摘要：国家基础设施城市轨道交通的安全运行对国家安全、社会稳定具有重大的影响。近几年来安全事件的频繁发生，使得城市轨道交通安全问题备受关注，其信息系统所面临的安全问题也日益突现。依据城市轨道交通的运行现状，结合信号系统的特性，对国家基础设施城市轨道交通信号系统的脆弱性、安全威胁和风险点进行了分析，最后提出了相应的对策建议。
关键词：城市轨道交通；信号系统；安全问题；对策建议
引言
随着城市现代化进程的明显加快，城市规模不断扩大，国内城市对轨道交通系统的需求也越来越大，目前已进入了高峰时期。与传统的固定闭塞、准移动闭塞相比，基于无线通信的移动闭塞CBTC信号系统是实现城市轨道交通高速度、高密度和小编组的最终解决方案，并得到了广泛的应用。然而，随着城市轨道交通建设步伐的加快，城市轨道交通安全事件频繁发生，城市轨道交通信号系统所面临的安全问题日益凸显。
1国内地铁信号系统技术方案现状
在通信信号系统领域，地铁信号系统主要依赖进口，由于我国国内企业缺乏自主知识产权，因而在地铁项目中国内企业通常需要与外资公司合作共同投标，例如：法国阿尔斯通、德国西门子集团、法国泰雷兹、加拿大庞巴迪公司和英国西屋公司等。在统计的62条线路中，采用卡斯柯-阿尔斯通方案的有17条线路，采用西门子方案的有19条线路，采用自仪-泰雷兹方案的有9条线路。目前代表信号系统发展方向的为移动闭塞制式，移动闭塞制式中的ATP/ATO设备供应商主要有卡斯柯-阿尔斯通的Urbalis888、自仪-泰雷兹的SekTracS40、西门子的TrainGuardMT和交控科技的LCF-300等。
2轨道交通脆弱性分析
2.1平台脆弱性
平台脆弱性包括平台硬件脆弱性、平台软件脆弱性和平台配置漏洞。其中，平台硬件脆弱性是指硬件设备由国外提供，有恶意植入问题。平台软件脆弱性主要有运维依赖国外，软件恶意后门，为了满足远程数据调试、信息收集的常规技术后门3个方面。平台配置问题包括访问控制策略不合理、口令策略不恰当、补丁更新不及时、使用默认配置、开启不必要的服务、未安装恶意防护软件和更新不及时等。
2.2网络的脆弱性
网络的脆弱性主要体现在以下几个方面。
2.2.1信号系统网络架构不合理，未划分安全域
生产系统所处网络未划分安全域，缺乏安全隔离和防护设备。例如：各种生产系统之间仅通过VLAN的划分形式，未采用防火墙等安全设备进行逻辑隔离。一旦某台终端违规外联、感染病毒，或者发起网络攻击，将会造成网络大面积服务中断，并且无法快速地定位攻击源和感染源，从而引起地铁长时间无法正常运营。
2.2.2网络传输采用标准协议，对数据、用户和设备的验证不充分
在系统设计初期，缺少网络安全防护设计，大量使用明码传输，极易被破译和伪造。虽然目前安全意识已提高，但仍存在客户端与接入点之间的验证不充分、数据保护不够等问题。2012年4月对某市地铁10号线的扫描检测发现，轨旁AP隐蔽性差，安全性低，例如：广播SSID未采用任何加密机制和任何接入认证机制，对接入终端未做限制，攻击者可通过利用这些安全性较低的AP，直接接入到无线网络中，对其进行恶意攻击；而对某市地铁4号线的检测发现，其机车驾驶室车顶信号AP使用了WEP的加密方式，该加密方式极易被破解。攻击者可利用破解后的WEP密钥接入到无线系统中，对4号线机车正常运营构成严重的安全威胁。
2.2.3无线通信易被物理干扰
CBTC模式下的轨旁AP信标及点式固定闭塞模式下的LEU应答器在与列车通信时均采用开放的无线通讯方式，所以传输的信号很容易被干扰。假如遭到干扰就会导致ATP轨旁系统无法获得列车传递的信息，ATP系统将无法正常工作，最终影响地铁正常运营。
2.2.4工业领域的通信设备为非自主可控产品
工业领域的交换机、路由器多数为国外品牌，存在较大的安全隐患。此外，持续外包国外服务的可靠性、安全性也难以保证。
