RU2152690C1

RU2152690C1 - Method for information protection in wired communication channel and device which implements said method

Info

Publication number: RU2152690C1
Application number: RU99112923A
Authority: RU
Inventors: С.Л. Коваль; М.Б. Столбов; М.В. Хитров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Центр речевых технологий"
Priority date: 1999-06-10
Filing date: 1999-06-10
Publication date: 2000-07-10

Abstract

FIELD: communication equipment, in particular, telephone communication for transmission of confidential information. SUBSTANCE: method involves hiding information to be transmitted by means of adding noise to transmission line in working frequency band and subsequent information processing at receiving part by means of subtraction of reference signal produced by noise generator from signal mix of transmitting station and noise generator. Respective device has noise generator, which operates in working frequency band and is connected to transmitting user's line, two-channel digital adaptive filter and commutator. First input of filter is connected to transmitting user's line through analog-to-digital converter. Its second input is connected to output of noise generator. Its second input is connected to output of noise generator. Output of filter is connected to receiving user's line through digital-to-analog converter. EFFECT: temporal-to-spectral and reverse converting prior to subtraction of reference and mix signals. 4 cl, 1 dwg

Description

Заявляемая группа изобретений относится к технике связи и может быть использована, в частности, в системах телефонной связи для передачи информации конфиденциального характера. The claimed group of inventions relates to communication technology and can be used, in particular, in telephone communication systems for transmitting confidential information.

Известен способ защиты информации, при котором осуществляют маскировку передаваемой информации и ее последующую обработку для получателя (см. патент РФ N 2054812 по кл. H 02 K 1/04, опубликован 20.02.96). There is a method of protecting information, in which they carry out the masking of the transmitted information and its subsequent processing for the recipient (see RF patent N 2054812 according to class H 02 K 1/04, published 02/20/96).

Недостатком известного способа является сложность процесса маскировки и обработки замаскированной информации. The disadvantage of this method is the complexity of the process of masking and processing disguised information.

Известно устройство засекречивания разговорного сигнала, содержащее устройство маскировки передаваемой информации, устройство обработки замаскированной информации и коммутирующее устройство (см. патент РФ N 2054812 по кл. H 02 K 1/04, опубликован 20.02.96). A device for secreting a spoken signal, comprising a masking device for transmitting information, a device for processing camouflaged information and a switching device (see RF patent N 2054812 according to class H 02 K 1/04, published 02.20.96).

Известное устройство имеет усложненную конструкцию. The known device has a complicated design.

Известен способ засекречивания обмена речевой информации между абонентами, включающий умножение речевого сигнала на функции Уолша и интегрирование результата умножения с образованием его спектра в базисе Уолша. Составляющие спектра размножают до числа K путем распараллеливания и перемножают их на переставленные функции Уолша. После перемножения и суммирования зашифрованный речевой сигнал подают в линию связи. У принимающего абонента с зашифрованным сигналом производят действия, обратные к передающему тракту (см. патент РФ N 2032991 по кл. H 04 K 1/02, опубликован 10.04.95). A known method of secreting the exchange of voice information between subscribers, including multiplying the speech signal by the Walsh function and integrating the result of the multiplication with the formation of its spectrum in the Walsh basis. The components of the spectrum are multiplied to the number K by parallelization and multiplied by the rearranged Walsh functions. After multiplication and summation, the encrypted speech signal is fed to the communication line. The actions of the recipient with the encrypted signal are the reverse of the transmission path (see RF patent N 2032991, class H 04 K 1/02, published on 04/10/95).

Недостатком известного способа является недостаточный уровень защиты информации, так как обладатель идентичного комплекса приемной аппаратуры получает доступ к передаваемой информации. The disadvantage of this method is the insufficient level of information security, since the owner of an identical set of receiving equipment gets access to the transmitted information.

