王振華

（1.北京全路通信信號研究設(shè)計院集團有限公司，北京 100070 2．北京市高速鐵路運行控制系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，北京 100070）

1 概述

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)更多應(yīng)用到各個行業(yè)領(lǐng)域，在人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)活動中承擔(dān)更重要作用。近年來，網(wǎng)絡(luò)安全事件頻繁發(fā)生，網(wǎng)絡(luò)安全問題也得到越來越多的關(guān)注。美國、日本等國家已把網(wǎng)絡(luò)與信息安全作為國家戰(zhàn)略，我國也先后發(fā)布《中華人民共和國計算機信息系統(tǒng)安全保護條例》和國務(wù)院令147號等信息安全相關(guān)法律。2017年，國家正式頒布《網(wǎng)絡(luò)安全法》，更是將網(wǎng)絡(luò)安全提高到國家戰(zhàn)略層面的高度。

鐵路行業(yè)作為國家重要的基礎(chǔ)設(shè)施，承擔(dān)國家經(jīng)濟發(fā)展和人民出行安全的重要責(zé)任。鐵路通信網(wǎng)絡(luò)在信息化和計算機技術(shù)方面的應(yīng)用走在鐵路各專業(yè)的前列，因此鐵路通信網(wǎng)絡(luò)安全防御也面臨著更大的威脅和挑戰(zhàn)。為更好的應(yīng)對威脅和挑戰(zhàn)、保障網(wǎng)絡(luò)的安全運行，應(yīng)建立科學(xué)、合理的鐵路通信網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)化體系，并以此來指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)安全的標(biāo)準(zhǔn)化工作，為網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)的研究、制定提供依據(jù)。

2 國際安全標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

目前，世界上與網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)化有關(guān)的主要組織包括:國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）、國際電工委員會（IEC）、國際電信聯(lián)盟（ITU）和互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）等。

2.1 ISO和IEC安全標(biāo)準(zhǔn)

ISO和IEC聯(lián)合成立了信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會（JTC1）下屬的安全技術(shù)分委員會（SC27），負責(zé)開展信息安全標(biāo)準(zhǔn)的研制工作。

安全技術(shù)分委員會的組織架構(gòu)如圖1所示。

圖1 安全技術(shù)分委員會（SC27）的組織架構(gòu)圖Fig.1 Organization chart of Subcommittee （SC 27）， IT Security techniques

近年來，該分技術(shù)委員會在正在制定或已經(jīng)制定的標(biāo)準(zhǔn)中，更多的關(guān)注信息安全專業(yè)人員能力、密碼算法、云安全、身份證明等方面的內(nèi)容。

2.2 ITU安全標(biāo)準(zhǔn)

ITU是主管信息通信技術(shù)事物的聯(lián)合國機構(gòu)，下設(shè)電信標(biāo)準(zhǔn)化部門（ITU-T）、無線電通信部門（ITU-R）和電信發(fā)展部門（ITU-D）。

ITU-T是ITU中專門負責(zé)制定電信標(biāo)準(zhǔn)的分支機構(gòu)，其中ITU-T第17研究組是專門進行網(wǎng)絡(luò)與信息安全的標(biāo)準(zhǔn)研究組。第17研究組的組織架構(gòu)如圖2所示。

ITU-T已經(jīng)發(fā)布多項網(wǎng)絡(luò)與信息安全方面的標(biāo)準(zhǔn)。從標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)上主要涉及到以下系列標(biāo)準(zhǔn):E-系列標(biāo)準(zhǔn)（電信網(wǎng)絡(luò)及組織）、G-系列標(biāo)準(zhǔn)（光傳送系統(tǒng)）、H-系列標(biāo)準(zhǔn)（音視頻和多媒體系統(tǒng)）、J-系列標(biāo)準(zhǔn)（電視和線纜通信）、K-系列標(biāo)準(zhǔn)（電流/電壓安全限制、EMC、抵抗力）、M-系列標(biāo)準(zhǔn)（網(wǎng)絡(luò)管理）、T-系列標(biāo)準(zhǔn)（遠程信息業(yè)務(wù)終端），X-系列標(biāo)準(zhǔn)（數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、開放系統(tǒng)通信和安全）和Y-系列標(biāo)準(zhǔn)（全球信息架構(gòu)、互聯(lián)網(wǎng)和下一代網(wǎng)絡(luò)）等。

圖2 ITU-T第17研究組的組織架構(gòu)圖Fig.2 Organization chart of ITU-T Study Group 17

2.3 IETF安全標(biāo)準(zhǔn)

IETF是松散、自律、志愿的民間學(xué)術(shù)組織，主要任務(wù)是負責(zé)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā)和制定，是國際互聯(lián)網(wǎng)業(yè)界具有一定權(quán)威的網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)研究團體。

