Способ криптографического кодирования/декодирования цифровых данных
Изобретение относится к области информационной безопасности. Техническим результатом является обеспечение высокого уровня криптозащиты цифровых данных от их перехвата. Раскрыт способ криптографического кодирования цифровых данных, представленных двоичными битовыми последовательностями, заключающийся в том, что для их криптографического кодирования используется метод кодирования аналоговых сигналов, когда соответствующие циклам квантования нулевые и единичные битовые последовательности представленных цифровых данных подвергаются кодированию трехразрядным двоичным кодом, например нулевой бит последовательности - трехразрядным двоичным кодом 1(001), а единичный бит последовательности - трехразрядным двоичным кодом 3(011), затем полученные таким образом последовательности двоичных цифровых данных подвергаются методу аналогового криптографического кодирования с использованием при этом необходимой величины кадров шифрования, состоящих из импульсно-кодово-модулированных (ИКМ) последовательностей исходных двоичных цифровых данных. 4 н.п. ф-лы.
Изобретение относится к области информационной безопасности, в частности к защите цифровых данных от несанкционированного доступа к ним, путем их криптографического кодирования (шифрования).
Настоящим предлагается для криптографического кодирования цифровых данных использование аналоговых способов шифрования с представлением исходных цифровых данных в виде аналоговых сигналов. По результатам поиска соответствующих патентных материалов предлагается в качестве прототипа патент «Способ шифрования/дешифрования аналоговых сигналов, передаваемых по каналам связи»[1]. Других соответствующих патентных материалов не выявлено.
Известно по крупному способы шифрования делятся на цифровые и аналоговые. В свою очередь аналоговые способы шифрования в основном состоят из трех групп:
- на основе преобразования данных во временной области;
- на основе преобразования в частотной области;
- на основе преобразования в частотно-временной области.
Рассмотрим вышеприведенные группы шифрования аналоговых сигналов на возможность их использования на кодирование цифровых данных. Вторая и третья группы из перечня врятли найдут применение в процессах кодирования цифровых данных, в связи с отсутствием зависимости частотного спектра с содержимым цифровых кодов. Тогда основным способом кодирования цифровых данных, остается первая группа шифрования аналоговых сигналов.
Наиболее подходящим средством шифрования может быть принят способ шифрования аналоговых сигналов, например, по патенту №2577187, где поступающие оцифрованные величины аналоговых сигналов, подвергаются преобразованию данных во временной области путем относительных перестановок порядка их следования, с использованием соответствующих вычислительных операций. Для криптографического кодирования цифровых данных, предложенным методом аналогового шифрования, необходимы двоичные битовые последовательности исходных цифровых данных преобразовать в ИКМ-сигналы, кодируя их при этом трехразрядным двоичным кодом. Нулевые биты двоичной последовательности кодируются кодом 1 (001), а единичные биты двоичной кодируются кодом 3 (011). Затем полученная последовательность трехразрядных ИКМ-сигналов подвергается криптографическому кодированию, по предложенному способу аналогового шифрования, с выбором соответствующей размерности кадров шифрования (величина размерности кадров шифрования непосредственно определяет уровень криптостойкости процессов кодирования). Далее, полученная таким образом, закодированная двоичная последовательность цифровых данных, в виде ИКМ-сигналов может быть транспортирована любыми средствами передачи данных. Процесс декодирования таких закодированных цифровых данных в виде ИКМ-сигналов начинается в пошаговом режиме поиска и обнаружения кадра шифрования, с соответствующим ключевым распределением поступающих данных. После обнаружения соответствующего кадра шифрования, осуществляется его декодирование с восстановлением исходных значений двоичных последовательностей цифровых данных.
Интерес будет представлять возможность передачи закодированных цифровых данных в виде ИКМ-сигналов с преобразованием их в непрерывную обыкновенную двоичную битовую последовательность. Такое преобразование закодированных трехразрядных ИКМ-сигналов в непрерывную битовую последовательность цифровых данных, является наиболее востребованным и распространенным видом передачи данных. Следует отметить, что информационный объем, полученных закодированных последовательностей, будет в 3 раза превышать объем исходных кодируемых цифровых данных.
