Исследование алгоритмов скремблирования данных
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Вµ МВД России была принята система мониторинга и управления радиосетью (СМУР) "СМУР-ХК100-01" (фото 1), награжденная дипломом лауреата VII Международного форума полицейской и военной техники "Интерполитех-2003" (совместная разработка ГУ НПО "Специальная техника и связь" МВД России и ЗАО "Интер-Вок", абонентское оборудование - ООО "Альтоника"). Данная система построена на встраиваемом в базовое оборудование контроллере (фото 2) и абонентском оборудовании со скремблером 04ХК100-01, в принцип работы которого заложено непараметрическое кодирование речи. Благодаря этому легко решаются проблемы, возникающие при реализации некоторых функций СМУР:
уменьшение дальности связи в закрытом канале по сравнению с открытым каналом (не более 10-15%);
снижение разборчивости речи в "закрытом" режиме не более 1 балла по сравнению с "открытым" режимом, при этом обязательно должна сохраняться индивидуальность звучания речи абонента (в экстремальных ситуациях идентификация абонента часто происходит по голосу);
скрытное включение диспетчером любой радиостанции сети в режим "передача" с целью прослушивания аудиообстановки вокруг абонента.
Для реализация защиты речевой информации в системе "СМУР-ХКЮО-01" применен модифицированный мозаичный алгоритм скремблирования: последовательное смешение фреймов сигнала во временной, частотной и фазовой областях. Для защиты служебной информации, не являющейся государственной тайной, такой алгоритм средней стойкости вполне достаточен.
Новые подходы к зaщите передaчи информaции
Однaко с выходом Постановления "Об утверждении положений о лицензировaнии отдельных видов деятельности, связaнных с шифровaльными (криптографическими) средствами" открылись новые горизонты для использования криптографических алгоритмов защиты речевых сигналов в ведомственных сетях связи.
Использовaние в оперaтивных рaдиосетях решений для специальной связи
Ослaбление лицензионных огрaничений побудило рaзрaботчиков обрaтиться к схемам построения УЗРИ для СМУР, используемых в системах специальной связи (рис. 1).
Примером такого подхода является отечественная цифровая система "Альфа", принятая на снабжение МВД России. Такие радиосистемы передачи служебной информации целесообразно применять только внутри ограниченной территории с системами физической защиты. Примерами использования системы "Альфа" является применение ее внутренними войсками (ВВ) МВД при охране режимных объектов, передачи конфиденциальных цифровых данных между охраняемыми пунктами управления ОВД и ВВ МВД России. В таких системах первая вышеприведенная проблема решается использованием более широкой сетки рабочих частот (практически неограниченный частотный ресурс - в силу важного государственного значения таких систем связи), вторая проблема не ставится в силу наличия обязательного индивидуального вызывного номера у оконечного оборудования, а проблемы реализации "удаленного прослушивания" вообще не существует из-за отсутствия самой функции. Прямолинейное копирование существующих решений из специальной связи показало свою неэффективность для применения в оперативных радиосетях. Необходим оригинальный подход к решению трех указанных проблем.
Новые рaзработки для оперaтивной рaдиосвязи
В некоторых СМУР в качестве помехоустойчивого кодирования обычно используются хорошо изученные методы (например, укороченный блочный код Рида-Соломона), что в данном случае не обеспечивает достаточной дальности связи. Представляется более эффективным использование других помехоустойчивых кодов (например, турбокодов), позволяющих вплотную приблизиться к пределу Шеннона, но требующих большую длину кодируемых данных. Что касается второй проблемы, то при создании СМУР "СМ-Э200" разработчиками (ФПГ "Уральские заводы", г. Ижевск) был реализован оригинальный алгоритм вокодерного анализа и синтеза речи. Это дало возможность повысить разборчивость речи до естественного звучания и возможности идентификации абонента по тембру голоса. В качестве алгоритма речевого кодирования взята классическая модель вокодера с линейным предсказанием и использованием многополосного возбуждения, что ведет к уменьшению посторонних призвуков и улучшению качества восстановленного речевого сигнала в условиях внешних акустических шумов.
В алгоритме применена тройная оценка частоты основного тона, что практически свело на нет эффект "плавающего тона" в конце отдельного слова. Благодаря такой реализации кодирования речи и введенных доработок с учетом ведомственных требований система "СМ-Э200" стала привлекательна для применения в определенных условиях - связь между пунктами временной дислокации и управления (система была рекомендована для эксплуатации во ВВ МВД России). Остается третья проблема - реализация функции "удаленного прослушивания". Можно отбросить выявленные недостатки СМУР, использующих вокодерные технологии, касающиеся учета чувствительности микрофонного усилителя и скрытности включения радиостанции на "передачу" (отсутствие визуальной и звуковой индикации) - это легко устраняется. На полигонных испытаниях при дистанционном включении абонентского оборудования в режим "удаленного прослушивания" аудиообстановки вокруг абонентской радиостанции более 50% всей информации являлось неразборчивым, причем УЗР