Кодирование и защита информации в бесшнуровой цифровой телефонной связи стандарта PACS

Введение

Вопросам ер кодирования ер и ер защиты ер информации ер человек ер всегда ер уделял ер особое ер внимание, ер но ер интерес ер к ер этой ер проблеме ер многократно ер возрос ер в ер последние ер годы.
Широкое ер внедрение ер компьютерной ер техники ер во ер все ер сферы ер деятельности ер человека ер привело ер к ер значительным ер изменениям ер в ер обществе, ер произошла ер революция ер в ер информационных ер технологиях. ер За ер несколько ер десятилетий ер ЭВМ ер превратились ер из ер чисто ер «вычислительных» ер машин ер в ер мощные ер системы ер по ер обработке, ер хранению, ер передаче ер информации.
Еще ер более ер значительный ер качественный ер скачок ер в ер информационных ер технологиях ер произошел ер в ер результате ер создания ер глобальных ер компьютерных ер сетей, ер что ер совершило ер настоящий ер переворот ер в ер области ер передачи ер и ер распространения ер информации.
Именно ер компьютеризация ер информационной ер деятельности ер помогла ер человечеству ер существенно ер ускорить ер процессы ер обработки, ер поиска, ер передачи ер информации, ер повысить ер надежность ер хранения ер больших ер ее ер массивов ер и ер тем ер самым ер обеспечить ер дальнейший ер технический ер и ер технологический ер прогресс ер во ер всех ер отраслях. ер
Одновременно ер с ер бурным ер развитием ер компьютерных ер систем ер возникли ер новые ер проблемы, ер связанные ер с ер надежностью, ер защитой ер информации. ер Движение ер информационных ер технологий ер в ер сторону ер открытых ер распределенных ер систем, ер широкое ер распространение ер сети ер Internet ер как ер средства ер межкорпоративного ер общения ер придают ер проблеме ер информационной ер защиты ер особую ер актуальность. ер Финансовые ер потери ер организаций ер из-за ер разрушения ер или ер утечки ер информации ер способны ер во ер много ер раз ер превысить ер затраты ер на ер средства ер защиты.
В ер современных ер информационных ер технологиях ер вопросы ер кодирования ер и ер защиты ер информации ер являются ер наиболее ер ответственными ер взаимосвязанными ер звеньями, ер так ер как ер проблему ер защиты ер информации ер нельзя ер решить ер без ер знания ер основ ер кодирования. ер
В ер данной ер работе ер будут ер рассмотрены ер вопросы, ер которые ер касаются ер кодирования ер и ер защиты ер информации ер в ер бесшнуровой ер цифровой ер телефонной ер связи ер стандарта ер PACS.