Теперь рассмотрим вопрос декодирования на приемной стороне, полученной последовательности закодированной в тройном объеме исходных цифровых данных. Такой принимаемый последовательный поток цифровых данных, в тройном объеме, по сравнению с исходным цифровым потоком данных, подвергается в режиме трех пошагового поиска последовательного трехразрядного кода ИКМ-сигналов (триад), с отличительным признаком от других сочетаний трехразрядных кодов.
Таким образом, в пределах трех шагов режима поиска, в непрерывном потоке поступающих данных, будет определена и обнаружена триада, соответствующая трехразрядным кодам любых ИКМ-сигналов. Эти коды любых триад ИКМ-сигналов будут иметь одинаковые отличительные признаки от всех других сочетаний кодов триад потока данных.
Далее после обнаружения любой ИКМ-триады потока данных режим поиска уже по триадам переходит на обнаружение необходимого кадра шифрования.
Как известно, кадр шифрования обнаруживается и определяется по совпадению его составляющих с заданных криптографическим ключом. Затем, обнаруженный кадр шифрования декодируется, с восстановлением исходных значений битовых последовательностей цифровых данных. Предполагается возможность широкого применения, предложенного способа криптографического кодирования цифровых данных, на основе использования метода шифрования аналоговых сигналов.
Предложенное техническое решение, по использованию аналогового способа шифрования, для криптографического кодирования цифровых данных в зависимости от величины размерности кадров шифрования, может найти применение в специальных устройствах защиты информации, так же в устройствах коммерческого назначения, для защиты от своих конкурентов коммерческого контента.
Источники информации: [1]. Патент RU 2577187 C1 H04K 1/02, Н03М 13/01, G06F 21/60. «Способ шифрования/дешифрования аналоговых сигналов, передаваемых по каналам связи».
1. Способ криптографического кодирования цифровых данных, представленных двоичными битовыми последовательностями, отличающийся тем, что для их криптографического кодирования используется метод кодирования аналоговых сигналов, когда соответствующие циклам квантования нулевые и единичные битовые последовательности представленных цифровых данных подвергаются кодированию трехразрядным двоичным кодом, например, нулевой бит последовательности - трехразрядным двоичным кодом 1(001), а единичный бит последовательности - трехразрядным двоичным кодом 3(011), затем полученные таким образом последовательности двоичных цифровых данных подвергаются методу аналогового криптографического кодирования с использованием при этом необходимой величины кадров шифрования, состоящих из импульсно-кодово-модулированных (ИКМ) последовательностей исходных двоичных цифровых данных.
2. Способ криптографического декодирования закодированных поступающих данных вида ИКМ-сигналов по п. 1 настоящего способа, отличающийся тем, что декодирование поступающих данных начинается с режима пошаговых (побитных) операций поиска и определения кадра шифрования, затем обнаруженный таким образом кадр шифрования декодируется соответствующим криптографическим ключом с результирующим обратным преобразованием ИКМ-сигналов в исходную последовательность двоичных символов.
3. Способ преобразования полученных закодированных ИКМ-сигналов по п. 1 настоящего способа, отличающийся тем, что закодированные данные ИКМ-сигналы трансформируются в соответствующую закодированную последовательность двоичных символов в трехкратно увеличенном объеме для передачи их, например, по цифровым каналам коммуникации.
4. Способ криптографического декодирования поступающих закодированных цифровых последовательностей по п. 3 настоящего способа, отличающийся тем, что процесс декодирования поступающих данных начинается с обнаружения в пределах трехшагового режима поиска закодированных в соответствии исходных ИКМ-сигналов трехбитовых последовательностей (ИКМ-триад) с отличительными признаками от других триад, затем в пошаговом режиме уже триад осуществляется поиск и обнаружение соответствующего ключевому распределению необходимого кадра шифрования с последующим его декодированием и восстановлением исходного кода.
