УСТРОЙСТВО ТЕХНИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ПЕРЕДАВАЕМОЙ ИНФОРМАЦИИ Российский патент 2014 года по МПК H04K1/00 

Изобретение относится к системам связи, а именно к оконечным устройствам конфиденциальной связи, и предназначено для использования в системах конфиденциальной связи государственных, корпоративных и финансовых структур для защиты от перехвата передаваемой по каналам связи информации или ввода в канал связи ложной информации.

Известно устройство секретной телефонной связи, содержащее два блока преобразования Уолша, два блока обратного преобразования Уолша, шифратор, микротелефонную трубку, телефонный аппарат и линию связи [1, 2].

Недостатком данного устройства является то, что оно рассчитано только на работу по физической линии связи и не может быть использовано для защиты передаваемой информации по радиоканалам связи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство секретной связи, описанное в [3].

Это устройство содержит на передающей стороне усилитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), сумматор по модулю два, генератор кодовой последовательности, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), сумматор, управляемый ключ, хронизатор и пороговый блок, а на приемной стороне содержит фильтр низкой частоты (ФНЧ), АЦП, сумматор по модулю два, генератор кодовой последовательности, ЦАП, узкополосный фильтр и формирователь тактовой синхронизации.

Недостатком такого устройства является сложность в его реализации и недостаточная криптостойкость передаваемой информации по радиоканалу.

Целью изобретения является повышение степени защиты информации от несанкционированного доступа при ее передаче по радиоканалам связи.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство технической защиты передаваемой информации, содержащее в передающей части дельта-кодек или аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и сумматор по модулю два, а в приемной части - сумматор по модулю два и дельта-декодек или цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), введены последовательно соединенные по входам-выходам пульт набора данных и блок управления, в передающей части дополнительно введены первый, второй и третий коммутаторы, формирователь пакетов информации, второй сумматор по модулю два, первый и второй датчики псевдослучайных чисел (ПСЧ), при этом выход дельта-кодека соединен с первым входом первого коммутатора, выход которого соединен со входом формирователя пакетов информации, выход которого подключен к первому входу первого сумматора по модулю два, выход которого соединен с первым входом второго коммутатора, выход которого соединен со входом второго сумматора по модулю два, выход которого соединен с первым входом третьего коммутатора, второй вход которого соединен с выходом второго коммутатора, первый и второй выходы первого датчика ПСЧ подключены соответственно ко второму входу первого сумматора по модулю два и ко второму входу второго коммутатора, первый и второй выходы второго датчика ПСЧ подключены соответственно ко второму входу второго сумматора по модулю два и к третьему входу третьего коммутатора передающей части, выход которого является канальным выходом устройства, сигнальным выходом которого является выход второго датчика ПСЧ, вход дельта-кодека и второй вход первого коммутатора являются соответственно входами речевого сигнала и данных устройства, а в приемной части дополнительно введены дельта-декодек, первый, второй и третий коммутаторы, преобразователь пакетов информации, второй сумматор по модулю два, первый и второй датчики ПСЧ, при этом выход третьего коммутатора соединен с первым входом второго сумматора по модулю два, выход которого соединен с первым входом второго коммутатора, выход которого соединен с первым входом первого сумматора по модулю, выход которого соединен со входом преобразователя пакетов информации, выход которого соединен со входом первого коммутатора, первый выход которого соединен со входом дельта-декодека, первый и второй выходы первого датчика ПСЧ подключены соответственно ко второму входу первого сумматора по модулю два и ко второму входу второго коммутатора, первый и второй выходы второго датчика ПСЧ подключены соответственно ко второму входу второго сумматора по модулю два и ко второму входу третьего коммутатора, первый вход которого является канальным входом приемной части устройства, сигнальным входом которого является второй вход второго сумматора по модулю два, выход дельта-декодека и второй выход первого коммутатора приемной части являются соответственно выходами речевого сигнала и данных устройства, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой управляющие выходы блока управления подключены к управляющим входам соответственно третьего коммутатора, первого и второго датчиков ПСЧ передающей части, третьего коммутатора, первого и второго датчиков ПСЧ приемной части устройства.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство технической защиты передаваемой информации отличается наличием новых блоков: пульта набора данных и блока управления, в передающей части дельта-кодека, трех коммутаторов, формирователя пакетов информации, второго сумматора по модулю два и двух датчиков ПСЧ, в приемной части дельта-декодека, трех коммутаторов, преобразователя пакетов информации, второго сумматора по модулю два и двух датчиков ПСЧ, а также новой совокупностью блоков, которая не была выявлена среди рассмотренных аналогов и способствует решению поставленной задачи, заключающейся в повышении степени защиты информации от несанкционированного доступа при ее передаче по радиоканалам связи, достигаемой за счет маскирования не только передаваемой информации, но и режимов работы и частотного диапазона, на котором осуществляется передача.

Таким образом, заявляемое устройство технической защиты передаваемой информации соответствует критерию изобретения "новизна". Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что вновь введенные в предлагаемое устройство блоки реализуемы, хорошо известны специалистам в данной области техники и дополнительного творчества, учитывая приведенные ниже пояснения, для их воспроизведения не требуется.

Данное решение существенно отличается от известных решений в данной области техники. Заявляемое решение явным образом не следует из уровня техники и имеет изобретательский уровень.

Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

Заявляемое решение может быть реализовано с использованием существующих блоков и устройств, используемых в электрорадиотехнике и вычислительной технике, и является промышленно применимым.

