E-book details

Bezpieczeństwo transmisji informacji w sieci cyfrowej radiołączności kolejowej

Bezpieczeństwo transmisji informacji w sieci cyfrowej radiołączności kolejowej

Mirosław Siergiejczyk

Ebook

W kolejnych rozdziałach przedstawiono: problematykę Europejskiego System Zarządzania Ruchem Kolejowym – ERTMS; ogólną charakterystykę systemu GSM-R (jego architekturę i strukturę, analizę usług i funkcji możliwych do realizacji, zwłaszcza tych, które mają bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo prowadzenia ruchu w transporcie kolejowym, źródła ruchu telekomunikacyjnego w GSM-R); analizę zagrożeń dla transmisji informacji w systemie GSM-R (w tym czynniki techniczne, ludzkie i organizacyjne); wybrane zagadnienia analizy i szacowania ryzyka w systemie zarządzania bezpieczeństwem informacji (m.in. metody identyfikacji zagrożeń i podatności w systemie cyfrowej radiołączności kolejowej, opis wykorzystania sztucznych sieci neuronowych do szacowania ryzyka w systemie zarządzania bezpieczeństwem informacji); mechanizmy zapewniania bezpieczeństwa w sieciach komórkowych, analizę mechanizmów zabezpieczenia dostępu do sieci oraz charakterystykę sposobu zabezpieczenia sieci szkieletowej i domeny aplikacji; metody zapewnienia bezpieczeństwa transmisji informacji w sieci GSM-R (analityczną metodę szacowania dostępności sieci GSM-R na podstawie odpowiedniego modelu matematycznego, obliczanie dostępności systemu dla wybranej linii kolejowej i stochastyczny model szacowania dostępności systemu cyfrowej radiołączności kolejowej); autorską analizę wymagań dotyczących bezpieczeństwa działania systemu (propozycja stosowania konkretnymi zmianami w ocenie dostępności systemu ERTMS, usługa transmisji danych dla potrzeb systemu ETCS; wdrażanie i eksploatację systemu cyfrowej radiołączności kolejowej w aspekcie wpływu na bezpieczeństwo transmisji informacji, jakimi są zagadnienia bezpieczeństwa fizycznego i środowiskowego (m.in. zagadnienia zakłócania poprawnej pracy terminali dotyczące części odbiorczej, identyfikację głównych przyczyn zakłóceń poprawnej pracy odbiorników terminali systemu cyfrowej radiołączności kolejowej i inne niepożądane zjawiska, które mogą prowadzić do blokowania odbiornika terminala); metodę administracyjno-organizacyjną zapewnienia bezpieczeństwa transmisji informacji w sieci GSM-R.

