технические науки

естественные науки

математика

программирование

программы

В данной статье автором с помощью пакета программ ScicosLab проводится экспериментальное моделирование распространенных защищенных систем связи и их экспериментальный анализ с помощью известных методов нелинейной динамики (временные и спектральные диаграммы, фазовые портреты, показатель Херста, максимальный показатель Ляпунова, BDS-статистика). В качестве распространенных защищенных систем связи были выбраны система связи на основе прямого расширения спектра, система связи на основе шумоподобных сигналов, предложенная А. А. Шагаровой, система связи на основе хаотической маскировки и система связи на основе хаотической модуляции, представленная устройством имитозащиты контролируемых объектов с повышенной структурной скрытностью сигналов-переносчиков. В результате проведенных исследований установлено, что системы связи на основе хаотических сигналов в целом являются более предпочтительными для защищенных систем связи, чем системы связи на основе шумоподобных сигналов.

малый и средний бизнес

политология

бизнес-журналы

книги по экономике

Моделирование и количественно-качественный анализ распространенных защищенных систем связи

В данной статье путем совокупного применения программ E&F Chaos, Past, Fractan, Visual Recurrence Analysis, Eviews Student Version Lite проведено математическое, численное и компьютерное моделирование некоторых из известных 2D-моделей S-хаоса, исследование полученных данных с помощью методов нелинейной динамики и установление факта их отношения или неотношения к хаотическим (квазихаотическим) процессам. В результате установлено, что полученные для исследуемых 2D-моделей S-хаоса временные диаграммы имеют сложный шумоподобный вид и являются непрерывными во временной области. Полученные спектральные диаграммы имеют как сложный шумоподобный, так и регулярный вид и являются непрерывными в спектральных областях. Полученные значения BDS-статистики показывают, что часть временных реализаций можно отнести к хаотическим (квазихаотическим) процессам. Также полученные значения BDS-статистики показывают, что исследуемые 2D-модели S-хаоса обладают свойством, характерным для классических хаотических (квазихаотических) процессов: малейшее изменение начальных условий влечет за собой генерирование нового набора сигналов. Полученные значения нижней границы КС-энтропии показывают, что исследуемые модели также обладают свойствами хаотичности (квазихаотичности). С учетом проведенных исследований и данных из известных работ [1–5] возможно заключить, что 2D-модели S-хаоса могут относиться к хаотическим (квазихаотическим) процессам.

Применение методов нелинейной динамики для количественно-качественной оценки свойств 2D-моделей S-хаоса

В данной работе авторами продолжен экспериментальный анализ систем связи из работы [5] с помощью других известных методов нелинейной динамики, а именно – с помощью рекуррентных графиков. Также было проведено моделирование систем связи с простыми сигналами на примере синусоиды. Установлено, что качественный анализ на основе рекуррентных графиков позволяет определить системы связи с простыми сигналами и системы связи на основе шумоподобных сигналов, а также обнаружить структурированность для некоторых систем связи на основе шумоподобных сигналов. Вместе с тем он не позволяет в достаточной мере отличить классические системы связи на основе шумоподобных сигналов и системы связи на основе хаотических сигналов. Из этого можно заключить, что рекуррентные графики следует применять в комплексе с другими известными методами нелинейной динамики и их совместное использование позволит более адекватно проводить анализ защищенных систем связи.

Применение метода рекуррентных графиков для качественного анализа защищенных систем связи

В данной работе с помощью алгоритма Берлекэмпа-Месси произведена оценка линейной сложности сигналов, генерируемых системами связи, моделирование которых было проведено в работе [5]. Дополнительно к этому произведена оценка линейной сложности системы связи с простыми сигналами, представленной синусоидой [13]. В результате расчетов установлено, что из рассматриваемых систем связи наибольшей линейной сложностью обладают системы связи с хаотическими сигналами (за исключением системы связи на основе хаотической маскировки, в которой в качестве генератора хаотических сигналов используется аттрактор Ресслера). Среди рассмотренных систем связи с хаотическими сигналами наибольшей линейной сложностью обладает система связи на основе хаотической модуляции. Наименьшей линейной сложностью обладает система связи на основе простых сигналов. Системы связи на основе «классических» шумоподобных сигналов имеют линейную сложность значительно большую, чем системы связи с простыми сигналами, но меньшую, чем системы связи с хаотическими сигналами. Установлено, что системы связи с хаотическими сигналами в целом являются более предпочтительными для защищенных систем связи, чем системы связи на основе «классических» шумоподобных сигналов.

Применение алгоритма Берлекэмпа-Месси для количественного анализа защищенных систем связи

В данной работе авторами рассматривается проблема оценки защищенности беспроводной, в том числе автомобильной, сигнализации от несанкционированного доступа. Анализ открытых источников показал, что в настоящее время таких методик не существует. Авторами статьи предлагается для осуществления количественной и качественной оценки защищенности радиоканала сигнализации от несанкционированного доступа использовать простой и наглядный аппарат нечеткой логики.

