А.В. Петраков - Основы практической защиты информации (1022811), страница 64
Текст из файла (страница 64)
Границы временных сегментов нарушают целостность сигнала, что неизбежно приводит к появлению внеполосных составляющих. Нежелательное влияние оказывают и групповые задержки составляющих речевогосигнала в канале связи. Результатом искажения является увеличениеминимально допустимого отношения сигнал/шум, при котором можетосуществляться надежная связь.Однако, несмотря на указанные проблемы, методы временного и частотного скремблирования, а также комбинированные методы успешноиспользуются в коммерческих каналах связи для защиты конфиденциальной информации [19].fД и с к р е т и з а ц ия р е ч и с п о с л е д у ю щ и м ш и ф р о в а н и е м. А л ь тернативным аналоговому скремблированию методом передачи речи взакрытом виде является шифрование речевых сигналов, преобразованных в цифровую форму, перед их передачей (см.
рис. 7.4,6 и г). Этотметод обеспечивает более высокий уровень закрытия по сравнению с283описанными выше аналоговыми методами. В основе устройств, работающих по такому принципу, лежит представление речевого сигнала ввиде цифровой последовательности, закрываемой по одному из криптографических алгоритмов. Передача данных, представляющих дискретизированные отсчеты речевого сигнала и его параметры, по телефоннымсетям, как и в случае устройств шифрования алфавитно-цифровой играфической информации, осуществляется через устройства, называемые модемами. Основной целью при разработке устройств цифровогозакрытия речи является сохранение тех ее характеристик, которые наиболее важны для восприятия слушателем.Сохранение формы сигнала требует высокой скорости передачи^ и,соответственно, использования широкополосных каналов связи.
Например, при импульсно-кодовой модуляции (МКМ), используемой вбольшинстве телефонных сетей, необходима скорость передачи, равная 64 кбмт/с. В случае применения адаптивной дифференциальнойИКМ она понижается до 32 кбит/с и ниже. Для узкополосных каналов, не обеспечивающих такие скорости передачи, требуются устройства, исключающие избыточность речи до ее передачи.
Снижение информационной избыточности речи достигается параметризацией-речевого сигнала, при которой характеристики речи, существенные для восприятия, сохраняются.Основной особенностью использования систем цифрового закрытияречевых сигналов является необходимость использования модемов. Впринципе возможны следующие подходы при проектировании системцифрового закрытия речевых сигналов:цифровая последовательность параметров речи с выхода вокодерного устройства подается на вход шифратора, где подвергается преобразованию по одному из криптографических алгоритмов, затем поступаетчерез модем в канал связи, на приемной стороне которого осуществляются обратные операции по восстановлению речевого сигнала, в которыхзадействованы модем и дешифратор (см.
рис. 7.4,г). Модем представляет собой отдельное устройство, обеспечивающее передачу данных поодному из протоколов, рекомендованных МККТТ. Шифрующие (дешифрующие) функции обеспечиваются либо в отдельных устройствах,либо в программно-аппаратной реализации самого вокодера;шифрующие (дешифрующие) функции обеспечиваются самим модемом (так называемый засекречивающий модем) обычно,по известнымкриптографическим алгоритмам типа DES и др. Цифровой поток, несущий информацию о параметрах речи, с выхода вокодера непосредственно поступает на такой модем. Организация связи по каналу аналогична вышеприведенной.Кр ит е р ии о ц е н ки с ис те м за кр ы т ия ре ч и .
С ущ ес т в ую т ч е тыре основных критерия, по которым оцениваются характеристики284устройств закрытия речевых сигналов, а именно: разборчивость речи,узнаваемость говорящего, степень закрытия и основные технические характеристики системы.Приемлемым или коммерческим качеством восстановленной на приемном конце речи считается такое, когда слушатель может без трудаопределить голос говорящего.
Под хорошим качеством передаваемогоречевого сигнала подразумевается возможность воспроизведения эмоциональных оттенков и других специфических эффектов разговора, присущих беседам tet-a-tet.Влияющие на качество восстановленного речевого сигнала параметры узкополосных закрытых систем передачи речи определяются способами кодирования, методами модуляции, воздействием шума, инструментальными ошибками и условиями распространения. Шумы и искажения воздействуют на характеристики каждой компоненты системы поразному, и снижение качества, ощущаемое пользователем, происходит отсуммарного эффекта понижения характеристик отдельных компонент.Существующие субъективные методы измерений разборчивости иестественности отличаются значительной трудоемкостью, поскольку вэтом деле многое зависит от используемого словаря, выбранного канала связи, диалекта, возраста и эмоционального состояния испытуемых дикторов (абонентов).Для дуплексных систем дополнительное влияние на качество оказывает временная задержка сигнала, вносимая речевым скремблеромили шифратором,,Поскольку основным показателем секретности передаваемых речевых сообщений является его неразборчивость при перехвате потенциальными подслушивающими лицами, сравнение по степеням защитыявляется определяющим моментом при выборе пользователем конкретной системы закрытия речи.
В основном распределение по уровням закрытия речевых сообщений соответствует диаграмме, приведенной нарис. 7.5.Как правило, аналоговые скремблеры используются там, где применение цифровых систем закрытия речи затруднено из-за наличия возможных ошибок передачи (наземные линии связи с плохими характеристиками или каналы дальней радиосвязи).
Они обеспечивают тактический уровень защиты и хорошо предохраняют переговоры от посторонних «случайных ушей», имеющих ограниченные ресурсы, будьто соседи или сослуживцы. Для таких применений годятся системысо статическим закрытием-, т.е. осуществляющие шифрование по фиксированному ключу.Если же необходимо сохранить конфиденциальность информацииот возможных конкурентов, обладающих достаточным техническим и285специальным оснащением, то нужно применять аналоговые скремблерысреднего уровня закрытия с динамически меняющимся в процессе разговора ключом.
Естественно, что эти системы будут дороже, чем системызакрытия с фиксированным ключом, однако они настолько осложняют работу неприятелей по разработке дешифрующего алгоритма, чтовремя, потраченное на это, значительно обесценит добытую информацию из перехваченного сообщения.Поскольку в таких устройствах закрытия, как правило, перед началом сообщения передается синхропоследовательность, содержащаячасть дополнительной информации о ключе именно этого передаваемого сообщения, у противника имеется только один шанс попытатьсяего раскрыть путем перебора огромного множества ключевых установок,и, если ключи меняются ежедневно, то даже при известном алгоритмепреобразования речи неприятелю придется перебрать много тысяч вариантов в поисках истинной ключевой подстановки.В случае, если есть предположение, что в целях добывания крайнеинтересующей информации противник может воспользоваться услугамивысококвалифицированных специалистов и их техническим арсеналом,то для того, чтобы быть уверенным в отсутствии утечки информации,необходимо применять системы закрытия речи, обеспечивающие стратегическую (самую высокую) степень защиты.
Это могут обеспечить лишьустройства дискретизации речи с последующим шифрованием и новыйтип аналоговых скремблеров. Последние используют методы преобразования аналогового речевого сигнала в цифровую форму, затем применяют методы криптографического закрытия, аналогичные тем, чтоиспользуются для закрытия данных, после чего результирующее закрытое сообщение преобразуется обратно в аналоговый сигнал и подаетсяв линию связи. Для расшифрования полученного сигнала на приемномконце производятся обратные преобразования. Эти новейшие гибридные устройства легко адаптируются к существующим коммуникационным сетям и предлагают значительно более высокий уровень защитыречевых сообщений, чем традиционные аналоговые скремблеры, с сохранением всех преимуществ последних в разборчивости и узнаваемости восстановленной речи.Следует отметить, что в системах засекречивания речи, основанныхна шифре перестановки N речевых элементов, общее число ключей перестановок равно N\.
Однако это число не отражает реальной криптографической стойкости системы из-за избыточности информации, содержащейся в речевом сигнале, а также из-за разборчивости несовершеннымобразом переставленной и инвертированной речи. Поэтому криптоаналитику противника часто необходимо опробовать лишь К <С АЛ случайных перестановок для вскрытия речевого кода. Этот момент следуетучитывать при выборе надежной системы аналогового скремблирования.286■Т е н д е н ц и и р а з в и т и я с и с т е м з а к р ы т и я р е ч и .
Ц ел ь ю с о в р е менных исследований методов закрытия и обработки речевых сигналовявляется улучшение параметров для заданных каналов передачи с использованием достижений мйкроэлектронной технологии.В ближайшие годы не ожидается каких-либо значительных изменений в области аналогового скремблирования. Ожидается, что аналоговые скремблеры и дальше будут использоваться на некачественныхлиниях связи, пока не будут созданы надежные модемы с исправлениемошибок, возникающих в процессе цифровой передачи по таким каналам.Свидетельствуется, что развитие цифровых процессоров обработкисигналов (ЦПОС) позволит гораздо эффективнее использовать существующие алгоритмы при общем снижении размеров и энергопотребления аппаратурой закрытия речевых сигналов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
