УДК 004.7
УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ СКРЫТОЙ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ, РЕАЛИЗУЕМАЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЕТИ INTERNET
Б.Ф.Кирьянов, Д.В.Кирьянов
IMPROVED MODEL OF THE SECURE COMMUNICATION OF INFORMATION IMPLEMENTED
WITH USING THE INTERNET
B.F.Kir'ianov, D.V.Kir'ianov
Институт электронных и информационных систем НовГУ, Boris.Kiryanov@novsu.ru
Описывается усовершенствованная модель системы скрытой передачи информации и рассматриваются вопросы ее реализации с использованием сети Internet.
Ключевые слова: скрытая передача информации, цифровой шум, генераторы псевдослучайных кодов, синхронизм генераторов псевдо-случайных кодов, сеть Интернет
This article describes an improved model of the secure communication of information, and discusses its implementation with using the Internet.
Keywords: secure communication of information, digital noise, pseudo-random code generators, synchronization of pseudorandom code generators, the Internet
Введение
В публикациях [1-4] авторами предлагался и исследовался вариант модели системы скрытой передачи информации по каналам связи. Потребность в таких системах связи обусловлена тем, что в последние годы в связи с непрерывным ростом числа задач, связанных с взаимодействием между территориально удаленными объектами, и, соответственно, необходимостью передачи по каналам связи
конфиденциальной информации весьма актуальной становится проблема обеспечения безопасности этой информации. На важность решения данной проблемы указывалось в Указе Президента РФ №2 351 от 17 марта 2008 года «О мерах по обеспечению информационной безопасности Российской Федерации при использовании информационно-телекоммуникационных сетей международного информационного обмена», а также в ряде документов Правительства РФ, например, в приказе № 104 от 25 августа 2009 г.
по министерству связи и массовых коммуникаций РФ «Об утверждении требований по обеспечению целостности, устойчивости функционирования и безопасности информационных систем общего пользования».
Принцип работы рассматриваемой системы связи удаленных друг от друга объектов заключается в передаче фрагментов полезной информации в смеси их с цифровым шумом. Указанные фрагменты могут быть зашифрованы. Для реализации такой передачи предлагалось использовать на связывающихся объектах синхронно идущие часы, роль которых могут выполнять генераторы псевдослучайных кодов (ГПСК), введенные в режим синхронизма. ГПСК обеспечивают синхронность моментов введения фрагментов двоичных кодов полезной информации в последовательность случайных двоичных импульсов на передающем объекте и моментов выделения фрагментов двоичных кодов полезной информации из цифрового шума на объекте, принимающем информацию.
В работе ставятся следующие основные задачи: скрыть от возможных взломщиков каналов связи алгоритм ввода в цифровой шум фрагментов полезной информации и оценить возможность использования сети Интернет для предложенного способа скрытой передачи информации.
Усовершенствование модели
Основными отличиями усовершенствованной модели от прежнего ее варианта являются введение в нее режима проверки правильности входа ГПСК в режим синхронизма и перевод ГПСК на другой алгоритм их работы и, соответственно, на другое случайное расположение фрагментов полезной информации в цифровом шуме. Рис. 1 и 2 поясняют работу модели в режиме исследования (10000 запусков процесса установления связи) и в режиме проверки правильности ее работы при одиночных запусках этого процесса, в котором выводится содержимое регистров ГПСК передающего и принимающего информацию объектов. Решение о входе ГПСК принимающего объекта в режим синхронизма с ГПСК передающего объекта принимается в том случае, если выполнено условие Y1 = Л"1*2, где Y1 и Y2 — коды регистров приемника, а Л — матрица, реализующая один шаг работы ГПСК (рис.2). Однако, если при выполнении этого условия Х1, то решение о наступлении синхронизма ГПСК является ложным (ложный синхронизм). Для гарантированного входа в правильный синхронизм при сильных помехах в каналах связи рекомендуется переходить на передачу полезной информации после 3^5-кратного выполнения указанного выше условия.
