ M I T M A ， m a n   i n   t h e   m i d d l e   a t t a c k ） 是 一 个 攻 击 者 使 用 公 钥 交 换 来 拦 截 消 息 并 且 转 发 它 们 ， 然 后 取 代 它 自 己 的 公 钥 发 送 给 被 请 求 的 一 方 ， 以 致 于 原 始 的 双 方 表 面 上 看 起 来 仍 然 还 是 相 互 通 信 。 3 . 计 算 机 联 锁 计 算 机 联 锁   ( 简 称 简 称 C B I ) 计 算 机 联 锁 （ 简 称 C B I ） 是 一 套 信 令 系 统 ， 旨 在 防 止 路 由 设 置 发 生 冲 突 （ E 安 全 科 普 ： 为 了 确 保 行 车 安 全 ， 在 铁 道 的 有 岔 站 、 车 辆 段 和 地 铁 沿 线 各 个 车 站 ， 必 须 设 置 C B I 设 备 。 C B I 是 铁 路 信 号 系 统 的 安 全 核 心 ， 对 提 高 列 车 运 营 效 率 、 自 动 化 程 度 、 管 理 水 平 以 及 减 少 行 车 指 挥 调 度 人 员 的 工 作 强 度 具 有 最 直 接 的 影 响 。 ） 。 C B I 可 能 受 到 社 交 工 程 攻 击 的 影 响 ， 其 会 诱 导 合 法 C B I 用 户 在 C B I 当 中 安 装 并 执 行 恶 意 代 码 。 值 得 指 出 的 是 ， 信 息 安 全 意 识 的 缺 失 正 是 社 交 工 程 攻 击 得 以 成 功 的 主 要 原 因 所 在 。 众 多 铁 路 行 业 相 关 企 业 普 遍 缺 乏 这 种 安 全 意 识 。 2 0 1 5 年 ， B B C 制 作 的 一 部 纪 录 片 披 露 了 铁 路 控 制 中 心 中 的 一 条 登 录 名 称 与 对 应 密 码 。 这 对 登 录 凭 证 被 写 在 粘 于 电 脑 监 视 器 上 的 一 张 纸 中 。 虽 然 登 录 名 称 相 对 较 长 （ C O - W S X - W G O   0 1 A ） ， 但 密 码 内 容 却 极 为 简 单 （ P a s s w o r d 3 ） 。 因 此 ， 铁 路 控 制 中 心 的 操 作 人 员 并 未 遵 循 两 项 基 本 信 息 安 全 准 则 ： 第 一 ， 登 录 凭 证 不 可 处 于 无 人 看 管 状 态 ； 第 二 ， 应 避 免 使 用 低 强 度 密 码 。 4 .   G S M - R   S I M 卡 卡
部 分 列 车 运 营 人 员 需 要 使 用 G S M - R   S I M 卡 保 证 列 车 与 控 制 中 心 实 现 对 接 。 尽 管 大 多 数 G S M - R   S I M 卡 都 会 采 用 加 密 机 制 ， 但 黑 客 们 能 够 利 用 G S M 干 扰 器 阻 断 列 车 与 控 制 中 心 之 间 的 通 信 通 道 。 G S M 干 扰 器 能 够 防 止 手 机 从 基 站 处 正 常 接 收 信 号 。 尽 管 全 球 大 多 数 地 区 禁 止 使 用 G S M 干 扰 器 ， 但 这 种 设 备 仍 能 够 通 过 网 络 渠 道 轻 松 购 得 。 G S M 干 扰 器 主 要 应 用 于 学 校 （ 防 止 考 场 学 生 作 弊 ） 、 监 狱 （ 防 止 囚 犯 与 访 客 以 非 法 方 式 通 信 ） 与 电 影 院 （ 防 止 电 话 铃 声 干 扰 观 影 ） 等 。 根 据 安 全 研 究 人 员 介 绍 ， 欧 洲 列 车 控 制 系 统 （ 简 称 E T C S ） 之 内 的 列 车 会 在 与 控 制 中 心 间 通 信 连 接 中 断 时 自 动 停 止 。 因 此 通 过 使 用 G S M 干 扰 器 ， 黑 客 完 全 能 够 逼 停 运 行 中 的 列 车 。 