城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)SPL定級(jí)方法應(yīng)用研究

李佩佩， 陳陽懷， 戴明

（1長(zhǎng)安大學(xué)電子與控制工程學(xué)院陜西西安710064，2中國(guó)交通通信信息中心北京100010）

城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)SPL定級(jí)方法應(yīng)用研究

李佩佩1， 陳陽懷2， 戴明2

（1長(zhǎng)安大學(xué)電子與控制工程學(xué)院陜西西安710064，2中國(guó)交通通信信息中心北京100010）

根據(jù)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的等級(jí)保護(hù)難以落實(shí)等問題，分析城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和關(guān)鏈業(yè)務(wù)路徑特性，建立了SPL的信息安全等級(jí)保護(hù)定級(jí)方法。該方法首先基于關(guān)鏈業(yè)務(wù)路徑影響強(qiáng)度將城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)進(jìn)行分解，進(jìn)一步參照GB/T 22240《信息系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)定級(jí)指南》安全級(jí)別，通過SPL計(jì)算方法實(shí)現(xiàn)對(duì)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)等級(jí)保護(hù)差異化定級(jí)。從而為城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)適度安全保護(hù)提供基礎(chǔ)。

城市軌道交通信息安全等級(jí)保護(hù)SPL定級(jí)

0 引言

現(xiàn)代城市建設(shè)發(fā)展，離不開城市軌道交通的支撐。2015年全國(guó)28個(gè)城市擁有近100條地鐵線路，運(yùn)行里程4000公里以上，城市軌道交通建設(shè)呈高增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。隨著網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及工業(yè)設(shè)備遭受ATP攻擊、DDoS攻擊、后門利用和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽日趨激烈，城市軌道網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)安全事件頻出，其風(fēng)險(xiǎn)防控工作備受關(guān)注。在國(guó)外，美國(guó)、德國(guó)、日本、法國(guó)等國(guó)家均將交通運(yùn)輸行業(yè)列為國(guó)家關(guān)鏈基礎(chǔ)設(shè)施［1］，高度重視城市軌道交通公共安全和應(yīng)急響應(yīng)規(guī)劃工作。在我國(guó)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)方面，存在系統(tǒng)梳理難、安全定級(jí)難、安全保護(hù)難等問題，從而信息安全隱愚突出，為公共秩序和公共安全構(gòu)成極大威脅。在城市化快速發(fā)展的今天，城市軌道交通建設(shè)已成為城市化建設(shè)的基礎(chǔ)工作，如何合理確定城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的安全保護(hù)等級(jí)并有針對(duì)性地開展保護(hù)工作，對(duì)促進(jìn)軌道交通安全運(yùn)行，維護(hù)公共秩序和公共安全具有重大作用。

1 現(xiàn)狀分析

城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)屬于國(guó)家關(guān)鏈信息基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)（CIIP）范圍，涉及到交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施、交通運(yùn)輸工具、交通運(yùn)輸?shù)墓芾砼c服務(wù)活動(dòng)，以及以人為核心的交通運(yùn)輸主體。網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)是交通運(yùn)輸要素相互聯(lián)系和相互作用的信息化載體，涉及物理范圍廣、業(yè)務(wù)領(lǐng)域多、運(yùn)行管理流程復(fù)雜，缺乏對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鏈性的定義和進(jìn)一步分解［2］。從而，從業(yè)務(wù)影響的角度決定了城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)在信息安全保護(hù)等級(jí)界定方面的復(fù)雜性問題。同時(shí)，城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，邊界不宜確定，規(guī)模較為龐大。等級(jí)保護(hù)級(jí)別是信息系統(tǒng)的客觀屬性，同時(shí)傳統(tǒng)的安全級(jí)別與業(yè)務(wù)影響程度并沒有建立直接的關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而在等級(jí)保護(hù)定級(jí)的要素中，明確分析和確定城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的安全保護(hù)等級(jí)具有一定的難度。因此，確定城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的安全等級(jí)保護(hù)級(jí)別成為影響城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)開展安全等級(jí)保護(hù)工作的一項(xiàng)重要問題。

2 茅統(tǒng)分析

2.1 業(yè)務(wù)分析

城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的安全等級(jí)保護(hù)定級(jí)是以業(yè)務(wù)的社會(huì)影響為基礎(chǔ)。城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)是服務(wù)于軌道交通旅客運(yùn)輸業(yè)務(wù)的關(guān)鏈信息基礎(chǔ)設(shè)施（CII）。軌道交通旅客運(yùn)輸業(yè)務(wù)總體分解為主線業(yè)務(wù)、基礎(chǔ)支撐業(yè)務(wù)和相關(guān)配套業(yè)務(wù)，具體分解如圖1所示。