1 Основные понятия кодирования и защиты информации
В ер современном ер обществе ер успех ер любого ер вида ер деятельности ер сильно ер зависит ер от ер обладания ер определенными ер сведениями ер (информацией) ер и ер от ер отсутствия ер их ер (ее) ер у ер конкурентов. ер Чем ер сильней ер проявляется ер указанный ер эффект, ер тем ер больше ер потенциальные ер убытки ер от ер злоупотреблений ер в ер информационной ер сфере ер и ер тем ер больше ер потребность ер в ер защите ер информации. ер Одним ер словом, ер возникновение ер индустрии ер обработки ер информации ер привело ер к ер возникновению ер индустрии ер средств ер ее ер защиты ер и ер к ер актуализации ер самой ер проблемы ер защиты ер информации, ер проблемы ер информационной ер безопасности.
Одна ер из ер наиболее ер важных ер задач ер (всего ер общества) ер - ер задача ер кодирования ер сообщений. ер Введем ер некоторые ер основные ер понятия ер кодирования.
Код ер - ер правило ер соответствия ер набора ер знаков ер одного ер множества ер Х ер знакам ер другого ер множества ер Y. ер Если ер каждому ер символу ер Х ер при ер кодировании ер соответствует ер отдельный ер знак ер Y, ер то ер это ер кодирование. ер Если ер для ер каждого ер символа ер из ер Y ер однозначно ер отыщется ер по ер некоторому ер правилу ер его ер прообраз ер в ер X, ер то ер это ер правило ер называется ер декодированием.
Кодирование ер - ер процесс ер преобразования ер букв ер (слов) ер алфавита ер Х ер в ер буквы ер (слова) ер алфавита ер Y.
При ер представлении ер сообщений ер в ер ЭВМ ер все ер символы ер кодируются ер байтами.
Сообщение, ер которое ер мы ер хотим ер передать ер адресату, ер назовем ер открытым ер сообщением. ер Оно, ер естественно, ер определено ер над ер некоторым ер алфавитом.
Зашифрованное ер сообщение ер может ер быть ер построено ер над ер другим ер алфавитом. ер Назовем ер его ер закрытым ер сообщением. ер Процесс ер преобразования ер открытого ер сообщения ер в ер закрытое ер сообщение ер и ер есть ер шифрование ер [1].
Технологии ер защиты ер данных ер основываются ер на ер применении ер современных ер методов, ер которые ер предотвращают ер утечку ер информации ер и ер ее ер потерю. ер Сегодня ер используется ер шесть ер основных ер способов ер защиты ер - ер препятствие, ер маскировка, ер регламентация, ер управление, ер принуждение, ер побуждение. ер Все ер перечисленные ер методы ер нацелены ер на ер построение ер эффективной ер технологии ер защиты ер информации, ер при ер которой ер исключены ер потери ер по ер причине ер халатности ер и ер успешно ер отражаются ер разные ер виды ер угроз.
Под ер препятствием ер понимается ер способ ер физической ер защиты ер информационных ер систем, ер благодаря ер которому ер злоумышленники ер не ер имеют ер возможность ер попасть ер на ер охраняемую ер территорию. ер
Маскировка ер - ер способы ер защиты ер информации, ер предусматривающие ер преобразование ер данных ер в ер форму, ер не ер пригодную ер для ер восприятия ер посторонними ер лицами. ер Для ер расшифровки ер требуется ер знание ер принципа.
Управление - способы защиты информации, при которых осуществляется управление над всеми компонентами информационной системы.
Регламентация - важнейший метод защиты информационных систем, предполагающийВведение

особых инструкций, согласно которым должны осуществляться все манипуляции с охраняемыми данными.
Принуждение - методы защиты информации, тесно связанные с регламентацией, предполагающиеВведение

комплекса мер, при которых работники вынуждены выполнять установленные правила. Если используются способы воздействия на работников, при которых они выполняют инструкции по этическим и личностным соображениям, то речь идет о побуждении.
Средства защиты информации - это совокупность инженерно-технических, электрических, электронных, оптических и других устройств и приспособлений, приборов и технических систем, а также иных вещных элементов, используемых для решения различных задач по защите информации, в том числе предупреждения утечки и обеспечения безопасности защищаемой информации [2].


2 Бесшнуровая цифровая телефонная связь, первые стандарты
Системы ер бесшнуровой ер телефонии ер появились ер в ер конце ер семидесятых ер годов ер XX ер в. ер Они ер представляют ер собой ер беспроводные ер средства ер связи ер малой ер мощности, ер предназначенные ер для ер медленно ер перемещающихся ер и ер расположенных ер недалеко ер от ер базовой ер станции ер пользователей. ер Основной ер идеей ер внедрения ер бесшнурового ер телефона ер была ер замена ер радиоканалом ер шнура ер между ер телефонным ер аппаратом ер и ер трубкой, ер при ер обеспечении ер характеристик ер качества ер связи ер и ер цены ер аппарата, ер сравнимых ер с ер качеством ер связи ер и ер стоимостью ер обычного ер проводного ер телефона.
Базовая ер станция ер - ер это ер часть ер бесшнурового ер телефона, ер которая ер подключена ер к ер коммутируемой ер телефонной ер сети ер общего ер пользования ер (ТфОП) ер как ер обычный ер телефонный ер аппарат

