Научная статья на тему 'К вопросу о разработке защищенного устройства управления робототехническим комплексом посредством беспроводного канала связи'

К вопросу о разработке защищенного устройства управления робототехническим комплексом посредством беспроводного канала связи Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
428
114
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БЕСПРОВОДНОЙ КАНАЛ СВЯЗИ / РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ / ПОВЫШЕНИЕ ЗАЩИЩЕННОСТИ / НЕСАНКЦИОНИРОВАННЫЙ ДОСТУП / ХАОТИЧЕСКИЕ ШИРОКОПОЛОСНЫЕ СИГНАЛЫ

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Жук Александр Павлович, Гавришев Алексей Андреевич, Осипов Дмитрий Леонидович

В настоящее время управление роботом обычно осуществляется оператором (сервером) по беспроводным каналам связи, которые подвержены значительным рискам в сфере информационной безопасности. Поэтому, актуальной научной задачей является разработка новых защищенных способов управления роботами по беспроводному каналу связи посредством оператора (сервера). Основными методами противодействия таким угрозам, как просмотр, подмена, перехват и радиоэлектронное подавление трафика, выступают в основном криптографические методы защиты (КМЗ), технологии на основе шумоподобных сигналов (ШПС) и стандартизированные системы связи (например, 3G, IEEE 802.16, IEEE 802.15.4). КМЗ и стандартизированные системы беспроводной связи не защищают от комплексных угроз (просмотр, подмена, перехват и радиоэлектронное подавление), применяемых одновременно. Одновременную защиту от комплексных угроз (просмотр, подмена, перехват и радиоэлектронное подавление) обеспечивают технологии на основе ШПС [5]. Поэтому, одним из самых перспективных методов защищенного управления роботами является метод управления с использованием технологии на основе ШПС. Среди существующих методов управления роботами с использованием технологии на основе ШПС выделяют следующие варианты реализации: псевдослучайная перестройка рабочей частоты, ортогональное частотное дискретное мультиплексирование, фазоманипулированные сигналы, хаотические сигналы. Общими недостатками данных технологий является малый объем используемых последовательностей и отсутствие возможности периодической смены используемых сигналов. Для устранения данных недостатков авторами разработано защищенное устройство управления робототехническим комплексом по беспроводному каналу связи посредством оператора (сервера) за счет использования перезаписываемых накопителей хаотических последовательностей, обеспечивающее защищенное управление роботом. Данный способ управления отличается повышенной защищенностью от перехвата и подмены информации в канале связи за счет использования перезаписываемых накопителей хаотических последовательностей, а так же возможностью проверки ввода ложных передаваемых команд между управляемым роботом и оператором (сервером). Произведена оценка защищенности радиоканала от несанкционированного доступа предложенного способа управления по сравнению с существующими аналогами и показано преимущество данного способа по критерию защищенности радиоканала от комплексных угроз (просмотр, подмена, перехват и радиоэлектронное подавление трафика) по сравнению с ними.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Жук Александр Павлович, Гавришев Алексей Андреевич, Осипов Дмитрий Леонидович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «К вопросу о разработке защищенного устройства управления робототехническим комплексом посредством беспроводного канала связи»

К ВОПРОСУ О РАЗРАБОТКЕ ЗАЩИЩЕННОГО УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИМ КОМПЛЕКСОМ ПОСРЕДСТВОМ БЕСПРОВОДНОГО КАНАЛА СВЯЗИ

Жук Александр Павлович,

к.т.н., профессор, профессор ФГАОУ ВПО "СКФУ", г. Ставрополь, Россия, alekszhuk@mail.ru

Гавришев Алексей Андреевич,

аспирант ФГАОУ ВПО "СКФУ", г. Ставрополь, Россия, alexxx.2008@inbox.ru

Осипов Дмитрий Леонидович,

к.т.н., доцент ФГАОУ ВПО "СКФУ", г. Ставрополь, Россия, dmtrosipov@ya.ru

Ключевые слова: беспроводной канал связи, робототехнические комплексы, повышение защищенности, несанкционированный доступ, хаотические широкополосные сигналы.