圖1 城市軌道交通業(yè)務(wù)分解示意圖

2.2 系統(tǒng)分析

城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，從物理基礎(chǔ)上確保各支撐平臺(tái)及應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)運(yùn)行，為各種應(yīng)用提供良好的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)［3］，該系統(tǒng)本質(zhì)上是圍繞城市軌道交通主線業(yè)務(wù)為中心的一組網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)。

（1）主線業(yè)務(wù)系統(tǒng)

主線業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)包括：發(fā)卡充值與售票系統(tǒng)、人員進(jìn)出站通行控制系統(tǒng)、安檢系統(tǒng)、車輛監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)、ATC與車輛進(jìn)出站控制系統(tǒng)等，這里將主線業(yè)務(wù)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為MBS。

MBS-1.發(fā)卡充值與售票系統(tǒng)：發(fā)卡充值與售票系統(tǒng)為重要的配套業(yè)務(wù)系統(tǒng)，采用C/S結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，并與資金結(jié)算系統(tǒng)、乘車卡回收管理系統(tǒng)，進(jìn)行互聯(lián)，系統(tǒng)采用軌道骨干網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

圖2 軌道交通充值刷卡一體化肉絡(luò)信息系統(tǒng)

BS-2.自動(dòng)刷卡系統(tǒng)：采用C/S結(jié)構(gòu)，由刷卡控制閘機(jī)及后臺(tái)控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。

MBS-3.安檢系統(tǒng)：屬于獨(dú)立封閉系統(tǒng)，由安檢機(jī)和安檢掃描器構(gòu)成，是主線業(yè)務(wù)路徑的一個(gè)環(huán)節(jié)系統(tǒng)。

MBS-4.軌道交通通信網(wǎng)：是城市軌道交通的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，由軌道交通骨干網(wǎng)、軌旁數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、軌旁無線通信網(wǎng)所組成，為車輛自動(dòng)監(jiān)控保護(hù)、車輛調(diào)度提供通信基礎(chǔ)設(shè)施。

圖3 軌道交通信號(hào)通信肉絡(luò)

MBS_5.列車運(yùn)行控制系統(tǒng)：列車進(jìn)出站、監(jiān)控和調(diào)度系統(tǒng)是通過一套完整軌道交通信號(hào)控制網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，核心系統(tǒng)為ATC（Automatic Train Control）系統(tǒng)，包括列車自動(dòng)防護(hù)（ATP，Automatic Train Protection）子系統(tǒng) 列車自動(dòng)監(jiān)控（ATS，Automatic Train Supervision）子系統(tǒng)，列車自動(dòng)運(yùn)行（ATO，Automatic Train Operation）子系統(tǒng)等［4］。

圖4 一種列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

這些系統(tǒng)通過聯(lián)鎖控制器（ILC）、區(qū)域控制器（ZC）共同協(xié)作完成列車的安全運(yùn)行。其中在列車運(yùn)行中，通過車載控制器、速度傳感器、結(jié)合標(biāo)識(shí)器線圈、對(duì)位器線圈和位于軌道中央的靜態(tài)信標(biāo)來計(jì)算和控制列車安全行駛速度。列車按調(diào)度人員設(shè)置的時(shí)刻表，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行、自動(dòng)折返、自動(dòng)調(diào)整停站時(shí)分，以及定位列車在車站的停車控制。

（2）配套業(yè)務(wù)系統(tǒng)

配套業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)包括：廣播系統(tǒng)、電視公告PIS系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，這里將配套業(yè)務(wù)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為SBS。

CBS-1.廣播系統(tǒng)：位于地鐵車站，由廣播中心、通信網(wǎng)絡(luò)和終端組成，用于車站通知，應(yīng)急救援廣播系統(tǒng)為車站廣播的組成部分。

CBS-2：電視公告PIS系統(tǒng)：由電視播控系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)和終端電視共同構(gòu)成，用于節(jié)目信息、列車到站時(shí)間、有關(guān)公告信息的播放。

CBS-3.安防監(jiān)控系統(tǒng)：由安防監(jiān)控中心、通信網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控?cái)z像頭、監(jiān)控屏顯共同組成閉路監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV），用于站臺(tái)秩序和車輛進(jìn)出站輔助管理。

（3）支撐業(yè)務(wù)系統(tǒng)

支撐業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括電力設(shè)施、照明系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、防水防火、防危險(xiǎn)品設(shè)施等構(gòu)成，這里將配套業(yè)務(wù)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為SBS。

SBS-1.電力基礎(chǔ)設(shè)施：機(jī)車、信號(hào)通信網(wǎng)、廣播電視與照明為分別單獨(dú)供電。

SBS-2.環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施：通風(fēng)、防水、防火、防爆球、防危險(xiǎn)化學(xué)品、屏蔽門、出入口標(biāo)識(shí)等設(shè)施。

SBS-3.物理基礎(chǔ)設(shè)施：隧道、橋梁、站臺(tái)、通道、走廊等設(shè)施。

3 差異化SPL定級(jí)思想及原理

3.1 思想描述

差異化定級(jí)是立足于信息安全、信息系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)、社會(huì)功能三位一體的思想方法來實(shí)現(xiàn)，即“Information Security-Business-Society Function，可簡(jiǎn)稱為IS-B-SF思想”。彌補(bǔ)了大型網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)定級(jí)的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)缺失，以及定級(jí)的“一刀切”問題。提升等級(jí)保護(hù)定級(jí)的針對(duì)性和有效性。

3.2 基本原理

差異化SPL定級(jí)分為三個(gè)層級(jí).

1）第一層級(jí)：網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)整體或組成部分受到破壞后對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)承載關(guān)鏈路徑業(yè)務(wù)的影響程度。Business Route Level，簡(jiǎn)稱BRL。

2）第二層級(jí)：關(guān)鏈業(yè)務(wù)受到破壞后對(duì)等級(jí)保護(hù)公民、法人和其他組織合法權(quán)益社會(huì)秩序、公共利益和國(guó)家安全構(gòu)成的侵害及侵害程度。即Classification Protection Level，簡(jiǎn)稱為CPL。

3）第三層級(jí)：網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的安全保護(hù)級(jí)別定義，即Security Protection Level，簡(jiǎn)稱SPL。

根據(jù)三個(gè)層級(jí)的定義和差異化SPL思想，SPL定級(jí)的結(jié)果n得出的原理公式如下：

4 差異化SPL的過程及實(shí)現(xiàn)

4.1 BRL定級(jí)

關(guān)鏈業(yè)務(wù)路徑影響級(jí)定義原理：

BRLn（n為1至5的整數(shù)）：5級(jí)對(duì)關(guān)鏈業(yè)務(wù)影響強(qiáng)度最高，1級(jí)對(duì)關(guān)鏈業(yè)務(wù)影響強(qiáng)度最低。

1）城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)整體安全對(duì)業(yè)務(wù)的影響級(jí)別為：BRL5

2）城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)系統(tǒng)分解后對(duì)業(yè)務(wù)的影響級(jí)別如表1所示。

表1 BRLn定級(jí)表說明

4.2 CPL定級(jí)

表2 CPL定級(jí)原理表

根據(jù)GB/T 22240《信息系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)定級(jí)指南》［5］，對(duì)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)整體定級(jí)，以及進(jìn)行分解定級(jí)，定級(jí)簡(jiǎn)稱CPL。

1）整體安全保護(hù)級(jí)別為：CPL3

2）系統(tǒng)分級(jí)保護(hù)級(jí)別如表3所示。

表3 CPL定級(jí)表說明

4.3 SPLn定級(jí)

根據(jù)差異化SPL定級(jí)思想及原理，城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)各組成系統(tǒng)的安全保護(hù)級(jí)別如表4所示。

表4 SPL定級(jí)表說明

4.4 軌道交通肉絡(luò)信息系統(tǒng)等級(jí)保護(hù)級(jí)別及保護(hù)

通過如上差異化SPL定級(jí)過程及結(jié)果：

1）城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)安全保護(hù)：三級(jí)。

2）根據(jù)SPL定級(jí)分析，按照計(jì)算后SPLn四舍五入法，不同級(jí)別保護(hù)的子系統(tǒng)如表5所示，其中不同子系統(tǒng)之間邊界的保護(hù)界別按照相鄰子系統(tǒng)的最高級(jí)別進(jìn)行防護(hù)。

表5 城市軌道交通肉絡(luò)信息系統(tǒng)保護(hù)級(jí)別統(tǒng)計(jì)

