Система защиты информации, принимаемой по проводным каналам связи

 

Изобретение относится к технике связи. Имеются коммутирующее устройство, включенное между передающим и принимающим абонентами, устройство маскировки информации с генератором шума и балансным амплитудным модулятором и устройство обработки замаскированной информации с цифровым адаптивным фильтром и линейным амплитудным детектором. На фильтр поступают основной и опорный сигналы. Первый является смешанным сигналом от передающего абонента и генератора шума, а второй - "чистой" помехой. Фильтр обрабатывает оба сигнала и выдает принимающему абоненту очищенную от помехи информацию. Назначение модулятора состоит в подаче на линию передающего абонента и к фильтру уровня шума, пропорционального сигналу от амплитудного детектора. Последний выделяет огибающую принимаемого речевого сигнала. Шум в линии передающего абонента оказывается пропорциональным огибающей. Система характеризуется повышенной эффективностью защиты и адаптацией к маскируемым речевым сигналам, т. е. обеспечивает комфорт для участников переговоров. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике связи и предназначено для использования при осуществлении противодействия коммерческому и промышленному шпионажу.

Известны технические решения для исключения прослушивания переговоров по телефонной линии связи, основанные на генерации в линию помех, препятствующих набору номера с постороннего, включенного параллельно, телефонного аппарата либо мешающих восприятию на нем речевых сигналов за счет их маскировки (FR 2655224 А1, 31.05.1991; RU 92006880 А, 20.01.1995; RU 14794 U1, 27.08.2000; RU 2054812 C1, 20.02.1996).

Недостатки известных систем определяются их сложностью и необходимостью существенной модернизации существующих телефонных систем.

Наиболее близкой к предложенной является система защиты информации, принимаемой по проводным каналам связи, содержащая коммутирующее устройство, включенное между линиями передающего и принимающего абонентов, устройство маскировки передаваемой информации в виде генератора шума в речевом диапазоне частот, выход которого соединен с линией передающего абонента, и устройство обработки замаскированной информации в виде двухканального цифрового адаптивного фильтра, сигнальный вход и выход которого соединены с линиями соответственно передающего и принимающего абонентов, а опорный вход - с выходом генератора шума (RU 2112319 С1, 27.05.1998).

Однако в известной системе не предусмотрены управление уровнем шума, направляемого в линию передающего абонента, и цифровой адаптивный фильтр, что не позволяет согласовывать характеристики защиты с текущими окружающими условиями.

Задачей изобретения являются повышение эффективности защиты и обеспечение ее адаптации к уровню маскируемых речевых сигналов, т.е. создание комфорта для участников переговоров.

Поставленная задача решается тем, что в системе защиты информации, принимаемой по проводным каналам связи, содержащей коммутирующее устройство, размыкающий контакт которого включен между линиями передающего и принимающего абонентов, устройство маскировки передаваемой информации с генератором шума в речевом диапазоне частот, устройство обработки замаскированной информации с двухканальным цифровым адаптивным фильтром, сигнальный вход и выход которого соединены с линиями соответственно передающего и принимающего абонентов, и блок питания, подключенный через замыкающий контакт коммутирующего устройства к питающим входам составных узлов устройства маскировки передаваемой информации и устройства обработки замаскированной информации, - в устройство маскировки передаваемой информации введен балансный амплитудный модулятор, а в устройство обработки замаскированной информации - линейный амплитудный детектор, причем сигнальный вход балансного амплитудного модулятора соединен с выходом генератора шума, модулирующий вход - с выходом линейного амплитудного детектора, первый выход - с линией передающего абонента, а второй выход - с опорным входом цифрового адаптивного фильтра, выход которого подключен ко входу линейного амплитудного детектора.

Решению поставленной задачи способствует также то, что коммутирующее устройство, устройство маскировки передаваемой информации, устройство обработки замаскированной информации и блок питания скомпонованы в общем корпусе, расположенном непосредственно у принимающего абонента.

На чертеже представлена функциональная схема предложенной системы защиты информации, принимаемой по проводным каналам связи.

Система содержит коммутирующее устройство 1, включенное между линиями 2 и 3 соответственно передающего 4 и принимающего 5 абонентов, устройство маскировки передаваемой информации 6 с генератором шума в речевом диапазоне частот 7 и балансным амплитудным модулятором 8, устройство обработки замаскированной информации 9 с двухканальным цифровым адаптивным фильтром 10 и линейным амплитудным детектором 11, а также блок питания 12. Сигнальный вход балансного амплитудного модулятора 8 соединен с выходом генератора шума 7, модулирующий вход - с выходом линейного амплитудного детектора 11, первый выход - с линией 2 передающего абонента, а второй выход - с опорным входом цифрового адаптивного фильтра 10. Сигнальный вход и выход цифрового адаптивного фильтра 10 соединены с линиями 2 и 3 соответственно передающего 4 и принимающего 5 абонентов, а выход подключен ко входу линейного амплитудного детектора 11. Коммутирующее устройство 1, устройство маскировки передаваемой информации 6 с генератором шума 7 и балансным амплитудным модулятором 8, устройство обработки замаскированной информации 9 с цифровым адаптивным фильтром 10 и линейным амплитудным детектором 11, а также блок питания 12 скомпонованы в общем корпусе 13, расположенном непосредственно у принимающего абонента, т.е. у получателя информации.

