Дискретизация речи с последующим шифрованием

Альтернативным аналоговому скремблированию методом передачи речи в закрытом виде является шифрование речевых сигналов, преобразованных в цифровую форму, перед их передачей (см рисунок 9.14, ви г). Этот метод обеспечивает более высокий уровень закрытия по сравнению с описанными выше аналоговыми методами. В основе устройств, работающих по такому принципу, лежит представление речевого сигнала в виде цифровой последовательности, закрываемой по одному из криптографических алгоритмов. Передача данных, представляющих дискретизированные отсчеты речевого сигнала и его параметры, по телефонным сетям, как и в случае устройств шифрования алфавитно-цифровой и графической информации, осуществляется через устройства, называемые модемами. Основной целью при разработке устройств цифрового закрытия речи является сохранение тех ее характеристик, которые наиболее важны для восприятия слушателем.

Сохранение формы сигнала требует высокой скорости передачи и, соответственно, использования широкополосных каналов связи. Например, при импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), используемой в большинстве телефонных сетей, необходима скорость передачи, равная 64 кбит/с. В случае применения адаптивной дифференциальной ИКМ она понижается до 32 кбит/с и ниже. Для узкополосных каналов, не обеспечивающих такие скорости передачи, требуются устройства, исключающие избыточность речи до ее передачи. Снижение ин формационной избыточности речи достигается параметризацией речевого сигнала, при которой характеристики речи, существенные для восприятия, сохраняются.

Основной особенностью использования систем цифрового закрытия речевых сигналов является необходимость использования модемов. В принципе возможны следующие подходы при проектировании систем цифрового закрытия речевых сигналов:

–цифровая последовательность параметров речи с выхода вокодерного устройства подается на вход шифратора, где подвергается преобразованию по одному из криптографических алгоритмов, затем поступает через модем в канал связи, на приемной стороне которого осуществляются обратные операции по восстановлению речевого сигнала, в которых задействованы модем и дешифратор (см. рисунок 9.14,г). Модем представляет собой отдельное устройство, обеспечивающее передачу данных по одному из протоколов, рекомендованных МККТТ. Шифрующие (дешифрующие) функции обеспечиваются либо в отдельных устройствах, либо в программно-аппаратной реализации самого вокодера;

–шифрующие (дешифрующие) функции обеспечиваются самим модемом (так называемый засекречивающий модем) обычно по известным. Криптографическим алгоритмам типа DES и др. Цифровой поток, несущий информацию о параметрах речи, с выхода вокодера непосредственно поступает на такой модем. Организация связи по каналу аналогична вышеприведенной.

Контрольные вопросы

1. Зачем необходимо криптографическое закрытие информации?

2. Что понимается под криптограммой?

3. Поясните метод замены.

4. Зашифруйте методом Важинера свою фамилию ключом ЗАЧЕТ.

5. Поясните методом шифрования с автоключом.

6. В чём состоит принцип гомофонической замены?

7. Зашифруйте своё имя шифром Плэйфера.

8. Поясните принцип шифрования перестановкой.

9. В чём сущность шифрования гоммированием.

10. Поясните стандарт шифрования данных DES.

11. Поясните стандарт шифрования данных ГОСТ 28147-89.

12. Поясните принцип работы криптографических систем с открытым ключом.

13. Укажите порядок подстановки цифровой подписи «Нотариус».

14. Получите хеш-код для сообщения MINSK при помощи хеш-функции с параметрами p = 13 и q = 11.

15. Назовите основные методы и типы систем закрытия речевых сообщений.

16. Поясните принцип аналогового и цифрового скремблирования, речи.