. ер В ер большинстве ер случаев ер базовая ер станция ер взаимодействует ер с ер единственной ер подвижной ер станцией ер - ер мобильной ер телефонной ер трубкой, ер обеспечивающей ер длительную ер работу ер между ер перезарядками ер аккумуляторной ер батареи. ер Из ер всех ер перечисленных ер особенностей ер систем ер бесшнуровой ер телефонии ер следует, ер что ер такая ер система ер характеризуется ер небольшим ер количеством ер пользователей ер на ер единицу ер выделенного ер спектра, ер максимальным ер количеством ер базовых ер станций ер на ер единицу ер площади ер района ер и ер малой ер дальностью ер связи. ер Таковы ер свойства ер аналоговой ер (беспроводной ер телефонии). ер Чтобы ер избежать ер установления ер соединения ер мобильной ер трубки ер с ер чужой ер базовой ер станцией, ер применяются ер различные ер технические ер средства, ер например, ер обмен ер паролями ер (цифровыми ер последовательностями), ер известными ер только ер своей ер паре ер беспроводных ер станций. ер Другой ер способ ер обеспечения ер безопасного ер соединения ер - ер поиск ер свободного ер канала ер связи ер среди ер всех ер доступных ер для ер данной ер пары ер станций ер [3].
Бесшнуровой ер телефон ер (БТ) ер - ер это ер обычный ер телефон ер с ер проводной ер связью ер с ер телефонной ер станцией, ер в ер котором ер шнур ер между ер основным ер блоком ер и ер микротелефонной ер трубкой ер заменен ер на ер радиолинию. ер Таким ер образом, ер такой ер телефон ер имеет ер стационарный ер блок ер (СБ) ер и ер переносной ер блок ер (ПБ) ер (микротелефонная ер трубка). ер Дальность ер действия ер таких ер телефонов ер составляет ер от ер ста ер метров ер до ер нескольких ер километров ер в ер зависимости ер от ер модели. ер В ер тех ер случаях, ер когда ер расстояние ер между ер базовым ер блоком, ер включающим ер радиостанцию ер и ер телефонный ер интерфейс, ер и ер вторым ер переносным, ер не ер связанным ер с ер телефонной ер линией, ер превышает ер 3…5 ер км, ер говорят ер о ер радиоудлиннителе ер телефонных ер линий. ер Это ер расстояние ер сильно ер уменьшается ер при ер неблагоприятных ер условиях, ер например, ер если ер базовый ер блок ер находится ер в ер середине ер железобетонного ер здания ер или ер они ер разделены ер несколькими ер такими ер зданиями. ер Большинство ер телефонов ер подобного ер типа ер допускают ер возможность ер работы ер (минимально ер - ер прием ер сигнала ер вызова) ер при ер отсутствующем ер переносном ер блоке, ер а ер также ер разговор ер между ер абонентом ер с ер микротелефонной ер трубкой ер и ер абонентом ер у ер базового ер блока.
До ер настоящего ер времени ер нет ер устоявшихся ер международных ер стандартов ер на ер частотные ер диапазоны ер для ер бесшнуровых ер телефонов.
Наиболее ер перспективным ер направлением ер в ер радиотелефонии ер является ер цифровая ер обработка ер сигналов. ер При ер этом ер полностью ер устраняется ер один ер из ер самых ер серьезных ер недостатков ер радиосвязи ер - ер влияние ер помех, ер нарушающих ер как ер саму ер связь, ер так ер и ер разборчивость ер принимаемых ер сообщений.
Особенности ер БТА:
- ер ID-коды. ер Все ер переносные ер трубки ер БТА ер обладают ер персональными ер ID-кодами ер (каждая ер своим). ер Они ер необходимы ер для ер того, ер чтобы ер каждый ер базовый ер блок ер (ББ) ер такого ер телефонного ер аппарата ер принимал ер сигналы ер только ер от ер своей ер переносной ер трубки. ер Вторым ер аспектом ер использования ер кодов ер идентификации ер является ер защита ер телефонной ер линии ер от ер несанкционированного ер использования. ер Когда ер микротелефонная ер трубка ер кладется ер на ер ББ, ер происходит ер автоматическая ер смена ер кода. ер Число ер комбинаций ер ID-кодов ер колеблется ер в ер современных ер моделях ер бесшнуровых ер телефонов ер от ер нескольких ер тысяч ер до ер нескольких ер миллионов. ер Так ер как ер ББ ер отвечает ер на ер вызов ер только ер «родного» ер переносного ер блока ер (трубки) ер с ер определенной ер сложившейся ер комбинацией, ер то ер постороннему ер абоненту ер с ер «чужой» ер трубкой ер присоединиться ер к ер этой ер линии ер практически ер невозможно;
- ер шифровка ер разговора. ер В ер некоторых ер моделях ер БТА ер при ер передаче ер радиосигналов ер между ер трубкой ер и ер базовым ер блоком ер происходит ер их ер шифровка. ер Тем ер самым ер достигается ер относительная ер конфиденциальность ер разговора. ер Минусом ер такой ер системы ер кодирования ер является ер существенное ер ухудшение ер качества ер связи. Кроме того, полностью гарантировать конфиденциальность разговоров такая система не может;
- пейджинг. Функция поиска одного из элементов БТА с помощью другого называется пейджингом. Он может быть односторонним (это означает что с ББ можно вызвать переносной блок (трубку), который при этом начнет издавать сигнал) и двусторонним. В последнем случае играть в «найди меня» можно не только с ПБ, но и с ББ;
- интерком. Интеркомом или внутренней связью называется функция, позволяющая общаться двум собеседникам (которые могут находиться в разных комнатах) с помощью ПБ и ББ. Обычно при активации этой функции внешняя телефонная линия остается свободной, и из города на базовый блок может поступить сигнал вызова станции. Однако существует ряд моделей телефонов, в которых при переговорах по внутренней связи доступ к внешней сети недоступен;
- спикерфон. Наличие такой функции означает возможность громкоговорящей связи. В этом случае говорить с абонентом могут все присутствующие в комнате хором и все вместе слышат его голос;
- переадресовка разговора, режим конференции. Эта функция позволяет перевести текущий разговор с ПБ на ББ (при наличии режима громкоговорящей связи) или наоборот. В некоторых моделях при использовании нескольких переносных трубок возможен перевод звонка с одной трубки на другую. При работе БТА в режиме конференц-связи с ББ могут быть вызваны переносные блоки и есть возможность проведения совещания между всеми компонентами системы и внешним абонентом.
В современных БТ можно выбирать частоты передатчиков, отстраиваясь от внешних помех (и не мешая другим электронным устройствам). Большой набор частот не является панацеей, но в большинстве случаев все же удается подобрать канал связи, достаточно защищенный от местных помех [4].
Основные стандарты, которые используются в системах бесшнуровой телефонии, это:
- CT-1;
- CT-2;
- DECT;
- PHS;
- PACS, PWT, WDCT
В 1985 году разработан первый стандарт бесшнуровой телефонии СТ-1 (Cordless Telephony). Он работает в диапазоне частот 825-837 МГц, в котором размещается 10 радиоканалов. В стандарте реализуется метод частотного разделения каналов (FDMA). Количество дуплексных каналов-40. Связь осуществляется c индивидуальной базовой станцией через свой идентификационный код. Сорока каналов было недостаточно для использования в деловой сфере и вскоре был принят расширенный стандарт СТ-1+ с удвоенным количеством дуплексных каналов-80