Способ квантовой криптографии с использованием пассивных отражающих и перенаправляющих элементов, располагаемых на космических аппаратах



Способ квантовой криптографии с использованием пассивных отражающих и перенаправляющих элементов, располагаемых на космических аппаратах
Способ квантовой криптографии с использованием пассивных отражающих и перенаправляющих элементов, располагаемых на космических аппаратах
Способ квантовой криптографии с использованием пассивных отражающих и перенаправляющих элементов, располагаемых на космических аппаратах

 


Владельцы патента RU 2566664:

Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория оптико-электронных приборов" (ООО "ЛОЭП") (RU)

Изобретение относится к области квантовой криптографии, а именно к передаче секретной информации, от передающей до принимающей наземных станций, в форме однофотонных оптических импульсов через низкоорбитальные спутники, при помощи расположенных на них отражающих или перенаправляющих устройств. Технический результат состоит в повышении дальности передачи, при сохранении абсолютной секретности. Для этого способ включает передачу информации от передающей до принимающей наземных станций в форме однофотонных оптических импульсов через низкоорбитальные спутники, на которых располагаются отражающие и/или перенаправляющие устройства, которые принимают излучение от наземной передающей станции, отражают и/или перенаправляют его на принимающую наземную станцию или на другие спутники с последующим перенаправлением на принимающую станцию, причем передатчик выдает одиночные фотоны с определенной скоростью. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области квантовой криптографии, а именно к передаче секретной информации, от передающей до принимающей наземных станций, в форме однофотонных оптических импульсов через низкоорбитальные спутники, при помощи расположенных на них отражающих или перенаправляющих устройств (зеркал, систем телескопов и тд.).

Уровень техники

Из уровня техники в данной области известен способ кодирования и передачи криптографических ключей, включающий привязку по времени квантовых состояний на передающей-принимающей и преобразующей станциях путем посылки в канал связи классических синхронизирующих лазерных импульсов, формирование в преобразующей станции серии однофотонных состояний при помощи фазовых преобразований, передачу однофотонных состояний по квантовому каналу связи на передающую-принимающую станцию, согласование базисов по открытому классическому каналу связи путем сообщения с передающей-принимающей станции на преобразующую станцию базисов для каждой посылки квантового состояния и детектирование на принимающей станции однофотонных, состояний посредством фазовых преобразований однофотонных состояний (см. [1] патент США №6529601 B1, МПК H04L 9/00, G02B 26/08, опубликованный 04.03.2003). Приведенный аналог принят экспертизой в качестве наиболее близкого аналога.

К недостаткам известного способа можно отнести то, что диапазон допустимых ошибок в передаваемых ключах на передающей-принимающей станции, в котором генерируется секретность передаваемых криптографических ключей, определяется искажениями поляризации лазерных и однофотонных импульсов, вызванных флуктуациями параметров оптоволоконных элементов и квантового канала связи. В силу указанных недостатков известный способ не позволяет обеспечивать долговременную стабильность и минимизировать поток ошибок в передаваемых первичных криптографических ключах.

В известных способах передачи секретного ключа в квантовых криптосистемах для создания секретного ключа в виде случайной последовательности единиц и нулей используют, например, известный протокол ВВ84 (см. [2] http://ru.wikipedia.org/wiki/BB84). Это только один протокол для квантовой криптографии, имеются и другие.

В системах квантовой криптографии потери и шумы являются существенными параметрами, определяющими возможность работы всей системы. В отличие от классической оптической коммуникации, где информация передается интенсивными оптическими импульсами, потери и шумы в них не в такой степени существенны как для квантовых систем криптографии, в которых световые импульсы, как правило, однофотонные и при потере одного фотона теряется бит информации, т.е. нельзя увеличивать интенсивность оптических сигналов для преодоления потерь и шумов.

Квантовая криптография позволяет передавать информацию с абсолютной секретностью, что недостижимо другими классическими алгоритмами.