В настоящее время управление роботом обычно осуществляется оператором (сервером) по беспроводным каналам связи, которые подвержены значительным рискам в сфере информационной безопасности. Поэтому, актуальной научной задачей является разработка новых защищенных способов управления роботами по беспроводному каналу связи посредством оператора (сервера). Основными методами противодействия таким угрозам, как просмотр, подмена, перехват и радиоэлектронное подавление трафика, выступают в основном криптографические методы защиты (КМЗ), технологии на основе шу-моподобных сигналов (ШПС) и стандартизированные системы связи (например, 3G, IEEE 802.16, IEEE 802.15.4). КМЗ и стандартизированные системы беспроводной связи не защищают от комплексных угроз (просмотр, подмена, перехват и радиоэлектронное подавление), применяемых одновременно. Одновременную защиту от комплексных угроз (просмотр, подмена, перехват и радиоэлектронное подавление) обеспечивают технологии на основе ШПС [5]. Поэтому, одним из самых перспективных методов защищенного управления роботами является метод управления с использованием технологии на основе ШПС. Среди существующих методов управления роботами с использованием технологии на основе ШПС выделяют следующие варианты реализации: псевдослучайная перестройка рабочей частоты, ортогональное частотное дискретное мультиплексирование, фазоманипулированные сигналы, хаотические сигналы. Общими недостатками данных технологий является малый объем используемых последовательностей и отсутствие возможности периодической смены используемых сигналов. Для устранения данных недостатков авторами разработано защищенное устройство управления робототехниче-ским комплексом по беспроводному каналу связи посредством оператора (сервера) за счет использования перезаписываемых накопителей хаотических последовательностей, обеспечивающее защищенное управление роботом. Данный способ управления отличается повышенной защищенностью от перехвата и подмены информации в канале связи за счет использования перезаписываемых накопителей хаотических последовательностей, а так же возможностью проверки ввода ложных передаваемых команд между управляемым роботом и оператором (сервером). Произведена оценка защищенности радиоканала от несанкционированного доступа предложенного способа управления по сравнению с существующими аналогами и показано преимущество данного способа по критерию защищенности радиоканала от комплексных угроз (просмотр, подмена, перехват и радиоэлектронное подавление трафика) по сравнению с ними.

Для цитирования:

Жук А.П., Гавришев А.А., Осипов Д.Л. К вопросу о разработке защищенного устройства управления робототехническим комплексом посредством беспроводного канала связи // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2016. Том 10. №12. С. 4-9.

For citation:

Zhuk А.Р., Gavrishev А.А., Osipov D.L. To the question about the development of a secure control device of the robotic complex through a wireless communication channel. T-Comm. 2016. Vol. 10. No.12, pр. 4-9. (in Russian)

T-Comm Том 10. #1 2-2016

Введение

Одной m наиболее динамично развивающихся областей на сегодняшний день является специальная робототехника. Роботы при меняются в различных критических областях, в которых использование ручного пруда является опасным. К таким областям относятся: ликвидация чрезвычайных происшествий, противодействие терроризму, патрулирование и охрана территорий, участие в боевых действиях.

Хотя решению задачи повышения автономности роботов посвящено достаточно много исследований, однако в настоящее время управление роботом обычно осуществляется оператором (сервером) по проводным и беспроводным каналам связи. Из-за ограниченных возможностей проводных линий беспроводные каналы связи выглядят наиболее привлекательными. Вместе с тем можно утверждать, что беспроводные каналы связи, применяемые в настоящее время, подвержены значительным рискам в сфере информационной безопасности [5, 15]. Поэтому, актуальной научной задачей является разработка новых защищенных способов управления роботами через беспроводной канал связи посредством оператора (сервера) [7, CJJ.

Целью данной статьи является повышение защищенности беспроводного канала связи устройства управления ро-бототехническим комплексом от несанкционированного доступа.

