RU2765811C1 - Способ скрытой защищенной передачи телеметрических данных в робототехнических комплексах - Google Patents

Способ скрытой защищенной передачи телеметрических данных в робототехнических комплексах Download PDF

Info

Publication number
RU2765811C1
RU2765811C1 RU2020144343A RU2020144343A RU2765811C1 RU 2765811 C1 RU2765811 C1 RU 2765811C1 RU 2020144343 A RU2020144343 A RU 2020144343A RU 2020144343 A RU2020144343 A RU 2020144343A RU 2765811 C1 RU2765811 C1 RU 2765811C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
telemetry
data
code
steg
key
Prior art date
Application number
RU2020144343A
Other languages
English (en)
Inventor
Юрий Евгеньевич Рябинин
Олег Анатольевич Финько
Александр Сергеевич Куракин
Александр Владимирович Крупенин
Алексей Александрович Антонов
Антон Олегович Лях
Максим Юрьевич Сикорский
Original Assignee
федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Краснодарское высшее военное орденов Жукова и Октябрьской Революции Краснознаменное училище имени генерала армии С.М. Штеменко" Министерства обороны Российской Федерации
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 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Краснодарское высшее военное орденов Жукова и Октябрьской Революции Краснознаменное училище имени генерала армии С.М. Штеменко" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Краснодарское высшее военное орденов Жукова и Октябрьской Революции Краснознаменное училище имени генерала армии С.М. Штеменко" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2020144343A priority Critical patent/RU2765811C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2765811C1 publication Critical patent/RU2765811C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/08—Error detection or correction by redundancy in data representation, e.g. by using checking codes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/08—Systems for the simultaneous or sequential transmission of more than one television signal, e.g. additional information signals, the signals occupying wholly or partially the same frequency band, e.g. by time division

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)

Abstract

Изобретение относится к телеметрии, технике связи и может быть использовано в системах передачи телеметрических данных в робототехнических комплексах. Технический результат заключается в обеспечении скрытности факта передачи телеметрических данных. Осуществляют обмен между корреспондентами секретным ключом Ksteg. Оцифрованные телеметрические данные s1, s2, …, slгруппируют вi=l/kтелеметрических кадров…,которые кодируют помехоустойчивым многозначным (n, k) кодом, формируя кодовые комбинации C1=(c1,1c1,2, …, с1,k+r), C2=(c2,1, c2,2, …, c2,k+r), Ci=(ci,1, ci,2, …, ci,k+r). Выполняют процедуру перемежения символов кодовых комбинаций, формируя новые последовательности символов. По ключу Kstegметодами стеганографии выполняют встраивание последовательностей С1, С2, …, Ck+rв мультимедийные данные, передаваемые робототехническим комплексом. На принимающей стороне по ключу Kstegизвлекают из мультимедийных данных элементы последовательностейвыполняют процедуру деперемежения символов, формируя кодовые комбинации, выполняют этап их помехоустойчивого декодирования. 6 ил.

