RU2038701C1 - Device for security communications - Google Patents

Device for security communications Download PDF

Info

Publication number
RU2038701C1
RU2038701C1 SU5054816A RU2038701C1 RU 2038701 C1 RU2038701 C1 RU 2038701C1 SU 5054816 A SU5054816 A SU 5054816A RU 2038701 C1 RU2038701 C1 RU 2038701C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
adder
modulo
code sequence
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.С. Волков
Ю.В. Иванушкин
Б.В. Рощин
Original Assignee
Инновационное предприятие "Луноход"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Инновационное предприятие "Луноход" filed Critical Инновационное предприятие "Луноход"
Priority to SU5054816 priority Critical patent/RU2038701C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2038701C1 publication Critical patent/RU2038701C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

FIELD: security communication devices. SUBSTANCE: transmitting part of device has amplifier 1, analog-to-digital converter 2, modulo-two adder 3, encoded sequence generator 4, digital-to-analog converter 5, adder 6, controlled switch 7, clock 8 and threshold unit 9. Receiving part of device has low-pass filter 10, analog-to-digital converter 11, modulo two adder 12, encoded sequence generator 13, digital-to- analog converter 14, narrow band filter 15 and clock synchronization signals generator 16. EFFECT: increased reliability. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение касается секретной связи. The invention relates to secret communications.

Известно устройство, содержащее аналого-цифровой преобразователь (АЦП), запоминающий блок, генератор псевдослучайной последовательности, блок управления и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). A device is known comprising an analog-to-digital converter (ADC), a storage unit, a pseudo-random sequence generator, a control unit, and a digital-to-analog converter (DAC).

Недостатком такого устройства является его сложность и невысокая криптостойкость передаваемой информации. The disadvantage of this device is its complexity and low cryptographic stability of the transmitted information.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство секретной связи, содержащее усилитель, первый и второй АЦП, первый и второй ЦАП, первый и второй управляемые ключи, сумматор, хронизатор, фильтр низкой частоты, пороговый блок, первую и вторую ЭВМ. Closest to the invention, the technical solution is a secret communication device containing an amplifier, a first and a second ADC, a first and a second DAC, a first and a second controllable keys, an adder, a timing device, a low-pass filter, a threshold block, a first and a second computer.

Недостатком этого устройства является его низкая криптостойкость передаваемой информации и аппаратурная сложность. The disadvantage of this device is its low cryptographic stability of the transmitted information and hardware complexity.

Цель изобретения повышение криптостойкости передаваемой информации и упрощение устройства. The purpose of the invention is to increase the cryptographic stability of the transmitted information and simplify the device.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства секретной связи; на фиг. 2 структурная схема генератора кодовой последовательности. Figure 1 presents a structural electrical diagram of a secret communication device; in FIG. 2 is a block diagram of a code sequence generator.

Устройство секретной связи содержит на передающей стороне усилитель 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, сумматор 3 по модулю два, генератор 4 кодовой последовательности, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 5, сумматор 6, управляющий ключ 7, хронизатор 8, пороговый блок 9, на приемной стороне фильтр 10 низкой частоты, АЦП 11, сумматор 12 по модулю два, генератор 13 кодовой последовательности, ЦАП 14, узкополосный фильтр 15, формирователь 16 сигналов тактовой синхронизации. Генератор 4(13) кодовой последовательности содержит регистр 17 сдвига, ключевой коммутатор 18, N сумматоров 19 по модулю два и мажоритарный элемент 20. The secret communication device contains on the transmitting side an amplifier 1, an analog-to-digital converter (ADC) 2, an adder 3 modulo two, a code sequence generator 4, a digital-to-analog converter (DAC) 5, an adder 6, a control key 7, a synchronizer 8, a threshold block 9 , on the receiving side, a low-pass filter 10, an ADC 11, an adder 12 modulo two, a code sequence generator 13, a DAC 14, a narrow-band filter 15, a clock synchronizer 16. The code sequence generator 4 (13) comprises a shift register 17, a key switch 18, N adders 19 modulo two, and a majority element 20.