На чертежах фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства технической защиты передаваемой информации, на фиг.2 и 3 приведены структурные схемы соответственно первого и второго датчиков ПСЧ передающей части устройства, а на фиг.4 и 5 приведены структурные электрические схемы соответственно первого и второго датчиков ПСЧ приемной части устройства.

Устройство технической защиты передаваемой информации (фиг.1) содержит передающую часть 1, состоящую из дельта-кодека 2, первого коммутатора 3, формирователя 4 пакетов информации, первого сумматора 5 по модулю два, второго коммутатора 6, второго сумматора 7 по модулю два, третьего коммутатора 8, первого датчика 9 ПСЧ и второго датчика 10 ПСЧ; пульта 11 набора данных, блока 12 управления, приемную часть 13, состоящую из дельта-декодека 20, первого коммутатора 19, преобразователя 18 пакетов информации, первого сумматора 17 по модулю два, второго коммутатора 16, второго сумматора 15 по модулю два, третьего коммутатора 14, первого датчика 21 ПСЧ и второго датчика 22 ПСЧ.

Первый датчик 9 ПСЧ передающей части 1 содержит (фиг.2) первый 23, второй 24, третий 25 и четвертый 26 регистры сдвига, первый восьмиразрядный сумматор 27 по модулю 256, первый побайтный преобразователь 28, второй восьмиразрядный сумматор 29 по модулю 256, второй побайтный преобразователь 30, восьмиразрядный сумматор 31 по модулю два и третий восьмиразрядный сумматор 32 по модулю 256.

Второй датчик 10 ПСЧ передающей части 1 содержит (фиг.3) первый 33, второй 34 и третий 35 регистры сдвига, первый восьмиразрядный сумматор 36 по модулю 256, первый побайтный преобразователь 37, второй восьмиразрядный сумматор 38 по модулю 256, второй побайтный преобразователь 39, восьмиразрядный сумматор 40 по модулю два и третий восьмиразрядный сумматор 41 по модулю 256.

Первый датчик 21 ПСЧ приемной части 13 содержит (фиг.4) первый 42, второй 43, третий 44 и четвертый 45 регистры сдвига, первый восьмиразрядный сумматор 46 по модулю 256, первый побайтный преобразователь 47, второй восьмиразрядный сумматор 48 по модулю 256, второй побайтный преобразователь 49, восьмиразрядный сумматор 50 по модулю два и третий восьмиразрядный сумматор 51 по модулю 256.

Второй датчик 22 ПСЧ приемной части 13 содержит (фиг.5) первый 52, второй 53 и третий 54 регистры сдвига, первый восьмиразрядный сумматор 55 по модулю 256, первый побайтный преобразователь 56, второй восьмиразрядный сумматор 57 по модулю 256, второй побайтный преобразователь 58, восьмиразрядный сумматор 59 по модулю два и третий восьмиразрядный сумматор 60 по модулю 256.

Выход дельта-кодека 2 соединен с первым входом первого коммутатора 3 передающей части 1, выход которого соединен со входом формирователя пакетов 4, выход которого подключен к первому входу первого сумматора 5 по модулю два, выход которого соединен с первым входом второго коммутатора 6, выход которого соединен со входом второго сумматора 7 по модулю два, выход которого соединен с первым входом третьего коммутатора 8, второй вход которого соединен с выходом второго коммутатора 6.

Выход первого датчика 9 ПСЧ соединен со вторым входом первого сумматора 5 по модулю два, второй выход первого датчика ПСЧ соединен со вторым входом второго коммутатора 6, выход второго датчика 10 ПСЧ соединен со вторым входом второго сумматора 7 по модулю два, второй выход второго датчика 10 ПСЧ соединен с третьим входом третьего коммутатора 8 передающей части 1, выход которого является канальным выходом устройства, сигнальным выходом которого является выход второго датчика 10 ПСЧ, вход дельта-кодека 2 и второй вход первого коммутатора 3 являются соответственно входами речевого сигнала и данных устройства.

Выход третьего коммутатора 14 приемной части 13 соединен с первым входом второго сумматора 15 по модулю два, выход которого соединен с первым входом второго коммутатора 16, выход которого соединен с первым входом первого сумматора 17 по модулю два, выход которого соединен со входом формирователя 18 пакетов, выход которого соединен со входом первого коммутатора 19, первый выход которого соединен со входом дельта-декодека 20. Первый и второй выходы первого датчика 21 ПСЧ подключены соответственно ко второму входу первого сумматора 17 по модулю два и ко второму входу второго коммутатора. При этом вход третьего коммутатора 14 и второй вход второго сумматора 15 по модулю два являются соответственно канальным и сигнальным входами приемной части 13 устройства, а выход дельта-декодека 20 и второй выход первого коммутатора 19 являются соответственно выходами речевого сигнала и данных приемной части 13 устройства.

Вход-выход пульта 11 набора данных соединен со входом-выходом блока 12 управления, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой управляющие выходы которого подключены к управляющим входам соответственно третьего коммутатора 8, первого 9 и второго 10 датчиков ПСЧ передающей части 1, третьего коммутатора 14, первого 21 и второго 22 датчиков ПСЧ приемной части 13 устройства.

Выход второго регистра сдвига 24 первого датчика 9 ПСЧ передающей части 1 соединен со своим входом и со входом первого восьмиразрядного сумматора 27 по модулю 256, выход которого соединен со входом первого побайтного преобразователя 28, выход которого соединен со входом второго восьмиразрядного сумматора 29 по модулю 256, выход которого соединен со входом второго побайтного преобразователя 30, выход которого соединен со входом восьмиразрядного сумматора 31 по модулю два, выход которого соединен со входом восьмого разряда первого регистра сдвига 23, выход первого разряда которого подключен к управляющему входу восьмиразрядного сумматора 31 по модулю два, выходы второго и восьмого разрядов первого регистра сдвига 23 подключены соответственно к первому и второму входам третьего восьмиразрядного сумматора 32 по модулю 256, выход которого подключен к управляющему входу первого восьмиразрядного сумматора 27 по модулю 256.