Description

Изобретение относится технике связи, телеметрии и может быть использовано в системах передачи телеметрических данных робототехнических комплексов.
Согласно [Назаров, А.В. Современная телеметрия в теории и на практике. Учебный курс / А. В. Назаров, Г.И. Козырев, И.В. Шитов [и др.]. - Санкт-Петербург: Наука и Техника, 2007. - 672 с.] известные способы передачи телеметрических сигналов, в общем, заключаются в том, что от n датчиков принимают телеметрические сигналы si(t) (i=1, 2, …, n). Оцифровывают si (t), получая последовательность телеметрических данных s1, s2, …, sn, которую объединяют в телеметрические кадры Cj, подлежащие передаче по каналу связи на приемную сторону. Программа телеизмерений может определять предварительное зашифрование.
Все вышеперечисленное предполагает наличие самостоятельного канала связи для передачи телеметрических данных или совместного использования данного канала, например, с каналом связи для передачи управляющих сигналов, что предъявляет дополнительные требования к пропускной способности данного канала связи и каналообразующей аппаратуре.
Известен способ организации беспроводного канала управления мобильным робототехническим комплексом и система связи и передачи данных [Патент 2547633, МПК G08C 17/02 (2006.01). 2014 г., бюл. №10]. Способ включает организацию беспроводного канала управления мобильным робототехническим комплексом (МРК), включающий организацию канала информационного обмена комплекса, оснащенного средствами приема и передачи информации, между системами комплекса, в том числе между системой опознавания образов, блоками обработки информации, датчиками и вычислительной системой комплекса. Технический результат достигается тем, что на первоначальном этапе для организации беспроводного канала управления МРК производится оценка и определение необходимой пропускной способности канала для передачи команд управления и телеметрии, на втором этапе проводится оценка и определение необходимой пропускной способности канала для передачи видеоинформации с учетом анализа качества распознаваемости объектов различной конфигурации на передаваемой видеоинформации, на третьем этапе проводится сравнительный анализ форматов сжатия и передачи видеоданных, выбор режимов исходного изображения и структуры подсистемы связи, на четвертом этапе проводится анализ характеристик частотных диапазонов и выбор наиболее подходящего для применения в составе МРК диапазона частот, исходя из возможности обеспечения связи на расстоянии и технических характеристик необходимого оборудования, на пятом этапе формируется структура системы связи и передачи данных, основанная на смешанном комплексном методе передачи информации в аналоговом и цифровом виде.
Недостатками данного аналога являются невозможность обеспечения скрытого доведения телеметрических данных при передаче по радиоканалу и наличие физического канала передачи телеметрических данных.
Известен способ скрытой передачи зашифрованной информации по множеству каналов связи [Патент RU 2462825, H04L 9/00, 2012 г.], заключающийся в том, что открытый текст разбивают на блоки, каждый блок шифруют с помощью шифра со сцеплением блоков
Figure 00000001
на ключе k1, получая криптограмму G1, состоящую из т блоков и повторно шифруют шифром
Figure 00000002
на ключе k2, получая криптограмму G2, состоящую из r блоков, далее, полученные блоки стеганографически скрывают в r контейнерах различного типа с использованием ключа k3, который определяет тип контейнера и секретные параметры алгоритмов внедрения. Полученные r контейнеров со встроенной информацией пересылают по нескольким каналам связи в соответствии с ключом k4. При организации связи используют S=Sc+Sm доступных каналов связи, где в текущем сеансе связи с помощью ключа k4 выделяют не все, а только часть доступных каналов связи Sc, по всем доступным каналам S=Sc+Sm непрерывно передают камуфлирующие сигналы, а полезную информацию передают в псевдослучайные моменты времени.
Недостатками указанного способа являются необходимость реализации многоканальной системы передачи данных и отсутствие защищенности передаваемых данных от воздействия помех.
Известен способ безопасного кодирования информации для ее передачи по открытым каналам связи методами стеганографии [Патент RU 2649753, H04L 9/00 (2006.01), 2016 г., бюл. №10] заключается в том, что осуществляют обмен между корреспондентами секретными ключами Kшифр и Kстег. Открытое сообщение Мj может быть предварительно зашифровано с использованием ключа шифрования Kшифр, получают криптограмму Gj, которую далее передают указанным способом.