Устройство секретной связи работает следующим образом. The secret communication device operates as follows.

На передающей стороне исходный аналоговый сигнал, подлежащий засекречиванию, подается на вход усилителя 1, который обеспечивает согласование по амплитуде и спектру источник сигнала с последующей частью данного устройства. Аналого-цифровой преобразователь 2 формирует из аналогового сигнала цифровой по известным алгоритмам (например, импульсно-кодовая модуляция, дифференциальная импульсно-кодовая модуляция и т.п.). Далее оцифрованный сигнал подается на первый вход сумматора 3 по модулю два, на второй вход которого подается двоичная кодовая последовательность с генератора 4, содержащего регистр 17 сдвига, сменный ключевой коммутатор 18, N сумматоров 19 по модулю два и мажоритарный элемент 20. Двоичный сигнал на вход N-разрядного регистра 17 сдвига подается с первого выхода сумматора 3 по модулю два. С выхода каждого из N разрядов регистра 17 сдвига сигнал подается на первый вход соответствующего сумматора 19 по модулю два, на втором входе присутствует двоичный сигнал (ноль или единица), задаваемый сменным ключевым коммутатором 18. В простейшем виде сменный ключевой коммутатор представляет собой набор из N независимых двупозиционных переключателей, одно положение каждого из которых соответствует низкому уровню напряжения ("0"), другое высокому ("1"). On the transmitting side, the original analog signal to be classified is fed to the input of the amplifier 1, which provides matching in amplitude and spectrum of the signal source with the subsequent part of this device. The analog-to-digital converter 2 generates a digital signal from an analog signal according to known algorithms (for example, pulse-code modulation, differential pulse-code modulation, etc.). Next, the digitized signal is fed to the first input of the adder 3 modulo two, the second input of which is supplied with a binary code sequence from the generator 4 containing the shift register 17, a removable key switch 18, N adders 19 modulo two and a majority element 20. Binary input signal An N-bit shift register 17 is supplied from the first output of the adder 3 modulo two. From the output of each of the N bits of the shift register 17, the signal is supplied to the first input of the corresponding adder 19 modulo two, at the second input there is a binary signal (zero or one) specified by the removable key switch 18. In its simplest form, the replaceable key switch is a set of N independent two-position switches, one position of each of which corresponds to a low voltage level ("0"), the other high ("1").

Таким образом, изменением положения каждого из N переключателей набирается соответствующая ключевая комбинация, общее число которых составляет 2N. С выхода каждого из сумматоров 19 по модулю два сигналы подаются на N входов мажоритарного элемента 20, на выходе которого формируется сигнал по правилу
Maj(X1,X2 XN)

Figure 00000002
при при m>N/2 m<N/2
Здесь m число входных сигналов Xi 1 в наборе из N двоичных символов Xj∈ (0,1). N нечетное число.Thus, by changing the position of each of the N switches, the corresponding key combination is typed, the total number of which is 2 N. From the output of each of the adders 19 modulo two signals are fed to the N inputs of the majority element 20, the output of which is formed by a signal according to the rule
M aj (X 1 , X 2 X N )
Figure 00000002
at at m> N / 2 m <N / 2
Here m is the number of input signals X i 1 in the set of N binary symbols X j ∈ (0,1). N is an odd number.

Указанная функция является нелинейной, причем обратная функция для нее не определена. The indicated function is nonlinear, and the inverse function for it is not defined.

Таким образом, на втором выходе сумматора 3 сформирован двоичный кодированный сигнал в виде суммы по модулю два исходного сигнала и кодовой последовательности, информационное содержание которого не известно третьему лицу, поскольку ему неизвестна ключевая комбинация. Thus, at the second output of adder 3, a binary encoded signal is generated in the form of a sum modulo two of the original signal and the code sequence, the information content of which is not known to the third party, since it does not know the key combination.