Известно устройство секретной телефонной связи, содержащее первый и второй блоки преобразования Уолша, первый и второй блоки обратного преобразования Уолша, шифратор, дешифратор, микротелефонную трубку, телефонный аппарат и генератор функций Уолша. Первый выход генератора подключен к первым входам шифратора, дешифратора, первого и второго блоков преобразования Уолша. Второй выход генератора подключен ко вторым входам шифратора и дешифратора. Выходы первого и второго блоков преобразования Уолша подключены к первым входам соответственно телефонного аппарата и микротелефонной трубки. Выход микротелефонной трубки подключен ко второму входу первого блока преобразования Уолша, а первый и второй выходы телефонного аппарата подключены соответственно ко второму входу второго блока преобразования Уолша и входу линии связи, при этом выходы шифратора и дешифратора подключены ко вторым входам соответственно первого и второго блоков обратного преобразования Уолша (см. патент РФ N 2032991 по кл. H 04 K 1/04, опубликован 10.04.95). A secret telephone communication device is known, comprising the first and second Walsh transform blocks, the first and second Walsh inverse transform blocks, an encoder, a decoder, a handset, a telephone, and a Walsh function generator. The first output of the generator is connected to the first inputs of the encoder, decoder, the first and second blocks of the Walsh transform. The second output of the generator is connected to the second inputs of the encoder and decoder. The outputs of the first and second Walsh transform blocks are connected to the first inputs of the telephone set and handset, respectively. The output of the handset is connected to the second input of the first Walsh transform unit, and the first and second outputs of the telephone are connected respectively to the second input of the second Walsh transform unit and the input of the communication line, while the outputs of the encoder and decoder are connected to the second inputs of the first and second inverse transform units, respectively Walsh (see RF patent N 2032991 according to class H 04 K 1/04, published 10.04.95).

Недостатком известного устройства является его усложненная конструкция, так как соответствующий комплекс аппаратуры необходимо иметь как на приемной, так и на передающей стороне линии связи. A disadvantage of the known device is its complicated design, since the corresponding complex of equipment must be on both the receiving and transmitting sides of the communication line.

Известен способ засекречивания речевых сообщений путем временных отрезков речевого сигнала с помощью блочной шифропоследовательности из N блоков, каждый из которых содержит n случайных чисел, определяющих порядок передачи n очередных отрезков речевого сигнала, при котором шифропоследовательность предварительно формируют и запоминают, а затем изменяют порядок передачи отрезков речевого сигнала посредством чтения запомненной последовательности. Формирование каждого из N блоков шифропоследовательности производят посредством случайного выбора без возвращения n чисел из множества чисел 1, 2, 3, n, 8 ≤ n ≤ 15, при этом блоки, содержащие такие смежные числа, что последующее число больше предыдущего на 1, а такие блоки, содержащие числа, расположенные только на четных или только на нечетных позициях блока, причем последующее число больше предыдущего на 2, из шифропоследовательности исключают, процесс формирования шифропоследовательности продолжают до получения N ≥ 10³ блоков (см. патент РФ N 2097930 по кл. H 04 K 1/00, опубликован 27.11.97).There is a method of classifying speech messages by time segments of a speech signal using a block cipher sequence of N blocks, each of which contains n random numbers that determine the transmission order of n successive segments of a speech signal, in which the cipher sequence is pre-formed and stored, and then the transmission order of the segments of speech is changed signal by reading the stored sequence. Each of the N blocks of the cipher sequence is formed by randomly selecting n numbers from the set of numbers 1, 2, 3, n, 8 ≤ n ≤ 15 without returning, while blocks containing adjacent numbers such that the next number is 1 more than the previous one blocks containing numbers located only on even or only odd positions of the block, the next number being 2 more than the previous one, is excluded from the cipher sequence, the cipher sequence formation process is continued until N ≥ 10 ³ blocks are obtained (see RF patent N 209 7930, class H 04 K 1/00, published 11/27/97).

Недостатком известного способа засекречивания речевых сообщений является то обстоятельство, что в случае смены кода его сложно сообщить принимающей стороне. A disadvantage of the known method of securing voice messages is the fact that in case of changing the code it is difficult to inform the receiving side.