Технический результат достигается тем, что вместе с ключами корреспонденты осуществляют обмен двумя таблицами пронумерованных попарно простых модулей (оснований), таблица №1: р1, р2, …, pV - V информационных модулей и таблица №2:
Figure 00000003
,
Figure 00000004
, …,
Figure 00000005
служебных модулей. Выполняют анализ поступающих Z контейнеров на основании которого определяют максимальное количество бит (отсчетов)
Figure 00000006
одного контейнера, обеспечивающее безопасное встраивание информации методами стеганографии. В
Figure 00000007
резервируется фиксированное количество бит
Figure 00000008
, необходимых для встраивания служебной информации
Figure 00000009
Осуществляют перегруппировку полученного массива, элементами которого станут значения Lj,i таким образом, что r наибольших Lj,i выстраивают справа по возрастанию, а порядок следования п оставшихся Lj,i оставляют без изменения, причем n+r=Z и данные о первоначальном значении порядковых номеров, соответствующих естественному порядку следования контейнеров, сохраняются. Из таблицы №1 производят выбор n попарно простых модулей по условию pj,i>[antlog Lj,i], а r проверочных модулей выбирают следующие по порядку, по возрастанию
Figure 00000010
где χ1, χ2, χ3, …, χZ - есть номера модулей из таблицы №1. Далее получают информационные вычеты gj,i по правилу:
Figure 00000011
, так что фрагмент передаваемой информации Gj есть результат конкатенации п вычетов
Figure 00000012
и получают избыточные вычеты
Figure 00000013
по правилу:
Figure 00000014
, где Xj является решением системы сравнений
Figure 00000015
. По правилу:
Figure 00000016
по n известным номерам модулей, выполняют расширение модулярного кода, принимая номера χ1, χ2, χ3, …, χZ модулей за вычеты модулярного кода по системе попарно простых модулей из таблицы №2. Находят избыточные вычеты uj,n+1, …, uj,n+r по правилу:
Figure 00000017
где
Figure 00000018
по системе модулей
Figure 00000019
из таблицы №2. Далее определяют номера контейнеров, которым соответствуют избыточные вычеты и порядок их следования в модулярном коде {Nj,1, …, Nj,t}. Объединяют полезную и служебную информации, формируя, тем самым, двоичные блоки
Figure 00000020
. Выполняют обратную сортировку блоков
Figure 00000021
, восстанавливая порядок их следования в соответствии с естественным порядком следования контейнеров αj,1, αj,2, …, αj,z и по ключу для стеганографического преобразования Kстег встраивают информационные блоки в Z контейнеров методами стеганографии, передают их в канал связи.
Недостатками указанного способа являются необходимость выполнения вычислений для проведения анализа контейнера, что приводит к задержке во времени, а также наличие излишней передаваемой избыточной информации в виде номеров модулей из таблицы №1 и номеров контейнеров, которым соответствуют избыточные вычеты.
Известен способ передачи телеметрической информации, адаптированный к неравномерности потока данных телеизмерений, и система для его осуществления [Патент RU 2480838, МПК G08C 19/00 (2006.01), 2013 г., бюл. №12], принятый за прототип и заключающийся в том, что на передающей стороне формируют с помощью датчиков множество телеметрируемых параметров (ТМП), изменение которых с течением времени с допустимыми погрешностями, устанавливаемыми как для отдельных ТМП, так и для заранее сформированных их групп, совпадает с соответствующими контролируемыми физическими процессами. Формируют по каждому из них первичные телеметрические сигналы с заранее рассчитанными динамическими диапазонами, которые находят путем аналого-цифрового преобразования сформированных первичных сигналов, выполняемого с рассчитанным периодом дискретизации и с заданным шагом квантования. Кодовые слова-измерения определенной разрядности объединяют в телеметрические кадры, начало которых задано синхросигналами, имеющими структуру представления кода, отличную от аналогичных показателей словизмерений, и определяющими начало и установленный порядок следования данных телеизмерений различных датчиков. Осуществляют передачу следующих друг за другом телеметрических кадров по каналу связи на приемную сторону и прием на приемной стороне полученной последовательности телеметрических кадров и содержащихся в них синхрослов и кодовых слов-измерений. Формирование на приемной стороне восстановленной последовательности выборок первичного сигнала путем такого преобразования принятой последовательности кодовых слов, что значение каждой восстановленной выборки первичного сигнала равно значению