Если третьему лицу известен принцип работы устройства, то математическое ожидание времени перебора всех возможных ключевых комбинаций составит

Figure 00000003
Figure 00000004
, где t время анализа одной ключевой комбинации с учетом выявления смыслового содержания передаваемого сигнала (например, речи);
n количество лиц, одновременно осуществляющих перебор.If a third party knows the operating principle of the device, then the mathematical expectation of the search time of all possible key combinations will be
Figure 00000003
Figure 00000004
, where t is the analysis time of one key combination, taking into account the identification of the semantic content of the transmitted signal (for example, speech);
n is the number of individuals simultaneously searching.

При этом N должно выбираться из условия

Figure 00000005
> T1, где Т1 время, в течение которого информация должна быть недоступна третьему лицу.Moreover, N must be chosen from the condition
Figure 00000005
> T 1 , where T 1 is the time during which the information should be unavailable to a third party.

Если период Т2 смены ключевой комбинации составит T2<

Figure 00000006
то условиенедоступности информации третьим лицам в течение времени Т1 будет практически всегда выполняться.If the period T 2 change key combinations will be T 2 <
Figure 00000006
then the condition of the unavailability of information to third parties during the time T 1 will almost always be fulfilled.

В случае, если принцип работы устройства не известен, то восстановление исходной информации не представляется возможным ввиду нелинейности операции мажорирования. If the operating principle of the device is not known, then restoration of the initial information is not possible due to the non-linearity of the majorization operation.

Далее кодированный сигнал с целью сохранения исходной полосы частот переводится в аналоговый вид в цифроаналоговом преобразователе 5 и затем подается на первый вход сумматора 6, на второй вход которого подается синусоидальный синхросигнал с выхода хронизатора 8. Частота синхросигнала располагается вне спектра, занимаемого исходным сигналом. Хронизатор 8, кроме того, обеспечивает тактовую синхронизацию всех цифровых устройств. С выхода сумматора 6 объединенный сигнал подается на управляемый ключ 7, который предотвращает выдачу объединенного сигнала в канал связи тогда, когда амплитуда исходного аналогового сигнала не превышает величину, задаваемой пороговым блоком 9. Это необходимо для того, чтобы при организации дуплексной связи (например, телефонной) исключить выдачу кодовой последовательности в канал связи, а также исключить влияние двух одновременно работающих хронизаторов друг на друга тогда, когда исходный аналоговый сигнал отсутствует (например, пауза в разговоре). Next, the encoded signal is converted into analog form in a digital-to-analog converter 5 in order to preserve the original frequency band and then fed to the first input of adder 6, the second input of which is supplied with a sinusoidal clock signal from the output of chronizer 8. The frequency of the clock signal is outside the spectrum occupied by the original signal. Chronizer 8, in addition, provides clock synchronization of all digital devices. From the output of adder 6, the combined signal is supplied to a controlled key 7, which prevents the combined signal from being transmitted to the communication channel when the amplitude of the original analog signal does not exceed the value specified by threshold unit 9. This is necessary so that when organizing duplex communication (for example, telephone ) to exclude the issuance of the code sequence in the communication channel, and also to exclude the influence of two simultaneously operating chronizers on each other when the original analog signal is absent (for example, a pause during conversation).