Известно устройство секретной связи, содержащее на передающей стороне усилитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), сумматор, к первому входу которого подключен выход синхронизатора, и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), а на приемной стороне - АЦП, ЦАП и фильтр низкой частоты (ФНЧ). На передающей стороне введены 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 выходам сумматора по модулю два. Первый выход этого сумматора подключен к входу генератора кодовой последовательности, а второй выход сумматора по модулю два через ЦАП подключен к второму входу сумматора, выход и вход порогового блока подключены соответственно к первому и второму входам управляемого ключа. На приемной стороне введены 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 (см. патент РФ N2038701 по кл. H 04 K 1/02, опубликован 27.06.92). A secret communication device is known that contains an amplifier, an analog-to-digital converter (ADC), an adder, a synchronizer output, and a digital-to-analog converter (DAC) connected to its first input, and an ADC, DAC, and a low-pass filter (low-pass filter) on the receiving side. ) On the transmitting side, a code sequence generator, an modulo two adder, a controlled key and a threshold block are introduced, to the input of which and the ADC input the first and second outputs of the amplifier are connected, while the ADC output and the output of the code sequence generator are connected to the first and second outputs of the adder module two. The first output of this adder is connected to the input of the code sequence generator, and the second adder output modulo two is connected through the DAC to the second input of the adder, the output and input of the threshold block are connected respectively to the first and second inputs of the managed key. At the receiving side, an adder modulo two, a code sequence generator, and a series-connected narrow-band filter and a clock synchronizer are introduced. In this case, the output of the managed key through the communication channel is connected to the inputs of the narrow-band filter and the low-pass filter, the output of which is connected to the input of the ADC, 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 (see RF patent N2038701, class H 04 K 1/02, published on June 27, 1992).

Недостатками известного устройства являются: сложность конструктивного решения, так как один и тот же комплекс аппаратуры должен быть установлен как на передающей, так и на приемной стороне. The disadvantages of the known device are: the complexity of the design solution, since the same complex of equipment must be installed on both the transmitting and receiving sides.

Наиболее близким по количеству существенных признаков к заявляемому способу является способ защиты информации, принимаемой по проводным каналам связи, включающий маскировку передаваемой информации путем зашумления линии передачи в речевом диапазоне частот и ее последующую обработку для получателя посредством двухканального цифрового адаптивного фильтра, который принимает два сигнала - основной и опорный, производит вычитание опорного сигнала из основного, при этом основной сигнал представляет собой смешанный сигнал от передающего абонента и генератора шума, а опорный - сигнал от генератора шума (см. патент РФ N 2112319 по кл. H 04 K 1/00, опубликован 27.05.98). The closest in number of essential features to the claimed method is a method of protecting information received via wired communication channels, including masking the transmitted information by noise of the transmission line in the speech frequency range and its subsequent processing for the recipient through a two-channel digital adaptive filter that receives two signals - the main and reference, subtracts the reference signal from the main one, while the main signal is a mixed signal from the transmitting the subscriber and the noise generator, and the reference signal from the noise generator (see RF patent N 2112319 according to class H 04 K 1/00, published 05/27/98).

Известный способ защиты информации требует для своей реализации специального высокопроизводительного процессора цифровой обработки сигналов. The known method of information protection requires for its implementation a special high-performance digital signal processor.

Наиболее близкой к заявляемому устройству по числу существенных признаков является система для защиты информации, передаваемой по проводным каналам, содержащая коммутирующее устройство, устройство маскировки передаваемой информации в виде генератора шума в рабочем диапазоне частот, устройство обработки замаскированной информации в виде двухканального цифрового адаптивного фильтра, у которого первый вход соединен через аналого-цифровой преобразователь с линией передающего абонента, его второй вход соединен с выходом генератора шума. Выход фильтра соединен через цифроаналоговый преобразователь с линией принимающего абонента (см. патент РФ N2112319 по кл. H 04 K 1/00, опубликован 27.05.98). Closest to the claimed device by the number of essential features is a system for protecting information transmitted via wired channels, comprising a switching device, a masking device for transmitted information in the form of a noise generator in the working frequency range, a device for processing masked information in the form of a two-channel digital adaptive filter, in which the first input is connected via an analog-to-digital converter to the line of the transmitting subscriber, its second input is connected to the output of the generator a. The output of the filter is connected via a digital-to-analog converter to the line of the receiving subscriber (see RF patent N2112319 according to class H 04 K 1/00, published May 27, 1998).

Известная система защиты информации требует применения дорогостоящего высокопроизводительного специального процессора. The well-known information security system requires the use of an expensive high-performance special processor.