В отличие от классических оптических систем, где оптические импульсы достаточно интенсивны, т.е. один бит информации переносится множеством фотонов, в системах квантовой криптографии на каждый передаваемый бит приходится точно по одному фотону (может чуть больше в зависимости от схемы кодирования). Таким образом, потери фотонов определяют скорость распределения секретных ключей в схемах квантовой криптографии, т.к. потеря одного фотона означает потерю одного передаваемого бита - в классических алгоритмах потеря фотона из мощного импульса почти не влияет на скорость, т.к. остаток импульса будет зарегистрирован и бит информации извлечен. Другими словами, в классических оптических схемах всегда имеется возможность увеличить мощность передаваемых импульсов, чтобы «пробить» среду распределения, а в квантовых схемах такого сделать нельзя - это и отличает схемы квантовой криптографии от классических коммуникационных схем.

Известны системы квантовой криптографии, в которых оптические сигналы распространяются через оптическое волокно. Однако дистанция секретной передачи в современных системах определяется шумами в компонентах (как правило - шумы однофотонных детекторов), что налагает ограничения на максимальные потери в канале связи. В оптоволоконных каналах минимальные потери составляют ~0.2 дБ/км. Современные оптоволоконные системы квантовой криптографии работают на максимальной дистанции ~200 км. Дистанция, в принципе, может быть увеличена с развитием новых малошумящих детекторов, а скорость генерации секретных последовательностей повышена за счет увеличения скорости генерации однофотонных последовательностей. Однако уровень потерь в волокне не может быть понижен.

Сущность изобретения

Задачей, решаемой заявленным изобретением, является добиться меньших потерь в канале связи при больших расстояниях между отправителем и получателем.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в увеличении дистанции передачи, при сохранении абсолютной секретности.

Указанный технический результат обеспечивается за счет того, что способ квантовой криптографии с использованием пассивных отражающих и перенаправляющих элементов, располагаемых на космических аппаратах, включает передачу информации от передающей до принимающей наземных станций в форме однофотонных оптических импульсов через низкоорбитальные спутники, на которых располагаются отражающие и/или перенаправляющие устройства, которые принимают излучение от наземной передающей станции, отражают и/или перенаправляют его на принимающую наземную станцию или на другие спутники с последующим перенаправлением на принимающую станцию, причем передатчик выдает одиночные фотоны с определенной скоростью.

Краткое описание чертежей

Рисунок 1 - космический канал для квантовой криптографии с

использованием одного (а) и нескольких спутников (b).

Рисунок 2 - схема системы квантовой криптографии с 2 спутниками.

Здесь lfib - наикротчайшее расстояние между отправителем и получателем, проложенное по поверхности Земли (минимальная длина волокна), L - расстояние между спутниками, Н - высота орбит спутников над земной поверхностью.

Раскрытие изобретения

Основным фактором, снижающим пропускную способность космического канала связи, является распространение оптического сигнала от наземной станции отправителю через атмосферу к спутнику и от спутника к принимающей станции на Землю. При этом слой атмосферы с эффективной толщиной h≈20 км оказывает самое разрушающее воздействие на распространяющийся оптический сигнал: пучок поглощается и рассеивается атмосферой; пучок становится существенно шире дифракционного предела благодаря турбулентности. Более того, турбулентность также приводит к отклонению центра пучка от изначального (beam wander). Очевидно, что атмосфера оказывает наименьшее влияние на сигнал при вертикальном распространении, т.к. в этом случае длина трассы минимальна. В этом случае потери при распространении оптических сигналов с Земли на пролетающий спутник (unlink-канал) и со спутника на Землю (downlink-канал) будут минимальны.

Рассмотрим, например, конфигурацию с двумя низкоорбитальными спутниками, одновременно пролетающими над станциями отправителя и приемника соответственно.

Высота орбит таких спутников (H) лежит в диапазоне 160-2000 км. Размещение основных узлов системы представлена на фиг. 2. Из-за сферической формы Земли минимальная длина волокна lfib, которое можно проложить между отправителем и получателем, есть длина соответствующей дуги:

l f i b = 2 R e a r t h arcsin ( L 2 ( H + R e a r t h ) ) , ( 1 )

где Rearth - радиус Земли (≈6370 км), lfib - наикротчайшее расстояние между отправителем и получателем, проложенное по поверхности Земли (минимальная длина волокна), L - расстояние между спутниками, H - высота орбит спутников над земной поверхностью.

Оценим потери при распространении оптического сигнала от наземной станции до пролетающего над ней спутника (uplink-канал).

