СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНЫХ СООБЩЕНИЙ С ЗАЩИТОЙ ОТ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО ДОСТУПА
METHOD OF TRANSMITTING DISCRETE MESSAGES SECURE FROM UNAUTHORISED ACCESS

Изобретение относится к способам передачи информации и может быть использовано в волоконно-оптических системах передачи данных в защищенном исполнении.
n
*
*
*
i
i-1
i
i-1
1
i
i-1
i
i
i-1
i-1
i-1
Наиболее близким к предлагаемому по совокупности признаков является способ передачи дискретных сообщений в системах с повторением передач и обратной связью (патент РФ №2239289, кл. Н04В 1/713, 2004). Способ заключается в том, что на передающем конце линии связи осуществляют деление входного сигнала на блоки длиною n бит, формируют дискретное сообщение в виде последовательности нескольких блоков-символов длиной n бит, формируют копию дискретного сообщения путем кодирования дискретного сообщения посредством сложения по модулю P=2 каждого символа α, соответствующего данному блоку, с закодированным символом β предыдущего блока, β≡β+α(mod Р), запоминают и передают сформированное дискретное сообщение и его копию, а на приемном конце линии связи запоминают принятое дискретное сообщение и его копию, которую предварительно декодируют путем сложения по модулю Р очередного принятого символа β дискретного сообщения с предыдущим сопряженным символом β  этого дискретного сообщения, α=β+β (mod Р), где β =P-β; сравнивают символы принятого дискретного сообщения с символами декодированной копии дискретного сообщения, если нет расхождений в двух смежных символах сравниваемого дискретного сообщения и его копии, то заменяют все одиночные искаженные символы принятого дискретного сообщения символами декодированной копии дискретного сообщения, передают по каналу обратной связи информацию на продолжение передачи последующих дискретных сообщений; если имеются расхождения в двух смежных символах принятого дискретного сообщения и его декодированной копии, то передают по каналу обратной связи информацию на повторную передачу сформированного дискретного сообщения и его копии. В известном способе при наличии искажений дискретных сообщений используют повторную передачу кодированного сообщения. При этом используемое кодирование позволяет восстанавливать до 25% бит сообщения, искаженных при передаче.
Недостатками данного способа является то, что он не обеспечивает защищенности информации от злоумышленника, а также необходимость организации канала обратной связи.
Задача, на решение которой направлено данное изобретение, заключается в повышении защищенности информации, передаваемой по линии связи.
n
i
i-1
i
i-1
i
i
i-1
i+1
i,
i+1
i-1
i
i
i+1
i-1
i+1
i-1
i
i
Решение указанной задачи достигается тем, что в известном способе передачи дискретного сообщения, заключающемся в делении входного сигнала на блоки длиной n бит, формировании дискретного сообщения α в виде последовательности из N блоков, формировании копии дискретного сообщения β путем кодирования дискретного сообщения посредством сложения по модулю Р=2 каждого блока α, где i=1…N, с блоком β в соответствии с выражением β≡β+α(mod P) и их передаче в линию связи, согласно изобретению осуществляют искажение блоков сформированного дискретного сообщения и его копии общим числом не более N/2, выбираемых по случайному закону с выполнением следующих условий: блок α может быть искажен, если i≠N и блоки α, α, β β, β не были искажены; блок β может быть искажен, если i≠N и блоки α, α, α, β, β небыли искажены, искажение блока осуществляется инвертированием не менее чем одного бита данного блока, на приемном конце линии связи для каждого блока α дискретного сообщения и соответствующего ему блока β копии дискретного сообщения проверяют на истинность следующие тождества:
i
i
i
i-1
i-1
i-1
i
i
i
i-1
*
*
если истинно тождество (2) и ложны тождества (1) и (3), то восстанавливают блок α по формуле α=β+β (mod Р), где β =P-β, если истинно тождество (3) и ложны тождества (1) и (2), то восстанавливают блок β по формуле β=α+β(mod P), если истинно тождество (1) и ложны тождества (2) и (3), то переходят к проведению процедуры восстановления (i+1)-ого блока.