Основная часть

В настоящее время основными методами противодействия таким угрозам, как просмотр, подмена, перехват и радиоэлектронное подавление трафика, выступают в основном криптографические методы защиты (КМЗ), технологии на основе шумоподобных сигналов (ШПС) и стандартизированные системы связи (например, 3G, IEEE 802.16, IEEE 802.15.4) [5]. КМЗ и стандартизированные системы беспроводной связи не защищают от комплексных угроз (просмотр, подмена, перехват и радиоэлектронное подавление), применяемых одновременно. Одновременную защиту от Комплексных угроз {просмотр, подмена, перехват и радиоэлектронное подавление) обеспечивают технологии на основе ШПС. Поэтому, одним из самых перспективных методов защищенного управления роботами является метод управления с использованием технологии информационного обмена на основе ШПС [5, 6j, В настоящее время известно несколько различных вариантов использования технологий с ШПС, некоторые из которых уже упоминались авторами [5]. Среди них выделяют технологии на основе псевдослучайной перестройки рабочей частоты (ППРЧ), ¡га основе ортогонального частотного дискретного мультиплексирования (ОЧМД), на основе фазоманштудированных сигналов (ФМС), на основе хаотических сигналов (ХС).

Так, известен мобильный робот-разведчик «Инженер», который обладает стереозрением и может поднимать видеокамеру на уровень 130 см (далее «Т1»). Данный робот использует технологию на основе ППРЧ радиоканала для защиты сжатых видеоданных от перехвата и подавления преднамеренными помехами. В настоящее время данный робот проходит полевые испытания [11]. В работах [3, 10] предлагается использовать для робототехнических комплексов технологию на основе 04ДМ, обеспечивающую надежную защищенную передачу информации в экстремальных усло-

виях (далее «Т2»). В работе [12] предлагается использовать ФМС с использованием в качестве приемного устройства шумбподобного сигнала спинового эхо-процессора, обеспечивающего помехоустойчивую связь робота с оператором (далее «ТЗ»). Рассмотренные подходы обладают следующими общими недостатками: малый объем используемых последовательностей, отсутствие возможности периодической смены используемых сигналов. Перспективным методом повышения защищенности радиоканала является использование детерминированного хаоса. В работе [13] предлагается для управления группой роботов использовать шифрование пакетов с использованием нелинейных динамических систем с хаотической динамикой (далее «Т4»). Однако данный способ так же обладает вышеописанными недостатками, заключающимися в малом объеме используемых последовательностей и отсутствие возможности периодической смены используемых сигналов.

Возможным решением выше обозначенных недостатков может стать способ, предлагаемый авторами статьи. В его основу положен подход, используемый в устройстве имито-защиты контролируемых объектов с повышенной структурной скрытностью сигналов-переносчиков, в составе которого концептуально выделяют блок контроля, состоящий из генератора первой псевдослучайной последовательности (ПСП-1), генератора второй псевдослучайной последовательности (ПСП-2), накопителя хаотических последовательностей (НХП), накопителя копий хаотических последовательностей (НКХП), устройства сравнения (УС) и контролируемый объект (датчик), состоящий из генератора ПСП-2, НХП, НКХП [14[, Данное устройство позволяет повысить защищенность радиоканала от встраивания и перехвата информации за счет использования перезаписываемых НХП и уменьшить вероятность перехвата и подмены псевдослучайных последовательностей. Кроме того, оио обеспечивает возможность проверки ввода ложных команд. Па рисунке I изображен алгоритм функционирования описанного устройства имитозащиты [4].

Авторами статьи предлагается использовать данный подход для решения задачи защищен нога управления роботом. На рисунке 2 приведена структурная схема устройства, реализующего защищенный способ управления роботом, основанная па вышеописанном способе управления группой роботов с использованием нелинейных динамических систем с хаотической динамикой, а также устройстве имитозащиты контролируемых объектов с повышенной структурной скрытностью сигналов-переносчиков [13, 14].

Устройство состоит из сервера, в состав которого входят система управления (СУ), НКХП, генератор ПСП-1, НХП, генератор ПСП-2, УС, прнемо-передающее устройство (ПНУ) и робота, в состав которого входят НКХГ1, ПНУ, НХГ1, электропривод, генератор ПСП-2, актуаторы, блок формирования сигналов управления, сенсоры. Сервер и робот имеют одинаковые наборы хаотических последовательностей в перезаписываемых накопителях, что позволяет производить кодирование/декодирование передаваемых сообщений и обеспечивает упрощение обслуживания робота (далее «Т5»),

Функционирование осуществляется в проверочном и рабочем режимах. Вначале СУ дает команду генератору ПСП-1 на генерацию первого значения ПС! I-1.