Задачей заявляемой группы изобретений, объединенных единым изобретательским замыслом, являлась разработка такого способа защиты информации в проводных каналах связи и устройства для его осуществления, которые при сохранении уровня защиты информации позволяли бы значительно снизить требования к производительности и стоимости используемого специального процессора. The objective of the claimed group of inventions, united by a single inventive concept, was to develop such a method of protecting information in wired communication channels and devices for its implementation, which, while maintaining the level of information protection would significantly reduce the performance requirements and cost of the special processor used.

Поставленная задача решается тем, что в способе защиты информации в проводных каналах связи, включающем маскировку передаваемой информации путем зашумления линии передачи в рабочем диапазоне частот и последующую обработку информации для получателя вычитанием опорного сигнала от генератора шума из смешанного сигнала от передающего абонента и генератора шума, перед вычитанием преобразуют опорный и смешанный сигнал из временной области в спектральную область, а после проведения вычитания упомянутых сигналов производят обратное преобразование сигнала обработанной информации из спектральной области во временную область. The problem is solved in that in a method of protecting information in wired communication channels, including masking the transmitted information by noise of the transmission line in the operating frequency range and subsequent processing of information for the recipient by subtracting the reference signal from the noise generator from the mixed signal from the transmitting subscriber and the noise generator, before by subtraction, the reference and mixed signals are converted from the time domain to the spectral region, and after subtraction of the mentioned signals, the opposite azovanie processed information signal from the spectral domain to the time domain.

Поставленная задача решается также тем, что в устройстве для защиты информации в проводных каналах связи, содержащем устройство маскировки передаваемой информации в виде генератора шума в рабочем диапазоне частот, соединенного с линией передающего абонента, двухканальный цифровой адаптивный фильтр и коммутирующее устройство, при этом первый вход фильтра соединен через аналого-цифровой преобразователь с линией передающего абонента, его второй вход соединен с выходом генератора шума, а выход фильтра соединен через цифроаналоговый преобразователь с линией принимающего абонента, цифровой адаптивный фильтр выполнен в виде блока преобразования сигнала из временной области в спектральную область, цифрового определителя корреляции, цифрового блока компенсации помех и блока преобразования сигнала из спектральной области во временную область, при этом первый и второй выходы блока преобразования сигнала из временной области в спектральную область соединены соответственно с первыми и вторыми входами цифрового определителя корреляции и цифрового блока компенсации помех, выход цифрового определителя корреляции соединен с третьим входом цифрового блока компенсации помех, выход которого соединен с входом блока преобразования сигнала из спектральной области во временную область и с третьим входом цифрового определителя корреляции. Исполнение цифрового блока компенсации помех и цифрового определителя корреляции может быть аналогично известным, описанным, например, в книге "Адаптивные фильтры" под ред. К.Коуэна и П.Гранта.- М.: Изд-во "Мир"- 1989, с. 189. The problem is also solved by the fact that in the device for protecting information in wired communication channels containing a device for masking transmitted information in the form of a noise generator in the operating frequency range connected to the line of the transmitting subscriber, a two-channel digital adaptive filter and a switching device, while the first input of the filter connected via an analog-to-digital converter to the line of the transmitting subscriber, its second input is connected to the output of the noise generator, and the output of the filter is connected through a digital-to-analog a browser with a receiving subscriber line, a digital adaptive filter is made in the form of a block for converting a signal from the time domain to the spectral region, a digital correlation determinant, a digital block of noise compensation and a block for converting the signal from the spectral region to the time domain, with the first and second outputs of the signal converting unit from the time domain to the spectral region are connected respectively to the first and second inputs of the digital correlation determinant and the digital block of noise compensation, the output of the digital correlation determinant is connected to the third input of the digital noise compensation unit, the output of which is connected to the input of the signal conversion unit from the spectral region to the time domain and with the third input of the digital correlation determinant. The design of the digital block of interference compensation and the digital correlation determinant can be similarly known, described, for example, in the book "Adaptive Filters", ed. K. Cowan and P. Grant.- M .: Publishing house "Mir" - 1989, p. 189.

Блок преобразования сигнала из временной области в спектральную область может быть, например, выполнен в виде блока быстрого преобразования Фурье или блока быстрого преобразования Уолша. Блок преобразования сигнала из спектральной области во временную область может быть, например, выполнен в виде блока быстрого обратного преобразования Фурье или блока быстрого обратного преобразования Уолша. A block for converting a signal from a time domain to a spectral region may, for example, be implemented as a fast Fourier transform block or a fast Walsh transform block. A unit for converting a signal from a spectral domain to a time domain may, for example, be implemented as a fast inverse Fourier transform unit or a fast inverse Walsh transform unit.

