Система выбора и реализации способов противодействия деструктивному электромагнитному воздействию, оказываемому нарушителем Российский патент 2021 года по МПК H04W12/10 

Изобретение относится к области защиты информации в сетях беспроводной связи и может быть использовано в качестве средства выбора способа противодействия деструктивному электромагнитному воздействию, оказываемому нарушителем.

Известен аналог интеллектуальная система обнаружения нарушителя в описании изобретения к патенту № 2665264, МПК G08B 13/00 по заявке 2016150799, от 22.12.2016, опубл. 28.08.2018 в Бюл. № 25, включающая блок n датчиков охранной сигнализации, технические средства отображения визуальной и звуковой информации и блок логической обработки m сигналов из n, выходы которого подключены к информационным входам технических средств отображения визуальной и звуковой информации, отличающаяся тем, что содержит многослойную нейросеть с входным, промежуточным и выходным слоями нейронов для обработки информации, информационные входы входного слоя которой соединены с выходами чувствительных элементов датчиков блока n датчиков охранной сигнализации, выходы входного слоя нейросети связаны через промежуточный слой нейросети с выходным слоем нейросети, выходы которого подключены к информационным входам технических средств отображения визуальной и звуковой информации «Нарушитель», «Ложная тревога» и «Неисправность» для предъявления оператору.

Недостатки: недостаточно высокая оперативность реагирования на несанкционированное проникновение посторонних лиц, и точность выбора способа противодействия.

Решение о принятии способа противодействия нарушителю принимаются на основании сигнализации датчиков оператором, что может привести к промедлению в принятии решений и ошибкам при выборе способа противодействия.

Известен ближайший аналог (прототип) способ и система сонификации событий кибербезопасности на основании анализа действий средств сетевой защиты в описании изобретения к патенту № 2724984, МПК G06F 21/55, G08B 31/00 по заявке 2019137217, от 20.11.2019, опубл. 29.06.2020 в Бюл. № 19, включающий систему сонификации событий кибербезопасности, генерируемых средствами сетевой защиты, содержащая по меньшей мере один процессор и по меньшей мере одно средство хранения данных, содержащее машиночитаемые инструкции, которые при их исполнении процессором выполняют способ сонификации событий кибербезопасности, заключающийся в сборе данных событий кибербезопасности, которые включают в себя информацию о типе транспортных сетевых протоколов и IP-адресах узлов сетевого обмена, время выполнения соединений между узлами и реакцию средств сетевой защиты на упомянутые соединения, агрегацию полученных данных по типу действий срабатывания средств сетевой защиты, вычисление статистические характеристики соединений между узлами сети для каждого транспортного протокола, причем статистические характеристики отражают количество попыток соединений с данным действием средства защиты в единицу времени и отклонение от среднего значения количества соединений для конкретного действия средства защиты,

генерацию схемы сонификации событий на основании упомянутых статистических характеристик соединений между узлами сети, причем упомянутая схема формируется как: тип действия средства сетевой защиты - источник звука; относительное количество попыток соединения с данным действием, средства сетевой защиты - громкость источника звука, отклонение от среднего значения количества соединений для конкретного действия средства защиты - тембр/высота тона источника звука, формирование звуковые оповещения на поступающие уведомления кибербезопасности в соответствии с упомянутой схемой сонификации.

Недостатки: недостаточно высокая оперативность реагирования на нарушение кибербезопасности и точность выбора способа противодействия.

Данная система реализует звуковое и визуальное информирование об угрозе, способы противодействия которой выбирает оператор, здесь также играет решающую роль человеческий фактор, который может привести к ошибочным операциям и большему времени, отведенного на принятия решения о выборе способа противодействия.

