Лекція №17 (4.4)

З дисципліни „ПРИКЛАДНА КРИПТОЛОГІЯ”

Тема лекції „ Проблемні питання автентифікації в каналах зв'язку. Методи та механізми імітозахисту в радіосистемах ”

Основні навчальні питання

4.4.1 Модель завадо захищеного каналу

4.4.2 Поняття складеного сигналу

4.4.3 Теоретичні положення про криптографічний захист на рівні складеного сигналу

4.4.4 Математична модель, структурна схема динамічного радіоканалу

4.4.5 Методи формування Гу управляючих і ключових даних

4.4.1Модель завадо захищеного каналу.

У ряді систем необхідно забезпечити не тільки конфіденційність, цілісність І дійсність переда­них команд, але і сам факт передачі цієї Інформації в захищеному виді сховати. Цим займається стеганографія.

На рис 4.4.1 наведено структурна схема завадо захищеного радіоканалу, де :

1 - джерело інформації;

рис.4.4.1

2. - кодер джерела;

3. - кодер каналу;

4. - пристрій захисту інформації;

5. - модулятор та передатчик.

Кодер джерела забезпечує узгодження Д1 з пропускною здатністю каналу зв'язку. При цьому інфор­мація джерела представляється в цифровому вигляді, бажано виключити надмірність. За цієї умови забезпечується збільшення відстані єдності.

На виході радіо передавача формують сигнали S(t). На вході приймача спостерігається коливання

Мультиплікативна складова перешкоди

Адитивна складова перешкоди

Дія природних та штучних завад приводить до помилок або перекручувань у каналі зв'язку. Внаслідок цього приймання здійснюється з імовірністю .

Кодер каналу призначений для внесення штучної надмірності (стійкого до перешкод коду­вання) з тією метою, щоб використовуючи цю надмірність на прийомній стороні можна було б чи виявити, чи виправити помилки.

Прилад ЗІ призначений для забезпечений конфіденційності, цілісності та справжності інформації. Як правило цілісність та справжність реалізується засобом застосування цифрового підпису, кодів автентифікації тощо. Конфіденційність забезпечують засобом застосування процедури шифрування..

У модуляторі здійснюється заміна М_і - символів криптограми на сигнали переносники інфор­мації, що добре поширюються в середовищі.

Припустимо, що захист інформації здійснюється в ПЗІ.

	1
Сі
	0

( 1 )

У таких системах треба забезпечити:

1. енергетичну скритність, тобто умови роботи радіолінії, коли енергетики не вистачає, щоб виявити факт передачі сигналів, тобто

( 2 )

2. структурна скритність – стійкість сигналів, що випромінюють у радіоканалі, проти спроб виділення з них параметрів і інформації.

3. стійкість до завад (перешкод) – тобто здатність системи протистояти впливу як випадкових, так і на­вмисних завад (перешкод).

4. автентичність джерела , справжність та цілісність інформації, тобто здатність протистояти передачі хибної чи викривленої інфо­рмації чи команд, а також передачі „ раніше переданої інформації ”. Усім цим вимогам можуть задоволь­нити комплекс шумопо дібних сигналів.

4.4.2 Поняття складеного сигналу.

Особливості формування ФМ ШПС.

На рис. 4.4.2 наведено приклади формування складеного ФМ ШПС сигналу ( на прикладі передачі блоку „ 1 , -1, -1, 1”.

рис. 4.4.2- Епюри формування простих та складених сигналів.

Полоса пропускання сигналу дискретного сигналу пов’язана з довжиною сигналу с

( 3 )

Якщо довжина елементу складеного сигналу , то полоса частот складеного сигналу

( 4 )

Якщо Р_с > Рз – то такі сигнали називають простими , вони не можуть забезпечити структурну та енергетичну скритності.

В складеного сигналу полоса частот збільшується в п раз, але енергія сигналу збереглася. Щіль­ність сигналу може стати набагато менше щільності перешкоди.

Наприклад для ФМ ШПС

Фаза і частота такого сигналу можуть змінюватись за законом Тінф.

Особливості формування складених сигналів

Частотна модуляція.

ДМ повинен формувати множину сигналів.

Фазова модуляція.

Частотно-фазова модуляція.

Линійна частотна модуляція.

Якість системи радіозв’язку оцінюють є:

Е_с (енергія накоплення сигналу) і

N₀ (спектральна щільність потужності поміхи)

абоР.

Визначимо величину

= В_с – тривалість сигнали, - смуга частот, В_с – база сигналу.

Знайдемо В_с для простого сигналу:

Із виразу випливає, що для того щоб можна було б розрізняти сигнали з Р_С<Р_П необхідно, щоб В_с > 1.

, де l – кількість елементів , в складному сигналі.

.

В дорівнює кількості символів складного сигналу. Збільшуючи відповідним чином, можна забезпечити потрібне , при , тобто сигнал буде під шумом.