Оценка защищенности беспроводной сигнализации от несанкционированного доступа на основе понятий нечеткой логики

В данной работе авторами с помощью пакета программ ScicosLab решена задача моделирования устройства имитозащиты контролируемых объектов с повышенной структурной скрытностью сигналов-переносчиков в целях обоснования его практического использования для защищенного информационного обмена между датчиками и блоком контроля в системах охранно-пожарной сигнализации. В результате моделирования при изменениях параметров хаотического сигнала на основе качественных показателей (графиков) установлено, что приемо-передающая часть устройства имитозащиты контролируемых объектов позволяет решить задачу по зашифровке и восстановлению информационных сигналов.

Моделирование устройства имитозащиты контролируемых объектов с повышенной структурной скрытностью сигналов-переносчиков

С помощью пакета программ ScicosLab проведено исследование устройства имитозащиты контролируемых объектов с повышенной структурной скрытностью сигналов-переносчиков с новым набором хаотических сигналов. В результате моделирования на основе качественных показателей, представляющих собой временные и спектральные диаграммы, установлено, что приемо-передающая часть устройства имитозащиты контролируемых объектов с новым набором хаотических сигналов позволяет решить задачу по зашифровке и восстановлению информационных сигналов.

Моделирование устройства имитозащиты контролируемых объектов с новым набором хаотических сигналов

Авторами статьи проводится сравнительный анализ количественных показателей методик оценки защищенности беспроводных охранно-пожарных сигнализаций с помощью аппарата математической статистики. На основе непараметрических тестов в программе Statistica получены средние и доверительные интервалы выборочных средних (графическая диаграмма «ящик и усы»). Средние и доверительные интервалы выборочных средних, отображающие оценки защищенности на основе нечеткой логики, находятся выше, чем средние и доверительные интервалы выборочных средних, отображающие оценки защищенности на основе матрицы нечетких правил. Это трактуется как более высокая количественная оценка защищенности одной методики оценки защищенности над другой и, как следствие, более точная идентификация защищенности.

Сравнительный анализ методик оценки защищенности беспроводных охранно-пожарных сигнализаций

Без серии

В настоящее время происходит четвёртая промышленная революция (Industrie 4.0), отличительными чертами которой являются перманентная информационная революция, промышленная компьютеризация, интеграция интернет-технологий с автоматизированными системами управления производства, энергетики, транспорта, медицины, банковской сферы, домашних устройств, систем безопасности. Важным вопросом является оценка защищённости киберфизических объектов, в частности каналов систем передачи данных, в особенности беспроводных, которые могут как подавить, так передать по ним ложные данные или перехватить передаваемые данные для последующего анализа. Целью данной статьи является установление взаимосвязи между оценкой защищённости охранно-пожарных систем на основе нечёткой логики, приведённой в работе [6], и значениями максимального показателя Ляпунова передаваемых сигналов беспроводных охранно-пожарных систем, полученных с помощью моделирования в работе [3]. Задачей данной статьи является построение графика зависимости между оценками защищённости на основе нечёткой логики, приведёнными в работе [6], и усреднёнными значениями максимального показателя Ляпунова передаваемых сигналов беспроводных охранно-пожарных систем, полученными с помощью моделирования в работе [3]. В результате проведённых исследований установлено, что с увеличением оценки защищённости на основе нечёткой логики увеличивается и значение максимального показателя Ляпунова.

К вопросу о взаимосвязи оценок защищённости (на примере беспроводных охранно-пожарных систем)

В данной работе проведена оценка криптостойкости известных криптографических методов и методов на основе шумоподобных сигналов, схожих по своим свойствам с «ограниченным» белым шумом и применяемых для расширения спектра передаваемых сообщений, к деструктивному воздействию «просмотр передаваемых данных» (атака, направленная на раскрытие шифртекста), основанному на полном переборе («лобовая» атака) кодовых структур (пространства ключей), в случае использования квантовых компьютеров. Установлено, что необходимым значением количества кодовых структур (пространства ключей), с учетом постоянно совершенствующихся и развивающихся вычислительных мощностей квантовых компьютеров, на ближайшие годы следует считать значение 1032 и выше, обеспечивающее криптостойкость минимум 3 года. Показано, что алгоритм Гровера схож с деструктивным воздействием «просмотр передаваемых данных» (атака, направленная на раскрытие шифртекста), основанном на полном переборе («лобовая» атака) всех кодовых структур (пространства ключей) с помощью современных супер ЭВМ. Установлено, что известные криптографические методы потенциально могут применяться в постквантовую эпоху, а методы на основе шумоподобных сигналов потенциально, при условии их обнаружения и осведомленности о методах, положенных в их основу (без знания ключа), не могут применяться в постквантовую эпоху. Перспективным подходом в постквантовую эпоху для вопросов обеспечения информационной безопасности, по мнению авторов, является использование хаотических сигналов.

А. А. Гавришев