Технический результат повышение оперативности реагирования на нарушение безопасности объекта при воздействии нарушителем и точности выбора способа противодействия.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что включает три базовые станции систем радиосвязи, соединенные между собой проводным каналом обратной связи, которые в свою очередь состоят из сервера сети радиосвязи (1), с установленном на нем программной реализацией многослойной нейронной сети (2), содержащей базу знаний (3), который соединен с приемо-передающим оборудованием (4), и устройствами, реализующими способы противодействия, заключающиеся в использовании антенной системы MIMO (5) и использовании дополнительной модуляции (6), выходы которых также соединены с приемо-передающим оборудованием (4), которое в свою очередь соединено с антенно-фидерным оборудованием (7), которое соединено с устройством анализа (8), которое постоянно осуществляет контроль сигнально-помеховой обстановки, заключающийся в измерении мощностей полезного сигнала P_c и помеховых воздействий P_п, так же устройство анализа соединено с устройством сравнения (9), находящего величину отношения сигнал-помеха Р_сп, которое в свою очередь соединено с сервером сети радиосвязи (1), на который передается величина Р_сп, которая в свою очередь поступает на вход программной реализации многослойной нейронной сети (2), где в соответствии с данной величиной принимаются решения о необходимости применения того или иного способа противодействия деструктивным электромагнитным воздействиям, в соответствии с которым с выходов нейронной сети передаются сигналы на сервер системы радиосвязи (1), с которого поступают управляющие сигналы на устройства, реализующие способы противодействия воздействиям (5 или 6), оказываемым нарушителем, затем сигналы с данных устройств поступают на приемопередающее оборудование (4), с которого поступают на антенно-фидерное оборудование (7) и затем осуществляется их передача.

Из уровня техники не выявлены технические решения, содержащие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемой системы, поэтому заявляемая система отвечает критерию изобретательского уровня.

Наличие отличительных от прототипа существенных признаков позволяет признать заявляемое техническое решение новым.

Возможность осуществления заявляемой системы в промышленности позволяет признать ее соответствующим критерию промышленной применимости.

Сущность заявляемой системы заключается в следующем.

Заявленные объекты системы поясняются чертежами, на которых показаны:

Фиг.1 - структурная схема выбора и реализации способов противодействия деструктивному электромагнитному воздействию, оказываемого нарушителем:

1 - Сервер сети радиосвязи.

2 - Программная реализация нейронной сети.

3 - База знаний.

4 - Приемо-передающее оборудование.

5 - Устройство, реализующее способ противодействия, заключающийся в использовании антенной системы MIMO.

6 - Устройство, реализующее способ противодействия, заключающийся в использовании дополнительной модуляции.

7 - Антенно-фидерное оборудование.

8 - Устройство анализа.

9 - Устройство сравнения.

Фиг. 2 - алгоритм работы системы выбора и реализации способов противодействия деструктивному электромагнитному воздействию, оказываемого нарушителем.

В систему выбора и реализации способов противодействия деструктивному электромагнитному воздействию, оказываемого нарушителем входят три базовые станции систем радиосвязи, соединенные между собой проводным каналом обратной связи. В состав каждой базовой входят сервер сети радиосвязи (1), с установленном на нем программной реализацией многослойной нейронной сети (2), содержащей базу знаний (3). Примером такой нейронной сети может служить зарегистрированный программный продукт-Программа выбора способов противодействия деструктивным электромагнитным воздействиям на основе нейронных сетей: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ от 04.06.2020 № 2020615923 / И.В. Гилев, С.В. Канавин, А.В. Попов, Н. С. Хохлов М.: ФИПС, 2020.

Сервер базовой станции (1) соединен с приемо-передающим оборудованием (4), и устройствами, реализующими способы противодействия, заключающиеся в использовании антенной системы MIMO (5) и использовании дополнительной модуляции (6), выходы которых также соединены с приемо-передающим оборудованием (4). Приемопередающее оборудование (4) в свою очередь соединено с антенно-фидерным оборудованием (7), которое соединено с устройством анализа (8), которое постоянно осуществляет контроль сигнально-помеховой обстановки, заключающийся в измерении мощностей полезного сигнала P_c и помеховых воздействий P_п. Устройство анализа (8) соединено с устройством сравнения (9), которое находит отношения сигнал-помеха (1).