Выход третьего регистра сдвига 25 через четвертый регистр сдвига 26 соединен со вторым разрядом первого регистра сдвига 23, выход шестого разряда которого соединен с управляющим входом второго восьмиразрядного сумматора 29 по модулю 256, причем вход третьего регистра сдвига 25 первого датчика 9 ПСЧ является загрузочным входом исходной информации первого датчика 9, вызывным входом которого является вход третьего разряда четвертого регистра 26 сдвига.

Выход третьего регистра сдвига 35 второго датчика 10 ПСЧ передающей части 1 соединен со своим входом и со входом первого восьмиразрядного сумматора 36 по модулю 256, выход которого соединен со входом первого побайтного преобразователя 37, выход которого соединен со входом второго восьмиразрядного сумматора 38 по модулю 256, выход которого соединен со входом второго побайтного преобразователя 39, выход которого соединен со входом восьмиразрядного сумматора 40 по модулю два, выход которого соединен со входом восьмого разряда второго регистра сдвига 34, выход первого разряда которого подключен к управляющему входу восьмиразрядного сумматора 40 по модулю два. Выходы второго и восьмого разрядов второго регистра сдвига 34 подключены соответственно к первому и второму входам третьего восьмиразрядного сумматора 41 по модулю 256, выход которого подключен к управляющему входу первого восьмиразрядного сумматора 36 по модулю 256, вход-выход первого регистра сдвига 33 соединен со входом-выходом второго разряда второго регистра сдвига 34, выход шестого разряда которого соединен с управляющим входом второго восьмиразрядного сумматора 38 по модулю 256, причем вход первого регистра сдвига 33 является загрузочным входом исходной информации второго датчика 10 передающей части 1, вызывным входом которого является управляющий вход первого регистра 33 сдвига.

Выход второго регистра сдвига 43 первого датчика 21 ПСЧ приемной части 13 соединен со своим входом и со входом первого восьмиразрядного сумматора 46 по модулю 256, выход которого соединен со входом первого побайтного преобразователя 47, выход которого соединен со входом второго восьмиразрядного сумматора 48 по модулю 256, выход которого соединен со входом второго побайтного преобразователя 49, выход которого соединен со входом восьмиразрядного сумматора 50 по модулю два, выход которого соединен со входом восьмого разряда первого регистра сдвига 42, выход первого разряда которого подключен к управляющему входу восьмиразрядного сумматора 50 по модулю два.

Выходы второго и восьмого разрядов первого регистра сдвига 42 подключены соответственно к первому и второму входам третьего восьмиразрядного сумматора 51 по модулю 256, выход которого подключен к управляющему входу первого восьмиразрядного сумматора 46 по модулю 256, выход третьего регистра сдвига 44 через четвертый регистр сдвига 45 соединен со вторым разрядом первого регистра сдвига 42, выход шестого разряда которого соединен с управляющим входом второго восьмиразрядного сумматора 48 по модулю 256, причем вход третьего регистра сдвига 44 является загрузочным входом исходной информации первого датчика 21 приемной части 13, вызывным входом которого является вход третьего разряда четвертого регистра 45 сдвига.

Выход третьего регистра сдвига 54 второго датчика 22 ПСЧ приемной части 13 соединен со своим входом и со входом первого восьмиразрядного сумматора 55 по модулю 256, выход которого соединен со входом первого побайтного преобразователя 56, выход которого соединен со входом второго восьмиразрядного сумматора 57 по модулю 256, выход которого соединен со входом второго побайтного преобразователя 58, выход которого соединен со входом восьмиразрядного сумматора 59 по модулю два, выход которого соединен со входом восьмого разряда второго регистра сдвига 53, выход первого разряда которого подключен к управляющему входу восьмиразрядного сумматора 59 по модулю два, выходы второго и восьмого разрядов второго регистра сдвига 53 подключены соответственно к первому и второму входам третьего восьмиразрядного сумматора 60 по модулю 256, выход которого подключен к управляющему входу первого восьмиразрядного сумматора 55 по модулю 256, вход-выход первого регистра сдвига 52 соединен со входом-выходом второго разряда второго регистра сдвига 53, выход шестого разряда которого соединен с управляющим входом второго восьмиразрядного сумматора 57 по модулю 256, причем вход первого регистра сдвига 52 второго датчика 22 ПСЧ является загрузочным входом исходной информации второго датчика 22 ПСЧ приемной части 13, вызывным входом которого является управляющий вход первого регистра 52 сдвига.

Первый 9 и второй 10 датчики ПСЧ передающей части 1 устройства технической защиты передаваемой информации предназначены для выработки псевдослучайных последовательностей (ПСП) по определенному алгоритму, используемых для наложения на передаваемую по каналу связи информацию с целью скрытия ее истинного содержания. Аналогичное предназначение имеют первый 21 и второй 22 датчики ПСЧ приемной части 13 устройства.

Первый регистр сдвига 23 первого датчика 9 ПСЧ передающей части 1 включает в себя восемь восьмиразрядных двоичных ячеек и предназначен для записи восьми байт (64 бита) исходной информации. Аналогичное назначение имеет второй регистр сдвига 34 второго датчика 10 ПСЧ.