Авторы не обнаружили в патентной и другой научно-технической литературе способов и устройств защиты информации в проводных линиях связи, которые бы содержали совокупности признаков заявляемых способа и устройства, что, по мнению авторов, свидетельствует о соответствии их критерию "новизна". The authors did not find in the patent and other scientific and technical literature methods and devices for protecting information in wired communication lines that would contain a combination of features of the claimed method and device, which, according to the authors, indicates compliance with their criterion of "novelty."

Преобразование перед операцией вычитания опорного и смешанного сигнала из временной области в спектральную область и обратное преобразование сигнала обработанной информации из спектральной области во временную область, реализуемые в заявляемом цифровом адаптивном фильтре блоком преобразования сигнала из временной области в спектральную область, цифровым определителем корреляции, цифровым блоком компенсации помех и блоком преобразования сигнала из спектральной обрасти во временную область, приводит к тому, что при одинаковом со способом-прототипом уровнем надежности защиты информации на обработку каждого отсчета входного сигнала требуется всего 3Log2(N)+4 операций умножения (где N - число отсчетов, равное числу коэффициентов фильтра), в то время как в способе-прототипе на обработку каждого отсчета требуется выполнить 2N операций умножения. Поскольку для фильтрации требуется 512-1024 коэффициентов, то при использовании заявляемого способа достигается экономия вычислительных затрат в 30-60 раз. Это позволяет значительно упростить аппаратную реализацию устройства защиты информации. Если при существующем уровне техники прототип может быть реализован на базе спецпроцессора цифровой обработки сигналов, обеспечивающего быстродействие 2NF_s умножений в секунду (при частоте дискретизации F_s = 10 кГц и N = 400 требуется производительность 8 миллионов операций с плавающей точкой в секунду), то заявляемые решения обеспечивают значительное снижение требований к производительности и стоимости спецпроцессора.The conversion before the operation of subtracting the reference and mixed signal from the time domain to the spectral region and the inverse transformation of the processed information signal from the spectral region to the time domain, implemented in the inventive digital adaptive filter by the signal conversion unit from the time domain to the spectral region, a digital correlation determinant, a digital compensation unit interference and the unit for converting the signal from the spectral region to the time domain, leads to the fact that for the same with by a special prototype, the level of reliability of information protection for the processing of each sample of the input signal requires only 3Log2 (N) +4 multiplication operations (where N is the number of samples equal to the number of filter coefficients), while in the prototype method it is required to perform processing of each sample 2N multiplication operations. Since filtering requires 512-1024 coefficients, when using the proposed method, savings in computing costs by 30-60 times are achieved. This can greatly simplify the hardware implementation of the information protection device. If at the existing level of technology the prototype can be implemented on the basis of a special processor for digital signal processing, providing a speed of 2NF _s multiplications per second (at a sampling frequency of F _s = 10 kHz and N = 400, a performance of 8 million floating point operations per second is required), then the claimed solutions provide a significant reduction in performance requirements and the cost of a special processor.

Таким образом, отличительные признаки заявляемого способа защиты информации и реализующего этот способ устройства в сочетании с известными признаками, общими с прототипами, обеспечивают достижение нового технического результата. Thus, the distinguishing features of the proposed method of information protection and implementing this method of the device in combination with well-known features common to prototypes, achieve a new technical result.

На чертеже изображена схема устройства защиты информации в проводных каналах связи. The drawing shows a diagram of a device for protecting information in wired communication channels.