Р_сп= (1)

Устройство сравнения (9) в свою очередь соединено с сервером сети радиосвязи (1), на который передается величина Р_сп, которая в свою очередь поступает на вход программной реализации многослойной нейронной сети (2), где в соответствии с данной величиной принимаются решения о необходимости применения того или иного способа противодействия деструктивным электромагнитным воздействиям, в соответствии с которым с выходов нейронной сети (2) передаются сигналы на сервер системы радиосвязи (1), с которого поступают управляющие сигналы на устройства, реализующие способы противодействия воздействиям (5 или 6), оказываемым нарушителем.

Некоторые примеры выбора способов противодействия, содержащиеся в базе знаний:

1. Сигналы помехового воздействия и полезного сигнала, зафиксированные антенно-фидерным оборудованием (7) базовой станции 1 передаются на вход устройства анализа (8), которое в свою очередь осуществляет измерение мощностей полезного сигнала и помехи, затем данные величины передаются на устройство сравнения (9), которое вычисляет отношение мощности полезного сигнала и помехи, если величина, поступившая с устройства сравнения на сервер радиосвязи (1) , а затем на вход программной реализации нейронной сети (2) Р_сп , то деструктивное электромагнитное воздействие со стороны нарушителя отсутствует, следовательно потребности в применении способа противодействия нет, сигнал с выходов нейронной сети (2) не передается на сервер радиосвязи (1) и не поступает на устройства, реализующие способы противодействия (5 или 6). Происходит передача информации от базовой станции 1 на базовую станцию 2 и 3.

2. Сигналы помехового воздействия и полезного сигнала, зафиксированные антенно-фидерным оборудованием (7) базовой станции 1 передаются на вход устройства анализа (8), которое в свою очередь осуществляет измерение мощностей полезного сигнала и помехи, затем данные величины передаются на устройство сравнения (9), которое вычисляет отношение мощности полезного сигнала и помехи, если величина, поступившая с устройства сравнения (9) на сервер радиосвязи (1) , а затем на вход программной реализации нейронной сети (2) 1 ≤ Р_сп1,1, то мощность деструктивного помехового воздействия, оказываемого нарушителем, не превосходит минимальный уровень чувствительности приемника базовой станции более чем на 10 дБм, однако при передачи информации от базовой станции 1 к базовой станции 2 возможны ошибки декодирования, приводящие к искажению и потере информации, следовательно нейронной сетью выбирается способ противодействия, заключающийся в использовании антенной системы MIMO. Сигнал о применении данного способа с выходов нейронной (2) передается на сервер радиосвязи (1), а затем поступает на устройство, реализующие данный способ противодействия (5). С выхода устройства, реализующее способ противодействия, заключающийся в использование антенной системы MIMO (5), сигнал передается на приемопередающее оборудование (4), которое реализует самый помехоустойчивый вид модуляции-BPSK, со скоростью r=1/2, а также выбирает сектор антенной системы, расположенный в направлении резервного маршрута (через базовую станцию 3) и передает сигнал на антенно-фидерное оборудование (7), которое в свою очередь излучает сигнал с максимальной мощностью в направлении базовой станции 3, которая в свою очередь передает информацию на базовую станцию 2.

3. Сигналы помехового воздействия и полезного сигнала, зафиксированные антенно-фидерным оборудованием (7) передаются на вход устройства анализа (8), которое в свою очередь осуществляет измерение мощностей полезного сигнала и помехи, затем данные величины передаются на устройство сравнения (9), которое вычисляет отношение мощности полезного сигнала и помехи, если величина, поступившая с устройства сравнения (9) на сервер радиосвязи (1), а затем на вход программной реализации нейронной сети (2) Р_сп>1,1, то деструктивное электромагнитное воздействие нарушителя блокирует передачу информации по радиоканалу, нейронная сеть выбирает способ противодействия, заключающийся в использовании дополнительной модуляции сигнала. С выхода нейронной сети (2) на сервер радиосвязи (1), а затем на устройство, реализующее способ противодействия, заключающийся в использовании дополнительной модуляции (6), поступает сигнал о применении указанного способа. В устройстве, реализующем данный способ (6) производится дополнительная модуляция полезного сигнала, в результате чего сигнал переносится в другой частотный диапазон работы системы радиосвязи и увеличивается по мощности. По каналам обратной связи другие базовые станции извещаются о переходе работы в другой частотный диапазон и о дополнительной модулирующей функции. Затем сигнал, с устройства реализующего данный способ (6) поступает на приемопередающее оборудование (4), в свою очередь с которого передается на антенно-фидерное оборудование (7) и происходит передача информации с базовой станции 1 на базовые станции 2 и 3.