T-Comm Vol. 10. #12-2016

Блок контроля

lia b\oj генератора IK'll-1 блока контроля полягich сшртош кома ила

I сыератор ПСГМ блока контроля вырабашнап мерное псевдослучайное мне. ю

полученное значение отправляется па

генератор 11(11-2 блока контроля н олнояреченно спич перемножается с хаотической писледони г елькмет ьи»

полученное нроншеденне через рхтноканн. перелается на контролируемый объект (датчик)

й ОлокЧ' КОНТ po.m ПРОИСХОДИ! леколнрованнс *tOui>ченногоcmнала с помощью 11КХП, идентичного НХП в кошролпруемом % объект г (лятчн ке)

1

лекознрованный eut нал я яйле 11 <кл ело вя г сл ь н сю и iiocrvtitci в УС

X

в УС проверяется отклик ранге нрншелшгю шачекия 1енерятора ПС 11-2 блока контроля

и отклик генератора ПС 11-2 IQ K'aHipn.liipU'MUiо обьек!* (лягчика)

X

в случае совналсннн ирнше.нмих иычпшй, вырабатывается сигнал «Корчаги нротнвноч случае вылается кочянла 11 «Треsoi я»

Контролируемый объект (летчик!

я кошролнруемоч обьскте (лятчнке) пронечознт лекотнрояание полученного cul нала с помощью IIКVII, илентнчиог о 11X11 в блоке KOHI роля

или сигнал в nH.it

последовательное im noeniiaei ыенершор

IKI1-2, функция I снгранки иослсловятсльностн которою идентична функции геиеряюра II Cl t-2 блока контроля

X

пмработяннвн I : -t. : li^Fj :. iki !, IЦ II' кпитрл.ткруемош - ч i l. J 111 т ' II h'11 перемножает eg с хаотической мост e.wMie.ii, моль» н 4epti ркнккчни 2_перг.игти n» блок котпрьтв_

Рис. 1. Алгоритм функционирования устройства имитозащиты

ПСП-З —. УС

НИЛ -К (1IIÏ

Асгуаторы

Сенсоры

дированногр значения ПСТ1-1 сервера и отправляет его в ППУ. Сформированный пакет, состоящий из значения ПС'П-2, отправляется и НХП, где перемножается с хаотической последовательностью и отправляется на сервер. На сервере, после вхождения в режим синхронизации, принятое сообщение проходит декодирование с помощью НКХП. Декодированные пакеты поступают в ППУ. ППУ передает в УС значение ПСП-2, выработанное роботом.

В УС сервера происходит сравнение значений ] ICI 1-2 сервера и ПСП-2 робота. В случае верного сравнения, СУ переходит в рабочий режим управления роботом. В случае неверного сравнения, выдается сигнал тревоги, сигнализирующий о компрометации проверяемого робота.

Рабочий режим управления состоит в следующем. СУ осуществляет управление роботом через ППУ, добавляя в команды управления имитовставку, состоящую из значения ПСП-1. При обработке входных команд, робот отделяет от команд управления имитовставку и вычисляет значение ПСП-2, которое добавляется в команды, посылаемые роботом обратно на сервер. Сервер, как и при проверочном режиме работы, периодически проверяет истинность значения ПСП-2 робота для предотвращения несанкционированного доступа к командам управления.

Расчет оценки защищенности

Проведем расчет оценки защищенности от несанкционированного доступа рассмотренных беспроводных технологий связи на основе Ш11С с помощью методики оценки защищенности, основанной на аппарате нечеткой логики (рис. 3).

Ibjbmitl' кортежа »Параметры НЕЛвС^/ЛГ. Р), гЛе " iг■■-[ 'poatHk атаки. "Рл -t/v/rtc/.'i, лащиты

L

Презри *ши ни с нечетких лишений переменных «очень шикни», «низкий», «Срелннй», «высокий». «очень высокий» в числовые значении |1. 5]

