[发明专利]一种防篡改的铁路静态行车数据封装方法

说明书

本发明公开了一种防篡改的铁路静态行车数据封装方法，在综合考量终端计算能力的基础上，通过对静态行车数据的加密、压缩和封装操作，可以有效防止数据的误修改和人工误操作；抵御数据存储、传输等环节中的非法篡改、数据攻击和非法数据注入等危险；极大提升数据的网络传输效率和终端存储空间利用率；降低数据对网络传输质量的依赖，提升数据可靠性和可用性。

技术领域

本发明涉及铁路行车数据处理技术领域，尤其涉及一种防篡改的铁路静态行车数据封装方法。

背景技术

高速铁路行车调度系统是铁路运输日常组织工作的指挥中枢。无论是前期的仿真测试阶段，上线前的联调联试阶段，还是最终的正式运营阶段，静态行车数据和系统运行参数，包括站场信息、进路信息、现场运输设备信息以及行车调度系统各模块运行优化参数等，都是保证各单元模块有序可靠运行的基础。现有行车数据以明文、利用通用工具直接易读的方式存储和使用，存在极易被误修改、被攻击和篡改以及受网络质量波动导致的数据跳变等安全隐患。部分终端以通用加密算法对数据进行加密转存，但仍无法从根本上解决此类问题。此外，部分数据占用空间较大，对网络传输、本地存储有较高要求，对部分老旧线路系统性能压力较大。设计一种安全、可靠和高效的静态行车数据封装方法，防止人为篡改和攻击以及误修改，兼顾数据空间存储效率、计算效率和存储传输安全效能，对提升行车调度系统数据安全性和可靠性，有极大促进作用。

目前方案中，静态行车数据以明文方式存储于各终端节点，被终端模块直接读取和使用。静态行车数据，主要包括站场基本信息、行车信息、系统运行参数等，以二进制数据流存储于终端设备和流通于网络通道，呈现形式包括文本、位图、数字化语音和图像以及专有协议格式数据等。这些形式中，现场数据以文本方式为主，且以ini、xml、cfg等文本格式进行配置中转。这一方式的优点是使用有意义的字符集或公开编码方式对数据进行明文存储，易于理解，可直接使用通用工具(如系统自带的文本编辑器等)进行人工编辑修改。但是，该方案将导致信息在网络传输和本地存储过程中极易被篡改和攻击，无法保证信息完整性，数据安全性极差；在现场试验、施工和问题检查中，配置文件容易被误修改，且修改后难以被觉察，无法保证预期试验数据和上线运行数据的一致性；网络传输中，行车数据信息容易被泄露，且存在受网络服务质量波动而产生数据跳变等问题；数据以原始方式传输和存储，冗余信息大，网络资源和存储资源消耗大。

此外，目前还存在将对静态行车数据以信息项或文件单元的粒度进行通用加密的方案，该方案消除行车数据易被攻击和误修改的安全隐患的直接方式就是在数据存储和传输过程中，对敏感信息进行部分或整体加密，读取和使用时再进行反向解密。加密技术包括对称式加密和非对称式加密两种，常用算法包括简单字符替换、DES算法、MD5算法、RSA算法等等。但是，部分通用加密算法(例如，字符替换这种简易加密方法)由于算法公开，行车关键数据仍存在被攻击可能；加密技术虽可保证数据安全，但使用终端仍无法第一时间察觉数据在本地存储和网络传输中被修改的情况，影响系统运行效率；加密算法及相关技术多样，导致加解密实现方式多样，系统维护难度增大；加密操作可能导致数据量增大，增加终端存储压力。

发明内容

本发明的目的是提供一种防篡改的铁路静态行车数据封装方法，可以提升铁路数据安全性，可靠性和可用性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种防篡改的铁路静态行车数据封装方法，包括：

将输入的数据转换为静态行车数据，并存储；

对静态行车数据进行遍历，建立静态行车数据的分层多级树形模型；

按照数据的安全等级与数据量大小，对分层多级树形模型中文件节点的数据进行加密、或者压缩、或者加密与压缩处理，并更新分层多级树形模型；

按照协议对更新后的分层多级树形模型进行封装，得到防篡改的压缩加密静态行车数据。