соответствующего принятого кодового слова. Технический результат достигается тем, что на передающей стороне формируют две группы телеметрируемых параметров, при этом первая из них, называемая информационно-значимой, составлена из данных телеизмерений датчиков, функционирование которых не связано с отделяющимися элементами конструкции ракеты, а вторую представляют данные, функционирование которых прекращается при отделении элементов конструкции ракеты, при отделении элементов конструкции ракеты вместе с датчиками телеизмерений. В формируемых телеметрических кадрах в места, ранее занимаемые измерениями отделившихся датчиков, подставляют избыточные проверочные символы, превращающие простые коды измерений оставшихся информационно-значимых телеметрируемых параметров в помехоустойчивые, обладающие способностью обнаруживать и исправлять ошибки передачи данных, при этом количество проверочных символов равно числу символов слов-измерений, принадлежащих ко второй группе телеметрируемых параметров, которые были исключены из передачи при отделении телеметрируемых элементов конструкций ракеты, в результате чего длина телеметрических кадров остается постоянной. При приеме телеметрической информации определяют моменты изменения полярностей результатов обработки синхросигналов, которые связаны с моментами времени изменения заранее рассчитанных режимов формирования и передачи данных, определяемые при этом моменты времени используют для выбора алгоритма обнаружения ошибок передачи и их исправления, который соответствует действующему режиму формирования и передачи данных, установленному на борту ракеты.
Недостатками прототипа являются наличие отдельного канала связи для передачи телеметрических данных, и невозможность обеспечения скрытого доведения телеметрических данных.
Техническим результатом данного изобретения является достижение скрытности факта передачи телеметрических данных и упразднение отдельного канала связи для их передачи.
Технический результат изобретения достигается тем, что способ скрытой защищенной передачи телеметрических данных в робототехнических комплексах, заключающийся в том, что с помощью датчиков формируют множество телеметрируемых параметров s1(t), s2(t), …, sl(t). Выполняют их аналогово-цифровое преобразование в цифровые данные s1, s2, …, sl или в зашифрованном виде c1, с2, …, cl.
Группируют их в
Figure 00000022
телеметрических кадров
Figure 00000023
Figure 00000024
…,
Figure 00000025
которые кодируют помехоустойчивым кодом. Передают следующие друг за другом телеметрические кадры по каналу связи на приемную сторону. На приемной стороне выполняют проверку полученной последовательности телеметрических кадров на наличие обнаруживаемых ошибок, отличающийся тем, что осуществляют обмен между корреспондентами секретным ключом Ksteg. Телеметрические кадры
Figure 00000026
кодируют помехоустойчивым многозначным (n, k) кодом так, что последовательность представляет собой кодовые комбинации указанного кода c1=(c1,1, c1,2, …, c1, k+r), c2=(c2,1, c2,2, …, c2,k+r), …, ci=(ci,1, ci,2, …, ci,k+r). Выполняют процедуру перемежения символов кодовых комбинаций, формируя новые последовательности символов
Figure 00000027
Figure 00000028
…,
Figure 00000029
. По ключу Ksteg методами стеганографии выполняют встраивание последовательностей
Figure 00000030
в мультимедийные данные, передаваемые робототехническим комплексом на пункт приема. На принимающей стороне по ключу Ksteg извлекают из мультимедийных данных элементы последовательностей
Figure 00000031
. Выполняют процедуру деперемежения символов, формируя кодовые комбинации
Figure 00000032
. Выполняют процедуру их помехоустойчивого декодирования и, при необходимости, исправление искаженных символов, получая
Figure 00000033
. Благодаря новой совокупности существенных признаков в способе реализована возможность скрытой передачи телеметрических данных, передаваемых в робототехнических комплексах за счет их сокрытия в контейнерах методами стеганографии, а также способ позволяет упразднить отдельный физический канал связи для передачи телеметрических данных.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного способа условию патентоспособности «новизна».
Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники.
Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Заявленное изобретение поясняется чертежами, на которых показано:
фиг. 1 - пояснение сущности предложенного способа, заключающегося в передаче функций канала передачи телеметрических данных в канал передачи целевых данных;
