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在现代化武器系统中使用现场总线系统作为数据传输的通道是实现各类复杂武器系统信息化的主要手段,而近几年针对工业控制系统的攻击技术迅速发展,现场总线系统的信息安全面临越来越严峻的威胁。目前在我国武器系统中应用最为广泛的MIL-STD-1553B总线自身并没有任何信息安全方面的防护机制,可能会给设备的安全可控留下隐患。 本文在分析了1553B总线协议的基础上,运用信息安全的CIA三原则对总线协议中可能存在的安全性漏洞进行了分析,并搭建总线测试环境,采用冒充合法节点、特权获取、干扰等手段,对总线实施攻击与监听,对总线系统的安全脆弱性进行验证并做出分析。然后针对总线安全性的脆弱环节,选择为1553B协议增加认证与加密相关内容用以增强总线的安全性;提出了基于原有IP核使用FPGA器件实现的1553B总线控制器硬件设计方案,选择使用流密码作为加密算法,完成了总线控制器(BC)、远程终端(RT)、总线监视器(BM)、数据发送接收模块、编解码器等模块的设计。最后搭建软硬件测试环境,使用VCS仿真软件与FPGA原型验证这两种方式对设计的完整性、有效性、实时性等方面与新设计安全性方面的提升做出测试,验证了设计的可用性并证明了总线上传输的数据不再会被轻易获取、冒充,安全性得到有效提升。 本文的研究为研制应用于实际武器系统的安全1553B总线控制设备奠定了的基础,具备一定的实际价值和借鉴作用。