Интернет магазин китайских планшетных компьютеров

Компьютеры - Шифрование в аналоговой телефонии - Стойкость систем временных перестановок

Рассмотрим сначала вопрос о возможности восстановления информации, содержащейся в скремблированном сигнале, путем непосредственного прослушивания. С точки зрения разработчика необходимо найти баланс между минимальной остаточной разборчивостью и минимальной временной задержкой.

Для уменьшения остаточной разборчивости имеется ряд способов. Один из них состоит в простом реверсировании порядка следования сегментов. Наблюдения показывают, что при использовании такого способа уровень успешного прослушивания уменьшается почти на 10%. Другой метод также имеет отношение к частотной области. Здесь имеется в виду совместное использование частотного и временного перемешивания в одной двумерной системе. Хотя такой метод уменьшает уровень успешного прослушивания почти на 20%, он более дорог в реализации. Отметим при этом, что любые изменения сигнала уменьшают качество воспроизведения и что частотные искажения, в частности, сильно зависят от шумов и нелинейности при передаче.

Используя подобные методы или их комбинацию, можно уменьшить остаточную разборчивость до такого уровня, что будет невозможно воспринимать на слух никакое сообщение. Теперь рассмотрим вопрос о стойкости системы против более изощренных атак.

Одна из них состоит в попытках переупорядочить речевой сигнал кадр за кадром. Эта задача решается с использованием прибора, называемого сонографом. Этот прибор воспроизводит сонограмму каждого кадра. Сонограмма – это трехмерный график в системе координат время, частота, амплитуда, использующий "серую шкалу". В этой шкале чёрный цвет представляет максимальную амплитуду и белый цвет – минимальную. Изменения амплитуды представляются изменениями оттенком серого цвета. Светлее оттенок, соответствующий меньшей амплитуде. Таким образом, хотя сонограмма имеет три измерения, она обычно представляется в двумерном виде.

Дескремблирование некоторого числа кадров путем опробования содержания ROM может позволить определить часть псевдослучайной последовательности, достаточной для определения ключа. Для противодействия этому необходим соответствующий генератор псевдослучайной последовательности, стойкий к подобной угрозе.

Предположим, что наша система стойка к описанному подходу. Это означает, что единственный путь, при котором криптоаналитик может получить сообщение, состоит в дескремблировании каждого кадра. Но тогда, очевидно, время, необходимое для восстановления сообщения, прямо пропорционально числу кадров. Криптоаналитик может автоматизировать процесс перебора перестановок, содержащихся в ROM, для проверки критерия того, что полученный сигнал является речевым сигналом. Для защиты от этой возможности вновь встает вопрос об увеличении числа "хороших" перестановок, что требует увеличения длительности кадра и временной задержки при передаче.

Как мы убедились ранее, временная задержка при передаче преобразованного кадра может быть в два раза больше длительности самого кадра. Это является следствием того, что для некоторых перестановок сегмент мог быть задержан на полную длительность кадра. С целью уменьшения подобной задержки можно ещё более ограничить множество используемых перестановок, добиваясь того, чтобы каждый сегмент задерживался "не слишком долго". Это достигается при использовании перестановок с относительно небольшими смещениями для каждого символа.

Подытожим рассмотрение скремблеров.

Скремблеры характеризуются аналоговым выходом, лежащим в том же диапазоне, что и исходный сигнал. Кроме того, они обычно имеют характерные спектральные характеристики и выходной сигнал, представляющий собой последовательность фонем открытой речи. Их стойкость зависит как от типа скремблирования, так и от способа его реализации. В частности, использование зависящего от ключа псевдослучайного генератора для скремблирования может значительно увеличить уровень стойкости. Надежность любого выбранного метода скремблирования зависит в значительной степени от типа и качества канала связи. Скремблеры варьируются от простейших инверторов до сложных частотно-временных систем относительно высокой стойкости. Обычно они применяются как системы шифрования временной стойкости.