СПОСОБ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ ОТ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО ДОСТУПА
METHOD OF PROTECTING INFORMATION FROM UNAUTHORISED ACCESS

Изобретение относится к некриптографическим способам защиты информации от несанкционированного доступа и может быть использовано в системах передачи текстовых данных в защищенном исполнении.
Наиболее близким к предлагаемому по совокупности признаков является способ защиты информации от несанкционированного доступа (патент РФ №2130641, кл. G06F 13/00, G09C 1/00, H04L 9/00, 1999). Способ заключается в том, что на передающей стороне исходное сообщение искажается с помощью пин-кода путем разбиения исходного сообщения на блоки переменной длины, осуществления в каждом блоке варьируемого по кольцу сдвига ASCII-кода каждого символа на заданное в пин-коде количество разрядов в заданном на передающей стороне направлении, а на принимающей стороне искаженное сообщение восстанавливается с помощью того же пин-кода, при этом осуществляются обратные сдвиги каждого символа в каждом блоке, результат преобразования представляется пользователю. Известный способ обладает минимальной информационной избыточностью и инерционностью, способностью выполнять как искажение, так и восстановление информации с максимальным быстродействием, отсутствием потерь информации при минимальных аппаратурных и энергетических затратах и максимальной надежностью в работе.
Общими с заявляемым способом являются признаки: искажение исходного сообщения путем смещения по кольцу возможных значений на передающей стороне, передача его в канал связи, восстановление искаженного сообщения путем обратного смещения в обратную сторону по кольцу возможных значений на принимающей стороне и представление исходного сообщения пользователю.
Существенными недостатками данного способа является то, что он не защищен от атаки по орфографическому словарю, заключающейся в подборе пин-кода и проверке корректности восстановленного с помощью подобранного пин-кода сообщения на присутствие ошибок, при этом если в восстановленном сообщении находится множество орфографических ошибок, то делается вывод о некорректности подобранного пин-кода. Проверка наличия ошибок может осуществляться любым автоматизированным средством проверки правописания. В современных условиях развития вычислительной техники автоматизация анализа корректности восстановленных сообщений позволит значительно сократить время восстановления сообщения.
Задача, на решение которой направлено данное изобретение, заключается в повышении защищенности передачи информации, путем обеспечения невозможности или существенного затруднения восстановления искаженного сообщения без знания пин-кода осуществлением атаки по орфографическому словарю.
i
i
i
i
i
Решение указанной задачи достигается тем, что в известном способе защиты информации от несанкционированного доступа, заключающемся в искажении на передающей стороне исходного сообщения с помощью пин-кода Р, согласно изобретению осуществляют отображение i-го слова, где  а I - количество слов в исходном сообщении, в соответствующий код D по таблице возможных значений, заменяют код D на код  путем сдвига кода D по кольцу на заданное в пин-коде Р количество строк в прямом направлении, передают искаженное сообщение в канал связи, а на принимающей стороне восстанавливают код D путем сдвига кода  по кольцу на заданное в пин-коде Р количество строк в обратном направлении, осуществляют отображение кода D в соответствующее слово по таблице возможных значений.
