Читайте также:
|
ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ЗАХИСТУ АНАЛОГОВИХ СКРЕМБЛЕРІВ
Мета: дослідження ефективності захисту мовних повідомлень методом частотної інверсії в лініях зв’язку
1. Теоретичні відомості
Використання виділених телефонних мереж по яким передають мовні повідомлення, наприклад, мережі КОМСТАР, підвищує ступінь захисту інформації (оскільки велику частину цієї мережі складають волоконно-оптичні кабелі, несанкціоноване знімання інформації з яких здатний зробити тільки фахівець з високою професійною підготовкою), але не усуває цілком можливість її витоку, тому що пристрій, що підслухує, може бути підключений вбудь-якому місці телефонного кабелю від одного абонента до іншого.
Користуватися ж послугами елітних, високонадійних мереж (колишніх урядових АТС-3 і АТС-2) може дозволити собі далеко не кожна організація, не говорячи вже про фізичних осіб. До того ж використання будь-яких виділених мереж вимагає відмовлення від основної переваги звичайної телефонної мережі - загальнодоступності. Таким чином, для більшості комерційних організацій і приватних осіб найбільш прийнятним для захисту мовної інформації є застосування всіляких засобів індикації підключення до телефонної лінії, а також скремблерів, маскувань і шифраторів.
Засоби індикації досить дешеві (до $350), однак не забезпечують повного контролю за підключеннями до телефонної лінії, тому що сучасна апаратура, що підслухує, не вносить додаткового навантаження в лінію і, отже, не може бути виявлена. Єдиний безпечний спосіб передачі інформації - зміна форми електромагнітних сигналів на вході телефонної лінії і її відновлення на виході.
В даний час існують три класи перетворювачів мовних сигналів:
1). аналогові, вартістю до $50;
2). дискретно-аналогові, вартістю до $400;
3). цифрові, вартістю до $5000.
Основи алгоритмів пристроїв першого класу були розроблені і застосовувалися в урядовому зв’язку СРСР у 30-і роки. Їхні модифікації відомі під назвами “Поліна”, “Соловей” і т.д.
Пристрої другого класу використовують більш складні алгоритми, розробка яких почалася з 1944 року. В даний час ці методи застаріли, тому що за допомогою сучасної техніки їх розшифровка може здійснюватися в автоматичному режимі і за часом займає від декількох хвилин до декількох днів.
Системи третього класу зараз є найбільш надійними. Їх алгоритми використовують сучасні методи кодування мови, при цьому час, необхідний для дешифрації сигналу досягає декількох десятків років. Крім того, вони забезпечують стиск інформаційного мовного потоку при збереженні достатньої розбірливості, що дозволяє передавати кодований голос у цифровому виді з низькою швидкістю по вузькосмуговому частотному каналі, яким і є телефонна мережа. Цим досягається необхідна стійкість зв’зку. Однак якість мови, одержуваної в результаті процесів кодування-декодування до недавнього часу залишалося досить непоганим. До недоліків подібних пристроїв відносяться також складність конструкції і дорожнеча.
1. Перетворення з інверсією спектра та статичних перестановок спектральних компонентів мовного сигналу (Б.1 і Б.2.1).
Схемотехнічна реалізація двох розглянутих варіантів помітно відрізняється, що і обумовлює їх роздільний розгляд. Однак з точки зору результатів, що досягають, по захищеності сигналу в каналі зв’язку обидва варіанти аналогічні.
Процес інверсії спектра сигналу при передачі і його відновлення при прийомі ілюструється на рис. 2.
Схема інвертора являє собою балансовий змішувач. При частоті гетеродина Fг, рівній сумі граничних частот Fн і Fв перетворюваного сигналу (3700 Гц для стандартного телефонного каналу з Fн=300 Гц і Fв=3400 Гц) нижня смуга частот після змішувача відтворюється у вихідній смузі частот, тобто в смузі каналу в інверсному виді. При прийомі виробляється повторна інверсія і вихідний сигнал відновлюється.