ЗЕ

1аданне важности шшндента МБ

1 AtC= k{m)x At кР

Ж

Зяланис численно»! шенкн защищенности радиоканала сигнализации от НС Л в целом

Р ЛшГ ~ \ I ЛтС-

Вычисление обобщенны! показателем у ровни атаки At и уровня зашиты Р

At0~bAt,,P0 =ZP,

Рис. 2. Структурная схема защищенного устройства управления роботом

Первое значение ПСП-1 через ППУ поступает в НХП, где перемножается е хаотической последовательностью и, после вхождения в режим синхронизации, отправляется роботу. Робот производит декодирование переданного сообщения с помощью 11КХГ1. После этого, робот вырабатывает свое значение ПСП-2 от генератора 11С11-2 с помощью деко-

Ж

Вычисление коэффициента нормирования к(т)

31

Вычисление оценки защищенности

Рмс = 1 - х Ato х Ро

JL

I Iv ре im.t «соли чес г пенно ft о не н к и и качественную »пенку с помощью таблицы сопоставления

Рис. 3. Методика оценки защищенности

T-Comm Том 10. #1 2-2016

Данная методика предназначена для получения оценки защищенности беспроводных охранно-пожарных сигнализаций [2], однако может применяться и для робототехнических комплексов, так как их каналы связи подвержены одинаковым для беспроводных систем связи угрозам (просмотр, подмена, перехват и радиоэлектронное подавление трафика) [8]. Данная оценка защищенности строится с учетом обобщенного ^/-уровня атаки на беспроводные технологии связи и с учетом обобщенного /^-уровня защиты беспроводных технологий связи от этих атак 11 ].

Введем следующие обозначения: «ОН» - очень низкий, «Н» - низкий, «С» - средний, «В» - высокий, «ОВ» - очень высокий. В таблице I приведены нечеткие значения переменных и соответствующие им численные значения. Следует заметить, что «очень низкому» уровню атаки соответствует численное значение «1», а «очень низкому» уровню защиты - численное значение «5».

Таблица 1

Соответствие нечетких переменных числовым значениям

Численное Нечеткий параметр

Р-уровень А (-уровень

защиты атаки

1 О В ОН

2 В II

3 С С

4 H В

5 он ОВ

В таблице 2 приведены расчеты, необходимые для оценки защищенности. Для краткости условимся обозначать угрозу «просмотр» как «У1», угрозу «подмена» как «У2», угрозу «перехват» как «УЗ», угрозу «подавление помехами» как «У4».

Значение количественной оценки защищенности Значение качественной оценки защищенности

N Р*с <0,2 Очень низкая

0,2^ <0,4 Низкая

0,4 <РМ, <0,6 Средняя

0.6<Р«.<0,8 Высокая

0,8 < Рлвс < 1 Очень высокая

Составим на основе количественных оценок защищенности ранжированный список технологий защиты радиоканала робототехнических комплексов (табл. 4).

Таблица 4

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Оценки защищенности

№ Устройство Метод Количественная Качественная

защиты оценка оценка

радиоканала

I Т5 нхп 0,680 Высокая

2 Т4 ХС 0,575 Средняя

3 ТЗ ФМС 0,505 Средняя

4 12 ОЧДМ 0.505 Средняя

5 TI ППРЧ 0,370 Низкая

Анализ таблицы 4 показывает, что наиболее защищенными технологиями радиосвязи на основе LUI 1С в робототехнических комплексах являются технологии на основе накопителей хаотических последовательностей, а наименее защищенными - технологии на основе ППРЧ.

Заключение

Таблица 3

Сопоставление количественных и качественных оценок защищенности

Таблица 2

Результаты расчетов защищённости

Угрозы -уровень защиты А/-уровень атаки

77 Т2 тз Т4 Т5 77 Т2 ТЗ Т4 Т5

У1 3 2 3 2 2 4 4 4 4 4

У2 3 3 3 2 2 4 4 4 4 4

УЗ 4 3 2 3 2 5 5 5 4 4

У4 4 3 3 3 2 5 5 5 5 4

Далее, проведем количественную оценку защищенности рассмотренных технологий защиты радиоканала робототехнических комплексов. Количественная оценка защищенности вычисляется по следующей формуле [11;

Р^Ь к(т)хА^хР0 (1)

Формула (1) применяется на предпоследнем этапе методики, представленной на рис. 3. Стоит заметить, что количественная оценка находится в диапазоне [0; I]. Далее, количественная оценка переводится в качественную оценку в соответствии с табл. 3 [11,

Таким образом, в данной работе авторами разработано защищенное устройство управления робототехническим комплексом через беспроводной канал связи посредством оператора (сервера) за счет использования перезаписываемых накопителей хаотических последовательностей, обеспечивающее защищенное управление роботом. Данный способ управления отличается повышенной защищенностью от перехвата и подмены информации в канале связи за счет-использования перезаписываемых накопителей хаотических последовательностей, а так же возможностью проверки ими-тозащищенкости передаваемых команд между управляемым роботом и оператором (сервером).