В совокупности признаков заявленного способа используются следующая терминология и обозначения:
- таблица возможных значений - таблица соответствия слов русского языка, находящихся в простой форме (и, возможно, какого-либо (каких-либо) иностранного(-ых) языка(-ов)), расположенных в алфавитном порядке, которым поставлен в соответствие код W, равный логарифму по основанию 2 порядкового номера слова, причем вычисление логарифма производят в полях Галуа, с количеством элементов, не меньшим числа строк N в таблице, и для которых указана часть речи, которой они являются;
- простая форма слова - для существительных - именительный падеж единственного числа, для числительных - именительный падеж, для прилагательных - именительный падеж единственного числа мужского рода положительной степени сравнения; для глаголов - инфинитив; для наречий - положительная степень сравнения; для морфологически неизменяемых слов (предлогов, союзов, частиц, местоимений-существительных, междометий) - обычная (словарная) форма;
i
- отображение слова в код D по таблице возможных значений - последовательная замена слова исходного текста на соответствующую ему простую форму с запоминанием морфологических несоответствий (падеж, число, склонение и т.п.) между словом исходного текста и его простой формой, замена простой формы слова на соответствующий ему код W по таблице возможных значений и заменой запомненных морфологических несоответствий между словом исходного текста и его простой формой на морфологический код М, равный для имени существительного
p
c
+
М=S+S·6+k·12, k∈ Z, k<18,
для имени прилагательного
p
c
r
s
+
M=S+S·6+S·12+S·36+k·72, k∈Z, k<3;
для имени числительного
p
+
М=S+k·6, k∈ Z, k<36;
для наречия
s
+
M=S+k·2, k∈Z, k<108;
для глагола
c
r
f
t
n
+
М=S+S·2+S·6+S·18+S·54+k·108, k∈Z, k<2;
для остальных частей речи
+
M=k, k∈Z, k<216,
при этом морфологические параметры S слова выбираются в соответствии с таблицей 1, а параметр k выбирается произвольным образом из заданного диапазона, получение кода отображения D по формуле
i
D=M·N+W;
i
i
i
i
- отображение кода D; в слово по таблице возможных значений - последовательное разложение кода D на морфологический код М путем деления нацело кода D на число строк N в таблице возможных значений и код W простой формы слова путем получения взятия остатка от деления кода D на число строк N, замена по таблице возможных значений кода W на соответствующую ему простую форму слова, декодирования морфологических параметров S из морфологического кода М для части речи, указанной в строке с полученной простой формой слова таблицы возможных значений, по формулам
для имени существительного
p
S=M mod 6;
c
S=(M mod l2)div 6;
для имени прилагательного
p
S=M mod 6;
c
S=(M mod 12)div 6;
r
S=(M mod 36)div l2;
s
S=(M mod 72)div 36;
для имени числительного
p
S=M mod 6;
для наречия
s
S=M mod 2;
для глагола
с
S=М mod 2;
r
S=(M mod 6) div 2;
f
S=(M mod l8) div 6;
t
S=(M mod 54) div 18;
n
S=(M mod l08) div 54,
и морфологического изменения полученной простой формы слова в соответствии с декодированными морфологическими параметрами S;
i
- сдвиг кода D слова по кольцу на m строк в прямом направлении - замена значения кода простой формы слова W, стоящего в K-ой строке в таблице возможных значений, на число W*, равное логарифму по основанию 2 числа В, равного
что равносильно замене значения кода простой формы слова W, стоящего в К-ой строке в таблице возможных значений, на значение кода простой формы слова W*, стоящего в (m+К)-ой строке, если m<K+N, или - на значение кода простой формы слова W*, стоящего в (m+K-N)-oй строке, если m≥K+N;
i
- сдвиг кода D слова по кольцу на m строк в обратном направлении - замена значения кода простой формы слова W, стоящего в К-ой строке в таблице возможных значений, на число W*, равное логарифму по основанию 2 числа В, равного
что равносильно замене значения кода простой формы слова W, стоящего в K-ой строке в таблице возможных значений, на значение кода простой формы слова W*, стоящего в (m-К)-ой строке, если m≥К, или - на значение кода простой формы слова W*, стоящего в (m-K+N)-ой строке, если m<К;
+
- Z - множество целых неотрицательных чисел.
Перечисленная совокупность существенных признаков в указанном порядке исключает возможность определения секретного пин-кода Р, так как при восстановлении перехваченного сообщения, передававшегося по каналу связи, будет получено множество текстов, слова в которых связаны грамматически и, возможно, по смыслу, при этом автоматизированный анализ полученных текстов невозможен, т.е. анализ может выполняться только экспертным путем, причем эксперт должен иметь квалификацию, близкую с квалификацией автора сообщения, так как специализированные тексты зачастую могут восприниматься как набор слов, лишенный смысла.
Именно новое свойство совокупности признаков, приводящих к существенному затруднению несанкционированного доступа к передаваемой по линии связи информации, путем исключения возможности применения автоматизации при анализе искаженных кодированных сообщений позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "изобретательский уровень".
Предлагаемый способ защиты информации от несанкционированного доступа опробован в лабораторных условиях. Способ может быть реализован программно с помощью ЭВМ или вычислительного устройства, структура которого представлена на чертеже, где обозначено:
1 - кодирующее устройство;
2 - искажающее устройство;
3 - передатчик;
4 - линия связи;
5 - приемник;
6 - восстанавливающее устройство;
7 - декодирующее устройство.
Для простоты описания работы устройства будем пользоваться словарем с малым числом строк и случайный параметр k будет равен 1.
Защищаемая информация поступает на кодирующее устройство 1, в котором происходит разбиение исходного текста на слова и их кодирования путем замены каждого слова на его кодовое отображение. Далее закодированная информация поступает в искажающее устройство 2, где происходит. Затем передатчик 3 отправляет искаженное сообщение в линию связи 4. На другом конце линии связи искаженное сообщение через приемник 5 поступает в восстанавливающее устройство 6, где происходит обратный сдвиг каждого кода по кольцу. Далее восстановленная информация поступает в декодирующее устройство 7, где происходит декодирование слов сообщения по их кодам.
Исходное сообщение
ЮСТАС АЛЕКСУ ОПЕРАЦИЯ АЛЬФА ОТМЕНЕНА
подают на кодирующее устройство 1, в котором происходит разбиение текста на слова, где их кодируют с помощью таблицы 2. Закодированное сообщение
100 119 98 96 979
поступает в устройство 2, где проводят процедуру искажения с помощью пин-кода Р=1
103 112 99 97 982.
Искаженное сообщение через передатчик 3, линию связи 4 и приемник 5 поступает в восстанавливающее устройство 6, после чего восстановленное сообщение
100 119 98 96 979
поступает в устройство 7, откуда декодированное сообщение
ЮСТАС АЛЕКСУ ОПЕРАЦИЯ АЛЬФА ОТМЕНЕНА
передается получателю.
Если передаваемое по линии связи сообщение будет перехвачено, то без знания пин-кода Р после восстановления могут быть получены следующие тексты
1) АЛЕКС АЛЬФЕ ОТМЕНИЛ ОНА ПРОЙДЕНА
2) ОНА ЗЕЛЕНОЙ ЮСТАС ОПЕРАЦИЯ АЛЕКСУ
…
k) ШЕЛ ЮСТАСУ ЗЕЛЕНАЯ АЛЕКС ОПЕРАЦИИ
и т.д.
Таблица 2
№ п/п
Слово
Часть речи
Код
1
АЛЕКС
имя существительное
7
2
АЛЬФА
имя существительное
0
3
ОНА
местоимение
1
4
ЗЕЛЕНЫЙ
имя прилагательное
5
5
ОПЕРАЦИЯ
имя существительное
2
6
ОТМЕНИТЬ
глагол
3
7
ИДТИ
глагол
6
8
ЮСТАС
имя существительное
4
Поскольку после декодирования искаженных сообщений без знания пин-кода Р исключена возможность применения автоматизации при анализе восстановленных искаженных сообщений, то несанкционированный доступ к передаваемой по линии связи информации существенно затруднен.
Для обеспечения контроля случайных искажений передаваемой информации в канале с помехами возможно применение метода контрольного суммирования. При этом для сохранения уровня защищенности от несанкционированного доступа к информации контрольную сумму перед передачей следует шифровать с помощью криптостойкого алгоритма, например [2]. При этом быстродействие предлагаемого способа существенно не уменьшается.
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.
Источники информации
1. Способ и устройство защиты информации от несанкционированного доступа. Патент на изобретение №2130641 от 20.05.1999.
2. ГОСТ 28147-89. Системы обработки информации. Защита криптографическая. Алгоритм криптографического преобразования.