На начальном этапе пути оптический сигнал проходит через слой атмосферы с эффективной толщиной h≈20 км. Разрушающие атмосферные эффекты для оптических диапазонов передающих длин волн могут быть разделены на 3 части: поглощение и рассеяние компонентами атмосферы и турбулентность. Общий коэффициент прохождения сигнала, связанный с его прохождением через атмосферу и безвоздушное пространство, может быть записан в виде:

η u p l i n k = η u p l i n k e x t η u p l i n k a t m , ( 2 )

где η u p l i n k e x t - коэффициент прохождения, связанный с поглощением и рассеянием, η u p l i n k a t m - коэффициент прохождения, связанный с воздействием турбулентности.

Поглощение и рассеяние снижают амплитуду передаваемого оптического сигнала, т.е. при распространении однофотонного импульса снижается вероятность его прохождения и, соответственно, вероятность детектирования. Уровень таких потерь достаточно стабилен во времени - он меняется медленно с погодой и облачностью. Таким образом, потери при вертикальном распространении через атмосферу толщиной h можно записать в виде

η u p l i n k e x t = exp ( 0 h α ( z ' ) d z ' ) , ( 3 )

где α ( z ) a b s s c a t - коэффициент экстинкции (поглощение + рассеяние), зависящий, вообще говоря, еще и от длины волны передающегося сигнала. Заметим, что здесь подразумевается, что передающая станция находится на уровне моря. Теоретический расчет коэффициента α не представляется оправданным из-за сложной зависимости от длины волны - целесообразно пользоваться таблицами с коэффициентами потерь. С помощью аккуратного выбора несущей длины волны передаваемых сигналов можно добиться малого поглощения (~3 дБ). В свою очередь, рассеяние, обусловленное наличием в атмосфере дымки, тумана, облаков, дождя и т.д. сильно зависит от местности, времени суток и погоды. Рассеяние может приводить к потерям в диапазоне от ~2 дБ для самого благоприятного случая до очень больших значений (тысячи дБ) для дождливой и облачной погоды. Таким образом, потери за счет экстинкции начинается от 5 дБ, т.е. минимальный коэффициент потерь η u p l i n k e x t = 10 5 д Б / 10 д Б 0.3 .

Оценим потери при распространении оптического сигнала от пролетающего спутника до наземной станции (downlink-канал).

Коэффициент потерь при посылке оптического сигнала от спутника на приемную наземную станцию определяется дифракционным расхождением пучка, уширением пучка турбулентностью и экстинкцией (поглощение + рассеяние) атмосферы. В отличие от uplink-канала, эффектом блуждания пучка здесь можно пренебречь, т.к. тонкий слой атмосферы (20 км - против H~1000 км) влияет на сигнал перед детектированием и пучок не успевает отслониться существенно. Уширением пучка турбулентностью в этом случае также можно пренебречь, т.к. оно мало: hθturb<<Hθdiffraction. Полагая радиус передающей области спутника C2 R t S 2 = 0,25 м , радиус телескопа приемника Rr=0,5 м, ошибка в наведении пучка на телескоп Δθ=1 мкрад, оценка для минимальных потерь ≈15 дБ. С учетом минимальных потерь за счет поглощения и рассеяния в атмосфере (5 дБ), минимальные потери в downlink-канале - 20 дБ.

Минимальные потери в downlink-канале могут быть оценены на основе анализа потерь для uplink-канала.

Оценим потери для канала между спутниками. Оптические сигналы между космическими аппаратами передаются по безвоздушной среде. Основные потери здесь вносят дифракционное расхождение пучка и неточность направления пучка от передающего спутника (C1) к принимающему (C2); к последнему отнесем также и снижение эффективности направления за счет «дрожаний» аппаратуры на передающем спутнике. С учетом этих эффектов коэффициент пропускания можно записать в виде:

η S S = ( 2 π R t S 1 λ ) 2 ( 2 π R r S 2 λ ) 2 ( λ 4 L π ) 2 exp ( Δ θ 2 θ 0 2 ) , ( 4 )

где R t S 1 , R r S 2 - радиус передающей (или эффективный радиус отражающей плоскости в направлении спутника C2) и принимающей оптических антенн, θ0 - расходимость пучка на выходе из передающей антенны, Δθ - угол, описывающий отклонение от идеального направления центра пучка на принимающий спутник, который зависит от использующейся системы стабилизации (неточность направления, «дрожание» передающей оптики). В качестве минимальной оценки для угла θ0 возьмем угловую расходимость гауссова пучка θ 0 = λ π D T . Такие пучки обладают минимальным расхождением.