фиг. 2 - общий принцип построения стеганографического канала связи для передачи телеметрических данных;
фиг. 3 - общий принцип построения защищенного от ошибок стеганографического канала связи для передачи телеметрических данных на примере использования фотокадров в качестве контейнеров;
фиг. 4 - пояснение процедуры помехоустойчивого кодирования телеметрических данных для четырех телеметрических кадров, включающих по четыре телеметрируемых параметра;
фиг. 5 - пояснение процедуры извлечения закодированных телеметрических данных из видеоряда;
фиг. 6 - пояснение процедуры декодирования помехоустойчивого кода телеметрических данных для четырех телеметрических кадров, включающих по четыре телеметрируемых параметра.
В общем случае система информационного обмена данными в робототехническом комплексе предусматривает наличие трех симплексных каналов передачи данных: канал передачи целевых данных, канал передачи телеметрических данных и канал передачи сигналов управления. Это приводит к дополнительным аппаратным, массогабаритным и финансовым затратам при проектировании и создании робототехнического комплекса. Для устранения данного недостатка первые два канала могут быть объединены. Действительно, канал передачи целевых данных обладает высокой пропускной способностью в сравнении с каналом передачи телеметрических данных и может обеспечить формирование на его основе логического канала передачи данных (фиг. 1), например, методами стеганографии, позволяющими скрыть сам факт передачи данных.
Так, робототехнические комплексы в процессе функционирования формируют «уникальные», не имеющие аналогов, контейнеры (видео- и фотоданные), обладающие достаточной избыточностью для передачи в них полезной информации (телеметрических данных) методами стенографии (фиг. 2).
Контейнером Т[0] («пустым» контейнером) будем называть несекретные данные, имеющие аналоговую природу и используемые для сокрытия сообщений m, преимущественно за счет их избыточности.
Под контейнером-результатом (стего) Т[m] будем понимать контейнер со скрытно встроенным в нем сообщением т.
Стеганографическим каналом связи (СКС) будем называть канал связи, формируемый на базе и внутри открытого канала связи, и предназначенный для передачи скрываемого сообщения m, подлежащего встраиванию в контейнер Т[0] (контейнеры) методами стеганографии.
Под q - кратной ошибкой будем понимать произвольное искажение данных, встроенных в q - контейнеров.
Большое число стеганографических методов сокрытия информации описано в [Грибунин, В.Г., Цифровая стеганография / В.Г. Грибунин, И.Н. Оков, И.В. Туринцев. - Москва: Солон-Пресс, 2009. - с. 155-247; Конахович, Г.Ф. Компьютерная стеганография: теория и практика / Г.Ф. Конахович, Ю.А. Пузыренко. - Киев: МК-Пресс, 2006. - с. 70-245]. В общем виде процесс встраивания данных может быть представлен в виде [Грибунин, В.Г., Цифровая стеганография / В.Г. Грибунин, И.Н. Оков, И.В. Туринцев. - Москва: Солон-Пресс, 2009. - с. 18-21] функции прямого стеганографического преобразования F(ksteg, ci, Ti[0]), аргументами которой являются:
ksteg -секретный ключ стеганографического преобразования (стегоключ);
Ci - данные, подлежащие сокрытию в контейнер Ti[0] (например, в качестве контейнера могут быть выбраны кадры видеоряда).
Тогда процесс извлечения данных, представляет собой решение функции обратного стеганографического преобразования
Figure 00000034
, аргументами которой являются:
ksteg _ секретный ключ стеганографического преобразования (стегоключ);
Figure 00000035
- контейнер, со встроенными в него полезными данными
Figure 00000036
Символ «*» означает вероятностный характер деструктивного воздействия на скрытно передаваемые данные.
Применение тех или иных методов стеганографических преобразований в рамках предлагаемого способа не является принципиальным вопросом, так как выбор конкретного метода будет зависеть от требований, предъявляемых к системе передачи данных в робототехническом комплексе и выбираться на этапе проектирования.
В свою очередь, в процесс передачи телеметрических данных вероятно возникновение деструктивных воздействий (случайных и преднамеренных) на передаваемые данные, приводящих к появлению ошибок. Одним из основных методов обеспечения помехоустойчивости является применение избыточного кодирования, используемое в прототипе. Следовательно, важно сохранить свойство помехоустойчивости телеметрических данных и в рамках предлагаемого решения для СКС (фиг. 3). Для обеспечения коррекции группирующихся ошибок кодами корректирующими независимые ошибки целесообразно выполнять процедуру перемежения символов кодовых комбинаций, а встраивание слов помехоустойчивого кода целесообразно выполнять во множество контейнеров, в противном случае возникновение ошибок в одном контейнере может привести к деградации всех данных.