Произведена оценка защищенности радиоканала от несанкционированного доступа предложенного способа управления и аналогов (ХС, ФМС, ОЧДМ, ППРЧ). Оценка защищенности радиоканала от несанкционированного доступа показывает преимущество данного устройства управления робототехническим комплексом по критерию защищенности от комплексных угроз (просмотр, подмена, перехват и радиоэлектронное подавление трафика) по сравнению с известными устройствами и способами управления.

Установлено, что не одна из количественных оценок защищенности способов защиты радиоканала робототехнических комплексов не близка к нижней границе значения

T-Comm Vol. 10. #12-2016

количественной оценки защищенности, /*.|(,с=0,8 и соответствующей «очень высокому» значению качественной оценки защищенности (табл. 3). Отсюда следует вывод о том, что в настоящее время сохраняется необходимость разработки новых способов и устройств защиты радиоканала робото-технических комплексов от несанкционированного доступа.

Литература

1. Гавригиев A.A.. Бурмистров В.А., Осипов Д.Л. Оценка защищенности беспроводной сигнализации от несанкционированного доступа на основе понятий нечеткой логики // Прикладная информатика. 2015. Т. 10. № 4(58). С. 62-69.

2. Гавришев A.A.. Жук А.П.. Осипов Д.Л. Анализ технологий защиты радиоканала охранно-пожарных сигнализаций от несанкционированного доступа // Труды СПИИРАН. 2016. Вып. 4(47). С. 28-45.

3. Гугалов К. Оборудование беспроводной передачи информации для наземных робототехвических комплексов // Технологии и средства связи. 2013. № 3. С. 14-15.

4. Жук А.П.. Гстришев A.A. Альтернативный подход повышения структурной скрытности снгналов-переносчиков устройства нмн-тозащиты контролируемых объектов // Спецтехника н связь. 2015. №2. С. 59-63.

5. Жук А.П., Осипов Д.Л., Гавришев A.A.. Бурмистров В.А. Анализ методов чащиты от несанкционированного доступа беспроводных каналов связи робототехничееких систем Н Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2016. Т. 8. № 2. С. 38-42.

6. ИвановДЖ Информационный обмен в больших группах роботов // Искусственный интеллект. 2010. № 4. С. 513-521.

7. Корсунский В.А.. Наумов В Н. Перспективы развития военных мобильных робототехничееких комплексов наземного базирования в России II Инженерный журнал: наука и инновации. Электронное научно-техническое издание. 2012. Выи. 10. С. 29-37.

TO THE QUESTION ABOUT THE DEVELOPMENT OF A SECURE CONTROL DEVICE OF THE ROBOTIC COMPLEX THROUGH A WIRELESS COMMUNICATION CHANNEL

Aleksandr P. Zhuk, Ph. D., professor, North-Caucasus Federal University, Stavropol, Russia, alekszhuk@mail.ru Aleksei A. Gavrishev, Ph. D. Student, North-Caucasus Federal University, Stavropol, Russia, alexxx.2008@inbox.ru Dmitrii L. Osipov, Ph. D., North-Caucasus Federal University, Stavropol, Russia, dmtrosipov@ya.ru

Abstract

One of the fastest growing areas of today is a special robotics. Currently, the robot control is usually carried out by the operator (server) over a wireless communication channels, which are subject to significant risks in the area of information security. Therefore, actual scientific task is to develop new ways to secure robot control via a wireless communication channel by the operator (the server). Currently, the main methods of countering such threats as viewing, substitution, interception and jamming, serve mainly cryptographic methods of protection (CMP), based on the noise-signal technology (NLS) and standardized communication system (eg, 3G, IEEE 802.16, IEEE 802.15.4). CMP and standardized wireless communication systems do not protect against blended threats (view, substitution, interception and jamming) used simultaneously. Simultaneous protection against complex threats (view, substitution, interception, jamming) on a basis of NLS technology [4]. Therefore, one of the most promising methods for the secure management of robots is a control method using a technology based on the NLS. Among the existing robot control methods with the use of NLS based technology are the following technologies: the operating frequency of the pseudorandom adjustment, orthogonal frequency division multiplexing, the phase modulation signal, random signals. Common disadvantages of these technolo