1. Wstęp 9

2. Rola GSM-R w systemie ERTMS 15

2.1. Interoperacyjność transportu kolejowego 15

2.2. Uwarunkowania techniczne wdrażania systemu ERTMS 15

2.3. Poziomy zaawansowania systemu 17

2.4. Uwarunkowania prawne wdrażania systemu ERTMS 20

3. Charakterystyka systemu GSM-R 23

3.1. Ogólna charakterystyka systemu GSM-R 23

3.2. Architektura systemu GSM-R 24

3.2.1. Podsystem stacji bazowych 30

3.2.2. Część komutacyjno-sieciowa NSS 31

3.2.3. Centrala MSC (Mobile Switching Centre) 32

3.2.4. Centrala GMSC (Gateway Mobile Switching Centre) 33

3.2.5. Rejestr abonentów własnych HLR (Home Location Register) 34

3.2.6. Centrum identyfikacji AuC (Authentication Centre) 34

3.2.7. Rejestr identyfikacji stacji ruchomych EIR (Equipment Identification Register) 34

3.3. Podstawowe parametry transmisji radiowej systemu GSM 35

3.4. Usługi i funkcje realizowane przez system GSM-R 37

4. Analiza ruchu telekomunikacyjnego w GSM-R 41

4.1. Źródła ruchu telekomunikacyjnego w sieci GSM-R 41

4.2. Połączenia głosowe 43

4.3. Transmisja danych 44

4.4. Usługi dodane 45

5. Identyfikacja zagrożeń transmisji informacji w systemie GSM-R 47

5.1. Ogólna klasyfikacja zagrożeń informacji 47

5.2. Analiza obszarów zagrożeń informacji w systemie GSM-R 49

5.2.1. Czynniki techniczne 49

5.2.2. Czynniki ludzkie 50

5.2.3. Czynniki organizacyjne 52

6. Analiza i szacowanie ryzyka w systemie zarządzania bezpieczeństwem informacji 53

6.1. Rola szacowania ryzyka w systemie zarządzania bezpieczeństwem informacji 53

6.2. Etapy procesu szacowania ryzyka 57

6.3. Identyfikacja zagrożeń i podatności w systemie cyfrowej radiołączności kolejowej 63

6.4. Sztuczne sieci neuronowe jako narzędzie do szacowania ryzyka w systemie zarządzania bezpieczeństwem informacji 69

7. Mechanizmy zapewnienia bezpieczeństwa transmisji informacji w sieciach komórkowych 73

7.1. Zabezpieczenie dostępu do sieci 73

7.1.1. Identyfikacja użytkownika 73

7.1.2. Uwierzytelnienie użytkownika 74

7.1.3. Poufność tożsamości i lokalizacji abonenta 75

7.1.4. Poufność i integralność transmisji 76

7.1.5. Weryfikacja urządzenia 77

7.1.6. Ochrona kryptograficzna procedury dostępu 78

7.2. Metody zabezpieczenia sieci szkieletowej 80

7.2.1. Redundancja sprzętowa 80

7.2.2. Automatyczne systemy dozoru 80

7.3. Metody zabezpieczenia domeny aplikacji 80

7.3.1. Protokoły szyfrujące 80

7.3.2. Ochrona sieci sygnalizacji SS7 82

7.3.3. Inne rozwiązania sprzętowe 83

7.4. Metody zabezpieczenia interfejsu radiowego 85

7.4.1. Interfejs radiowy a model OSI 85

7.4.2. Szyfrowanie interfejsu radiowego 86

7.4.3. Identyfikacja użytkownika 87

7.4.4. Identyfikacja modułu użytkownika 88

8. Metody zapewnienia bezpieczeństwa transmisji informacji w sieci GSM-R 91

8.1. Wprowadzenie 91

8.2. Metody zapewnienia pokrycia radiowego 91

8.2.1. Podstawowe zasady planowania sieci radiowej 91

8.2.2. Kontrola pokrycia radiowego 96

8.2.3. Ocena jakości sieci radiowej 105

8.2.4. Dostępność usług (Accessability) 108

8.2.5. Monitorowanie ciągłości usługi (Retainability) 111

8.2.6. Dostępność zasobów sieci radiowej 115

8.2.7. Jakość transmisji pakietowej 117

8.3. Metody zapewnienia ciągłości działania systemu GSM-R 118

8.3.1. Analiza metod zapewnienia dostępności 118

8.3.2. Metoda szacowania dostępności sieci GSM-R 124

9. Analiza i ocena dostępności systemu GSM-R na przykładzie ERTMS 137

9.1. Analiza wymagań dotyczących bezpieczeństwa działania systemu 137

9.2. Ocena dostępności systemu GSM-R na przykładzie ERTMS 139

10. Wybrane aspekty bezpieczeństwa fizycznego i środowiskowego systemu GSM-R 145

10.1. Bezpieczeństwo fizyczne systemu cyfrowej radiołączności kolejowej 145

10.2. Zagadnienia kompatybilności elektromagnetycznej w systemach cyfrowej radiołączności kolejowej 153

10.3. Analiza zakłóceń odbiorników sieci GSM-R 168

11. Metody administracyjno-organizacyjne zapewnienia bezpieczeństwa transmisji informacji w sieci GSM-R 175

12. Zakończenie 181

Literatura 185

Wykaz ważniejszych symboli i skrótów 195

  • Title: Bezpieczeństwo transmisji informacji w sieci cyfrowej radiołączności kolejowej
  • Author: Mirosław Siergiejczyk
  • ISBN: 978-83-781-4984-2, 9788378149842
  • Date of issue: 2020-09-11
  • Format: Ebook
  • Item ID: e_1r0o
  • Publisher: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej