Bezpieczeństwo transmisji informacji w sieci cyfrowej radiołączności kolejowej

Bezpieczeństwo transmisji informacji w sieci cyfrowej radiołączności kolejowej

rok wydania: 2018
ilość stron: 198
ISBN: 978-83-7814-777-0
format: B5
oprawa: miękka

Opis

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.

Spis treści

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 / 20
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