Шифрование в стандарте apco 25
Шифрование и аутентификация
Шифрование, обеспечивающее конфиденциальность связи, выполняется при предоставлении любой из услуг передачи речевых сигналов и данных. В стандарте APCO 25 предусмотрены четыре различных типа шифрования сообщений в системах мобильной радиосвязи, которые могут применяться в самых различных сетях - от правительственной до радиосетей коммерческих операторов. Допускается одновременная поддержка нескольких схем шифрования в одной системе связи. Кроме того, абонентские радиостанции и консольные устройства способны одновременно работать с несколькими схемами шифрования. В течение всей передачи голосового сообщения в него периодически вставляются коды канала и алгоритма шифрования.
Заголовок содержит следующую информацию:
индикатор сообщения - определяет тип алгоритма шифрования;
идентификатор алгоритма шифрования - позволяет распознать использованный для данного сообщения алгоритм шифрования в системах с несколькими алгоритмами;
идентификатор ключа шифрования - дает возможность определить конкретный ключ в системах, поддерживающих шифрование с несколькими ключами;
идентификатор абонентской группы - указывает на абонентскую группу адресата сообщения.
В структуру голосового сообщения также могут быть "встроены" сигнальная информация управления связью и пакеты данных, передаваемые с невысокой скоростью вместе с голосовым сигналом (так называемые интегрированные в голосовой сигнал данные).
Хотя шифрование и защищает от несанкционированного прослушивания, имеются и другие виды вмешательства в работу системы связи, против которых оно оказывается бессильным. Например, не зная точного содержания сообщения, злоумышленник может нарушить связь в незащищенной системе, записав передаваемое сообщение и затем воспроизведя его вновь через некоторое время. Избежать подобных ситуаций помогает аутентификация, которая обеспечивает целостность управляющей информации и данных о ключах шифрования.
В радиосети стандарта APCO 25 служба шифрования поддерживается функциональными группами системы, которые определены в общей структурной модели (General Systems Model). Шифрование осуществляется в исходной и конечной точках передачи сообщения, чтобы защитить как можно больше функциональных элементов системы связи.
Аутентификация представляет собой процедуру проверки законности появления в эфире самого сообщения и идентификации его автора. Установить законность передачи можно с помощью таких характеристик сообщения, как хронологическая целостность, целостность сообщения и идентификатор источника сообщения. Проверка целостности включает в себя процедуры, позволяющие убедиться в том, что принятое сообщение получено полностью, что оно не было изменено и не является копией одного из переданных ранее сообщений.
Функции шифрования и аутентификации базируются на применении ключей шифрования и поэтому если в системе связи обеспечивается какая-либо из таких функций, необходимо иметь средства управления этими ключами. Очевидно, что данные средства должны охватывать все стадии "жизненного цикла" ключа шифрования - его генерацию, передачу, использование абонентом, хранение, уничтожение и архивирование.
Примеры используемых алгоритмов шифрации: DES-OFB (APCO 25), DVP-XL, DVI-XL (Motorola), ADP (Advanced Digital Privacy) (CAI) (ASTRO 25 MOTORLA)
DES-OFB внешняя обратная связь (Output Feedback)
В этом режиме размер блока может отличаться от 64. Исходный файл M считывается последовательными t-битовыми блоками (t <= 64): M = M(1)M(2)...M(n) (остаток дописывается нулями или пробелами).
64-битовый сдвиговый регистр (входной блок) вначале содержит вектор инициализации IV, выравненный по правому краю. Для каждого сеанса шифрования используется новый IV.
Для всех i = 1...n блок шифртекста C(i) определяется следующим образом:
C(i) = M(i) xor P(i-1) ,
где P(i-1) - старшие t битов операции DES(С(i-1)), причем C(0)=IV.
Обновление сдвигового регистра осуществляется путем удаления его старших t битов и дописывания справа P(i-1)
Восстановление зашифрованных данных также не представляет труда: P(i-1) и C(i) вычисляются аналогичным образом и
M(i) = C(i) xor P(i-1) .
Рисунок
11 - Блок-схема алгоритма DES в режиме OFB