T-Comm ^м 10. #1 2-2016

8. Моисеев B.C.. Koiap A.H., Дятчин B.B. Информационная безопасность автоматизированных систем специального назначения. - Казань: изд-во «Отечество», 2006. - 384 с.

9. Петров В.Ф.. Терентьев А.И.. Симонов C.B., Коро льков Д. Н.. Комченков В.И., Архипкин A.B. Задачи группового управления роботами в робототехническом комплексе пожаротушения II Труды СПИИРАН. 2016. Вып. 2(45). С. I 16-129.

К). Сердюк П.Е.. Сяюсар В.И. Средства связи с наземными роботизированными системами: современное состояние и перспективы // Электроника: наука, технология, бизнес. 2014. № 7 (139). С. 66-79.

11. Сжатие видеопотока для ППРЧ связи мобильных роботов. URL: http://vpk.name/news/128791_szhatie_videopotoka_dlya_pprch_ svyazi_mobilnyih_robotov.html#prettyPhoto, (дата обращения: 31.05.2016).

12. Страхолкс A.A., Олейников В Т., Петренко А.H. Прием сигналов ВИМ-ШПС в системе дистанционного управления роботом-оператором // Материалы Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» ( IN Т F R M ATI С-2013), 2-6 декабря 2013 г., Москва / Под ред. академика РАН A.C. Сигова. - М.: Эиергоатом-издат, 2013, часть 4, С. 7-10.

13. Сычев В.А. Способ централизованного управления группой роботов по общему каналу // Международная научно-техническая конференция, приуроченная к 50-летию МРТИ — БГУИР: материалы конференции: в 2 ч. I [редколлегия: А. А. Кураев и др.]. Ч. 1. Мн.: БГУИР. 2014. С. 304-305.

14. Устройство имитозащиты контролируемых объектов с повышенной структурной скрытностью сигналов-переносчиков: патент 2560824. Рос. Федерация: Н041. 9/20 / Д.Л. Осипов, А.П. Жук, A.A. Гавришев, № 2014142725/08; заявл. 22.10.2014: опубл. 20,08,2015, Бюл. № 23. - 15 с.

15. Шевырев A.B., Невюров Ю.В.. Пименов ПЛ., Фомина И.А., Пронин С.А. Анализ устойчивого функционирования робототехничееких комплексов новою поколения в условиях преднамеренного воздействия сверхкоротких электромагнитных импульсов // Известия ЮФУ. Технические науки. 2016. № 2(175). С. 240-251.

COMMUNICATIONS

gies is the small volume of the sequences, and the inability to change the periodic signals used. To address these shortcomings the authors have developed a secure method of controlling the robotic system via a wireless communication channel by the operator (server) through the use of rewritable drives chaotic sequences, providing secure management of the robot. This method of control has high protection from interception and substitution information in the communication channel through the use of rewritable drives chaotic sequences, as well as the ability to check simulation protection of commands transmitted between managed and operated by a robot (the server). The same assessment was made of security radio channel from unauthorized access to the proposed method for managing and analogues (the operating frequency of the pseudorandom adjustment, orthogonal frequency division multiplexing, the phase modulation signal, random signals), to show the advantages of the method according to the criterion radio protection against complex threats (view, substitution, interception and jamming) in comparison with analogues.

Keywords: wireless link, robotic systems, increased security, unauthorized access, chaotic spread spectrum signals.