其中，安全研究領(lǐng)域（sec-Security Area）主要負責(zé)研究IP網(wǎng)絡(luò)中的授權(quán)、認證、審計等與私密性保護有關(guān)的協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)。由于互聯(lián)網(wǎng)的安全性越來越受到人們的重視，因此這個領(lǐng)域也成為IETF中最為活躍的研究領(lǐng)域之一。

這個研究領(lǐng)域的工作組包括:BTNS（Better-Than-Nothing Security）、域密鑰標(biāo)識郵件（DKIM）、EAP方法改進（EMU）等17個工作組。

3 國家及行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

3.1 國家安全標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

全國信息安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會是我國專門從事信息安全標(biāo)準(zhǔn)化的工作組織，委員會下設(shè)7個工作組，主要負責(zé)信息安全技術(shù)、安全機制、安全管理、安全評估等領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作，目前已形成較為完備的安全標(biāo)準(zhǔn)框架。

國家信息安全標(biāo)準(zhǔn)框架構(gòu)成如圖3所示。

基礎(chǔ)類標(biāo)準(zhǔn)主要包括:安全詞匯、術(shù)語，開放系統(tǒng)互連中基本參考模型的安全體系結(jié)構(gòu)等標(biāo)準(zhǔn)。

圖3 國家信息安全標(biāo)準(zhǔn)框架構(gòu)成圖Fig.3 Composition diagram of national information security standards framework

技術(shù)與機制類標(biāo)準(zhǔn)主要包括:帶附錄的數(shù)字簽名、實體鑒別、抗抵賴、公鑰基礎(chǔ)設(shè)施、授權(quán)與鑒別、開放系統(tǒng)互連的系統(tǒng)管理，計算機場地和可信計算規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)。

信息安全管理類標(biāo)準(zhǔn)主要包括:安全保護等級劃分準(zhǔn)則、安全管理指南、安全管理體系要求，風(fēng)險評估規(guī)范和IT網(wǎng)絡(luò)安全等標(biāo)準(zhǔn)。

信息安全評測類標(biāo)準(zhǔn)主要包括:安全保護等級劃分準(zhǔn)則、安全性評估準(zhǔn)則、安全保障評估框架、安全性評估方法、各類設(shè)備的安全技術(shù)要求和測評方法，各類系統(tǒng)的安全技術(shù)要求和保障評估準(zhǔn)則等標(biāo)準(zhǔn)。

通信安全類標(biāo)準(zhǔn)主要包括:IP認證頭（AH）等標(biāo)準(zhǔn)。

密碼技術(shù)類標(biāo)準(zhǔn)主要包括:各類密碼算法、散列函數(shù)，消息鑒別碼的規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)。

保密技術(shù)類標(biāo)準(zhǔn)主要包括:涉及保密部門、保密通信、涉密信息等保密標(biāo)準(zhǔn)。

全國信息安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會制定的這些標(biāo)準(zhǔn)，基本形成我國信息安全的標(biāo)準(zhǔn)體系，為我國信息安全保障體系建設(shè)提供強有力的支撐。

3.2 通信行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

中國通信標(biāo)準(zhǔn)化委員會（CCSA）網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)工作委員會（TC8）負責(zé)人組織開展通信行業(yè)網(wǎng)絡(luò)與信息安全標(biāo)準(zhǔn)化工作，目前已經(jīng)發(fā)布大量的標(biāo)準(zhǔn)，基本涵蓋網(wǎng)絡(luò)和信息安全領(lǐng)域的各個方面，形成完備的標(biāo)準(zhǔn)體系。

通信行業(yè)信息安全標(biāo)準(zhǔn)框架構(gòu)成如圖4所示。

基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)主要包括:通信安全防護名詞術(shù)語、移動通信網(wǎng)安全術(shù)語集；各種網(wǎng)絡(luò)的安全框架和架構(gòu)；等級保護的技術(shù)要求和檢測要求等標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要包括:各種網(wǎng)絡(luò)的物理環(huán)境安全等級保護技術(shù)要求及檢測要求、各種網(wǎng)絡(luò)的安全技術(shù)要求和安全防護要求、各種業(yè)務(wù)應(yīng)用的安全技術(shù)要求和安全防護要求、各種終端與設(shè)備的安全技術(shù)要求和測試方法。