Устройство защиты информации в проводных каналах связи включает генератор 1 шума в рабочем диапазоне частот (ГШ), подключенный выходом к линии 2 передающего абонента A₁ 3 через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 4, двухканальный цифровой адаптивный фильтр 5, включающее блок преобразования (БПр) 6 сигнала из временной области в спектральную область, цифровой определитель корреляции (ЦОК) 7, цифровой блок компенсации помех (БКП) 8 и блок обратного преобразования (БОПр) 9 сигнала из спектральной области во временную, подключенный к линии 10 принимающего абонента A₂ 11 через ЦАП 12, коммутирующее устройство 13 и блок питания (БП) 14. Первый вход блока преобразования 6 соединен через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 15 с линией 2, второй вход БПр 6 соединен с выходом ГШ 1, вход которого через коммутирующее устройство 13 подключен к БП 14 (к блоку 14 через коммутирующее устройство 13 подключены и все остальные блоки устройства защиты информации - на чертеже эти связи не показаны). Первый и второй выходы БПр 6 соединены соответственно с первыми и вторыми входами ЦОК 7 и БКП 8. Выход ЦОК 7 соединен с третьим входом БКП 8, выход которого соединен со входом БОП 9 и с третьим входом ЦОК 7. Выход БОП 9 через ЦАП 12 подключен к линии 10 принимающего абонента A₁ 11. БПр 6 может быть выполнен, например, в виде блока быстрого преобразования Фурье, Уолша и других подобных преобразований, а блок обратного преобразования 9 - в виде блока обратного преобразования Фурье, Уолша и других подобных преобразований. Изображенное на чертеже устройство для защиты информации выполнено с цифровым вариантом ГШ 1. В случае выполнения ГШ 1 в аналоговом варианте ЦАП 4 не требуется, а соединение ГШ 1 с БПр 6 осуществляют через дополнительный АЦП.The information protection device in the wired communication channels includes a noise generator 1 in the operating frequency range (GS), connected to the output line 2 of the transmitting subscriber A ₁ 3 through a digital-to-analog converter (DAC) 4, a two-channel digital adaptive filter 5, including a conversion unit (BPR) 6 the signal from the time domain to the spectral region, a digital correlation determinant (DOC) 7, a digital interference compensation unit (BPC) 8 and an inverse transform unit (OCR) 9 of the signal from the spectral region to the temporal, connected to the receive line 10 user A ₂ 11 through the DAC 12, the switching device 13 and the power supply unit (PSU) 14. The first input of the conversion unit 6 is connected via an analog-to-digital converter (ADC) 15 to line 2, the second input of the PDU 6 is connected to the output of power supply 1, input which through the switching device 13 is connected to the PSU 14 (to the block 14 through the switching device 13 are connected and all the other blocks of the information protection device - these connections are not shown in the drawing). The first and second outputs of Bpr 6 are connected respectively to the first and second inputs of the CSC 7 and BKP 8. The output of the CSC 7 is connected to the third input of the BKP 8, the output of which is connected to the input of the BOP 9 and to the third input of the CSC 7. The output of the BOP 9 is connected through the DAC 12 to the line 10 of the receiving subscriber A ₁ 11. Bpr 6 can be performed, for example, in the form of a block of fast Fourier transform, Walsh and other similar transformations, and block of inverse transform 9 can be performed as a block of inverse Fourier transform, Walsh and other similar transformations. The device for protecting information shown in the drawing is made with the digital version of GS 1. In the case of GS 1 in the analog version, DAC 4 is not required, and the connection of GS 1 with BPR 6 is carried out through an additional ADC.

Способ защиты информации в проводных каналах связи реализуется при работе описанной выше схемы устройства, рассматриваемой применительно к телефонной проводной связи. A method of protecting information in wired communication channels is implemented when the above-described device circuits are considered, which is considered with respect to telephone wire communication.

При отсутствии необходимости передачи конфиденциальной информации коммутирующее устройство 13 напрямую соединяет линии 2 и 10, при этом блок питания 14 оказывается отключенным от генератора 1 и всех других блоков устройства. Для передачи конфиденциальной информации от абонента 3 абоненту 11 коммутирующее устройство 13 переводят в положение, при котором разрывается прямая связь между линиями 2 и 10, включается генератор 1 и все другие блоки устройства от блока питания 14, при этом абонент, подключенный к линии 2, услышит шумовые помехи от генератора 1. Одновременно на первый вход блока преобразования 6 поступает смесь сигнала от абонента 3 и генератора 1, а на второй вход блока преобразования 6 подается сигнал с выхода генератора 1. Цифровой адаптивный фильтр 5 обрабатывает оба сигнала и выдает принимающему абоненту A₂ 11 очищенную от помехи информацию.If there is no need to transmit confidential information, the switching device 13 directly connects lines 2 and 10, while the power supply 14 is disconnected from the generator 1 and all other blocks of the device. To transfer confidential information from subscriber 3 to subscriber 11, the switching device 13 is moved to a position in which the direct connection between lines 2 and 10 is broken, the generator 1 and all other device units from the power supply 14 are turned on, while the subscriber connected to line 2 hears noise interference from the generator 1. At the same time, the signal from the subscriber 3 and generator 1 is fed to the first input of the conversion unit 6, and the signal from the output of the generator 1 is fed to the second input of the conversion unit 6. The digital adaptive filter 5 is processed It receives both signals and gives the receiving subscriber A ₂ 11 information cleared of interference.