В отличие от прототипа, выполняющего процедуру помехоустойчивого кодирования данных на канальном уровне модели взаимодействия открытых систем (МВОС), процедуры, предлагаемые в данном изобретении (помехоустойчивого кодирования данных и стеганографического преобразования данных) выполняются на уровне представления данных МВОС.
Заявленный способ реализуется следующим образом.
Исходные данные:
телеметрические данные, которые могут быть представлены:
в открытом виде (s1, s2, …, sl);
в зашифрованном виде (c1, с2, …, cl);
а также содержать имитовставку,
стегоключ (ksteg),
контейнеры Ti[0].
Информационно-телеметрическая система робототехнического комплекса с l датчиков принимает сигналы, при необходимости усиливает их и оцифровывает, формируя, таким образом, групповой телеметрический сигнал s1, s2, …, sl, который, в общем виде, может быть зашифрован с использованием ключа kcript по правилу ci→E(kcript, si). Получают l блоков шифртекста c1, с2, …, cl.
Последовательность c1, c2, …, cl разбивают на
Figure 00000037
блоков длины k (параметры n и k задаются техническими требованиями к системе, r=n-k), получая систему:
Figure 00000038
Далее каждый блок
Figure 00000039
, где j=1, 2, …, i, кодируют многозначным помехоустойчивым кодом (пояснение для четырех телеметрических кадров представлено на фиг. 4), формируя систему кодовых комбинаций:
Figure 00000040
Выполняют процедуру перемежения символов кодовых комбинаций, формируя последовательности:
Figure 00000041
Далее по ключу ksteg методами стеганографии выполняют встраивание последовательности
Figure 00000042
в разные контейнеры или отдельные части одного контейнера
Figure 00000043
Таким образом, процедура перемежения символов кодовых комбинаций позволяет интерпретировать ошибку любой кратности в масштабе одного контейнера, как однократную ошибку в кодовой комбинации Cj.
Рассмотрим реализацию помехоустойчивого кодирования телеметрических данных на примере многозначного кода Рида-Соломона, обладающего минимальным кодовым расстоянием по Хеммингу dmin=n-k+1 и являющимся кодом с максимальным расстоянием [Блейхут Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки. - М.: Мир, 1986. - Стр. 202].
Пусть необходимо передать групповой телеметрический сигнал (3, 5, 7, 4, 2, 2, 0, 3, 3, 1, 4, 4), при n=7 кодом, способным исправлять 2 ошибки q=2. Код Рида-Соломона исправляет q и менее ошибок, при r≥2q. Тогда r=4, получаем код Рида-Соломона (7, 3), определенный над полем Галуа GF[23]. Следовательно, система (1) примет вид:
Figure 00000044
Код Рида-Соломона позволяет выполнять кодирование данных как систематическим, так и несистематическим кодом. Для наглядности выполним кодирование систематическим кодом, когда проверочные символы в кодовом слове занимают позиции отдельно от информационных. Тогда система (2):
Figure 00000045
После процедуры перемежения встраиванию в контейнеры (части одного контейнера) методами стеганографии будут подлежать последовательности:
Figure 00000046
Встроенные методами стеганографии телеметрические данные передаются транспортной системой канала передачи целевых данных, по СКС, что позволяет упразднить физический канал связи для передачи телеметрических данных (фиг. 1) и достичь требования скрытности передачи данных.
На принимающей стороне (фиг. 5) по ключу ksteg из принятых контейнеров
Figure 00000047
извлекают по правилу:
Figure 00000048
u=1, 2, …, k+r возможно измененные последовательности:
Figure 00000049
Figure 00000050
…;
Figure 00000051
Выполняют процедуру деперемежения (обратная процедуре перемежения), формируя кодовые слова (пояснение для четырех телеметрических кадров представлено на фиг.6):
Figure 00000052
Далее выполняют проверку на наличие ошибок и при необходимости их исправляют, получая:
Figure 00000053
Где
Figure 00000054
- исправленные информационные символы, u=1, 2, …, i, j=1, 2, …, k (символ «**» означает вероятностный характер исправления ошибок произвольной кратности).
Таким образом, в результате применения предлагаемого способа достигается комплексный технический результат, заключающийся:
в обеспечении скрытности факта передачи телеметрических данных,
в упразднении отдельного канала связи для передачи телеметрических данных, за счет передачи последних методами стеганографии по каналу связи, предназначенному для передачи целевых данных.

