CC BY
31
пикосекунд и меньше, что приводит к возможности создания телекоммуникационных систем со скоростью передачи данных в тысячи гигабит в секунду.
Для съема информации в подобных системах целесообразно использовать вакуумные одноэлектронные фотоприемники (типа ФЭУ, одноэлектронные диссекторы), к выходу которых подключается цифровой счетчик, подсчитывающий количество одноэлектронных импульсов за длительность информационного символа Т. В существующих оптических системах связи для передачи данных преимущественно используется ближний ИК-диапазон волн (0,8 - 3,3 мкм). Это связано с тем, что именно в этом диапазоне волн находятся "окна прозрачности" атмосферы и кварцевых оптических световодов, которые наиболее распространены в настоящее время. Применение вакуумных фотоприемников для детектирования излучений ИК-диапазона невозможно вследствие того, что их спектральная чувствительность находится в видимом диапазоне волн (порядка 0,3 - 0,7 мкм). Таким образом, компромиссными решениями этого противоречия могут быть следующие варианты:
- использование оптических световодов с "окнами прозрачности" в видимом диапазоне волн (световоды на основе кремния);
- повышение частоты излучения в стандартных световодах с помощью четы-рех-волнового смешения и за счет генерации гармоник в световодах. Существуют способы и устройства генерирования, путем четырех волнового смешения, холостой частоты, чей спектр является передаваемой версией сигнала;
- повышение частоты излучения на выходе волоконно-оптического тракта. Передача излучения видимого диапазона по волоконно-оптическому тракту связана с рядом затруднений, например, большим уровнем потерь в тракте. Вследствие этого по оптическому волокну передается излучение с длиной волны, лежащей в пределах ближайшей части ИК-диапазона с преобразованием частоты на выходе тракта, причем результатом этого преобразования является получение излучения с длиной волны либо видимого диапазона, либо ближнего ультрафиолетового диапазона;
- осуществление связи между космическими объектами (космический корабль, орбитальная станция, ИСЗ и т.п.) в видимом диапазоне волн, а связь с наземными станциями в ИК- или СВЧ-диапазонах.
Таким образом, для защиты информации от несанкционированного съема целесообразно осуществлять передачу данных в оптических системах связи отдельными фотонами. Режим счета фотонов наиболее применим для сигналов видимого диапазона волн. Использование именно этого диапазона позволяет как дополнительно увеличить широкополосность (по сравнению с ИК-излучением), так и использовать вакуумные фотодетекторы в качестве фотоприемников, являющиеся на данный момент самыми чувствительными и малошумящими устройствами для соответствующего применения.
В.В. Котенко
Россия, г. Таганрог, ТРТУ,
СТРАТЕГИЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ СИСТЕМАТИЗАЦИИ БАЗОВЫХ ПОНЯТИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЙ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ ЗАЩИТЫ АУДИОИНФОРМАЦИИ
Значительная неопределенность базовых понятий в области оптимизации процессов защиты аудиоинформации является довольно серьезной проблемой, нередко ставящей в тупик не только начинающих, но и опытных ученых. Поэтому
Секция
Безопасность телекоммуникаций
приступая к исследованиям в данной области, нельзя надеяться на успех, не предприняв хотя бы попытки решения данной проблемы. В качестве такой попытки в работе предлагается следующий подход к классификации основных понятий и определений.
Исходным понятием предлагается считать понятие аудиоинформации. Под аудиоинформацией будем понимать любую информацию, воспринимаемую слуховым аппаратом человека. Необходимо отметить, что это понятие не является новым. Однако, в настоящее время оно постепенно занимает ведущие позиции.
Новым, определяющим подход, предложенный в работе, является введение двух форм представления аудиоинформации: логической и материальной. Логической формой представления аудиоинформации является аудиосообщение. Материальной формой сообщения является сигнал. Последнее определение не противоречит общепринятым в настоящее время представлениям, как и следующее далее.
В процессе передачи и обработки информации одно и то же аудиосообщение может принимать различные материальные формы в виде акустических сигналов, аудиосигналов (электрических сигналов низкой частоты) радиосигналов (электрических сигналов высокой частоты) и т.п.