Выражение (3) можно записать в следующем виде:

Для оценки возьмем следующие параметры: R t S 1 = R r S 2 = 0.25 м , λ>0,8 мкм, θ0≈0.5 мкрад. Оценку для реальных значений Δθ возьмем, например, из статьи по классической космической коммуникации: Δθ=1 мкрад. В итоге имеет следующее значение для коэффициента пропускания оптического канала спутник-спутник: ηSS=1,1·109 м2/L2 для L=5000 км, ηSS=4·10-5≈-40 dB

Оценим потери в турбулентности. В отличие от экстинкции, турбулентность не меняет амплитуду сигнала - она изменяет случайным образом фазовый фронт оптической волны. Такое влияние связано с флуктуациями температуры, которые приводят к флуктуациям показателя преломления. Картина флуктуации показателя преломления имеют вид турбулентных вихрей. Характерные размеры неоднородностей-вихрей распределены в диапазоне от миллиметров до сотен метров. Малые неоднородности показателя преломления эффективно уширяют ширину пучка, тогда как воздействие неоднородностей, размеры которых больше, чем диаметр пучка, сводится к отклонению направления распространения пучка (beam wander). В результате в точке наблюдения оптический пучок имеет диаметр существенно шире, чем размер дифракционного расплывания, а центр пучка блуждает.

Параметры флуктуации атмосферы зависят от географической местности, трассы распространения сигнала и погодных условий. Не существует строгой аналитической теории, работающей для широкого диапазона параметров атмосферы. Как правило, аналитические результаты получены для слабого режима турбулентности.

Основным параметром, описывающим турбулентность, является структурная постоянная Cn. Типичные значения Cn лежат в диапазоне от 10-9 до 10-7 для слабой и сильной турбулентности. Другим параметром турбулентности является радиус Фрида ρ0, определяющий корреляцию искаженного турбулентностью волнового фронта. Справедлива следующая формула для радиуса Фрида:

где интегрирование ведется по трассе распространения, здесь k=2π/λ - волновой вектор оптического сигнала.

Угол расходимости оптического пучка в турбулентной среде без учета блуждания центра пучка (beam wander) можно записать в виде

θ t u r b θ 0 2 + ( λ ρ 0 ) 2 , ( 7 )

Здесь θ0≈λ/πRt - дифракционный угол расходимости гауссова пучка (без турбулентности), Rt - радиус апертуры оптического телескопа передающей станции. Типичное значение для радиуса Фрида ~0,1 м. Радиус Rt определяет дифракционное расхождение пучка. Обычно используют передающие телескопы с Rt0. Тогда, например, для λ=0,8 мкм типичное значение угла расхождения в турбулентной атмосфере θturb=8,4 мкрад. В этом случае радиус пучка, прошедшего расстояние Rbeam=Hθturb. Для оценки положим H=1000 км, тогда Rbeam=8,4 м.

Оценим влияние блуждания пучка, вызванного крупномасштабными флуктуациями показателя преломления. Вероятность отклонения центра пучка на расстояние r в турбулентной атмосфере задается функцией распределения вероятностей

где для uplink-канала дисперсия может быть получена:

Для выбранных типичного значения ρ0 и радиуса передающего телескопа (Rt) σ r 2 11 м 2 . Эта оценка находится в соответствии с численным моделированием распространения пучка от наземного передатчика до низкоорбитального спутника.

Неидеальность наведения пучка. Еще один фактор, который вносит потери - неидеальность направления пучка от передатчика на спутник. Будем считать, что неточность связана с «дрожанием» Δθ аппаратуры передатчика. Оценку для реальных значений Δθ возьмем, например, из статьи по классической космической коммуникации: Δθ=1 мкрад.

Таким образом, с учетом дифракционного расхождения пучка, уширения пучка турбулентностью, блуждание центра пучка, вызванного турбулентностью, и неидеальностью наведения пучка на спутник, оценка усредненного по времени радиуса пучка, падающего на спутник, для выбранных параметров R = Δ θ 2 H 2 + R b e a m 2 + σ t u r b 2 9.1 м .

Возмем радиус апертуры принимающего объектива спутника C1 R r S 1 = 0.15 м , тогда η u p l i n k a t m = ( R r S 1 / R 2 ) = 2.7 10 4 . Общий коэффициент пропускания для uplink-канала:

ηuplink=0.3·2,7·10-4=8.1·105 или -10·log10ηuplink≈41 дБ.

При наличии дымки, тумана, облаков, дождя, высоких перепадов температур потери в атмосфере значительно повышаются.

Общие потери в космическом канале с оптическими отражателями.

Для конфигурации космического канала, изображенного на рисунке 1, с указанными параметрами минимальные потери без учета неидеальной эффективности детектирования, перенаправления излучения спутниками, заведения и выведения излучения из телескопов, могут составлять от 41 дБ (uplink) + 20 дБ (downlink) + 10 log10L2-90 дБ (intersatellite). Например, для L=5000 км минимальные потери ≈100 дБ. В соответствии с формулой (1), длина оптического волокна 4410 км, а соответствующие минимальные потери 882 дБ. Таким образом, использование космического канала в квантовой криптографии является оправданным для больших дистанций передачи.

Существенным признаком является то, что передатчик должен выдавать одиночные фотоны с некоторой скоростью. Большая часть этих фотонов теряется в канале связи, но та часть, которая доходит до приемника используется для генерации ключей. Здесь уместно говорить не о мощности передатчика, а о скорости генерации однофотонных импульсов. Если, например, источник выдает 1 фотон в секунду (1 Гц), то вероятность, что он дойдет до приемника ≈10-10, т.е. за 10 млрд. секунд дойдет только 1 фотон. Если источник генерирует 1010 фотонов в секунду (10 ГГц), то, соответственно, в среднем каждую секунду приемник будет детектировать один пришедший фотон.

Зеркала, размещаемые на космических аппаратах, имеют такую форму, что оптический пучок, падающий на него с наземной станции или от близлежащего космического аппарата (КА), отражается в направлении к станции-приемника или в направлении зеркала близлежащего КА. При этом для минимальных потерь необходимо, чтобы радиус пучка, дошедшего до станции-приемника или зеркала близлежащего КА, был минимальным. Форма поверхности зеркал должна иметь специальную форму (http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B5%D1%80%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%B0), которая зависит от конкретных параметров системы (расстояния между КА, углы наклона пучков, направляемых со станции отправителя на КА и от КА до наземной станции).

Системы телескопов, служащие аналогами зеркал, представляют собой пары телескопов на каждом КА - принимающий и передающий, между которыми оптические сигналы передаются по волноводному каналу или через свободное пространство с системой внутренних отражателей. Системы линз телескопов удовлетворяют тем же требованиям, описанным выше для зеркал: сбор и перенаправление оптического сигнала на близлежащий КА или на наземную станцию с максимальной точностью и фокусирование перенаправленного оптического сигнала в минимальный радиус на телескопе или зеркале близлежащего КА.

Осуществление изобретения

На наземной станции отправителя генерируются однофотонные световые импульсы, в которых информация кодируется, например, в поляризацию (протокол ВВ84) или другую переменную. С помощью телескопа, направленного на пролетающий КА, эти импульсы подаются на зеркало/принимающий этого КА. Зеркало/система телескопов КА настроено так, что оно отражает падающий оптический сигнал в направлении к наземной станции приемника, если система основана на одном КА, или на близлежащий КА из группировки КА. После этого отраженный сигнал от КА, пролетающего над наземной станцией получателя, попадает на приемный телескоп получателя и попадают на систему детектирования. Распределение оптических сигналов продолжается необходимое количество раз. Дальнейшие действия участников передачи такие же, как и в известных способах квантовой криптографии: согласование информации по открытому каналу связи, реализация алгоритмов исправления ошибок и увеличения секретности по открытому каналу связи.

Использование космического канала связи, описанного в предлагаемом способе, позволяет существенно уменьшить потери при распространении оптических сигналов между двумя наземными станциями при ясной погоде (в отсутствии туманов, облаков, дождей и других факторов). В результате использования такого канала при благоприятной погоде в схемах квантовой криптографии становится возможным существенно увеличить максимальную дистанцию секретной передачи.

1. Способ передачи квантовой криптографической информации с использованием пассивных отражающих и перенаправляющих элементов, располагаемых на космических аппаратах, включающий передачу криптографической информации от передающей до принимающей наземных станций в форме однофотонных оптических импульсов с минимальным радиусом пучка, дошедшего до станции-приемника или зеркала близлежащего космического аппарата, через низкоорбитальные спутники, на которых располагаются отражающие и/или перенаправляющие устройства, имеющие форму, зависящую от параметров системы, которые принимают излучение от наземной передающей станции, отражают и/или перенаправляют его на принимающую наземную станцию или на другие спутники с последующим перенаправлением на принимающую станцию, причем передатчик выдает одиночные фотоны с определенной скоростью.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве отражающих и/или перенаправляющих устройств используют зеркала и/или системы телескопов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам обнаружения незаконного применения устройства обработки системы безопасности, используемого для дескремблирования различных мультимедиа данных, распространяемых по нескольким соответствующим каналам.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в обеспечении защиты идентификации объектов для предотвращения отслеживания объектов третьими лицами.

Изобретение относится к способам организации защиты связи. Технический результат заключается в повышении безопасности передачи данных.

Изобретение относится к полупроводниковым микроэлектронным устройствам, а именно - к устройствам защиты от контрафакта и фальсификации интегральных схем (ИС), которые встраиваются в кристалл ИС.
Изобретение относится к способу скрытой передачи конфиденциальной информации по открытым каналам связи. Техническим результатом является повышение скрытности передачи конфиденциальной информации.

Устройство защиты предназначено для предотвращения несанкционированного зондирования защищаемых сегментов оптических кабельных систем и сетей различного назначения.
Изобретение относится к системам передачи данных. Технический результат заключается в расширении ассортимента устройств, используемых для передачи информации.

Изобретение относится к области электросвязи, а именно к способу стеганографического преобразования данных, и может быть использовано в связных, вычислительных и информационных системах для стеганографического сокрытия информации при обмене данными правительственными, правоохранительными, оборонными, банковскими и промышленными учреждениями, когда возникает необходимость хранения и передачи конфиденциальной информации.

Изобретение относится к компьютерной технике, а именно к способу стеганографического преобразования данных. Технический результат - увеличение скрытности и точности восстановления скрываемого сигнала.

Изобретение относится к передаче информации по каналам связи. Техническим результатом является повышение надежности передачи структурированных сообщений, достигаемое за счет проверки правильности передачи структурированных блоков.

Изобретение относится к технике защиты подлинности электронных изображений. Технический результат - эффективная защита подлинного аутентифицированного электронного изображения. В способе аутентификации электронного изображения у отправителя над электронным изображением выполняют вейвлет преобразование, вейвлет коэффициенты квантуют и разделяют на N≥2 кодовых блоков каждый размером n1×n2 коэффициентов, где n1≥2 и n2≥2, квантованные вейвлет коэффициенты n-го, где n=1,2,…,N, кодового блока преобразуют в L≥2 упорядоченных двоичных последовательностей, изменяют разрядность представления интервала арифметического кодирования по секретному ключу и кодируют с использованием арифметического кодирования в кодированные последовательности, передают кодированное электронное изображение (ЭИ) получателю, где проверяют подлинность принятого получателем ЭИ, для чего разделяют двоичную последовательность принятого получателем ЭИ на двоичные последовательности его принятых блоков, изменяют разрядность представления интервала арифметического декодирования по секретному ключу и декодируют кодированные последовательности с использованием арифметического декодирования, принятое ЭИ считают подлинным, если в каждом принятом кодовом блоке декодировано L×n1×n2 бит. 12 ил.

Изобретение относится к области передачи данных. Технический результат - снятие нагрузки с абонента по проверки степени доверия к открытому ключу издания. Маршрутизатор контента, содержащий накопитель, выполненный с возможностью кэшировать в сети, ориентированной на контент (CON), объект контента с сигнатурой, подписанной издателем на основе идентификационных данных, известных абоненту; и передатчик, соединенный с накопителем и выполненный с возможностью направления объекта контента с сигнатурой по запросу абонента, при этом сигнатура выполнена с возможностью ее использования абонентом для проверки целостности объекта контента на основе известных идентификационных данных без проверки степени доверия ключа издателя для упомянутого издателя, причем известные идентификационные данные вызывают доверие издателя и не требуют проверки доверия со стороны издателя. 4 н. и 26 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области защиты от копирования видеоматериалов. Технический результат - обеспечение повышения степени защиты от несанкционированного воспроизведения и копирования видеоматериалов. В способе защиты видеоматериалов от копирования и несанкционированного воспроизведения предварительно проводят подготовку видеоматериала, для этого кадры, составляющие исходный видеоряд, разбивают на фрагменты, таким образом обрабатывают весь исходный видеоряд, с формированием управляющей информации для воспроизведения видеоматериала; после фрагментирования и обработки фрагментов получают производные видеоряды, составленные из фрагментов кадров, при этом организацию производного видеоряда выполняют статичной или динамической, которая в то же время может быть линейной или дискретной; при воспроизведении с помощью управляющей информации из синхронно воспроизводимых производных видеорядов, сопровождаемых аудиодорожкой, восстанавливают видеоинформацию до идентичной по восприятию с исходной. 14 з.п. ф-лы, 27 ил.

Изобретение относится к информационной безопасности. Технический результат заключается в обеспечении целостности конфиденциальных данных, передаваемых по сформированному корреляционному каналу связи. Система для комплексной защиты информации, передаваемой по корреляционным каналам связи, содержит: на передающей стороне - источник и управляемый передатчик телефонных сообщений, приемник вещательных программ, управляемый коррелометр, управляемый источник конфиденциальных данных, генератор псевдослучайных чисел и элемент сравнения; на приемной стороне - приемник и получатель телефонных сообщений, приемник вещательных программ, управляемый коррелометр, генератор псевдослучайных чисел и управляемый получатель конфиденциальных данных; блок синхронизации; (n-1) дополнительных приемников вещательных программ на передающей и приемной сторонах; при этом управляемые коррелометры выполнены на (n+1) информационных входов, и n-приемники вещательных программ настроены попарно на приемной и передающей сторонах корреляционного канала связи для приема одной и той же из n одинаковых вещательных программ. 1 ил.

Изобретение относится к системам радиопередачи и радиоприема закодированных визуальных, звуковых и других сообщений. Технический результат изобретения заключается в обеспечении более надежной защиты передаваемой информации. Для решения указанной задачи в состав системы радиосвязи дополнительно введены блок формирования сверхширокополосных видеоимпульсов, генератор сверхширокополосных радиоимпульсов, амплитудный детектор, блок фильтрации и усиления, компаратор, RS-триггер, блок декодирования информации, содержащий блок временной селекции, блок критериальной обработки, кольцевой буфер с параллельной выгрузкой и синхронизатор, а в состав устройства кодирования информации введены интерфейс, буфер данных и кодер. 8 ил.