Второй регистр сдвига 24 первого датчика 9 ПСЧ включает в себя тридцать две восьмиразрядные двоичные ячейки и предназначен для записи тридцати двух байт (256 бит), вырабатываемых из шестнадцати байт (128 бит) ключа алгоритма.

Третий регистр сдвига 25 первого датчика 8 ПСЧ включает в себя три восьмиразрядные двоичные ячейки с энергонезависимой памятью и предназначен для записи трех байт (24 бита) исходной информации.

Четвертый регистр сдвига 26 первого датчика 8 ПСЧ включает в себя три восьмиразрядные двоичные ячейки и предназначен для записи трех байт (24 бита) информации.

Первый регистр сдвига 33 второго датчика 10 ПСЧ имеет одну двенадцатиразрядную двоичную ячейку и предназначен для записи трех байт (24 бита) информации.

Второй регистр сдвига 34 второго датчика 10 ПСЧ включает в себя восемь восьмиразрядных двоичных ячеек и предназначен для записи восьми байт (64 бита) исходной информации.

Третий регистр сдвига 35 второго датчика 10 ПСЧ включает в себя тридцать две восьмиразрядные двоичные ячейки и предназначен для записи тридцати двух байт (256 бит) информации, вырабатываемых из шестнадцати байт (128 бит) ключа алгоритма работы второго датчика 10 ПСЧ.

Для функционирования первого датчика 8 ПСЧ передающей части 1 на его вход подается временная метка, объемом три байта (24 бита), которая преобразуется в исходную информацию для первого регистра 23 сдвига, объемом восемь байт (64 бита).

Для функционирования второго датчика 10 ПСЧ передающей части на его вход подается временная метка, объемом двенадцать бит, которая преобразуется в исходную информацию для второго регистра 34, объемом восемь байт (64 бита).

Первый 8 и второй 10 датчики ПСЧ алгоритмически не связаны друг с другом и работают независимо. При этом первый датчик ПСЧ предназначен для технического маскирования передаваемой информации, а второй датчик 10 ПСЧ предназначен для выбора режима работы радиостанции и для дополнительного маскирования передаваемой информации.

Устройство технической защиты передаваемой информации обеспечивает посылку и прием вызова, установление соединения и работает следующим образом.

После выбора оператором соответствующего режима работы путем установки на пульте 11 набора данных соответствующего канала на радиостанции или включении питания происходит следующее.

Работа устройства основана на защите путем маскирования информации, передаваемой по цифровым каналам связи, образованным УКВ радиостанциями. При этом речевой аналоговый сигнал с оконечного устройства пользователя поступает на вход дельта-кодека или аналого-цифрового преобразователя (АЦП), с выхода которого оцифрованный информационный сигнал через первый вход первого коммутатора поступает на вход формирователя пакетов информации, в котором осуществляется преобразование оцифрованного информационного сигнала в блоки пакетов информации. С выхода формирователя 4 пакетов информации блоки пакетов информации поступают на первый вход первого сумматора 5 по модулю два, где они побитно суммируются по модулю два с псевдослучайной последовательностью (ПСП), непрерывно вырабатываемой первым 9 датчиком ПСЧ передающей части устройства технической защиты в соответствии с принятым алгоритмом его работы. Полученная на выходе первого сумматора 5 по модулю два смешанная маскированная информация поступает через второй коммутатор 6 на первый вход второго сумматора 7 по модулю два, на второй вход которого с выхода второго 10 датчика ПСЧ поступает псевдослучайная последовательность. Во втором сумматоре 7 смешанная маскированная информация побитно суммируется по модулю два с ПСП, сформированной вторым 10 датчиком ПСЧ и в результате на выходе второго сумматора 7 по модулю два получается дважды маскированная информация, которая через третий коммутатор 8 поступает через модулятор радиостанции в канал связи.

Таким образом, на выходе второго сумматора 7 по модулю два сформирован двоичный кодированный сигнал в виде суммы по модулю два исходного речевого сигнала и кодовой последовательности в виде блока ПСЧ.

На приемной стороне объединенный сигнал, прошедший через канал связи, поступает на вход третьего коммутатора 14 приемной части. С выхода третьего коммутатора 14 сигнал поступает на первый вход второго сумматора 15 по модулю два, на второй вход которого подается сигнал в виде ПСП с выхода второго 22 датчика ПСЧ. Во втором сумматоре 15 по модулю два происходит первое снятие с маскированного исходного сигнала наложенной на него в передающей части ПСП вторым датчиком 10. С выхода второго сумматора 15 по модулю два маскированная информация через второй коммутатор 16 поступает на первый вход первого сумматора 17 по модулю два, на второй вход которого с выхода первого 21 датчика ПСЧ подается сигнал в виде ПСП. В первом сумматоре 17 происходит второе снятие с маскированного исходного сигнала ПСП, наложенной на него в передающей части первым 9 датчиком ПСЧ, и восстановление блока пакетов информации исходного речевого сигнала. С выхода первого сумматора 17 по модулю два восстановленный блок пакетов информации поступает на вход преобразователя 18 пакетов информации, в котором осуществляется преобразование блока пакетов информации в оцифрованный речевой сигнал. Далее оцифрованный речевой сигнал с выхода преобразователя 18 пакетов информации через первый выход первого коммутатора 19 поступает на вход дельта-декодека 20 (или цифроаналогового преобразователя), в котором происходит преобразование оцифрованного речевого сигнала в аналоговый речевой сигнал, который подается далее на оконечное устройство пользователя.