Использование нейронных сетей при выборе способов противодействия деструктивным электромагнитным воздействиям позволяет снизить вероятность ошибки до 0,004.

Использование заявляемого технического решения позволит повысить оперативность реагирования на нарушение безопасности объекта при несанкционированном воздействии нарушителем и точность выбора способа противодействия.

Изобретение относится к средствам выбора способа противодействия деструктивному электромагнитному воздействию, оказываемому нарушителем. Технический результат заключается в повышении оперативности реагирования на нарушение безопасности объекта при несанкционированном воздействии нарушителем и точности выбора способа противодействия. Система включает три базовые станции систем радиосвязи, соединенные между собой проводным каналом обратной связи, которые в свою очередь состоят из сервера сети радиосвязи с установленной на нем программной реализацией многослойной нейронной сети, содержащей базу знаний, который соединен с приемо-передающим оборудованием, и устройствами, реализующими способы противодействия, заключающиеся в использовании антенной системы MIMO и использовании дополнительной модуляции, выходы которых также соединены с приемопередающим оборудованием, которое в свою очередь соединено с антенно-фидерным оборудованием, которое соединено с устройством анализа. Устройство анализа постоянно осуществляет контроль сигнально-помеховой обстановки, заключающийся в измерении мощностей полезного сигнала P_c и помеховых воздействий P_п, также устройство анализа соединено с устройством сравнения, находящим величину отношения сигнал-помеха Р_сп, которое в свою очередь соединено с сервером сети радиосвязи, на который передается величина Р_сп, которая в свою очередь поступает на вход программной реализации многослойной нейронной сети, где в соответствии с данной величиной принимаются решения о необходимости применения того или иного способа противодействия деструктивным электромагнитным воздействиям. 2 ил.

Система выбора и реализации способов противодействия деструктивному электромагнитному воздействию, оказываемому нарушителем, отличающаяся тем, что включает три базовые станции систем радиосвязи, соединенные между собой проводным каналом обратной связи, которые в свою очередь состоят из сервера сети радиосвязи с установленной на нем программной реализацией многослойной нейронной сети, содержащей базу знаний, который соединен с приемопередающим оборудованием, и устройствами, реализующими способы противодействия, заключающиеся в использовании антенной системы MIMO и использовании дополнительной модуляции, выходы которых также соединены с приемопередающим оборудованием, которое в свою очередь соединено с антенно-фидерным оборудованием, которое соединено с устройством анализа, которое постоянно осуществляет контроль сигнально-помеховой обстановки, заключающийся в измерении мощностей полезного сигнала P_c и помеховых воздействий P_п, также устройство анализа соединено с устройством сравнения, находящим величину отношения сигнал-помеха Р_сп, которое в свою очередь соединено с сервером сети радиосвязи, на который передается величина Р_сп, которая в свою очередь поступает на вход программной реализации многослойной нейронной сети, где в соответствии с данной величиной принимаются решения о необходимости применения того или иного способа противодействия деструктивным электромагнитным воздействиям, в соответствии с которым с выходов нейронной сети передаются сигналы на сервер системы радиосвязи, с которого поступают управляющие сигналы на устройства, реализующие способы противодействия воздействиям, оказываемым нарушителем, затем сигналы с данных устройств поступают на приемопередающее оборудование, с которого поступают на антенно-фидерное оборудование и затем осуществляется их передача.