Речевая информация является основополагающей составной частью понятия аудиоинформации. Данное понятие определяется как аудиоинформация, формируемая речевым аппаратом человека. Логической формой данного вида информации является речевое сообщение. Понятия «речевая информация» и «речевое сообщение» являются наиболее часто применимыми понятиями при решении задач защиты информации. Поэтому в настоящей работе они будут часто использоваться как синонимы более общих понятий аудиоинформации и аудиосообщения в случаях, когда проводится анализ известных результатов исследований других авторов. Это тем более допустимо, учитывая, что речевое сообщение принимает те же материальные формы, что и аудиосообщение. Учитывая многообразие этих форм, можно считать правомочным использование такого объединяющего понятия, как речевой сигнал.
Введение понятий логической и материальной форм аудиоинформации открывает возможность решения проблемы неопределенности базовых понятий в области защиты аудиоинформации, в частности, и информации в целом.
Прежде всего, выясняется, что процесс защиты аудиоинформации можно рассматривать на двух уровнях: логическом и материальном. При этом на первом уровне (логическом) основным критерием отличия методов защиты аудиоинформации является факт изменения ее логической формы, т.е. сообщения.
Методы, предусматривающие изменение логической формы аудиоинформации, предполагают изменение аудиосообщений к виду, непонятному для противника, что характерно для криптографических методов защиты информации. Методы, не предусматривающие изменение логической формы аудиоинформации, предполагают только ограничение несанкционированного доступа к сообщениям. Это является характерным для методов аутентификации и имитозащиты.
Основным критерием отличия методов защиты аудиоинформации на втором (материальном) уровне является факт изменения материальной формы сообщения, т.е. сигнала.
Методы защиты, не предусматривающие изменение сигнала, а обеспечивающие только ограничение к нему несанкционированного доступа, характеризуют такое понятие защиты информации, как пассивные методы. При решении задач защиты аудиоинформации примерами таких методов могут служить методы, предусматривающие экранирование помещений и линий связи, а также установку
защитных фильтров в сетях питания, конструкциях, линиях связи, переговорных устройствах и т.п.
Методы, предусматривающие изменение материальной формы сообщения, предполагают преобразование сигнала к виду, исключающему восстановление исходного сигнала при несанкционированном доступе. Это не что иное, как активные методы защиты. Применительно к аудиоинформации эти методы определяют такое понятие, как скремблирование.
Под скремблированием в данном случае понимается изменение характеристик речевого сигнала таким образом, чтобы полученный сигнал, обладая свойствами неразборчивости и неузнаваемости, занимал такую же полосу частот спектра, что и исходный сигнал. Приведенное определение практически однозначно соответствует определению понятия скремблирования, данного, что является одним из свидетельств правомочности предлагаемого в работе подхода.
Кроме того, приведенное определение ставит под сомнение правомочность участившихся в последнее время попыток отожествления понятия цифрового скремблирования с криптографическими методами. С позиций предложенного подхода становится понятным, что цифровое скремблирование предполагает только изменение сигнала цифровыми методами (цифровую обработку сигнала) и ни коим образом не претендует на изменение логической формы информации. Образно говоря, цифровое скремблирование является своеобразным «ключом» на материальном уровне, открывающим возможность обработки аудиоинформации на логическом уровне криптографическими методами.
Развитие предложенного подхода составляет тему отдельного научного исследования. Однако уже имеющиеся результаты его применения позволяют с принципиально новых позиций подойти к решению проблем оценки эффективности методов защиты аудиоинформации.
К.Е. Румянцев, А.Н. Суковатый.
Россия, г. Таганрог, ТРТУ,
РЕЖИМ СЧЕТА ФОТОНОВ В ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ЛИНИЯХ СВЯЗИ
Одной из последних и перспективнейших областей применения счётчиков фотонов является их использование в приемных устройствах волоконных световодов. В последних публикациях появились сообщения о новых методах защиты волоконно-оптических трактов от несанкционированного доступа, основанные на передаче сверхслабых сигналов. Для этого применяются лазеры, генерирующие импульсы оптического излучения столь малой длительности, что в пределах каждого импульса содержится один фотон, находящийся в состоянии линейной или круговой поляризации. При этом в качестве фотоприёмного узла применяется интерферометр, к выходу которого подключается счётчик фотонов. Кодирование передаваемой информации осуществляется посредством использования соответствующих сдвигов фазы. Подобными методами можно передавать информацию в линиях связи длиной до 10 км.
В случае применения в качестве счетчика фотонов фотоэлектронного умножителя особо остро стоят задачи фильтрации темновых и разделения наложившихся одноэлектронных импульсов. Наряду с классическим методом регистрации слабых световых сигналов при помощи амплитудной дискриминации возможно применение метода амплитудно-временной селекции для решения обеих задач. Переход от амплитудного метода регистрации к амплитудно-временному позволя-