3）SPL定級(jí)合理性分析

由于城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和分解特性，保護(hù)要求是參照GB/T 22239《信息系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)基本要求級(jí)別要求》［6］及其他要求，其中GB/T 22239級(jí)別要求作為基礎(chǔ)參考要求進(jìn)行實(shí)施，但由于場(chǎng)景的具體化，其不屬于絕對(duì)性和強(qiáng)制性要求。其他要求是交通運(yùn)輸行業(yè)軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)特性具體要求，例如物理基礎(chǔ)設(shè)施人員通行通道保護(hù)關(guān)系生命安全，則必須要符合行業(yè)特性。由于交通運(yùn)輸行業(yè)具有曲型的業(yè)務(wù)屬性和業(yè)務(wù)路徑依賴特性，因此電力基礎(chǔ)設(shè)施的安全故障、自動(dòng)刷卡系統(tǒng)故障、物理基礎(chǔ)設(shè)施重大故障，軌道交通通信通信網(wǎng)絡(luò)故障，列車運(yùn)行控制系統(tǒng)故障直接影響軌道交通運(yùn)行業(yè)務(wù)。因此，從城市軌道交通信息系統(tǒng)SPL定級(jí)上看，符合信息安全服務(wù)于行業(yè)業(yè)務(wù)特性的要求，同時(shí)也符合等級(jí)保護(hù)定級(jí)的要求，總體上彌補(bǔ)了網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)定級(jí)到業(yè)務(wù)影響定級(jí)的連接關(guān)系的缺陷，對(duì)推進(jìn)等級(jí)保護(hù)的定級(jí)具有合理性價(jià)值。

5 結(jié)語

城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)是國(guó)家關(guān)鏈信息基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)（CIIP）的主要組成部分，是大型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的一種體現(xiàn)，其在安全等級(jí)保護(hù)過程中，必須要從業(yè)務(wù)影響的角度來考慮安全等級(jí)保護(hù)級(jí)別問題。SPL定級(jí)方法是等級(jí)保護(hù)定級(jí)指南在落地方面的重要補(bǔ)充，是彌補(bǔ)大型網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)安全定級(jí)在業(yè)務(wù)強(qiáng)度要素方面的補(bǔ)充。SPL定級(jí)方法的BRL是信息系統(tǒng)與社會(huì)功能影響之間的紐帶，是GB/T 22240定級(jí)方法CPL到大型網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)差異化定級(jí)補(bǔ)充過程。因此，SPL定級(jí)方法對(duì)推動(dòng)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)定級(jí)和等級(jí)保護(hù)建設(shè)具有重要意義。

［1］ 卿斯?jié)h.關(guān)鏈基礎(chǔ)設(shè)施安全防護(hù)［J］.信息網(wǎng)絡(luò)安全，2015 （02）：01-02.

［2］ 任衛(wèi)紅.分析國(guó)外信息基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鏈性評(píng)價(jià)方法審視我國(guó)等級(jí)保護(hù)定級(jí)工作［J］.信息網(wǎng)絡(luò)安全，2012（03）：92-93.

［3］ 高鵬，李躍，楊一清.探究軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃［J］.網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2014（01）：148-149.

［4］ 白鑫.城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)關(guān)鏈技術(shù)研究［D］.成都：西南交通大學(xué)，2003.

［5］ 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T 22240-2008，信息系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)定級(jí)指南［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008：05-08.

［6］ 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T 22239-2008，信息系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)基本要求［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008：05-07.

［7］ YAO Hong-lei，ZHANG Yan，ZHU Yong-sheng.Research on Railway Classified Security Protection Building Program of High Level Information System［C］//Proceedings of 2012 2nd International Conference on Power and Energy Systems.IACSIT，2012：11.

Application of SPL Grading Method for City Rail Transportation NetWork Information System

LI Pei-pei1，CHEN Yang-huai2，DAI Ming1，2
（1School of Electronic and Control Engineering，Chang＇an University，Xi＇an Shaanxi 710064，China；2China Transport Telecommunications Information Center，Beijing 100010，China）

Due to the impracticable grade protection of city rail transportation network information system，the network information system structure of city-rail transportation and path characteristics of key business are analyzed，and the SPL（Security Protection Level）infosec classified protection grading method is established.Firstly，based on the influential intensity of key business path，the city-rail transportation network information system is decomposed，by further referring to security level of GB/T 22240 Information System Security Classified Protection Rating Guide，and with SPL calculation method，the different classifications of city-rail transportation network information system are realized，thus providing a basis for the moderate security protection of city rail transportation network information system.

city rail transportation，information security，classified protection，SPL grading

TP399

A

1009-8054（2015）10-0114-04

李佩佩（1990—），女，碩士研究生，主要研究方向?yàn)楣I(yè)控制與信息安全；

陳陽懷（1984—），男，碩士，講師，主要研究方向?yàn)樾畔踩叻ㄒ?guī)與標(biāo)準(zhǔn)；

戴 明（1979—），男，博士，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)樾畔踩??！?/p>

2015-05-22