Якість відновленої мови залежить від якості (на передавальній і на приймальній сторонах) змішувачів, фільтрів, що обмежують спектр вхідного сигналу і виділяють нижню смугу частот перетвореного сигналу, а також від корекції на приймальній стороні частотних спотворень каналу, вплив яких також позначається інверсно: загасання каналу у високочастотній частині спектра на прийомі позначається в низькочастотній частині сигналу і навпаки.
При перехопленні сигнал з інвертованим спектром може бути легко відновлений будь-яким аналогічним апаратом (не обов’язково однотипним), а при відповідному тренуванні - сприйнятий людиною безпосередньо.
Для підвищення стійкості захисту деякі виготовлювачі вводять змінну частоту гетеродина, установлювану партнерами за домовленістю у формі числового коду-пароля, що вводить в апарат при переході в захищений режим.
Можливості такого додаткового частотного зсуву, що приводить до неспівпадання спектра переданого сигналу і номінальної частотної смуги каналу зв’язку й, відповідно, до погіршення якості відновленої мови, обмежені декількома сотнями герців. Ефект, що досягає, досить умовний. Дійсно, при прослуховуванні відновленого сигналу, у випадку нерівності частот гетеродинів на передачі і на прийомі, у перший момент виникає відчуття неприродної й незрозумілої мови, що, однак, майже не заважає сприймати її зміст після деякої адаптації.
Процес перетворення з фіксованими перестановками спектральних компонентів мовного сигналу при передачі і його відновлення при прийомі ілюструється на рис. 3.
При такому перетворенні розбірливість мовного сигналу порушується в значно більшому ступені, чим при простій інверсії. Проте, необхідно, враховувати, що вибір варіантів частотних перестановок досить обмежений. Фільтри, що виділяють частотні смуги у вихідному і у лінійному сигналах, мають кінцеву крутизну характеристики, у результаті чого на помітному частотному інтервалі біля границі частотних смуг буде відбуватися помітне невідновне змішання різних компонентів сигналу. Повна смуга частот (300÷3400 Гц) становить 3,5 октави. При формуванні трьох смуг (по 1,2 октави на кожну смугу) і при використанні фільтрів 8-го порядку (наростання затухання близько 48 дБ/октаву) затухання в середині (1) сусідньої смуги складе не більше 30 дБ, що визначає низьку якість відновленої мови. Істотне збільшення порядку фільтрів настільки ускладнює апаратури, що вона губить переваги перед іншими варіантами перетворювачів. У той же час число можливих перестановок із трьох смуг - усього лише 6, із чотирьох смуг - 24, тобто навіть в умовах прямого перехоплення, не говорячи вже про аналіз запису, підбір потрібної підстановки не складе великих труднощів.
Найбільш істотною позитивною якістю розглянутих перетворювачів (Б.1 і Б.2.1) є їх автономність, тобто відсутність необхідності у взаємній синхронізації передавального і приймального апарата а і, відповідно, відсутність затримки зв’язку на час проведення синхронізації й можливих зривів захищеного режиму через якість каналу, недостатнього для проведення синхронізації. Якщо вдалося встановити зв’язок у відкритому режимі після включення партнерами інверторів буде реалізований і захищений режим.
Позитивними якостями таких апаратур також є:
Апаратура може включатися між телефонним апаратом і лінією в стандартний двопровідний стик між телефонним апаратом і мікротелефонною трубкою, може використатися у вигляді накладки на мікротелефонну трубку з акустичною передачею перетвореного сигналу. Перехід у захищений режим відбувається за взаємною домовленістю партнерів після здійснення з’єднання. Перехід відбувається негайно після натискання відповідної клавіші (або іншої керуючої дії). Включення і вимикання захищеного режиму здійснюється кожним партнером самостійно, синхронізація дій не потрібно.
При розмові в лінії прослуховується характерний сигнал, за структурою повністю повторює передану мову. Відновлений сигнал має високу якість. У дешевих апаратах з недостатньою фільтрацією можлива наявність свистячих тонів і зміна тембру голосу людини, яка говорить. Наявність сторонніх шумів у приміщенні, з якого ведеться передача, позначається на якості відновленого сигналу так само, як у відкритому режимі, на стійкість захисного перетворення майже не впливає.
Дата добавления: 2015-11-14; просмотров: 53 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Порядок виконання роботи | | | Опис лабораторного макета |