3. Маскиратори
Маськиратори мови працюють за абсолютно іншим принципом, ніж скремблери і кріптофони. Взагалі-то, ця технологія призначена для стаціонарних телефонів, саме до них і підключаються самі пристрої. Але вони дозволяють захищати всі розмови, в якому бере участь дані апарати та будь-які інші, у тому числі і стільникові абоненти. Відбувається це таким чином. Після включення захисту маскиратор подає в лінію спеціальним чином згенерованний шум, який розповсюджується по всьому каналу зв'язку. Таким чином, зловмисник, що намагається прослуховувати розмову, отримає тільки безладний набір звуків. Ну а маскиратор "знає" характеристики створених ним перешкод. І він накладає на сигнали спеціальний фільтр, який компенсує шум, виділяючи з нього мову абонента.
Проте і цей тип пристроїв має свої недоліки - ці пристрої можуть встановлювати тільки односторонній захист. Адже на стільниковому телефоні немає компенсатора перешкод. А це означає, що на нього потрібно присилати нормальні, "незашумлені" сигнали, які зловмисники можуть перехопити. Отже закритою від прослуховування виявляється тільки мова абонента із стільникого телефону, репліки ж власника стаціонарного апарату зі встановленим захистом виявляються незахищеними. Це, звичайно ж, дуже великий мінус даної технології. Проте даний недолік може компенсуватися можливістю вести захищені розмови зі всіма людьми незалежно від типу їх телефонів і без необхідності установки засобів захисту у абонентів.
Розкид цін маскираторов мови від різних виробників достатньо великий. За найдешевші пристрої покупцям доведеться заплатити всього 100 - 150 доларів. Такі апарати використовують шуми, що згенеровані випадковим чином. В принципі, вони піддаються дешифровці, хоча це і вимагає спеціальних технічних засобів і серйозних знань. Інші маскиратори мають ціну в межах 700 - 800 доларів. Вони для захисту мовного сигналу використовують мовноподібні шуми. Таким чином, аналіз перехопленого трафіку стає практично нездійсненним. Маскиратори мови - достатньо привабливі пристрої для багатьох компаній. Адже для того, щоб приймати закриті повідомлення від будь-яких, у тому числі і стільникових абонентів необхідно встановити захист всього лише на один офісний телефон.
1.4 Принципи аналогового скремблювання
Найбільша частина апаратури засекречування мовних сигналів використовує в даний час метод аналогового скремблювання, оскільки, по-перше, це дешевше, по-друге, ця апаратура застосовується в більшості випадків в стандартних телефонних каналах із смугою 3 кГц, по-третє, забезпечується комерційна якість дешифрованої мови і, по-четверте, гарантується достатньо висока стійкість закриття.
Аналоговим скремблерам вдалося уникнути багатьох труднощів, пов'язаних з передачею мовного сигналу і/або його параметрів, властивих цифровим системам закриття мови, і в теж час досягти певного рівня розвитку, що забезпечує середній і навіть високий ступінь захисту мовних повідомлень. Оскільки скрембльовані мовні сигнали в аналоговій формі лежать в тій же смузі частот, що і початкові відкриті, це означає, що їх можна передавати по звичайних каналах зв'язку, використовуваних для передачі мові, без зажадання якого-небудь спеціального устаткування, такого, як, наприклад, модеми. Тому пристрої мовного скремблювання не так дорогі і значно менш складні, чим пристрої дискретизації з подальшим цифровим шифруванням.
Аналогові скремблери перетворять початковий мовний сигнал за допомогою зміни його амплітудних, частотних і тимчасових параметрів в різних комбінаціях. Скрембльований сигнал може потім бути переданий по каналу зв'язку в тій же смузі частот, як і початковий, відкритий. У апаратах такого типу використовується один або декілька принципів аналогового скремблювання з числа перерахованих нижче:
1) скремблювання в частотній області: частотна інверсія (перетворення спектру сигналу за допомогою гетеродина і фільтру), частотна інверсія і зсув (частотна інверсія із змінним стрибкоподібно зсувом несучої частоти), розділення смуги частот мовного сигналу на ряд піддіапазонів з подальшою їх перестановкою і інверсією. Частотна інверсія рівносильна повороту піддіапазону навколо деякої точки, при цьому відбувається перетворення високих частот усередині піддіапазону в низькі, а низьких у високі. Частота, на якій відбувається розділення спектру мовного сигналу на піддіапазони, називається точкою розбиття, може бути або фіксованою, у разі, коли протягом розмови не відбувайся перемикання між режимами скремблювання, або приймати одне з чотирьох можливих значень, коли протягом ведення переговорів абоненти перемикаються між режимами.;
2) скремблювання в часовій області (розбиття блоків або частин мови на сегменти з перемішуванням їх в часі з подальшим прямим і/або реверсивним прочитуванням);
3) комбінація тимчасового і частотного скремблювання.