Изобретение относится к области стеганографии и шифрованию информации. Технический результат - эффективное шифрование и передача этой зашифрованной информации при невозможности ее расшифровки. Способ шифрования информации, включающий встраивание исходной информации в информацию-контейнер, отличающийся тем, что необратимые сигнатуры используют в качестве контейнера для фрагментов информации, так, при зашифровке, исходную информацию разбивают на фрагменты одинаковой оговоренной длины, каждый упомянутый фрагмент встраивают в тело оговоренной ключевой строки или потока на оговоренную позицию и вычисляют необратимую сигнатуру-контейнер изменённой ключевой строки или потока, после чего записывают полученную сигнатуру в зашифрованный поток, при расшифровке сигнатуры считывают из зашифрованного потока и передают переборщику, переборщик в циклической последовательности согласно оговоренной длине фрагмента и набору символов генерирует предполагаемое значение фрагмента, после чего встраивает его в тело ключевой строки или потока на оговоренную позицию и вычисляет сигнатуру изменённой ключевой строки или потока, затем сравнивает её с прочитанной из зашифрованного потока сигнатурой-контейнером, если сигнатуры совпадают, переборщик останавливается и возвращает текущее значение фрагмента, а если нет, цикл повторяется с изменением предполагаемого значения фрагмента на один шаг перебора, когда переборщик возвращает значение, это значение записывают в расшифрованный поток и считывают следующую сигнатуру из зашифрованного потока. 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области шифрования потоков данных. Технический результат - повышение быстродействия процессов криптопреобразования данных. Устройство шифрования данных согласно ГОСТ 28147-89 характеризуется тем, что включает в себя контроллер прямого доступа к памяти, обеспечивающий загрузку массива данных из памяти для шифрования устройством шифрования данных и сохранение криптопреобразованных данных обратно в память, вычислительный блок с возможностью реализации шифрования данных в соответствии с выбранным алгоритмом, регистры данных для хранения таблиц подстановки, регистры данных для хранения ключей для шифрования, регистры для хранения векторов синхропосылки и имитовставки, а также блок управления. 6 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к защите подлинности электронных изображений (ЭИ), сжимаемых алгоритмами сжатия ЭИ, передаваемых по общедоступным каналам передачи. Техническим результатом является уменьшение разницы длины кодированного с обеспечением аутентификации ЭИ по сравнению с длиной кодированного без обеспечения аутентификации ЭИ. У отправителя над ЭИ выполняют вейвлет преобразование, полученные вейвлет коэффициенты квантуют и разделяют на кодовые блоки, из которых формируют упорядоченные двоичные последовательности, которые кодируют в кодированные последовательности. Перед кодированием устанавливают секретные начальные границы интервала кодирования в соответствии с секретным ключом. Передают кодированное ЭИ получателю. Проверяют подлинность ЭИ: декодируют кодированные последовательности в упорядоченные двоичные последовательности, причем перед декодированием устанавливают секретные начальные границы интервала декодирования в соответствии с секретным ключом; повторяют действия по проверке подлинности принятых кодовых блоков до завершения их приема. Принятое ЭИ считают подлинным, если подлинными оказываются все принятые кодовые блоки. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 38 ил.

Заявленное техническое решение относится к области электросвязи и информационных технологий, а именно к технике защиты подлинности электронных изображений (ЭИ), сжимаемых алгоритмами сжатия ЭИ, такими как JPEG2000, Н.264 и т.п., передаваемых отправителем получателю по общедоступным каналам передачи, в которых нарушитель может осуществлять действия по навязыванию получателю неподлинных ЭИ. Техническим результатом заявляемого решения является аутентификация ЭИ без увеличения длины кодированного с обеспечением аутентификации ЭИ по сравнению с длиной кодированного без обеспечения аутентификации ЭИ и без снижения точности кодирования аутентифицированного ЭИ. Указанный технический результат достигается тем, что у отправителя над ЭИ выполняют вейвлет преобразование, полученные в результате преобразования вейвлет коэффициенты квантуют и разделяют на кодовые блоки, из которых формируют упорядоченные двоичные последовательности, которые кодируют с использованием арифметического кодирования в кодированные последовательности этого блока и из которых с использованием криптографической функции хэширования и секретного ключа вычисляют двоичную последовательность цифрового водяного знака, которой заменяют последние двоичные символы кодированной последовательности кодового блока, передают кодированное ЭИ получателю, где проверяют подлинность принятого получателем ЭИ, для чего декодируют кодированные последовательности принятого кодового блока с использованием арифметического декодирования в упорядоченные двоичные последовательности, из которых с использованием криптографической функции хэширования и секретного ключа вычисляют двоичную последовательность цифрового водяного знака, которую сравнивают с последними двоичными символами этой кодированной последовательности и при их совпадении упорядоченную двоичную последовательность считают подлинной. Заявленный способ может быть использован для установления подлинности электронных изображений, передаваемых в современных информационно-телекоммуникационных системах. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение предназначено для шифрования и расшифровки пользовательских данных, хранящихся на внешних серверах. Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении безопасности пользовательских данных за счет шифрования с использованием аутентификационных данных пользователя передаваемых и хранимых данных. Предложена система шифрования данных пользователя. Система содержит клиента, связанного со средством аутентификации, средством создания ключей шифрования, средством шифрования и средством хранения данных. Клиент получает данные пользователя и передает их средству шифрования. Клиент получает ключи шифрования от средства создания ключей шифрования и передает их средству шифрования. Клиент также осуществляет передачу аутентификационных данных пользователя средству аутентификации, где в качестве аутентификационных данных выступают биометрические данные пользователя. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх