第45卷第1期2023年1月铁道学报JOUＲNALOFTHECHINAＲAILWAYSOCIETYVol．45No．1January2023文章编号:1001-8360(2023)01-0063-12下一代高速铁路LTE-Ｒ时间同步网协议脆弱性分析陈永，詹芝贤，刘雯(兰州交通大学电子与信息工程学院，甘肃兰州730070)摘要:铁路无线通信系统时间同步网络，是保障行车安全和提高铁路运营效率的重要基础。针对下一代高速铁路LTE-Ｒ自身全IP化架构在使用精确时钟PTP时间同步协议过程中易受到AＲP攻击的问题，提出基于随机Petri网(SPN)的LTE-Ｒ时间同步网协议脆弱性分析方法。建立了AＲP攻击状态下LTE-Ｒ时间同步网协议脆弱性分析SPN模型;通过马尔科夫链同构的方法，得到AＲP攻击下LTE-Ｒ三级时钟节点实施速率与PTP协议同步正常、异常之间的关系曲线;定量得到了影响LTE-Ｒ时间同步网协议脆弱性的关键因素。研究结果为GSM-Ｒ时间同步网络向LTE-Ｒ安全演进提供了一定的理论参考依据。关键词:时间同步;下一代高速铁路无线通信系统;精确时钟协议;随机Petri网;脆弱性分析中图分类号:U285.5;TP393文献标志码:Adoi:10.3969/j．issn．1001-8360.2023.01.008VulnerabilityAnalysisofNext-generationHigh-speedＲailwayLTE-ＲTimeSynchronizationNetworkProtocolCHENYong，ZHANZhixian，LIUWen(SchoolofElectronicandInformationEngineering，LanzhouJiaotongUniversity，Lanzhou730070，China)Abstract:Thetimesynchronizationnetworkoftherailwaywirelesscommunicationsystemisanimportantfoundationtoensurethesafetyoftrainsandimprovingtheefficiencyofrailwayoperations．Inresponsetotheproblemthattheall-IParchitectureofthenext-generationhigh-speedrailwayLTE-ＲisvulnerabletoAＲPattackswhenusingthePTPtimesyn-chronizationprotocol，thispaperproposedavulnerabilityanalysismethodfortheLTE-ＲtimesynchronizationnetworkprotocolbasedonstochasticPetrinet(SPN)．TheSPNmodelofLTE-Ｒtimesynchronizationnetworkprotocolvulnera-bilityanalysisunderAＲPattackwasestablished．ThroughthemethodofMarkovchainisomorphism，therelationshipcurvebetweentheimplementationrateoftheLTE-Ｒthree-levelclocknodeandnormalandabnormalPTPprotocolsyn-chronizationunderAＲPattackwasobtained．ThekeyfactorsaffectingthevulnerabilityoftheLTE-Ｒtimesynchroniza-tionnetworkprotocolwerequantitativelyobtained．Therese...