На приемной стороне объединенный сигнал, прошедший через канал связи, поступает на вход фильтра 10 низкой частоты и на вход узкополосного фильтра 15. Фильтр 10 низкой частоты обеспечивает подавление спектральной составляющей синусоидального синхросигнала в канале восстановления исходного сигнала. С выхода фильтра низкой частоты сигнал подается на аналого-цифровой преобразователь 11, идентичный преобразователю 2. С первого выхода аналого-цифрового преобразователя 11 сигнал подается на первый вход сумматора 12 по модулю два, на второй вход которого подается сигнал с выхода генератора 13 кодовой последовательности, идентичного генератору 4, в том числе и по ключевой комбинации. Вход генератора 13 кодовой последовательности соединен с вторым выходом аналого-цифрового преобразователя 11. Такое подключение генераторов 4 кодовой последовательности на передающей стороне генератора 13 и на приемной стороне обеспечивает их самосинхронизацию в части генерирования идентичных кодовых последовательностей. On the receiving side, the combined signal transmitted through the communication channel is fed to the input of the low-pass filter 10 and to the input of the narrow-band filter 15. The low-pass filter 10 provides suppression of the spectral component of the sinusoidal clock signal in the recovery channel of the original signal. From the output of the low-pass filter, the signal is fed to an analog-to-digital converter 11, identical to converter 2. From the first output of the analog-to-digital converter 11, the signal is fed to the first input of adder 12 modulo two, to the second input of which a signal from the output of the code sequence generator 13 is supplied, identical to generator 4, including the key combination. The input of the code sequence generator 13 is connected to the second output of the analog-to-digital converter 11. Such a connection of the code sequence generators 4 on the transmitting side of the generator 13 and on the receiving side ensures their self-synchronization in terms of generating identical code sequences.

Таким образом, в сумматоре 12 по модулю два происходит снятие с исходного сигнала наложенной на него кодовой последовательности. В цифроаналоговом преобразователе 14 он восстанавливается в аналоговый вид. Thus, in adder 12 modulo two, the code sequence superimposed on it is removed from the original signal. In the digital-to-analog Converter 14, it is restored to analog form.

Канал синхронизации, состоящий из узкополосного фильтра 15 и формирователя 16 сигналов тактовой синхронизации, осуществляет выделение синусоидального синхросигнала из объединенного и формирование из него необходимых тактовых частот, тем самым обеспечивая синхронную работу приемной и передающей части по тактовой частоте. A synchronization channel, consisting of a narrow-band filter 15 and a clock synchronizer 16, extracts a sinusoidal clock signal from the combined one and generates the necessary clock frequencies from it, thereby ensuring synchronous operation of the receiving and transmitting parts at the clock frequency.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО СЕКРЕТНОЙ СВЯЗИ, содержащее на передающей стороне усилитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), сумматор, к первому входу которого подключен выход хронизатора, и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), а на приемной стороне АЦП, ЦАП и фильтр низкой частоты (ФНЧ), отличающееся тем, что введены на передающей стороне генератор кодовой последовательности, сумматор по модулю два, управляемый ключ и пороговый блок, к входу которого и входу АЦП подключены соответственно первый и второй выходы усилителя, при этом выход АЦП и выход генератора кодовой последовательности подключены к первому и второму входам сумматора по модулю два, первый выход которого подключен к входу генератора кодовой последовательности, а второй выход сумматора по модулю два через ЦАП подключен к второму входу сумматора, выход которого и выход порогового блока подключены соответственно к первому и второму входам управляемого ключа, а на приемной стороне сумматор по модулю два, генератор кодовой последовательности и последовательно соединенные узкополосный фильтр и формирователь сигналов тактовой синхронизации, при этом выход управляемого ключа через канал связи соединен с входами узкополосного фильтра и ФНЧ, выход которого подключен к входу АЦП, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому входу сумматора по модулю два и входу генератора кодовой последовательности, выход которого подключен к второму входу сумматора по модулю два, выход которого соединен с входом ЦАП. 1. A SECRET COMMUNICATION DEVICE containing on the transmitting side an amplifier, an analog-to-digital converter (ADC), an adder, to the first input of which a chronizer output is connected, and a digital-to-analog converter (DAC), and on the receiving side an ADC, DAC and low-pass filter (low-pass filter) ), characterized in that a code sequence generator, an adder modulo two, a controlled key and a threshold block are introduced on the transmitting side, the first and second outputs of the amplifier are connected to the input of which and the ADC input, while the ADC output and output the code sequence generator is connected to the first and second inputs of the adder modulo two, the first output of which is connected to the input of the code sequence generator, and the second output of the adder modulo two through the DAC is connected to the second input of the adder, the output of which and the output of the threshold block are connected respectively to the first and the second inputs of the managed key, and on the receiving side, an adder modulo two, a code sequence generator and series-connected narrow-band filter and signal generator t synchronized output, while the output of the managed key through the communication channel is connected to the inputs of the narrow-band filter and low-pass filter, the output of which is connected to the ADC input, the first and second outputs of which are connected respectively to the first input of the adder modulo two and the input of the code sequence generator, the output of which is connected to the second input of the adder modulo two, the output of which is connected to the input of the DAC. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что генератор кодовой последовательности выполнен в виде регистра сдвига, N выходов которого соединены с первыми входами N сумматоров по модулю два, вторые входы которых соединены соответственно с N выходами ключевого коммутатора, при этом выходы N сумматоров по модулю два подключены к входам мажоритарного элемента, выход которого, а также вход регистра сдвига являются соответственно выходом и входом генератора кодовой последовательности. 2. The device according to claim 1, characterized in that the code sequence generator is made in the form of a shift register, N outputs of which are connected to the first inputs of N adders modulo two, the second inputs of which are connected respectively to N outputs of the key switch, while the outputs of N adders modulo two are connected to the inputs of the majority element, the output of which, as well as the input of the shift register are respectively the output and input of the code sequence generator.
SU5054816 1992-07-15 1992-07-15 Device for security communications RU2038701C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5054816 RU2038701C1 (en) 1992-07-15 1992-07-15 Device for security communications