References

1. Gavrishev A.A., Burmistrov V.A., Osipov D.L. Assessment the security of wireless alarm from unauthorized access based on the concepts of fuzzy logic. Prikladnaya informatika - Journal of Applied Informatics. 2015. Vol. 10. No. 4(58). Pp. 62-69. (In Russian)

2. Gavrishev A.A., Zhuk A.P., Osipov D.L. Analysis of protection technologies radio fire alarm systems against unauthorized access. SPI-IRAS Proceedings. 2016. I. 4(47). Pp. 28-45. (In Russian)

3. Gugalov K. Oborudovanie besprovodnoi peredachi informatsii dlya nazemnykh robototekhnicheskikh kompleksov [Equipment wireless data transmission for terrestrial robotic systems]. Tehnologii i sredstva svjazi - Communication Technologies & Equipment. 2013. No. 3. Pp. 14-15. (In Russian)

4. Zhuk A.P., Gavrishev A.A. Alternative approach of increased structural stealth signal-carrying device simulation protection of the controlled objects. Spetstekhnika i svyaz' - Specialized machinery and communication. 2015. No. 2. Pp. 59-63. (In Russian)

5. Zhuk A.P., Osipov D.L., Gavrishev A.A., Burmistrov V.A. Analysis methods of protection against unauthorized access wirelessly robotic system. H&ES Research. 2016. Vol. 8. No. 2. Pp. 38-42. (In Russian)

6. Ivanov D. Information exchange in a large group robots. Artificial intelligence. 2010. No. 4. Pp. 513-521. (In Russian)

7. Korsunkiy V.A., Naumov V.N. Prospects of development of military mobile robotic ground-based complexes in Russia. Inzhenernyj zhurnal: nauka i innovacii - Engineering Journal: Science and Innovation. 2012. No. 10. Pp. 29-37. (In Russian)

8. Moiseev V.S., Kozar A.N., Dyatchin V.V. Informatsionnaya bezopasnost' avtoma-tizirovannykh sistem spetsial'nogo naznacheniya. [Information security of the automated systems of special purpose]. Kazan: Otechestvo Publ., 2006. 384 p. (In Russian)

9. Petrov V.F., Terentev A.I., Simonov S.B., Korolkov D.N., Komchenkov V.I., Arkhipkin A.V. Problems of group control of robots in the robotic complex of fire extinguishing. SPIIRAS Proceedings. 2016. I. 2(45). Pp. 116-129. (In Russian)

10. Serduk P.E., Slusar V.I. Means of communications with terrestrial robotic systems: state-of-art and future directions. Jelektronika: nauka, tehnologija, biznes - Electronics: science, technology, business. 2014. No. 7. Pp. 66-79. (In Russian)

1 1. Szhatie videopotoka dlja PPRCh svjazi mobil'nyh robotov [Compressing video for frequency hopping communication mobile robots]. URL: http://vpk.name/news/l2879l_szhatie_videopotoka_dlya_pprch_svyazi_mobilnyih_robotov.html#prettyPhoto (date of access: 31.05.2016).

12. Straholis A.A., Olejnikov V.T., Petrenko A.N. Priem signalov VIM-ShPS v sisteme distancionnogo upravlenija robotom-operatorom [Receiving signals with time-pulse modulation, used as a broadband noise signal, system remote control robot operator]. Materialy mezhdunarodnoj nauchno-tehnicheskoj konferencii "Fundamental'nye problemy radiojelektronnogo priborostroenija" [Fundamental problems of radioengineering and device construction proceedings of the international scientific and technical conference]. Moscow. 2013. P. 4. Pp. 7-10. (In Russian)

13. Sychev V.A. Sposob centralizovannogo upravlenija gruppoj robotov po obshhemu kanalu [The method of centralized management of a group of robots on a common channel]. Mezhdunarodnaja nauchno-tehnicheskaja konferencija, priurochennaja k 50-letiju MRTI-BGUIR [International Scientific Conference dedicated to the 50th anniversary of the MRTI-BSUIR]. Minsk. 2014. Vol. 2. Pp. 304-305.

(In Russian)

14. Osipov D.L., Zhuk A.P., Gavrishev A.A. Apparatus for protection against imitation of controlled objects with high structural security of carrier signals. Patent RF. no. 2560824. 2015. 15 p. (In Russian)

15. Shevyrev A.V., Nevzorov Y.V., Pimenov P.N., Fomina I.A., Pronin S.A. The analysis of stable functioning a new generation robotic systems in man-made ultrashort electromagnetic pulses. Izvestiya SFedU. Engineering Sciences. 2016. No. 2(175). Pp. 240-251. (In Russian)

T-Comm Vol. 10. #12-2016

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.