Устройство шифрования с исправлением ошибок канала передачи информации с возможностью сопряжения с сетью электропитания

Полезная модель относится к области кодирования и шифрования информации и может быть использовано в устройствах передачи информации для обеспечения скрытой и помехоустойчивой связи, с возможностью сопряжения с сетью электропитания. Целью предлагаемого устройства является расширение функциональных возможностей средств защиты информации за счет возможности сопряжения с сетями электропитания. Устройство содержит на передающей стороне генератор ключа и шифрующий блок, блок формирования ключевой матрицы, вход которого является выходом генератора ключа, а выход является первым входом шифрующего блока, блок формирования информационного вектора, первый вход которого является информационным входом устройства, другой вход которого соединен с выходом блока формирования порождающей матрицы, а выход которого соединен со вторым входом шифрующего блока, выход которого соединен с каналом связи, а на приемной стороне - последовательно соединенные блок сортировки элементов вектора, другой вход которого соединен с выходом блока формирования ключевой матрицы, вход которого соединен с выходом генератора ключа, блок замены элементов кодового вектора, блок умножения кодового вектора на матрицу Адамара, другой вход которого соединен с выходом блока формирования матрицы Адамара, блок принятия решения, другой вход которого соединен с выходом блока формирования порождающей матрицы, блок обратного преобразования, выход которого является информационным выходом, который в свою очередь соединен с входом генератора несущей частоты выход которого соединен с входом коммутатора, второй вод которого соединен с формирователем импульсного сигнала, причем выход коммутатора соединен с входом полосового усилителя. Вследствие чего предлагаемое устройство позволяет повысить помехозащищенность информации и расширить функциональные возможности устройств передачи информации, за счет использования сети электропитания в виде передачи информации.

Полезная модель относится к области кодирования и шифрования информации и может быть использована в устройствах передачи информации для обеспечения скрытой и помехоустойчивой связи, с возможностью сопряжения с сетью электропитания.

Известно устройство, заключающиеся в зашифровании на передающей стороне данных, разбитых на 64-разрядные блока путем поразрядного суммирования по модулю 2 в сумматоре с гаммой шифра и в расшифровании данных на приемной стороне путем суммирования блоков зашифрованных данных поразрядно по модулю 2 в сумматоре с блоками гаммы шифра (ГОСТ 28147-1989. Системы обработки информации. Защита криптографическая. Алгоритм криптографического преобразования [Текст]).

Недостатком этого устройства является низкая помехозащищенность.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели и принятой за прототип является устройство, содержащее на передающей стороне блок формирования ключевой матрицы, вход которого является выходом генератора ключа, а выход является первым входом шифрующего блока, блок формирования информационного вектора, первый вход которого является информационным входом устройства, другой вход которого соединен с выходом блока формирования порождающей матрицы, а выход которого соединен со вторым входом шифрующего блока, вход которого соединен с выходом шифрующего блока, а выход соединен с каналом связи, а на приемной стороне - последовательно соединенные блок сортировки элементов вектора, другой вход которого соединен с выходом блока формирования ключевой матрицы, вход которого соединен с выходом генератора ключа, блок замены элементов кодового вектора, блок умножения кодового вектора на матрицу Адамара, другой вход которого соединен с выходом блока формирования матрицы Адамара, блок принятия решения, другой вход которого соединен с выходом блока формирования порождающей матрицы, блок обратного преобразования, выход которого является информационным выходом устройства. (Пат.2204886 Российская Федерация, МПК ⁷ Н04К 1/02. Способ шифрования с исправлением ошибок канала связи и устройство для его осуществления [Текст] / Винокуров А.В.; заявитель и патентообладатель Военная академия РВСН им. Петра Великого. - 2000131638/09; заявл. 19.12.2000; опубл. 20.05.2003, Бюл. 14. 2 с: ил.).

Недостатком этого устройства является отсутствие возможности сопряжения с сетью электропитания, для использования ее в качестве канала передачи информации.

Целью предлагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей средств защиты информации за счет возможности сопряжения с сетями электропитания.

Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем на передающей стороне генератор ключа и шифрующий блок, блок формирования ключевой матрицы, вход которого является выходом генератора ключа, а выход является первым входом шифрующего блока, блок формирования информационного вектора, первый вход которого является информационным входом устройства, другой вход которого соединен с выходом блока формирования порождающей матрицы, а выход которого соединен со вторым входом шифрующего блока, выход которого соединен с каналом связи, а на приемной стороне - последовательно соединенные блок сортировки элементов вектора, другой вход которого соединен с выходом блока формирования ключевой матрицы, вход которого соединен с выходом генератора ключа, блок замены элементов кодового вектора, блок умножения кодового вектора на матрицу Адамара, другой вход которого соединен с выходом блока формирования матрицы Адамара, блок принятия решения, другой вход которого соединен с выходом блока формирования порождающей матрицы, блок обратного преобразования, выход которого является информационным выходом, отличающийся тем, что информационный выход блока обратного преобразования соединен с входом генератора несущей частоты выход которого соединен с входом коммутатора, второй вод которого соединен с формирователем импульсного сигнала, причем выход коммутатора соединен с входом полосового усилителя.

В известном техническом решении (2) имеются признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа. Это наличие генератора ключа и шифрующего блока. Однако свойства заявляемого решения отличаются от свойств известного тем, что в известном устройстве (2) отсутствует возможность сопряжения с сетями электропитания для возможности передачи информации.