圖4 通信行業(yè)信息安全標(biāo)準(zhǔn)框架構(gòu)成圖Fig.4 Composition diagram of information security standards framework in communication industry

管理標(biāo)準(zhǔn)主要包括:網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)急處理小組建設(shè)指南、應(yīng)急與災(zāi)備相關(guān)技術(shù)要求；各種網(wǎng)絡(luò)、通信機房和鋼塔桅等安全管理運行要求。

網(wǎng)絡(luò)信任標(biāo)準(zhǔn)主要包括:認證、授權(quán)、數(shù)字證書，計費等相關(guān)技術(shù)要求。

測評標(biāo)準(zhǔn)主要包括:各種系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、接口、硬件等的安全分析評估方法；各種系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、中心的安全防護檢測要求；各種系統(tǒng)、設(shè)備的安全測試方法。

加密和密碼技術(shù)類標(biāo)準(zhǔn)主要包括:視聽業(yè)務(wù)的保密系統(tǒng)，通信存儲介質(zhì)（SSD）加密安全技術(shù)要求，擴展消息與表示協(xié)議（XMPP）端到端的簽名與對象加密，多應(yīng)用eID載體商用密碼算法接口技術(shù)要求。

服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)主要包括:網(wǎng)絡(luò)與信息安全服務(wù)資質(zhì)評估準(zhǔn)則、網(wǎng)絡(luò)與信息安全應(yīng)急處理服務(wù)資質(zhì)評估方法、移動通信差異化安全服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)與信息安全風(fēng)險評估服務(wù)能力評估方法和電信信息服務(wù)的安全準(zhǔn)則。

3.3 國家電子政務(wù)外網(wǎng)安全標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

國家電子政務(wù)外網(wǎng)安全標(biāo)準(zhǔn)主要由國家電子政務(wù)外網(wǎng)管理中心發(fā)布。

該中心在適用性、綜合性、先進性和開放性的原則下，建立了適用于政務(wù)外網(wǎng)建設(shè)、管理與應(yīng)用需求的標(biāo)準(zhǔn)體系。

國家電子政務(wù)外網(wǎng)安全標(biāo)準(zhǔn)框架構(gòu)成如圖5所示。

4 鐵路通信網(wǎng)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架

鐵路通信網(wǎng)的安全問題得到越來越多的關(guān)注，近年來，中國鐵路總公司相關(guān)部門也頒布了一些要求和規(guī)范，例如《鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)安全防護基本配置要求》運電通信函[2016]123號、《鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)管理系統(tǒng)功能需求暫行規(guī)范》鐵總運[2015]204號等，但這些要求和規(guī)范僅對鐵路通信網(wǎng)某一特定部分（如數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)管）的安全進行規(guī)定，尚未建立系統(tǒng)完備的標(biāo)準(zhǔn)體系框架及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范鐵路通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全。

4.1 鐵路通信網(wǎng)安全需求

根據(jù)鐵路通信網(wǎng)目前的發(fā)展情況，鐵路通信網(wǎng)包括:

1）傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)等承載網(wǎng)；

2）GSM-R系統(tǒng)；

3）有線調(diào)度通信網(wǎng)、會議電視，鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)和專用應(yīng)急通信等業(yè)務(wù)網(wǎng)；

4）同步網(wǎng)、綜合網(wǎng)絡(luò)管理等支撐網(wǎng)。

其中，承載網(wǎng)主要為鐵路運輸生產(chǎn)和經(jīng)營管理等信息系統(tǒng)提供承載，為信息傳遞提供大容量的長途通路，并為鐵路系統(tǒng)各專業(yè)提供數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。GSM-R系統(tǒng)主要提供列車運行控制信息、行車指揮信息、行車安全信息、監(jiān)測檢測信息，運營管理信息傳送等數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)；業(yè)務(wù)網(wǎng)主要提供鐵路調(diào)度電話業(yè)務(wù)、視頻會議、視頻監(jiān)控，應(yīng)急通信等具體業(yè)務(wù)；支撐網(wǎng)主要負責(zé)鐵路頻率及時間同步以及通信系統(tǒng)的日常維護管理、故障處理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等工作。

圖5 國家電子政務(wù)外網(wǎng)信息安全標(biāo)準(zhǔn)框架構(gòu)成圖Fig.5 Composition diagram of information security standards framework of national E-government network

根據(jù)鐵路通信網(wǎng)各網(wǎng)絡(luò)不同的功能需求，對網(wǎng)絡(luò)安全的要求也不同。要保障鐵路通信網(wǎng)的正常運行，承載網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)及支撐網(wǎng)均要求安全可靠，需對不同的網(wǎng)絡(luò)分別建立特有的安全標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架建立原則

