Метод та засіб забезпечення підвищеної захищеності мовної

інформації

Науковий керівник: к.т.н., доцентЯремчук Юрій Євгенович

Доповідач: магістрантНіколаєв Євгеній Сергійович

Вінницький національний технічний університет

Актуальність роботи

У зв’язку із значним поширенням засобів акустичної розвідки актуальною єпроблема захисту мовної інформації від витоку технічними каналами. Для захистуінформації від витоку даними каналами найчастіше використовують активніметоди, які передбачають генерування сигналів завад з характеристиками, щоподібні до білого шуму. У зв’язку з цим актуальною є проблема генеруванняшумоподібних завад.

Для вирішення даної проблеми використовують аналоговий та цифровийметоди. Основним недоліком аналогового методу генерування є те, що при впливімовного сигналу на елементи генератора, шумоподібний сигнал єпромодульований мовою, у зв’язку з чим зменшується захищеність інформації.

Цифровий метод генерування шумоподібних сигналів передбачаєвикористання цифрових генераторів псевдовипадкових послідовностей, основноюхарактеристикою яких є період повторення послідовності. Збільшення періодуповторення послідовності при сталій швидкості її генерування вимагає збільшенняобчислювальних ресурсів, що є не завжди прийнятним при створенні компактнихта недорогих генераторів на базі мікроконтролерів. Тому постає проблемагенерування псевдовипадкової послідовності з великим періодом повторення набазі низькошвидкісних обчислювальних систем.

Мета роботиПідвищення захищеності мовної інформації від витоку

акустичними каналами

Наукова новизнаВдосконалено метод генерування мовних завад шляхом

використання двох послідовно з'єднаних генераторів LFSRрізної розрядності, що виконують обчисленняпсевдопаралельно і забезпечують збільшення періодупсевдовипадкової послідовності

Практична цінність роботи• розроблено пристрій генерування мовних завад згідно

запропонованого методу;

• проведено дослідження спектру вихідного сигналурозробленого генератора.

Структурна схема методу генерування псевдовипадкової послідовності

+++++++

+++++++

+++++++

+++++++

+

. . .

+

Генератор 1

Генератор 2

RG 1

RG 2

RG n

RG

Алгоритм генерування ПВП

Початок

Кінець

Генерація початкового стану Генератором 1

для Генератора 2

Запис початкового стану у регістр Генератора 2

Генерація біту вихідної ПВП

Генератором 2

Виконання ітерації обрахунку наступного

початкового стану Генератором 1 для

Генератора 2

Виведення біту ПВП

Є наступний початковий

стан?

Так Ні

Завершити роботу?

Так Ні

Збереження стану Генератора 1

Завантаження початкового стану

Генератора 1

Приклад реалізації методу1. Генератор 1 - LFSR генератор, що складається з 20 регістрів (160 біт).

2. Генератор 2 - LFSR генератор, що складається 1 регістру (8 біт).

3. Мікроконтролер має тактову частоту 4 МГц.

4. Для перетворення цифрового сигналу в аналоговий необхідно на кожен відлік аналоговогосигналу вивести 8 двійкових розрядів (залежить від розрядності ЦАП).

5. Оскільки верхня частота шумового сигналу (fв) рівна 15 кГц, то за теоремою Котельніковачастота дискретизації має бути не менше 30 кГц (2∙fв).

6. Для більш якісного відтворення, частоту дискретизації обираємо 34 кГц, відповідно частотавиведення має складати 272 кГц (34 кГц ∙ 8).

7. Оскільки мікроконтролер має тактову частоту 4 МГц, виведення біту інформації маєздійснюватись через кожних 14 тактів (4Мгц / 272 кГц).

8. Період повторення ПВП Генератора 1 дорівнює 2160 -1 . Генерування одного бітапсевдовипадкової послідовності за допомогою Генератора 1 складає 26 тактівмікроконтролера.

9. Період повторення ПВП Генератора 2 дорівнює 28 -1. Генерування одного бітапсевдовипадкової послідовності за допомогою Генератора 1 складає 8 тактівмікроконтролера.

10. Для генерування Генератором 1 8 бітів, що змінять початковий стан Генератора 2, необхідно208 тактів (26*8). Розділивши 208 на 6 (14 - 8) отримаємо 35 ітерацій, необхідних дляобчислення наступного початкового стану Генератора 2. Отже початковий стан Генератора 2змінюватиметься через кожні 35 ітерацій.

При виведенні біту інформаційного сигналу раз в 14 тактів, а не в 26, як у випадку звичайногоLFSR генератора розрядністю 160 біт, швидкість генерування ПВП підвищується в 1,85 рази, приперіоді повторення ПВП не меншому за 2160 – 1.

Структурна схема пристрою генерування акустичних сигналів завад

Підсилювач потужності

Мікроконтролер

Фільтр низької частоти

Акустичний випромінювач

Псевдовипадкова послідовність

Аналоговий сигнал

Підсилений аналоговий сигнал

Фільтр Чебишева другого порядку

• Схема електрична принципова:

• Амплітудно-частотна характеристика фільтра :

Типова схема включення підсилювача потужності Phillips TDA1558

Схема електрична принципова пристрою генерування акустичних завад

Технічні характеристики пристрою

• Діапазон частот, кГц: 0,18 – 15

• Максимальна вихідна потужність, Вт: 2х22

• Максимальний рівень звукового тиску, дБ: 85

• Рівень шумового сигналу на лінійному виході, В: 6

• Опір навантаження, Ом: 4

• Живлення, В: 12

Зовнішній вигляд розробленого пристрою

Вигляд пристрою зсередини

Спектр вихідного сигналу отриманий за допомогою комп'ютерного моделювання

Осцилограма вихідного сигналу отримана за допомогою комп'ютерного

моделювання

Спектр вихідного сигналу за результатом експериментального дослідження

Висновки• Запропоновано метод побудови швидкісного

багаторозрядного LFSR генератора на основі двохпослідовно з'єднаних генераторів LFSR різної розрядності,що виконують обчислення псевдопаралельно ізабезпечують збільшення періоду псевдовипадковоїпослідовності

• Проведено дослідження методу, що показало збільшенняшвидкості генерування ПВП у 1,85 рази в порівнянні зізвичайним LFSR генератором такої ж розрядності

• Розроблено пристрій реалізації методу• Результати дослідження розробленого пристрою

показали, що спектр вихідного сигналу у мовномудіапазоні частот є лінійним, а характеристики даногосигналу є близькими до характеристик білого шуму

• Збільшення періоду ПВП привело до збільшення стійкостісигналів завад до фільтрування, що забезпечуєпідвищення захищеності мовної інформації

Дякую за увагу