Таким образом, введенный блок сопряжения с сетью электропитания соответствуют признакам «существенные отличия» и обеспечивает достижение положительного эффекта, за счет увеличения количества возможных каналов для передачи информации, а так же за счет снижения стоимости при организации новых локальных соединений.

На рисунке 1 представлена структурная схема шифрующего блока. На рисунке 2 представлена структурная схема блока сопряжения с сетью электропитания.

Устройство работает следующим образом. Шифрующее устройство содержит на передающей стороне последовательно соединенные генератор 1 ключа,, блок 2 формирования ключевой матрицы, шифрующий блок 3, другой вход которого соединен с выходом блока 4 формирования информационного вектора, первый вход которого соединен с выходом блока 5 формирования порождающей матрицы, второй вход является информационным входом устройства, выход которого соединен с входом канала связи, а на приемной стороне устройство содержит последовательно соединенные блок 6 сортировки элементов вектора, другой вход которого соединен с выходом блока 7 формирования ключевой матрицы, вход которого соединен с выходом генератора 8 ключа, блок 9 замены элементов кодового вектора, блок 10 умножения кодового вектора на матрицу Адамара, другой вход которого соединен с выходом блока 11 формирования матрицы Адамара, блок 12 принятия решения, другой вход которого соединен с выходом блока 13 формирования порождающей матрицы, блок 14 обратного преобразования, выход которого является информационным выходом устройства. Генераторы 1 и 8 выполнены в виде стандартных генераторов, блоки 2 и 7 выполнены в виде рекуррентных регистров сдвига, коммутированных с постоянным запоминающим устройством.

Устройство шифрования с исправлением ошибок канала связи заключается в следующем.

На передающей стороне в генераторе 1 вырабатывается рекуррентная последовательность, состоящая из 0 и 1, которая поступает в блок 2, где формируется прямоугольная ключевая матрица nxm, состоящая из невырожденной матрицы nxn и дополнения до прямоугольной матрицы. В блоке 5 формируется порождающая матрица R размерностью nxm какого-либо кода, например, кода Рида-Маллера, которая поступает в блок 4 в котором каждому символу (команде) сообщения взаимно однозначно ставится в соответствие столбец порождающей матрицы R. В результате формируется информационный вектор длины n, который в блоке 3 перемножается с ключевой матрицей nxm, в результате чего формируется кодовый вектор длины m, который поступает в канал связи.

На приемной стороне в блоке 6 происходит расстановка элементов кодового вектора в соответствии с порядком десятичного представления столбцов ключевой матрицы и из получившегося кодового вектора выколотого кода дуального к коду Хэмминга с проверками на четность выделяют кодовые вектора выколотого кода дуального к коду Хэмминга. В блоке 9 производится замена 0" на 1", 1" на -1", выколотые координаты на 0". Полученные вектора поступают в блок 10, на другой вход которого поступает матрица Адамара, сформированная в блоке 11. В блоке 10 производится умножение векторов на матрицу Адамара, после чего вектора побитно складываются и полученный вектор поступает в блок 12, на другой вход которого поступает порождающая матрица R, сформированная в блоке 13 (блок 13 аналогичен блоку 5). В блоке 12 наибольшему значению весового коэффициента элемента полученного вектора ставится в соответствие столбец порождающей матрицы R, которым был заменен символ (команда) сообщения. Полученный информационный вектор поступает в блок 14, в котором производится обратное преобразование информационного вектора в символ (команду) сообщения. Далее информационный сигнал поступает в блок сопряжения с сетью электропитания, в котором с помощью формирователя импульсного сигнала 17 и коммутатора 16 происходит формирование информационного сигнала на частоте задаваемой генератором несущей частоты 15, за счет этого происходит развязка с частотой сети электропитания 50 Гц, далее через полосовой усилитель 18 информационный сигнал передается в сеть электропитания.

Таким образом, благодаря введению блока сопряжения с сетью электропитания существенно расширяются возможности устройств обеспечения безопасности передаваемой информации.

Устройство шифрования с исправлением ошибок канала передачи информации с возможностью сопряжения с сетью электропитания, содержащее на передающей стороне генератор ключа и шифрующий блок, блок формирования ключевой матрицы, вход которого является выходом генератора ключа, а выход является первым входом шифрующего блока, блок формирования информационного вектора, первый вход которого является информационным входом устройства, другой вход которого соединен с выходом блока формирования порождающей матрицы, а выход которого соединен со вторым входом шифрующего блока, выход которого соединен с каналом связи, а на приемной стороне - последовательно соединенные блок сортировки элементов вектора, другой вход которого соединен с выходом блока формирования ключевой матрицы, вход которого соединен с выходом генератора ключа, блок замены элементов кодового вектора, блок умножения кодового вектора на матрицу Адамара, другой вход которого соединен с выходом блока формирования матрицы Адамара, блок принятия решения, другой вход которого соединен с выходом блока формирования порождающей матрицы, блок обратного преобразования, выход которого является информационным выходом, отличающийся тем, что для расширения функциональных возможностей средств защиты информации за счет возможности сопряжения с сетями электропитания информационный выход блока обратного преобразования соединен с входом генератора несущей частоты, выход которого соединен с входом коммутатора, второй вход которого соединен с формирователем импульсного сигнала, причем выход коммутатора соединен с входом полосового усилителя.