Алгоритм обработки информации состоит в следующем. На входы блока преобразования 6 из временной области в спектральную область поступают два сигнала - основной и опорный. После преобразования спектр опорного сигнала поступает на первый вход цифрового определителя корреляции 7 и первый вход блока компенсации помех 8, а спектр основного сигнала поступает на второй вход цифрового определителя корреляции 7 и второй вход блока компенсации помех 8. На третий вход цифрового определителя корреляции 8 подают сигнал с выхода блока компенсации помех 8. Блок компенсации помех 8 вычитает из спектра основного сигнала спектр опорного сигнала с весами, вычисленными в блоке цифрового определителя корреляции 7. Веса в блоке цифрового определителя корреляции 7 подстраиваются таким образом, чтобы минимизировать (свести к нулю) корреляцию опорного сигнала и сигнала на выходе блока компенсации помех 8. Разностный спектр поступает на вход блока преобразования из спектральной области во временную область. Временные данные последовательно подают через ЦАП 12 в линию 10 принимающего абонента A₂ 11. Обработка выполняется итеративно. На каждой итерации происходит вычисление новых коэффициентов фильтра 5 и новой последовательности (блока) входных и выходных сигналов адаптивного фильтра 5. В итоге адаптивный фильтр 5 подавляет все коррелирующие составляющие.The information processing algorithm is as follows. The inputs of the conversion unit 6 from the time domain to the spectral region receive two signals - the main and reference. After conversion, the spectrum of the reference signal is fed to the first input of the digital correlation determinant 7 and the first input of the interference compensation unit 8, and the spectrum of the main signal is fed to the second input of the digital correlation determinant 7 and the second input of the interference compensation unit 8. A signal is applied to the third input of the digital correlation determinant 8 from the output of the interference compensation unit 8. The interference compensation unit 8 subtracts from the spectrum of the main signal the spectrum of the reference signal with the weights calculated in the block of the digital correlation determinant 7. Weights in the block The digital correlation determinant 7 are adjusted so as to minimize (reduce to zero) and the correlation reference signal at the output of interference compensation unit 8. The difference spectrum is input to the conversion block of the spectral domain to the time domain. Temporary data is sequentially supplied through the DAC 12 to the line 10 of the receiving subscriber A ₂ 11. Processing is performed iteratively. At each iteration, new coefficients of filter 5 and a new sequence (block) of input and output signals of adaptive filter 5 are calculated. As a result, adaptive filter 5 suppresses all correlating components.

Операции обработки сигнала выполняются над блоками данных, что позволяет сократить вычислительные затраты. При этом выполняются следующие операции обработки. Signal processing operations are performed on data blocks, which reduces computational costs. The following processing operations are performed.

1. Преобразование данных из временной в спектральную область:

преобразование блока данных опорного канала (генератора шума) в спектральную область.1. Transformation of data from temporal to spectral region:

transforming the data block of the reference channel (noise generator) into the spectral region.

преобразование блока данных основного канала (телефонной линии) в спектральную область.

transforming the data block of the main channel (telephone line) into the spectral region.

2. Операция свертки (умножения) для блока данных опорного канала в спектральной области с коэффициентами фильтра:
Y(n, f) = H*(n,f)• X(t,f_i) или y(n,f_i) = h*(n,f_i)• (n,f_i), i - 1,2, ... N.2. The operation of convolution (multiplication) for the data block of the reference channel in the spectral region with filter coefficients:
Y (n, f) = H * (n, f) • X (t, f _i ) or y (n, f _i ) = h * (n, f _i ) • (n, f _i ), i - 1 , 2, ... N.