研究鐵路通信網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的目的，是通過確立標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)，明確鐵路通信網(wǎng)絡(luò)安全涵蓋的范圍，規(guī)劃、梳理鐵路通信網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)的工作內(nèi)容，指導(dǎo)未來鐵路通信網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)化工作。

通信網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)的建立應(yīng)遵循以下原則:

1）規(guī)范性:符合標(biāo)準(zhǔn)化工作的原則和規(guī)范；

2）全面性:覆蓋鐵路通信網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)的各個方面；

3）開放性:可根據(jù)技術(shù)、應(yīng)用等的發(fā)展需要進行更新、完善；

4）先進性:適應(yīng)未來通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，滿足鐵路先進技術(shù)應(yīng)用的需求。

4.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架

在借鑒國家、通信行業(yè)和電子政務(wù)外網(wǎng)安全標(biāo)準(zhǔn)體系框架的基礎(chǔ)上，考慮鐵路通信網(wǎng)安全的需求及標(biāo)準(zhǔn)的不同屬性，本文提出一個鐵路通信網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)體系框架的建議，從以下兩個維度展開，如圖6所示。

圖6 通信網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)Fig.6 Communication network security standards architecture

1）標(biāo)準(zhǔn)研究對象

標(biāo)準(zhǔn)研究對象維度遵循了通信網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)的一般層次劃分方式，可細分為業(yè)務(wù)應(yīng)用安全標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)/系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備及終端安全標(biāo)準(zhǔn)和物理安全標(biāo)準(zhǔn)。

業(yè)務(wù)應(yīng)用安全指按《鐵路通信業(yè)務(wù)分類》（TB/T3130-2017）標(biāo)準(zhǔn)考慮的通信業(yè)務(wù)的安全。

網(wǎng)絡(luò)/系統(tǒng)安全包括移動網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、傳輸網(wǎng)，移動通信、調(diào)度通信、鐵路綜合網(wǎng)管、鐵路綜合視頻監(jiān)控等網(wǎng)絡(luò)/系統(tǒng)的安全。

設(shè)備安全包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及安全專用設(shè)備的安全，終端安全包括固定終端、移動終端的安全。

物理安全包括物理位置選擇、物理訪問控制、防盜竊和防破壞、防雷擊、防火、防水和防潮、防靜電、溫濕度控制、電力供應(yīng)、電磁防護。

2）標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容

標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容結(jié)合通信網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的分類，將通信網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)分為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、測評標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)信任標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)。

基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)是通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化體系中所需要用到的最基本標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，包括安全術(shù)語、體系結(jié)構(gòu)、框架，等級保護等。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)指應(yīng)用于通信系統(tǒng)的具體安全標(biāo)準(zhǔn)，包括物理安全、設(shè)備及終端、網(wǎng)絡(luò)/系統(tǒng)、業(yè)務(wù)應(yīng)用，加密以及可信計算等。

測評標(biāo)準(zhǔn)是對通信網(wǎng)絡(luò)/系統(tǒng)、設(shè)備及安全產(chǎn)品等的安全水平進行評定的標(biāo)準(zhǔn)，包括等級保護、評估、物理環(huán)境、設(shè)備及終端，網(wǎng)絡(luò)/系統(tǒng)和業(yè)務(wù)應(yīng)用測評等內(nèi)容。

網(wǎng)絡(luò)信任標(biāo)準(zhǔn)是對身份進行認證，對權(quán)限進行授權(quán)限定等，包括標(biāo)識與鑒別、授權(quán)與訪問控制，認證等。

管理標(biāo)準(zhǔn)指對通信技術(shù)安全性進行管理的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，包括實體管理、安全檢查、應(yīng)急與災(zāi)備，運維安全管理等。

以標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容為基礎(chǔ)，在每一類標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容基礎(chǔ)上，考慮標(biāo)準(zhǔn)研究對象，形成一個標(biāo)準(zhǔn)體系框架建議，如圖7所示。

圖7 通信網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)體系框架建議Fig.7 Recommendation for communication network security standards framework

5 結(jié)束語

建立適合于鐵路通信網(wǎng)安全的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架，是維護鐵路通信網(wǎng)安全、保障網(wǎng)絡(luò)健康發(fā)展的基礎(chǔ)。本文從標(biāo)準(zhǔn)研究對象和標(biāo)準(zhǔn)維度兩個方面提出一個通信網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架的建議。隨著通信信息技術(shù)及應(yīng)用的發(fā)展，鐵路通信網(wǎng)安全的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架也將不斷補充和完善。

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