在现代交通运输系统中，铁路一直被视为安全、高效的核心方式之一。然而，随着信息技术的不断发展，铁路系统中的数字化控制设备也逐渐暴露出潜在的网络安全缺陷。最近，美国网络安全机构CISA发布了有关火车制动系统中遥控通信协议存在严重安全漏洞的通报，引起了广泛关注。这一漏洞涉及被称为“End-of-Train”（EoT，车尾设备）和“Head-of-Train”（HoT，车头设备）系统的无线通信，允许黑客通过无线电波控制火车的制动，从而可能导致意外停车、制动失灵甚至脱轨事故。令人震惊的是，这一漏洞早在20年前就已被发现，然而直到最近才真正引发业界和监管机构的重视。 火车的EoT和HoT设备主要用于长距离货运列车的监控和控制。
EoT装置位于列车尾端，负责向车头的HoT发送实时状态信息，同时接收车头的制动指令。通过无线电连接的这种设备设计，初衷是提升列车的运行效率和安全性，取代传统的列车员监控方法。然而，相关协议缺乏有效的认证和加密机制，导致信息传输过程极易被恶意攻击者截获或篡改。 据专家介绍，黑客可利用软件定义无线电设备，向EoT发送伪造的命令包，从而远程操控制动系统。攻击成本相对低廉，所需装备价格不到500美元，且攻击者只需具备一定的协议分析和无线电信号操作技能。这种攻击不仅可以导致火车突然停车，严重干扰铁路运营，还可能诱发制动系统失效，造成安全事故。
更令人担忧的是，这种设备不仅应用于货运列车，许多客运列车同样存在该安全隐患。 该漏洞最早由安全研究员尼尔·史密斯（Neil Smith）于2012年发现，当时他正在从事工业控制系统安全研究，通过与ICS-CERT（国家工业控制系统应急响应组）合作，试图将该漏洞报告给美国铁路协会（AAR）。尽管反复沟通，铁路业界始终未能达成一致意见，主要争论点集中在漏洞影响是否能够现实中被验证。铁路协会希望能够看到漏洞在实际条件下的影响演示，但这因潜在风险太大难以实施。2016年，尼尔·史密斯通过波士顿评论发表文章，公开披露该漏洞却遭铁路行业公开否认，导致双方矛盾升级。 与此同时，另一位研究员埃里克·鲁特（Eric Reuter）于2018年在DEF CON黑客大会上进一步披露了此安全漏洞的技术细节，试图促使业界采取行动。
然而，铁路协会依然没有采取实质性的应对措施。据了解，最早的漏洞报告甚至可以追溯到2005年，说明铁路安全问题一直被忽视。 2024年，随着安全研究员重新提交漏洞报告，联邦网络安全机构介入调查并发布公开安全通告。令业界松一口气的是，CISA确认目前尚未发现该漏洞在实际环境中的攻击案例，但也明确指出漏洞的潜在严重性不容忽视。CISA致力于推动相关行业升级标准协议，促进采用安全设计理念，保障铁路通讯系统的完整性和可靠性。 铁路行业目前正计划于2026年开始对大约七万余台HoT和EoT设备进行升级，以用更安全的新设备替代存在安全隐患的传统硬件。
该过程涉及协议改进、硬件更换以及系统加密技术的引入，力求建立一个更难被恶意攻击者利用的防护体系。 铁路信息化和自动化技术的不断进步无疑提升了运输效率，但其中信息安全缺陷可能带来的脆弱性亦不容忽视。网络攻击已成为影响公共基础设施安全的重要新兴威胁，铁路黑客攻击事件近年已经在多个国家发生。例如，2023年波兰发生的一起黑客利用无线信号下令火车停车的事件，导致20列列车运营中断，警醒了公众和业界关于铁路安全的现实威胁。 专家普遍认为，铁路系统的安全问题不仅仅是技术层面，更涉及标准制定、行业监管及跨部门协作。防御网络攻击需要铁路运营商、设备制造商、标准化组织和政府监管机构的紧密配合。
基于“安全设计”（Secure by Design）原则开发和部署设备，以及采用端到端加密和强认证机制，是防止类似事件发生的关键。 此外，安全研究社区强调需定期开展安全评估和渗透测试，模拟攻击场景及时发现和修复薄弱环节。提升铁路操作人员的安全意识也是必不可少的一环，确保他们能够识别和应对此类新型网络威胁。只有建立起全方位、多层次的安全防护体系，铁路运输才能真正保障乘客和货物的安全。 总结来看，这起火车制动系统的通信协议漏洞事件揭示了铁路行业数字化进程中的安全盲点。二十年来，从首次发现到最终引起行业和监管机构的高度重视，展示了信息安全在传统基础设施领域推广和落实的复杂性。
面对日益严峻的网络安全挑战，铁路领域的安全升级刻不容缓。通过系统性改进和跨界合作，铁路系统才能有效抵御黑客威胁，保障公共交通的稳定运行和国家关键基础设施的安全。