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2.3管理脆弱性
管理脆弱性主要体现在以下几个方面。
2.3.1安全政策规范欠缺，安全意识薄弱
城市轨道交通领域安全管理有待提高。通过访谈了解到，大部分地铁在信息安全管理方面，体系架构尚未考虑信息安全问题，同时也缺乏从设计、开发、运营和维护等各个环节的信息安全规范准则。员工对安全的理解还主要停留在传统的行车安全方面，针对信息安全风险防范、安全意识等方面有待进一步地加强。
2.3.2生产系统服务器未及时更新升级补丁
部分服务器已发现存在远程认证绕过、缓冲区溢出和conficker蠕虫等高危漏洞，没有及时更新，存在恶意人员利用这些已有的高危漏洞访问、甚至破坏系统的危险。
2.3.3生产系统终端管理不完善
部分终端未安装杀毒软件或者未及时升级，未对USB接口进行封锁，发现USB违规使用的痕迹。若USB设备带入病毒，则可能大面积感染整个系统设备，导致整个系统无法正常运营。其次，还存在终端安装了非正常工作需要的软件，用户名和口令张贴于显示器等问题。
3安全威胁与风险点分析
3.1当前不可抗拒的风险
3.1.1关键设备软硬件的非常规后门。信号系统关键软硬件设备是国外产品，国外生产厂掌握其核心技术，存在非常规后门的风险。然而国内尚无完善的检测手段对关键设备软硬件的后门进行检测，当出现国与国对抗时，此类风险将是轨道交通行业最大的风险[1]。
3.1.2关键设备的运维风险。目前在系统维护等方面也严重依赖国外厂商，几乎无自主维护能力，而国外持续外包服务的可靠性难以保证，若国外厂商停止服务，将导致设备无法更新和维护。
3.2可规避但需付出较大代价的风险
3.2.1安全体系设计风险。在设计轨道交通的过程中，尚未充分地考虑信息安全的问题，缺乏设计、开发、运营和维护等各个环节的信息安全规范准则[2]。可通过标准制定、政策扶持等手段，引导设计方、技术方案开发商加强产品的安全设计开发。
3.2.2平台软硬件自身的漏洞。随着技术的发展，软硬件平台自身的漏洞日益浮现，应致力于已建成的平台软硬件漏洞挖掘，及时打补丁升级，或增加安全设备来提升其安全可用性[3]。
3.2.3常规技术后门的风险。针对轨道交通各系统存在技术后门的问题，可以从管理上做出要求，在验收时要求删除生产过程中用于调试的功能，杜绝常规技术后门的存在。d）网络防护。可通过加装网络安全装置，更改网络配置，提高网络管理水平等来实现[4]。
3.3立即可规避的风险
通过常规风险评估检测出来的风险，大部分都属于立即可规避的风险，例如：平台配置漏洞、管理漏洞等。此类风险可通过加强系统、应用和网络上的防护水平，提升管理要求，落实管理制度等方式来进行规避。
结束语
城市轨道交通的安全运行对国家安全、社会稳定有着重大的影响，安全事件的频繁出现，使得安全问题引起了人们的广泛关注，急需解决。国家、行业和建设运营单位应加大这方面的研究，制定新政策、新规范，加大专项资金投入，解决城市轨道交通安全问题，保障运行安全。
参考文献：
[1]侯多林.浅析轨道交通信号系统可靠性与安全性[J].城市建设理论研究（电子版），2017（32）：18+28.
[2]张志锋.城市轨道交通信号系统的关键技术分析[J].科技风，2016（02）：22.
[3]胡清凤，施正杰.城市轨道交通信号CBTC系统控制系统分析[J].信息通信，2016（01）：248-249.
[4]郭善彬，王娟.城市轨道交通信号系统探究[J].企业技术开发，2014，33（24）：86-87.
论文作者:毛斌亮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/4
标签：系统论文; 轨道交通论文; 信号论文; 风险论文; 脆弱性论文; 城市论文; 后门论文; 《基层建设》2019年第10期论文;