Передача и прием данных в устройстве происходит аналогично, за исключением того, что данные в устройство поступают непосредственно на первый коммутатор 3 (при передаче) и первый коммутатор 19 (при приеме), минуя этапы преобразования сигналов дельта-кодеком 2 и дельта-декодеком 20.

Для обеспечения синхронной работы первых датчиков ПСЧ передающей части передающей радиостанции и приемной части приемной радиостанции состояние четвертого регистра датчика ПСЧ передающей радиостанции через определенные промежутки времени увеличивается на единицу и передается в канал связи в составе синхропосылки. При отжатии тангенты на передающей радиостанции состояние четвертого регистра сохраняется в памяти третьего регистра, имеющего энергонезависимую память.

Для задания начального значения третьего регистра сдвига (n бит) числовая ось из 2ⁿ бит разбивается на 2^m интервалов по 2^k значений (n=m+k). Номер каждого из 2^m интервалов может быть использован в качестве индивидуального адреса радиостанции при ее работе в радиосети. При этом количество абонентов в радиосети составляет величину не более чем 2^m.

При достижении в четвертом регистре сдвига (третьем регистре сдвига) радиостанции границы отведенного интервала ее работа блокируется, после чего ей должен быть присвоен новый индивидуальный адрес.

Во второй регистр сдвига записывается рабочий ключ алгоритма, являющийся единым для всех радиостанций сети.

Алгоритм работы состоит в следующем.

При работе на передачу из энергонезависимой памяти загружаются (учитываются) шестнадцать байт (128 бит) исходного ключа и контрольная сумма, предназначенная для проверки достоверности чтения.

Если вычисленная контрольная сумма не совпадает со считанной информацией или все загруженные шестнадцать байт ключа равны 0 (или 1), работа устройства блокируется. При этом вырабатывается предупреждающий сигнал для оператора.

Для того чтобы продолжить работу на выбранном канале необходимо отключить питание и повторно его включить. После появления подобного эффекта при повторном включении работа на данном канале должна быть запрещена.

Если вычисленная контрольная сумма совпадает со считанной и загруженные шестнадцать байт исходного ключа не равны 0 (или 1), то из исходного ключа заполняется второй регистр 24 сдвига первого 9 датчика ПСЧ передающей части 1, а также заполняется из исходного ключа третий регистр 35 второго датчика 10 ПСЧ.

Значение третьего регистра 25 сдвига переписывается в четвертый регистр 26 сдвига. Значение первого регистра 23 сдвига формируется из четвертого регистра 26 в соответствии с принятым алгоритмом. После этого значение третьего регистра 25 сдвига увеличивается на единицу и работа первого 9 датчика ПСЧ приостанавливается до перехода в режим передачи информации.

Затем начинают работу регистры второго датчика 10 ПСЧ. При этом значение первого регистра 33 сдвига формируется, исходя из бит индивидуального номера радиостанции, в которую включено устройство технической защиты передаваемой информации. Значение второго регистра 34 сдвига формируется из значения первого регистра 33 сдвига согласно принятому алгоритму. При этом второй 10 датчик ПСЧ после тридцати двух циклов вырабатывает восьмибайтные ПСЧ, причем каждое полученное ПСЧ служит основой для получения следующего ПСЧ и так происходит непрерывно до перехода радиостанции в синхронный по частоте режим.

Для организации синхронного по частоте режима работы оператор радиостанции задает с тастатуры адрес (номер) вызываемого абонента или циркулярный вызов и нажимает кнопку циркулярного/адресного вызова или нажимает тангенту переговорного устройства. После этого начинается процесс взаимной синхронизации вторых датчиков ПСЧ передающей (вызывающей) радиостанции и радиостанции, находящейся в режиме дежурного приема, адрес которой совпадает с адресом вызываемого абонента (при адресном вызове) или всех радиостанций радиосети, находящихся в режиме дежурного приема (при циркулярном вызове).

После нажатия кнопки циркулярного/адресного вызова третий коммутатор 8 передающей части 1 переключается на третий контакт, из второго регистра 34 сдвига второго 10 датчика ПСЧ считываются младшие двенадцать бит информации и записываются в первый регистр 33 сдвига. В первом регистре 33 сдвига поступившие двенадцать бит кодируются кодом Рида-Малера (31, 6) и вырабатываются кодовые слова. Полученные кодовые слова (31, 6) формируют первую служебную кодограмму (СК1), которая передается в вызывном цикле.

После окончания вызывного цикла передающая радиостанция вместе с устройством переходит в синхронный по частоте режим и работает в соответствии с временной диаграммой. При этом у оператора индикатор дежурного приема гаснет и загорается индикатор связи.

Временная диаграмма включает в себя вызывной цикл и несколько информационных циклов определенной длительности, например 5.28 с. При этом информационный цикл включает служебный групповой интервал (СГИ), служебную паузу (СП), длительностью 10 мс, а также несколько информационных интервалов такой же длительности (10 мс каждый). В течение информационного интервала происходит перестройка по частоте и передача пакета информации.

После окончания вызывного цикла радиостанция работает на передачу в соответствии с временной диаграммой, начиная с СГИ информационного цикла, при этом:

на служебных паузах информационного цикла передаются сигналы тактовой и цикловой синхронизации;

третий коммутатор 8 переключается на третий контакт;

младшие двенадцать бит второго регистра 34 сдвига второго датчика 10 ПСЧ записываются в первый регистр 33 сдвига;

двенадцать бит первого регистра 33 сдвига второго датчика 10 ПСЧ кодируются кодом Рида-Малера (31, 6). Полученные кодовые слова (31, 6) формируют СК1, которая передается на интервале СГИ;

значение второго регистра 34 сдвига стирается и из первого регистра 33 сдвига формируется новое значение второго регистра 34 сдвига;

третий коммутатор 8 переключается на второй контакт на информационных интервалах и на третий контакт на интервалах СП и СГИ;

каждые 5,28 с радиостанция работает в синхронном режиме.