Система связи
Анализ числа шагов ^синхр вхождения одного канала в правильный и в ложный синхронизм при постоянной вероятности ошибки в приеме бита информации и разных векторах обратной связи
Панель установки параметров и запуска программы
Число абонентов: т = 2 Разрядность кодов: п = 116 ^^в^рн' г 1 запуск с 10000 запусков Вектор ОС: № |г(Г ёме одного бита: -
Ввод и запуск:
Панель значений ^синкр при одиночных запусках с У= 10100011 Гистограмма статистического распределения числа шагов настройки управляющих устройств системы до входа всех их в режим синхронизма Панель вывода результатов при 10000 запусках
Л 0.6 0.4 0.2 0 рл 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 ■ ложн -^син пр макс — 7 ■^син лож макс = ~ Оценки значений матем-х ожиданий ^синпр И Т'синлож: МТсинпр) =1.3 м(гСИНП0Ж)=1,з Число запусков (.¡V). приведших к установлению правильного н ложного синхронизма: ■Аашпр =7914 Nсин лож = 2086
' прав г ^ синхр
123456789 10
Рис.1. Структура модели в режиме исследования и результаты установления связи
Рис. 2. Структура модели в режиме проверки правильности ее работы
Как только ГПСК запрашиваемого объекта войдет в режим синхронизма и оказывается готовым к приему информации, он сообщает об этом запрашивающему объекту по другому каналу связи. При этом ГПСК этих объектов, управляющие каналом их связи, одновременно переводятся на другой алгоритм вставок фрагментов полезной информации в цифровой шум, гарантируя практически нулевую вероятность выделения злоумышленниками этих фрагментов из цифрового шума. Такие алгоритмы могут храниться в памяти компьютеров и выбираться из нее по адресу, учитывающему код, на котором ГПСК вошли в режим синхронизма, т. е. фактически по случайному адресу.
Об использовании сети Интернет для скрытой передачи информации
Интернет является, по-видимому, наиболее популярным средством обмена информацией. Он допускает и прямое соединение соответствующих объектов, организуемое, например, согласно технологии, изложенной в [5]. Для проверки надежности установления синхронизма ГПСК объектов рассматриваемой системы связи авторами передавалась по Интернету последовательность 1000 16-разрядных двоичных кодов ГПСК с объекта-передатчика для настройки
ГПСК объекта-приемника. При приеме каждого указанного кода ГПСК объекта-приемника входил в синхронизм с ГПСК объекта-передатчика. Это свидетельствует о том, что в каналах сети Интернет помехи практически отсутствуют. Поэтому на ее основе можно строить надежно работающие системы скрытой передачи информации.
Заключение
Усовершенствованная модель системы скрытой передачи информации надежно защищает передаваемую информацию от попыток ее вскрытия при атаках взломщиков каналов связи. Для ее практической реализации может быть использована сеть Интернет.
1. Кирьянов Б.Ф., Кирьянов Д.В. Модель системы связи с высоконадежной защитой информации в каналах ее передачи // Вестник НовГУ. Сер.: Технич. науки. 2011. №65. С.73-75.
2. Кирьянов Б.Ф., Кирьянов Д.В. Модель системы обмена конфиденциальной информацией по каналам связи // Обозрение прикладной и промышленной математики: Науч. доклады Х11-го Всерос. симпозиума по прикладной и промышленной математике. 2011. Т.18. Вып.5. С.777.
3. Кирьянов Б.Ф., Кирьянов Д.В. К проблеме защиты информации в каналах связи. М.: РАЕ. Современные проблемы науки и образования. 2012. URL: http://www.science-education.ru/106-7455.
4. Кирьянов Б.Ф. Математическое моделирование в среде Delphi: Монография. М.: РАЕ. 2012. 154 с.
5. Создаем локальную сеть через интернет. URL: Testino от 6-01-2012/статьи >> Windows.
Bibliography (Transliterated)
1. Kir'ianov B.F., Kir'ianov D.V. Model' sistemy sviazi s vysokonadezhnoi zashchitoi informatsii v kanalakh ee pe-redachi // Vestnik NovGU. Ser.: Tekhnich. nauki. 2011. №65. S.73-75.
2. Kir'ianov B.F., Kir'ianov D.V. Model' sistemy obmena konfidentsial'noi informatsiei po kanalam sviazi // Obozrenie prikladnoi i promyshlennoi matematiki: Nauch. doklady XII-go Vseros. simpoziuma po prikladnoi i promyshlennoi matematike. 2011. T.18. Vyp.5. S.777.
3. Kir'ianov B.F., Kir'ianov D.V. K probleme zashchity informatsii v kanalakh sviazi. M.: RAE. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniia. 2012. URL: http://www.science-education.ru/106-7455.
4. Kir'ianov B.F. Matematicheskoe modelirovanie v srede Delphi: Monografiia. M.: RAE. 2012. 154 c.
5. Sozdaem lokal'nuiu set' cherez internet. URL: Testino ot 6-01-2012/stat'i >> Windows.