Як правило, всі перестановки яким-небудь чином виділених сегментів або ділянок мови в тимчасовій і/або в частотній областях здійснюються за законом псевдовипадкової послідовності, що виробляється шифратором по ключу.
Аналогові скремблери, по їх режиму роботи, можна розбити на два наступні класи:
1) статичні системи, схема кодування яких залишається незмінною протягом всієї передачі мовного повідомлення;
2) динамічні системи, постійно генеруючі кодові підстановки в ході передачі (код може бути змінений в процесі передачі кілька разів протягом кожної секунди).
Очевидно, що динамічні системи забезпечують вищий ступінь захисту, оскільки різко обмежують можливість легкого прослуховування переговорів сторонніми особами.
Процесом аналогового скремблювання є складне перетворення мовного сигналу з його подальшим відновленням (із збереженням розбірливості мови) після проходження перетвореного сигналу по вузькосмуговому каналу зв'язку, схильній дії шумів.
Можливе перетворення мовного сигналу по трьом параметрам: амплітуді, частоті і часу. Вважається, що використовувати амплітуду недоцільно, оскільки змінюються в часі загасання каналу і відношення сигнал/шум роблять надзвичайно складним точне відновлення амплітуди переданого сигналу. Практичне застосування отримало тільки частотне і часове скремблювання та їх комбінації.
Частотне скремблювання полягає в в використанні частотної інверсії (рис. 1.1); розбитті спектру на смуги та їх перестановками з (без) інверсії (рис. 1.2). Для розкриття мовного сигналу необхідно виконати аналогічні перетворення в зворотному напряму. Кількість частотних смуг, порядок їх перестановки та інверсії є ключем. Перетворення спектру здійснюється за допомогою гетеродина та фільтра.
Рисунок 1.1 – Спектр сигналу до і після частотної інверсії.
Рисунок 1.2 – Спектр сигналу до і після перестановки частотних смуг та інверсії
При використанні часового скремблювання сигнал розбивається на часові кадри (наприклад 100мс). Обробка сигналу здійснються кадрами. Кожен кадр розбивається на фрагменти і закриття сигналу здійснюється шляхом перестановки фрагментів кадру та інверсією (рис. 1.3). Тривалість кадру, кількість фрагментів та закон їх перестановки є ключем скремблювання. При часовому скремлюванні виникає затримка сигналу на тривалість кадру та необхідна синхронізація сигналу.
Рисунок 1.3 - Часова перестановка та інверсія.
Використовуючи комбінацію часового і частотного скремблювання, можна значно підвищити ступінь закриття мови. Комбінований скремблер набагато складніше звичайного і вимагає компромісного рішення по вибору рівня закриття, залишкової розбірливості, часу затримки, складності системи і ступеня спотворень у відновленому сигналі. Кількість же всіляких систем, що працюють за таким принципом, обмежена лише людською уявою.
Структурна схема системи аналогового скремблювання зображена на рис. 1.4.
Рисунок 1.4 - Структурна схема системи аналогового скремблювання
Скремблери всіх типів, за винятком простого (з частотною інверсією), вносять спотворення до відновленого мовного сигналу. Межі часових сегментів порушують цілісність сигналу, що неминуче приводить до появи позасмугових складових. Небажаний вплив роблять і групові затримки складових мовного сигналу в каналі зв'язку. Результатом спотворень є збільшення мінімально допустимого відношення сигнал/шум, при якому може здійснюватися надійний зв'язок.
Проте, не дивлячись на вказані проблеми, методи часового і частотного скремблювання, а також комбіновані методи успішно використовуються в комерційних каналах зв'язку для захисту конфіденційної інформації.