7.1. Загальні положення
Найбільш радикальним заходом запобігання підслуховування телефонних розмов є використання криптографічних методів захисту. Перші технічні системи захисту почали розроблятися зразу після винайдення телефону.
Головною метою при розробці систем передачі мови є збереження тих її характеристик, що найбільш важливі для сприйняття слухачем.
Безпека зв'язку при передачі мовних повідомлень ґрунтується на використанні великої кількості різних методів закриття повідомлень, що змінюють характеристики мови таким чином, що вона стає нерозбірливою і невпізнаною для зловмисників, які підслуховують або перехватили закрите мовне повідомлення. Вибір методів закриття залежить від виду конкретного застосування і технічних характеристик каналу передачі.
У мовних системах зв'язку відомі два основних методи закриття мовних сигналів, що розділяються за способом передачі каналом зв'язку: аналогове скремблювання і дискретизація мови з наступним шифруванням [13].
Кожний з цих двох методів має свої переваги і недоліки. Так, наприклад, у перших двох системах, представлених на рис7.1 (А і В), у каналі зв'язку при передачі присутні фрагменти вихідного, відкритого мовного повідомлення, перетворені в частотній і/чи часовій областях. Це означає, що ці системи можуть бути атаковані криптоаналітиком супротивника на рівні аналізу звукових сигналів. Тому раніше вважалося, що поряд з високою якістю і розбірливістю відновленої мови аналогові скремблери можуть забезпечити лише низьку чи середню, у порівнянні із системами цифрового кодування і шифрування, ступінь закриття (таємності) [13]. Однак новітні (розроблені в останні роки) алгоритми здатні забезпечити не тільки середній, але іноді і дуже високий рівень таємності в системах типу В (див. рис.7.1) [13].
АЦП/ЦАП - аналогово-цифрове/цифро-аналогове перетворення; ПСП - псевдовипадкова послідовність.
Аналогові скремблери: мовні скремблери найпростіших типів на базі часових і/чи частотних перестановок відрізків мови (А); комбіновані мовні скремблери на основі частотно-часових перестановок відрізків мови, представлених дискретними відліками, із застосуванням цифрової обробки сигналів (В).
Цифрові системи закриття мови: широкосмугові (В) і вузькосмугові (D). Системи типу С і D не передають якої-небудь частини вхідного мовного сигналу. Мовні компоненти кодуються в цифровий потік даних, що змішується з псевдовипадковою послідовністю, що формуються ключовим генератором по одному з криптографічних алгоритмів, і отримане в такий спосіб закрите мовне повідомлення передається за допомогою модему в канал зв'язку, на приймальній кінці якого здійснюються зворотні перетворення з метою одержання відкритого мовного сигналу.
Технологія виготовлення широкосмугові систем закриття мови типу (С) добре відома, не представляє особливих труднощів технічна реалізація використовуваних для цих цілей способів кодування мови типу АДІКМ (адаптивної диференціальної імпульсно-кодової модуляції), ДМ (дельта-модуляції) і т.п. Але представлена такими способами дискретизована мова може передаватися лише по спеціально виділеним широкосмугові каналам зв'язку зі смугою пропускання, що звичайно лежить у діапазоні 4.8-19.2 кГц, і не придатна для передачі по лініях телефонної мережі загального користування [13], де необхідна швидкість передачі даних повинна складати 2400 біт/с. У таких випадках використовуються вузькосмугові системи закриття типу D, головними труднощами при реалізації яких є висока складність алгоритмів стискання мовних сигналів, здійснюваних у вокодерних пристроях.
Рис.7.1. Види систем закриття мови
За допомогою дискретного кодування мови з наступним шифруванням завжди досягався високий ступінь закриття, але в минулому цей метод не знаходив широкого поширення в повсюдно наявних вузькосмугові каналах зв'язку через низьку якість відновлення переданої мови.
Останні досягнення в розвитку низькошвидкісних дискретних кодерів дозволили значно поліпшити якість мови без зниження надійності закриття.
Кажучи про рівень, чи ступень таємності систем закриття мови, слід зазначити, що ці поняття дуже умовні. До цього часу не вироблено на цей рахунок чітких чи стандартів правил. Однак у ряді джерел [13] основні рівні захисту визначають як тактичний і стратегічний, що в деякому змісті перегукується з поняттями практичної і теоретичної стійкості криптографічних систем закриття даних:
- тактичний, чи низький, рівень використовується для захисту інформації від підслуховування сторонніми особами на період часу, вимірюваний, хвилинами або днями. Існує велика кількість простих методів, здатних забезпечити такий рівень захисту при прийнятній вартості;
- стратегічний, чи високий, рівень захисту інформації від перехоплення використовується в ситуаціях, які припускають, що висококваліфікованому, технічно добре оснащеному фахівцю буде потрібно для дешифрування перехопленого повідомлення період часу від декількох місяців до багатьох і багатьох років.
Часто використовується і поняття середнього ступеня захисту, що займає проміжне положення між тактичним і стратегічним рівнем закриття.