与 G S M - R   S I M 卡 相 关 的 另 一 大 问 题 在 于 ， 用 户 往 往 很 少 变 更 其 默 认 P I N 码 ， 即 1 2 3 4 。 1 2 3 4 是 目 前 被 广 泛 使 用 的 默 认 P I N 码 ， 人 气 位 居 其 次 的 P I N 码 则 为 1 1 1 1 及 0 0 0 0 。 黑 客 能 够 轻 松 猜 出 P I N 码 内 容 ， 并 借 此 接 入 列 车 或 者 控 制 中 心 。 为 了 避 免 此 类 信 息 安 全 攻 击 ， G S M - R   S I M 卡 的 用 户 应 当 尽 快 使 用 随 机 P I N 码 。 另 外 ， 使 用 6 位 P I N 码 在 安 全 性 上 要 远 高 于 4 位 P I N 码 。 5 . 列 车 信 息 安 全 攻 击 引 发 的 后 果 列 车 信 息 安 全 攻 击 引 发 的 后 果 针 对 列 车 的 信 息 安 全 攻 击 往 往 带 来 极 为 严 重 的 后 果 。 美 国 国 家 防 御 研 究 所 （ 简 称 N D R I ） 曾 在 向 美 国 国 务 卿 发 出 的 信 件 中 明 确 指 出 ， 这 种 威 胁 真 实 存 在 且 必 须 加 以 关 注 。 信 中 还 包 含 有 铁 路 运 输 相 关 网 络 攻 击 造 成 的 直 接 后 果 ， 具 体 内 容 如 下 ： “ 一 辆 美 国 A c e l a 快 车 在 马 里 兰 州 附 近 以 1 5 0 英 里 时 速 与 另 一 辆 货 运 列 车 相 撞 。 根 据 马 里 兰 州 警 方 估 计 ， 此 次 相 撞 事 故 导 致 6 0 名 乘 客 及 车 组 人 员 死 亡 ， 另 外 造 成 1 2 0 人 重 伤 。 在 事 故 发 生 后 三 小 时 内 ， 国 家 运 输 安 全 委 员 会 （ 简 称 N T S B ） 首 席 铁 路 调 查 员 即 通 知 运 输 部 部 长 称 ， 有 ‘ 确
凿 证 据 ’ 表 明 该 货 动 列 车 被 引 导 至 A c e l a 轨 道 ， 且 ‘ 有 证 据 ’ 表 明 东 海 岸 列 车 控 制 系 统 曾 遭 遇 复 杂 入 侵 。 ” 与 铁 路 运 输 相 关 的 网 络 攻 击 活 动 不 仅 将 严 重 影 响 到 乘 客 及 列 车 工 作 人 员 的 人 身 安 全 ， 同 时 亦 会 对 列 车 运 营 收 入 以 及 铁 路 运 输 的 总 体 可 靠 性 造 成 危 害 。 2 0 0 9 年 6 月 2 2 日 发 生 的 华 盛 顿 特 区 列 车 相 撞 案 带 来 了 高 达 1 2 0 0 万 美 元 万 美 元 的 直 接 赔 偿 金 额 。 而 对 列 车 运 营 商 而 言 ， 其 不 仅 需 要 承 担 攻 击 造 成 的 赔 偿 成 本 ， 还 面 临 着 运 营 声 誉 受 到 的 影 响 。 这 种 声 誉 损 害 更 为 严 重 且 持 续 时 间 更 长 。 一 旦 广 大 民 众 认 为 铁 路 运 输 可 靠 性 较 差 ， 则 可 能 更 倾 向 于 选 择 汽 车 或 者 航 空 作 为 出 行 及 运 输 载 体 。 6 . 过 往 列 车 攻 击 活 动 回 顾 过 往 列 车 攻 击 活 动 回 顾 在 本 章 节 当 中 ， E 安 全 将 各 位 读 者 回 顾 两 项 曾 经 针 对 铁 路 基 础 设 施 出 现 的 网 络 攻 击 活 动 ， 其 一 为 针 对 乌 克 兰 铁 路 运 营 商 的 恶 意 软 件 攻 击 （ 详 见 6 . 1 ） ， 其 二 则 为 印 度 铁 路 公 司 R a i l n e t 网 站 遭 遇 之 攻 击 （ 详 见 6 . 2 ） 。 6 . 1   乌 克 兰 铁 路 运 营 商 遭 遇 恶 意 软 件 攻 击 乌 克 兰 铁 路 运 营 商 遭 遇 恶 意 软 件 攻 击 安 全 研 究 人 员 发 现 攻 击 者 曾 利 用 B l a c k E n e r g y 木 马 对 乌 克 兰 国 内 某 大 型 铁 路 运 营 商 发 动 恶 意 入 侵 。 根 据 源 自 公 共 来 源 情 报 的 分 析 结 论 ， B l a c k E n e r g y 木 马 通 过 一 封 包 含 有 受 感 染 文 件 的 鱼 叉 式 钓 鱼 邮 件 入 侵 到 目 标 计 算 机 系 统 当 中 。 一 旦 被 安 装 至 该 计 算 机 系 统 内 ， B l a c k E n e r y 木 马 即 会 删 除 各 重 要 系 统 文 件 。 B l a c k E n e r g y 木 马 的 某 些 特 定 版 本 会 在 预 设 时 间 周 期 结 束 后 被 自 动 激 活 。
B l a c k E n e r g y 木 马 还 可 能 给 公 共 基 础 设 施 造 成 严 重 破 坏 。 2 0 1 5 年 1 2 月 2 3 日 ， 正 是 B l a c k E n e r g y 木 马 导 致 乌 克 兰 境 内 大 面 积 停 电 ， 并 直 接 使 得 超 过 8 万 名 乌 克 兰 公 民 身 陷 黑 暗 。 停 电 事 故 持 续 了 近 六 个 小 时 ， 而 且 根 据 乌 克 兰 计 算 机 紧 急 响 应 小 组 （ 简 称 C E R T - U A ） 的 报 告 ， B l a c k E n e r g y 木 马 被 安 装 在 乌 克 兰 P r y k a r p a t t y a o b l e n e r g o 电 厂 的 计 算 机 当 中 。 根 据 美 国 网 络 情 报 企 业 i S i g h t P a r t n e r s 的 说 法 ， 乌 克 兰 停 电 事 故 可 能 由 俄 罗 斯 黑 客 组 织 S a n d w o r m 所 造 成 。 i S i g h t 公 司 间 谍 分 析 主 管 J o h n   H u l t q u i s t 表 示 ： “ 这 是 一 次 由 俄 罗 斯 主 导 的 事 件 ， 且 源 自 国 家 间 的 利 益 冲 突 。 ” 6 . 2 印 度 铁 路 印 度 铁 路 R a i l n e t 网 页 遭 受 攻 击 网 页 遭 受 攻 击 2 0 1 6 年 ， 恐 怖 集 团 基 地 组 织 涉 嫌 入 侵 印 度 铁 路 公 司 的 R a i l n e t 网 页 。 该 网 页 内 容 被 篡 改 ， 转 为 显 示 一 份 由 基 地 组 织 南 亚 地 区 首 领 M a u l a n a   A a s i m   U m a r 发 布 的 声 明 。 声 明 内 容 指 向 所 有 身 居 印 度 的 穆 斯 林 并 包 含 大 量 宗 教 言 论 ， 诸 如 “ 德 里 的 土 地 无 法 再 诞 生 出 下 一 位 S h a h   M u h a d i t h   D e l h v i ， 该 由 谁 带 领 印 度 的 穆 斯 林 们 响 应 圣 战 的 号 召 并 再 次 踏 上 战 场 ？ ” 需 要 强 调 的 是 ， 公 共 基 础 设 施 组 件 已 经 成 为 网 络 恐 怖 分 子 们 的 主 要 攻 击 目 标 。 美 国 情 报 机 构 就 曾 发 现 ， 基 地 组 织 的 两 个 下 辖 机 构 （ 基 地 组 织 数 字 化 部 队 与 突 尼 斯 电 子 军 ） 面 向 全 球 号 召 圣 战 分 子 对 美 国 的 公 共 基 础 设 施 发 动 信 息 安 全 攻 击 。 号 召 内 容 摘 录 如 下 ： “ 我 们 为 大 家 带 来 了 好 消 息 ， 目 前 ‘ 基 地 数 字 化 部 队 ’ 与 ‘ 突 尼 斯 电 子 军 ’ 正 在 筹 备 及 动 员 ， 旨 在 向 美 国 各 主 要 服 务 基 础 设 施 目 标 发 动 电 子 攻 击 。 ” 针 对 印 度 铁 路 公 司 R a i l n e t 网 站 的 攻 击 则 清 楚 地 表 明 ， 上 述 号 召 所 引 发 的 网 络 攻 击 活 动 很 可 能 涵 盖 多 种 公 共 基 础 设 施 ， 特 别 是 铁 路 运 输 基 础 设 施 。 如 果 政 府 方 面 不 采 取 充 分 的 网 络 安 全 措 施 ， 那 么 攻 击 活 动 很 可 能 带 来 长 期 不 利 影 响 。 7 .   总 结 总 结 本 文 首 先 探 讨 了 与 西 门 子 铁 路 自 动 化 系 统 、 计 算 机 联 锁 以 及 G S M - R   S I M 卡 相 关 的 安 全 漏 洞 。 根 据 安 全 研 究 人 员 的 观 点 ， 这 三 类 铁 路 基 础 设 施 组 件 中 存 在 的 安 全 漏 洞 可 能 为 犯 罪 分 子 提 供 入 侵 铁 路 网 络 的 可 乘 之 机 。 有 鉴 于 此 ， 我 们 应 当 进 一 步 立 足 于 潜 在 风 险 对 其 它 铁 路 基 础 设 施 组 件 加 以 分 析 ， 具 体 包 括 电 子 控 制 气 动 （ 简 称 E C P ） 制 动 器 、 消 息 显 示 界 面 （ 简 称 K D I ） 、 轨 道 运 力 终 端 （ 简 称 T F T ） 、 路 旁 设 备 传 感 器 、 路 旁 轨 道 传 感 器 、 智 能 分 级 道 口 （ 简 称 I G C ） 以 及 现 场 管 理 系 统
（ 简 称 Y M S ） 等 等 。 由 于 针 对 铁 路 基 础 设 施 组 件 的 攻 击 活 动 可 能 造 成 （ 1 ） 乘 客 生 命 财 产 遭 受 威 胁 （ 2 ） 列 车 运 营 商 收 益 损 失 （ 3 ） 影 响 铁 路 运 输 可 靠 性 ， 因 此 政 府 及 相 关 运 营 商 应 确 保 安 全 漏 洞 得 到 及 时 发 现 及 整 治 。 另 外 ， 铁 路 基 础 设 施 亦 可 能 遭 受 社 交 工 程 攻 击 （ 详 见 6 . 1 ） 与 恐 怖 袭 击 活 动 （ 详 见 6 . 2 ） 的 影 响 ， 因 此 相 关 预 防 措 施 应 包 括 ： （ 1 ） 提 高 网 络 安 全 意 识 （ 2 ） 加 强 铁 路 运 营 商 与 反 恐 部 门 间 的 合 作 （ 3 ） 将 铁 路 基 础 设 施 渗 透 测 试 纳 入 正 式 规 范 并 严 禁 相 关 信 息 外 泄 。 针 对 铁 路 基 础 设 施 的 渗 透 测 试 项 目 中 包 含 相 关 安 全 漏 洞 ， 这 部 分 信 息 极 可 能 为 恐 怖 分 子 所 利 用 。 在 评 估 列 车 未 来 可 能 遭 受 的 网 络 攻 击 影 响 时 ， 美 国 国 防 部 长 曾 给 出 了 发 人 深 省 的 意 见 ： “ 我 们 遭 遇 的 下 一 次 珍 珠 港 我 们 遭 遇 的 下 一 次 珍 珠 港 事 件 很 可 能 将 以 网 络 攻 击 为 载 体 事 件 很 可 能 将 以 网 络 攻 击 为 载 体 。 ” E 安 全 / 文   转 载 请 注 明 E 安 全 E 安 全 — — 全 球 网 络 安 全 新 传 媒 E 安 全 微 信 公 众 号 安 全 微 信 公 众 号 ：   E A Q a p p E 安 全 新 浪 微 博 安 全 新 浪 微 博 ： w e i b o . c o m / e a q a p p E 安 全 安 全 P C 站 点 站 点 ： w w w . e a s y a q . c o m E 安 全 客 服 安 全 客 服 & 投 稿 邮 箱 投 稿 邮 箱 ： e a p p @ e a s y a q . c o m 点 击 下 方 ” 阅 读 原 文 阅 读 原 文 “ 即 可 下 载 安 装 E 安 全 a p p 阅 读 原 文
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