В совокупности признаков заявленного способа используется следующая терминология и обозначения:
- дискретное сообщение α - это сообщение, записанное в двоичном коде и представленное сигналом в виде последовательности нулевых и единичных бит;
- копия дискретного сообщения β - дискретное сообщение, получаемое путем кодирования исходного сообщения и служащее для восстановления искаженных блоков этого сообщения;
i
i
- блок α, β - это число, записанное в виде знаков двоичной системы счисления и представленное в виде последовательности (комбинации) нулевых и единичных бит длиной n;
i
i
- сложение чисел α и β по модулю Р означает, что два числа складываются обычным образом, а их сумма переводится в конечное множество с помощью сравнения по модулю Р;
i
i
- отношение сравнимости (α≡β(mod Р)) означает, что при делении обоих чисел на Р их остатки будут равны.
i
i-1
i+1
i
i+1
i-1
i
i
i+1
i-1
i+1
i-1
i
i
В предлагаемом способе передачи дискретных сообщений с защитой от несанкционированного доступа осуществляют искажение блоков сформированного дискретного сообщения α и его копии β общим числом не более N/2, выбираемых по случайному закону с выполнением следующих условий: блок α может быть искажен, если i≠N и блоки α, α, β, β, β не были искажены; блок β может быть искажен, если i≠N и блоки α, α, α, β, β не были искажены, искажение блока осуществляется инвертированием не менее чем одного бита данного блока, на приемном конце линии связи для каждого блока α дискретного сообщения и соответствующего ему блока β копии дискретного сообщения проверяют на истинность следующие тождества:
i
i
i
i-1
i-1
i-1
i
i
i
i-1
*
*
если истинно тождество (2) и ложны тождества (1) и (3), то восстанавливают блок α по формуле α=β+β (mod Р), где β =P-β, если истинно тождество (3) и ложны тождества (1) и (2), то восстанавливают блок β, по формуле β=α+β(mod P) если истинно тождество (1) и ложны тождества (2) и (3), то переходят к проведению процедуры восстановления (i+1)-ого блока.
Предлагаемый способ передачи дискретных сообщений с защитой от несанкционированного доступа опробован в лабораторных условиях. Способ может быть реализован с помощью устройства, структура которого представлен на чертеже, где обозначено:
1 - кодирующее устройство;
2 - устройство внесения искажений в сформированное дискретное сообщение;
3 - передатчик;
4 - линия связи;
5 - приемник;
6 - декодирующее устройство.
i
i-1
i+1
i
i+1
i-1
i
i
i+1
i-1
i+1
i-1
Устройство внесения искажений в сформированное дискретное сообщение осуществляет искажение блоков сформированного дискретного сообщения и его копии общим числом не более N/2, выбираемых по случайному закону с выполнением следующих условий: блок α может быть искажен, если i≠N и блоки α, α, β, β, β не были искажены; блок β может быть искажен, если i≠N и блоки α, α, α, β, β не были искажены, искажение блока осуществляется инвертированием не менее чем одного бита данного блока.
Защищаемая информация поступает на кодирующее устройство 1, в котором происходит деление входного сигнала на блоки, формирование дискретного сообщения в виде последовательности нескольких блоков и формирование копии этого дискретного сообщения. Далее преобразованная информация поступает в устройство внесения искажений 2, где происходит инвертирование произвольных одиночных бит в сформированном дискретном сообщении и его копии. Затем передатчик 3 отправляет искаженное дискретное сообщение и его копию в линию связи 4. На другом конце линии связи искаженное дискретное сообщение и его копия через приемник 5 поступает в декодирующее устройство 6, где происходит восстановление исходного сообщения.
Реализация предлагаемого способа не вызывает затруднений, так как все блоки легко могут быть выполнены программным путем в виде сетевого шлюза для последующего использования в стандартном оборудовании линии связи.