3. Операция компенсации (вычитания) блока данных опорного канала из блока данных основного канала:

или e(n,f_i) = z(n,f_i) - y(n,f_i).3. The operation of compensation (subtraction) of the data block of the reference channel from the data block of the main channel:

or e (n, f _i ) = z (n, f _i ) - y (n, f _i ).

4. Операция настройки коэффициентов адаптивного фильтра:
H(n+1, f) = H(n, f)+k•E(n, f)•X(n, f) или h(n+1,f_i) = h(n,f_i) + k•e(n, f_i)•x(n,f_i).4. The operation of setting the coefficients of an adaptive filter:
H (n + 1, f) = H (n, f) + k • E (n, f) • X (n, f) or h (n + 1, f _i ) = h (n, f _i ) + k • e (n, f _i ) • x (n, f _i ).

5. Преобразование данных из спектральной области во временную:

где: FFT, FFTI - операции быстрого прямого и обратного преобразования, например, Фурье;
* - комплексное сопряжение.5. Transformation of data from the spectral region to the temporary:

where: FFT, FFTI - fast forward and reverse transform operations, for example, Fourier;
* - complex pairing.

H(n,f) = |h(n,f₁),h(n,f₂),...h(n,f_N)| - вектор коэффициентов адаптивного фильтра;
N - число коэффициентов адаптивного фильтра.H (n, f) = | h (n, f ₁ ), h (n, f ₂ ), ... h (n, f _N ) | - vector of adaptive filter coefficients;
N is the number of adaptive filter coefficients.

Настройка коэффициентов адаптивного фильтра закончится при условии, что поправки в среднем станут равными нулю:

где M{ } означает усреднение во времени.The adjustment of the adaptive filter coefficients will end under the condition that the corrections become equal to zero on average:

where M {} means time averaging.

Это будет достигнуто при условии:
h(n,f) = M{z(n,f)•x(n,f)}/M{x(n,f)•x(n,f)},
то есть при условии, что весовые коэффициенты равны коэффициентам корреляции между спектральными компонентами основного и опорного сигнала.This will be achieved provided:
h (n, f) = M {z (n, f) • x (n, f)} / M {x (n, f) • x (n, f)},
that is, provided that the weighting coefficients are equal to the correlation coefficients between the spectral components of the main and reference signal.

Claims

1. A method of protecting information in wired communication channels, including masking the transmitted information by noise of the transmission line in the operating frequency range and subsequent processing of information for the recipient by subtracting the reference signal from the noise generator from the mixed signal from the transmitting subscriber and the noise generator, characterized in that before said by subtraction, the reference and mixed signals are transformed from the time domain to the spectral region, and after said subtraction, the processed signal from the spectral region to the time domain.

2. A device for protecting information in wired communication channels, including a masking device for transmitted information in the form of a noise generator in the operating frequency range connected to the line of the transmitting subscriber, a two-channel digital adaptive filter and a switching device, while the first input of the said filter is connected via analog-to-digital the converter with the line of the transmitting subscriber, its second input is connected to the output of the noise generator, and the output of the mentioned filter is connected via a digital-to-analog converter with the line it to the receiving subscriber, characterized in that the digital adaptive filter is made in the form of a block for converting a signal from a time domain to a spectral region, a digital correlation determinant, a digital block for compensating interference and a block for converting a signal from a spectral region to a time domain, wherein the first and second outputs of the block transformations of the signal from the time domain to the spectral region are connected respectively to the first and second inputs of the digital correlation determinant and the digital compensation unit ex, the output of the digital correlation determinant is connected to the third input of the digital noise compensation unit, the output of which is connected to the input of the signal conversion unit from the spectral region to the time domain and to the third input of the digital correlation determinant.

3. The device according to claim 2, characterized in that the block for converting a signal from the time domain to the spectral region is made in the form of a fast Fourier transform unit, and the block for converting a signal from the spectral region to temporary is made in the form of a fast inverse Fourier transform block.

4. The device according to claim 2, characterized in that the unit for converting the signal from the time domain to the spectral region is made in the form of a fast Walsh transform unit, and the unit for converting the signal from the spectral region to temporary is made in the form of a fast inverse Walsh transform unit.