Исполнение генератора 1 шума может быть аналогично известным генераторам шума, описанным, например, в книге Хоффмана Л.Дж. "Современные методы защиты информации". - М.: Советское радио, 1980, с.89-91. Цифровой адаптивный фильтр 3 может быть аналогичен приведенному, например, в статье A. Weiss and D. Mitra, Digital Adeptivs: Conditions for Convergence, Rates of Convergence, Effects of Noise and Errors Arising from the Implementation, IEEE Trans. on Information Theory. vol. IT-25 (Nov. 1979), pp.637-652. Наконец, схемы балансного амплитудного модулятора и линейного амплитудного детектора могут быть аналогичны представленным, например, в книге Горошкова Б.И. Радиоэлектронные устройства (справочник), М.: Радио и связь, 1985, с 190, рис.7.6, а и с.206, рис.8.7,а.

Работает система следующим образом.

При обычном разговоре между абонентами 4 и 5 коммутирующее устройство 1 находится в положении, изображенном на схеме.

Для передачи конфиденциальной информации коммутирующее устройство 1 переводится в положение, при котором разрывается связь между абонентами 4 и 5, от блока питания 12 получают питание генератор шума 7, балансный модулятор 8, цифровой фильтр 10 и амплитудный детектор 11. При этом абонентом 4 воспринимаются характерные помехи (шум) от генератора 7 через балансный модулятор 8, т.е. осуществляется маскировка информации, передаваемой от абонента 4 к абоненту 5.

На входы адаптивного фильтра 10 поступают два сигнала - основной и опорный. Основной сигнал представляет собой смешанный сигнал - от передающего абонента 4 и генератора шума 7. Опорный же сигнал является "чистой" помехой. Адаптивный фильтр 10 обрабатывает оба сигнала и выдает принимающему абоненту 5 очищенную от помехи информацию.

Алгоритм адаптивной фильтрации состоит в следующем.

Компенсация шумовой составляющей в зашумленном речевом сигнале осуществляется цифровым адаптивным фильтром 10 с конечной импульсной характеристикой, реализующим алгоритм минимизации среднеквадратичной ошибки фильтра 10.

На основной вход фильтра 10 поступает, как уже указывалось, аддитивная смесь речевого и шумового сигналов. На опорный вход фильтра 10 подается шумовой сигнал. Вычислительная процедура построена таким образом, чтобы свести к нулю разность между сигналами в основном канале и канале предсказания. Эта разность называется сигналом ошибки фильтра. Сигнал предсказания вычисляется из N последних отчетов сигнала на опорном входе и N коэффициентов линейного предсказания (КЛП). Величина N называется длиной импульсной характеристики фильтра 10 или числом КЛП.

На каждой итерации вычислений, которая совпадает с периодом дискретизации входных и выходных сигналов фильтром 10, происходит вычисление новых КЛП в зависимости от сигналов ошибки фильтра 10 и опорного сигнала. В итоге фильтр 10 подавляет все коррелирующие составляющие основного и опорного каналов и на выходе ошибки остается очищенный от шума речевой сигнал.

Математическое описание работы цифрового адаптивного фильтра 10 отображается выражениями e(n)=Z(n)-y(n), h(n+1,i)=h(n,i)+Ke(n)•(n-i), где Z(n) - очередной отсчет в основном канале; X(n) - очередной отсчет в опорном канале; y(n) - очередной отсчет в канале предсказания; e(n) - очередной отсчет в канале ошибки; h(n,i) - КЛП; К - коэффициент, определяющий скорость адаптации;
N - длина импульсной характеристики фильтра.

Назначение балансного амплитудного модулятора 8 состоит в подаче на линию 2 передающего абонента 4 и, следовательно, на сигнальный вход цифрового адаптивного фильтра 10 уровня шума, пропорционального уровню сигнала с выхода линейного амплитудного детектора 11. Последний, в свою очередь, выделяет огибающую принимаемого речевого сигнала. Таким образом, уровень шума, направляемого в линию 2, оказывается пропорциональным указанной огибающей.

Регулирование уровня акустического шума в зависимости от громкости речи обеспечивает комфорт для участников переговоров. Если переговоры ведутся тихо, то и уровень шума достаточно низок. Когда же громкость переговоров усиливается, уровень шума также увеличивается. В результате отношение речевой сигнал/акустический шум от начала и до конца переговоров остается неизменным, что весьма благотворно сказывается на общем тонусе участников переговоров.

Размещение составных узлов 1-3, 6-12 системы в общем корпусе 13 и расположение последнего непосредственно у принимающего абонента 5 предопределяют компактность всей конструкции и удобство практического применения данной системы.

Формула изобретения

1. Система защиты информации, принимаемой по проводным каналам связи, содержащая коммутирующее устройство, размыкающий контакт которого включен между линиями передающего и принимающего абонентов, устройство маскировки передаваемой информации с генератором шума в речевом диапазоне частот, устройство обработки замаскированной информации с двухканальным цифровым адаптивным фильтром, сигнальный вход и выход которого соединены с линиями соответственно передающего и принимающего абонентов, и блок питания, подключенный через замыкающий контакт коммутирующего устройства к питающим входам составных узлов устройства маскировки передаваемой информации и устройства обработки замаскированной информации, отличающаяся тем, что в устройство маскировки передаваемой информации введен балансный амплитудный модулятор, а в устройство обработки замаскированной информации - линейный амплитудный детектор, причем сигнальный вход балансного амплитудного модулятора соединен с выходом генератора шума, модулирующий вход - с выходом линейного амплитудного детектора, первый выход - с линией передающего абонента, а второй выход - с опорным входом цифрового адаптивного фильтра, выход которого подключен ко входу линейного амплитудного детектора.

2. Система защиты информации по п. 1, отличающаяся тем, что коммутирующее устройство, устройство маскировки передаваемой информации, устройство обработки замаскированной информации и блок питания скомпонованы в общем корпусе, расположенном непосредственно у принимающего абонента.

РИСУНКИ

Рисунок 1