Если синхронный по частоте режим работы не установился, то есть при работе не получена ответная кодограмма или при работе не получено подтверждение от абонента с приемной стороны, то вызывающему абоненту необходимо вновь перейти в режим дежурного приема и снова повторить вызов.

Синхронным по частоте режимом работы является состояние «ожидания» устройства, из которого оно может выходить на передачу (по нажатию тангенты оператором радиостанции) или на прием (после нажатия тангенты другим абонентом на приемной стороне).

В состоянии «ожидания» приема радиостанция может находиться приблизительно 30 минут (время контролируется встроенным таймером от момента окончания последней собственной работы на передачу или от момента окончания последнего приема информации от другой радиостанции), после чего радиостанция переходит в режим дежурного приема.

Если вызываемая радиостанция на момент передачи СК1, описанной выше, включена и находится в режиме дежурного приема, то происходит следующее.

Если кодограмма СК1 принята и правильно декодированы оба кодовых слова Рида-Малера (31, 6), то полученные двенадцать бит записываются в первый регистр 33 сдвига второго датчика 10 ПСЧ (при этом индикатор дежурного приема гаснет и загорается индикатор связи). Значение второго регистра 34 сдвига формируется из значения первого регистра 33 сдвига. После заполнения второго регистра 34 сдвига второй датчик 21 ПСЧ вызываемой радиостанции начинает работать синхронно со вторым датчиком 10 ПСЧ вызывающей радиостанции в информационных циклах.

Второй датчик 22 ПСЧ после тридцати двух циклов вырабатывает восьмибайтное ПСЧ. Каждое полученное ПСЧ служит основой для получения следующего ПСЧ.

Каждые 5,28 с на интервале СГИ работа второго датчика 22 ПСЧ приемной радиостанции соответствует работе второго датчика 10 ПСЧ передающей радиостанции. При этом во вторых датчиках ПСЧ младшие двенадцать бит второго регистра (34 и 53) сдвига записываются в первый регистр (33 и 52) сдвига, значение второго регистра (34 и 53) стирается и из первого регистра (33 и 52) сдвига формируется новое значение второго регистра (34 и 53) сдвига.

В установленном синхронном по частоте режиме (в состоянии «ожидания») возможна передача маскированных речи (через первый вход первого коммутатора 2 передающей части 1) или данных (через второй вход первого коммутатора 2 передающей части 1).

Передача служебной информации для взаимной синхронизации первого 9 датчика ПСЧ передающей радиостанции и первого датчика 21 ПСЧ приемной радиостанции осуществляется следующим образом.

После нажатия тангенты второй коммутатор (5 и 16) переключается на второй контакт. Третий коммутатор (8 и 14) переключается на первый контакт (в информационных интервалах).

На служебных паузах информационного цикла передаются сигналы тактовой и цикловой синхронизации. При этом третий коммутатор (8 и 14) отключается от всех контактов.

На интервале СГИ передается служебная кодограмма (СК1), при этом третий коммутатор (8 и 14) переключается на третий контакт.

Значение третьего регистра (25 и 44) сдвига первого (9 и 21) датчика ПСЧ переписывается в четвертый (26 и 45) регистр сдвига. Двадцать четыре бита четвертого (26 и 45) регистра сдвига кодируется кодом Рида-Малера (31, 6). Полученные четыре кодовых слова (31, 6) формируют две служебные кодограммы (СК2), структура временной диаграммы которых включает, например, 192 бита, из которых 16 бит составляют перестройку частоты, 63 бита М-последовательность, три слова по 31 бит и 10 бит защиты. Полученные кодовые слова передаются приемной радиостанции в информационных интервалах. При этом два первых кодовых слова первой СК2 содержат младшие двенадцать бит четвертого регистра, а два первых слова второй СК2 содержат старшие двенадцать бит четвертого регистра сдвига.

Из четвертого регистра формируется значение первого регистра, текущее значение третьего регистра увеличивается на единицу.

Первый датчик ПСЧ после 32 циклов вырабатывает восьмибайтное ПСЧ для маскирования речи или данных. Каждое полученное ПСЧ служит основой для получения следующего ПСЧ.

После отжатая тангенты устройство и радиостанция возвращаются в состояние «ожидания» синхронного по частоте режима работы. При этом работа первых датчиков ПСЧ останавливается, сигналы синхронизации в служебных паузах не передаются. Второй датчик ПСЧ продолжает работать.

После очередного нажатия тангенты работа устройства технической защиты передаваемой информации повторяется.

Радиостанция, находящаяся в состоянии «ожидания» синхронного по частоте режима, постоянно анализирует наличие в поступающем сигнале служебных кодограмм (СК2), описанных выше. По приему обеих СК2:

второй коммутатор 16 приемной части 13 устройства переключается на второй контакт, третий коммутатор 14 переключается на первый контакт (в информационных циклах);

радиостанция декодирует четыре кодовых слова Рида-Малера (31, 6), которые соответствуют 24 битам четвертого регистра 26 сдвига передающего и эти 24 бита записываются в ее четвертый регистр 45 сдвига;

значение первого регистра 42 сдвига формируется из значения четвертого регистра 45.

После заполнения первого регистра 42 сдвига первого датчика 21 ПСЧ приемной части 13 вызываемой радиостанции начинает работать синхронно с первым датчиком 9 ПСЧ передающей части 1 вызывающей радиостанции.

