Скремблеры и шифрование в радиосвязи

"Если не слышишь ты, это не означает,
что не слышат тебя" (с)

Переговоры, ведущиеся с помощью любых средств радиосвязи, по определению не могут быть приватными – всегда найдутся желающие их перехватить и прослушать. Говоря по проводному телефону, по мобильнику или по рации – всегда помните о "правиле треугольника" – в разговоре участвуете вы, ваш корреспондент и ещё кто-то, кто всё это слушает, хотите вы этого или нет.

Шифрование как таковое зародилось ещё в древние времена. Для управления государством и передачи секретных посланий цари и фараоны, президенты и любые другие руководители всегда использовали методы сокрытия смысла передаваемого послания. Методов сокрытия смысла передаваемой информации, то есть способов шифрования – множество, от простых алгоритмов замены до сложнейших криптографических систем. В настоящее время преобладающим методом передачи информации являются сетевые технологии и радиоинфраструктура. Научиться защищать свою внутреннюю информацию от внешних "ушей" – дело любого уважающего себя и свою команду управленца.

При передаче голоса используются несколько алгоритмов: аналоговое скремблирование и дискретизация речи с последующим шифрованием. Аналоговые скремблеры преобразуют исходный речевой сигнал (без перевода его в цифровую форму) таким образом, чтобы при прослушивании канала с помощью другой радиостанции или приёмника, не оснащенной подобным устройством, были созданы существенные затруднения для разборчивости передаваемой информации. При этом при скремблировании преобразованный речевой сигнал, обладая свойствами неразборчивости и неузнаваемости, занимает такую же полосу частот спектра, как и исходный сигнал. В цифровых устройствах защиты информации (УЗИ) речевые компоненты преобразуются в цифровой поток данных и смешиваются с некоторой псевдослучайной последовательностью, вырабатываемой ключевым генератором. Полученное таким образом закрытое речевое сообщение передается в канал связи, на приемном конце которого производятся обратные преобразования с целью получения открытого речевого сигнала.

Наиболее важной характеристикой скремблера для пользователя, желающего обеспечить защиту информации в своих каналах связи, является уровень закрытия информации. Условно можно разделить все УЗИ на средства защиты информации от непреднамеренного перехвата (т.е. от прослушивания лицами, не использующими специальные средства перехвата чужих переговоров) и средства защиты информации от несанкционированного доступа (т.е. от прослушивания возможными конкурентами, целью которых является именно перехват чужих переговоров, и оснащенных для этого специальными техническими средствами). Средства защиты информации от несанкционированного доступа, в свою очередь, можно разделить на несколько уровней, обеспечивающих различный уровень закрытия переговоров в зависимости от степени оснащенности конкурента. В литературе часто встречается классификация УЗИ по времени дешифрования информации после ее записи. Однако такая классификация больше применима для сложных криптографических систем военного назначения, а не для сетей УКВ радиосвязи, где ценность передаваемой информации не так велика, и опасность представляет, как правило, только перехват переговоров в реальном масштабе времени. Поэтому в качестве критерия уровня закрытия информации для средств УКВ радиосвязи более целесообразно использовать стоимость технических средств, обеспечивающих перехват сообщений в реальном масштабе времени. Так например, для коммерческих фирм может использоваться ключ длиной 54 Бит, для передчи сведений, содержащих государственную тайну требуется увеличение длины ключа до 128 Бит и более. В бюджетных рациях, обеспечивающих минимальный уровень защиты, используются инверсные скремблеры, основанные на частотном преобразовании.

Одна их главных характеристик скремблера является остаточная разборчивость. Под этим определением понимают степень возможности восстановления речевого сообщения при прослушивании его с помощью технических средств, не оснащенных данным типом УЗИ. В какой-то мере остаточная разборчивость является составной частью характеристики уровня закрытия информации, однако, остаточная разборчивость характеризует степень неразборчивости сообщений при их прослушивании без применения специальных средств, а уровень закрытия информации показывает защищенность переговоров и при преднамеренном перехвате с использованием специальной аппаратуры. Количественно остаточная разборчивость может быть оценена процентом восстановленных фрагментов сообщения при прослушивании переговоров с помощью радиосредств, не оснащенных данным типом УЗИ. Естественно, что наибольшую степень защиты информации обеспечивают скремблеры с минимальной остаточной разборчивостью. Следует, однако, отметить, что практически все известные аналоговые речевые скремблеры в той или иной мере сохраняют остаточную разборчивость. В прослушиваемом речевом сигнале, защищенном скремблером, сохраняется информация о темпе речи, улавливаются паузы. При несложных способах защиты опытный оператор может разобрать (в зависимости от наличия сведений о тематике ведущихся переговоров) от 10 до 50 % передаваемой информации. Поэтому в настоящее время аналоговые скремблеры практически не применяются.

Скремблеры могут влиять на дальность и общее качество связи. Их влияние на параметры радиостанций проявляются, прежде всего, в ухудшении их чувствительности за счет уменьшения соотношения сигнал/шум на входе приемника. Кроме этого, при преобразованиях сигнала, связанных с изменением любых параметров преобразования во времени, требуется некоторый временной интервал для синхронизации таймерных устройств передающей и приемной стороны. Это заставляет оператора выдерживать паузу между нажатием тангенты “передача” на радиостанции и началом речи. Как правило, уменьшение остаточной разборчивости сопровождается ухудшением, как качества восстановления сигнала, так и параметров радиостанций. Это объясняется тем, что, желая увеличить степень защиты информации, разработчики идут на различные ухищрения, приводящие к дополнительным искажениям либо спектра, либо временных параметров сигнала.

Для пользователей аналоговых средств радиосвязи крайне важен уровень технического исполнения скремблеров. Т.к. конструктивно скремблеры представляют собой малогабаритные микроэлектронные узлы, которые устанавливаются внутрь корпуса радиостанции, предпочтителен выбор аналоговых УЗИ с минимальными габаритами и энергопотреблением. Некоторые модели профессиональной аппаратуры уже имеют встроенные платы скремблирования, для активации которых необходимо приобретение дополнительной лицензии.

Сегодняшние средства защиты информации позволяют надёжно оградиться от нежелательных слушателей. Однако, не стоит забывать, что невзламываемые шифры встречаются редко. На пути любой компании, обеспокоенной способами защиты информации, на пути встаёт ряд проблем:

Однако, пройдя этот сложный путь, можно чуть больше полагаться на связь и на то, что её не прослушает тот, кому она не предназначена.