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5054816 RU2038701C1 (en) 1992-07-15 1992-07-15 Device for security communications

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2038701C1 true RU2038701C1 (en) 1995-06-27

Family

ID=21609620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5054816 RU2038701C1 (en) 1992-07-15 1992-07-15 Device for security communications

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2038701C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2530228C1 (en) * 2013-05-21 2014-10-10 Федеральное государственное казенное учреждение "27 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Device for technical protection of transmitted information

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Европейское патентное ведомство ЕИ РСТ/ JP 83/00132; кл. H 04K 1/02, 1983. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2530228C1 (en) * 2013-05-21 2014-10-10 Федеральное государственное казенное учреждение "27 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Device for technical protection of transmitted information

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4052565A (en) Walsh function signal scrambler
US7076065B2 (en) Chaotic privacy system and method
Itoh Spread spectrum communication via chaos
IL98992A (en) Spread spectrum encoding apparatus
EP0542922A4 (en) Reciprocal mode saw correlator method and apparatus
US3916313A (en) PSK-FSK spread spectrum modulation/demodulation
RU2118059C1 (en) Method and device for voice encryption and decryption during voice signal transmission
NL8003335A (en) MULTIPLEX VOICE TRANSFER SYSTEM.
Lipton et al. Spread spectrum communications based on chaotic systems
US6285306B1 (en) Circuits and methods for functional processing of delta modulated pulse density stream
CA1206528A (en) Voice encryption and decryption system
US4034160A (en) System for the transmission of speech signals
RU2038701C1 (en) Device for security communications
US4283602A (en) Cryptographically secure communication system
RU2248097C2 (en) Method for transmitting information
US4475186A (en) Multiplexed noise coded switching system
JP3977809B2 (en) Information transmission method
RU2819200C1 (en) Method of transmitting discrete messages with extended encryption of codes and system for its implementation
RU2818225C1 (en) Method of transmitting discrete messages with two-step encryption system and system of devices for its implementation
RU2123764C1 (en) Method and device for analog signal scrambling
RU2786174C1 (en) Method for transmitting discrete messages with encryption and a system for its implementation
RU2740001C1 (en) Device for transmission of four-coded radio signals
US5661358A (en) Demodulation apparatus and communication system using the same
Ahmed Secure computer communications and databases using chaotic encryption systems
RU2212767C1 (en) Adaptive device for separating binary phase keying signals