Первый датчик 21 ПСЧ приемной части 13 после 32 циклов вырабатывает восьмибайтное ПСЧ для размаскирования речи или данных. Каждое полученное ПСЧ служит основой для получения следующего ПСЧ.

При отсутствии на приемной радиостанции сигналов служебных пауз в течение приблизительно 10 секунд работа первого датчика 21 ПСЧ приемной части 13 приостанавливается. Радиостанция переходит в состояние «ожидания» синхронного по частоте режима работы. После приема новых СК2 она начинает работать по описанному выше алгоритму.

Если приемная радиостанция принимает в СК2 значение 24 бит, принадлежащие диапазону этой радиостанции, то она выдает оператору предупреждающий сигнал и, в случае получения абонентом осмысленной информации, работа всей радиосети должна быть прекращена.

Если радиостанция на момент передачи находилась в режиме дежурного приема, то она на интервале СГИ принимает только СК1 (и не принимает СК2). После приема СК1 радиостанция переходит в синхронный по частоте режим работы.

В случае необходимости адресного вызова абонента, работающего в сети, необходим предварительный выход всей сети в режим дежурного приема, который осуществляется путем нажатия на оконечном устройстве каждым абонентом кнопки дежурного приема.

После взаимной синхронизации первого 9 и второго 10 датчиков ПСЧ передающей радиостанции, первого 21 и второго 22 датчиков ПСЧ приемной радиостанции вызывающий абонент передает через устройство технической защиты передаваемой информации речевую информацию (первый коммутатор 2 передающей части 1 находится в первом положении) или данные (первый коммутатор 3 передающей части 1 находится во втором положении). При этом происходит следующее.

В информационных интервалах второй коммутатор переключается на первый контакт (первый вход), третий коммутатор переключается на второй контакт. На интервале СГИ третий коммутатор переключается на третий контакт для передачи СК1 (на это время работа первого и второго датчиков ПСЧ приостанавливается), а на интервале СП третий коммутатор отключается от всех контактов. При этом в канал связи выдаются сигналы тактовой и цикловой синхронизации, а работа первого и второго датчиков ПСЧ приостанавливается.

Для каждого подинтервала 10 мсек информационного интервала первый датчик ПСЧ вырабатывает несколько ПСЧ (3 или 4), из которых 176 бит используются для маскирования информации данного подинтервала, а оставшиеся биты - для маскирования следующего подинтервала 10 мсек.

Поступающая информация побитно суммируется по модулю два с получаемыми ПСЧ согласно временной диаграмме, приведенной выше.

На каждом подинтервале 10 мсек информационного интервала второй датчик ПСЧ вырабатывает три ПСЧ (192 бита), из которых 176 бит используются для дополнительного маскирования информации, поступающей с первого контакта второго коммутатора. Данная информация представляет собой передаваемую информацию, замаскированную первым датчиком ПСЧ. 8 бит из оставшихся 16 (192-176=16) определяют номер рабочей частоты для работы на следующем подинтервале 10 мсек информационного интервала (используются только в режиме работы ППРЧ), последние 8 бит используются только на последнем (пятнадцатом) подинтервале 10 мсек информационного интервала для определения номера частоты, на которой будет передаваться очередная СП.

Процедуры, описанные выше, продолжаются по мере поступления информации.

В приемной радиостанции в результате последовательного наложения ПСЧ второго датчика ПСЧ и ПСЧ первого датчика ПСЧ на информационную последовательность информация размаскируется.

Техническая эффективность предлагаемого устройства технической защиты передаваемой информации заключается повышении степени защиты информации от несанкционированного доступа при ее передаче по радиоканалам связи.

Повышение степени защиты достигается за счет реализации в устройстве комбинированного метода, основанного на принципах дробления информации и перемешивании ее по частотному диапазону передаваемого сигнала. Применение такого метода позволяет создать полную неопределенность относительно положения во времени каждого частотного сегмента, повышая тем самым степень закрытости системы.

Достоинством предлагаемого метода и алгоритма работы, используемых в устройстве, является сравнительная простота его технической реализации, а также низкая стоимость и малые габариты, что позволяет выполнять устройство в виде отдельных плат, которые могут быть встроены непосредственно в радиостанцию.

Изготовлены опытные образцы предлагаемого устройства технической защиты передаваемой информации и проведены их испытания. Результаты испытаний образцов подтвердили правильность технических решений, их работоспособность во всех режимах работы и выполнение предусмотренных функций согласно заданным требованиям.

Источники информации

1. Т.И. Иванова. Абонентские терминалы и компьютерная телефония. М.: Эко-Трендз, 1999, с.186-201.

2. RU, патент РФ №2032991, кл. H04K 1/02, H04K 1/04, 1995.

3. RU, патент РФ №2038701, кл. H04K 1/02, 1995 (прототип).

Изобретение относится к системам связи, а именно к оконечным устройствам конфиденциальной связи. Техническим результатом является повышение степени защиты информации от несанкционированного доступа при ее передаче по радиоканалам связи. Устройство технической защиты передаваемой информации содержит в передающей части дельта-кодек или аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и сумматор по модулю два, а в приемной части - сумматор по модулю два и дельта-декодек или цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), введены последовательно соединенные по входам-выходам пульт набора данных и блок управления, в передающей части дополнительно введены первый, второй и третий коммутаторы, формирователь пакетов информации, второй сумматор по модулю два, первый и второй датчики псевдослучайных чисел (ПСЧ), а в приемной части дополнительно введены дельта-декодек, первый, второй и третий коммутаторы, преобразователь пакетов информации, второй сумматор по модулю два, первый и второй датчики ПСЧ. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство технической защиты передаваемой информации, содержащее в передающей части дельта-кодек или аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и сумматор по модулю два, а в приемной части - сумматор по модулю два и дельта-декодек или цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), отличающееся тем, что в него введены последовательно соединенные по входам-выходам пульт набора данных и блок управления, в передающей части дополнительно введены первый, второй и третий коммутаторы, формирователь пакетов информации, второй сумматор по модулю два, первый и второй датчики псевдослучайных чисел (ПСЧ), при этом выход дельта-кодека соединен с первым входом первого коммутатора, выход которого соединен со входом формирователя пакетов информации, выход которого подключен к первому входу первого сумматора по модулю два, выход которого соединен с первым входом второго коммутатора, выход которого соединен со входом второго сумматора по модулю два, выход которого соединен с первым входом третьего коммутатора, второй вход которого соединен с выходом второго коммутатора, первый и второй выходы первого датчика ПСЧ подключены соответственно ко второму входу первого сумматора по модулю два и ко второму входу второго коммутатора, первый и второй выходы второго датчика ПСЧ подключены соответственно ко второму входу второго сумматора по модулю два и к третьему входу третьего коммутатора передающей части, выход которого является канальным выходом устройства, сигнальным выходом которого является выход второго датчика ПСЧ, вход дельта-кодека и второй вход первого коммутатора являются соответственно входами речевого сигнала и данных устройства, а в приемной части дополнительно введены дельта-декодек, первый, второй и третий коммутаторы, преобразователь пакетов информации, второй сумматор по модулю два, первый и второй датчики ПСЧ, при этом выход третьего коммутатора соединен с первым входом второго сумматора по модулю два, выход которого соединен с первым входом второго коммутатора, выход которого соединен с первым входом первого сумматора по модулю два, выход которого соединен со входом преобразователя пакетов информации, выход которого соединен со входом первого коммутатора, первый выход которого соединен со входом дельта-декодека, первый и второй выходы первого датчика ПСЧ подключены соответственно ко второму входу первого сумматора по модулю два и ко второму входу второго коммутатора, первый и второй выходы второго датчика ПСЧ подключены соответственно ко второму входу второго сумматора по модулю два и ко второму входу третьего коммутатора, первый вход которого является канальным входом приемной части устройства, сигнальным входом которого является второй вход второго сумматора по модулю два, выход дельта-декодека и второй выход первого коммутатора приемной части являются соответственно выходами речевого сигнала и данных устройства, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой управляющие выходы блока управления подключены к управляющим входам соответственно третьего коммутатора, первого и второго датчиков ПСЧ передающей части, третьего коммутатора, первого и второго датчиков ПСЧ приемной части устройства.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый датчик ПСЧ передающей и приемной частей содержит первый, второй, третий и четвертый регистры сдвига, первый, второй и третий восьмиразрядные сумматоры по модулю 256, восьмиразрядный сумматор по модулю два, первый и второй побайтные преобразователи, при этом выход второго регистра сдвига соединен со своим входом и со входом первого восьмиразрядного сумматора по модулю 256, выход которого соединен со входом первого побайтного преобразователя, выход которого соединен со входом второго восьмиразрядного сумматора по модулю 256, выход которого соединен со входом второго побайтного преобразователя, выход которого соединен со входом восьмиразрядного сумматора по модулю два, выход которого соединен со входом восьмого разряда первого регистра сдвига, выход первого разряда которого подключен к управляющему входу восьмиразрядного сумматора по модулю два, выходы второго и восьмого разрядов первого регистра сдвига подключены соответственно к первому и второму входам третьего восьмиразрядного сумматора по модулю 256, выход которого подключен к управляющему входу первого восьмиразрядного сумматора по модулю 256, выход третьего регистра сдвига через четвертый регистр сдвига соединен со вторым разрядом первого регистра сдвига, выход шестого разряда которого соединен с управляющим входом второго восьмиразрядного сумматора по модулю 256, причем вход третьего регистра сдвига является загрузочным входом исходной информации первого датчика ПСЧ, вызывным входом которого является вход третьего разряда четвертого регистра сдвига.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что второй датчик ПСЧ передающей и приемной частей содержит первый, второй и третий регистры сдвига, первый, второй и третий восьмиразрядные сумматоры по модулю 256, восьмиразрядный сумматор по модулю два, первый и второй побайтные преобразователи, при этом выход третьего регистра сдвига соединен со своим входом и со входом первого восьмиразрядного сумматора по модулю 256, выход которого соединен со входом первого побайтного преобразователя, выход которого соединен со входом второго восьмиразрядного сумматора по модулю 256, выход которого соединен со входом второго побайтного преобразователя, выход которого соединен со входом восьмиразрядного сумматора по модулю два, выход которого соединен со входом восьмого разряда второго регистра сдвига, выход первого разряда которого подключен к управляющему входу восьмиразрядного сумматора по модулю два, выходы второго и восьмого разрядов второго регистра сдвига подключены соответственно к первому и второму входам третьего восьмиразрядного сумматора по модулю 256, выход которого подключен к управляющему входу первого восьмиразрядного сумматора по модулю 256, вход-выход первого регистра сдвига соединен со входом-выходом второго разряда второго регистра сдвига, выход шестого разряда которого соединен с управляющим входом второго восьмиразрядного сумматора по модулю 256, причем вход первого регистра сдвига является загрузочным входом исходной информации второго датчика ПСЧ, вызывным входом которого является управляющий вход первого регистра сдвига.