Claims (1)

  1. Способ скрытой защищенной передачи телеметрических данных в робототехнических комплексах, заключающийся в том, что с помощью датчиков формируют множество телеметрируемых параметров s1(t),s2(t), …, sl(t), выполняют их аналогово-цифровое преобразование в цифровые данные s1, s2, …, sl и в зашифрованном виде с1, с2, …, cl, группируют их в
    Figure 00000055
    телеметрических кадров
    Figure 00000056
    ,
    Figure 00000057
    , …,
    Figure 00000058
    , которые кодируют помехоустойчивым кодом, передают следующие друг за другом телеметрические кадры по каналу связи на приемную сторону, на приемной стороне выполняют проверку полученной последовательности телеметрических кадров на наличие обнаруживаемых ошибок, отличающийся тем, что осуществляют обмен между корреспондентами секретным ключом Ksteg, телеметрические кадры
    Figure 00000059
    ,
    Figure 00000060
    , …,
    Figure 00000061
    кодируют помехоустойчивым многозначным (n, k) кодом так, что последовательность представляет собой кодовые комбинации указанного кода C1=(с1,1, с1,2, …, с1, k+r), C2=(c2,1, c2,2, …, c2,k+r), …, Ci=(ci,1, ci,2, …, ci,k+r), выполняют процедуру перемежения символов кодовых комбинаций, формируя новые последовательности символов
    Figure 00000062
    ,
    Figure 00000063
    , …,
    Figure 00000064
    , по ключу Ksteg методами стеганографии выполняют встраивание последовательностей
    Figure 00000065
    в мультимедийные данные, передаваемые робототехническим комплексом на пункт приема, на принимающей стороне по ключу Ksteg извлекают из мультимедийных данных элементы последовательностей
    Figure 00000066
    выполняют процедуру деперемежения символов, формируя кодовые комбинации
    Figure 00000067
    выполняют процедуру их помехоустойчивого декодирования и, при необходимости, исправление искаженных символов, получая
    Figure 00000068
RU2020144343A 2020-12-30 2020-12-30 Способ скрытой защищенной передачи телеметрических данных в робототехнических комплексах RU2765811C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020144343A RU2765811C1 (ru) 2020-12-30 2020-12-30 Способ скрытой защищенной передачи телеметрических данных в робототехнических комплексах

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020144343A RU2765811C1 (ru) 2020-12-30 2020-12-30 Способ скрытой защищенной передачи телеметрических данных в робототехнических комплексах

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2765811C1 true RU2765811C1 (ru) 2022-02-03

Family

ID=80214788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020144343A RU2765811C1 (ru) 2020-12-30 2020-12-30 Способ скрытой защищенной передачи телеметрических данных в робототехнических комплексах

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2765811C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090003701A1 (en) * 2007-06-30 2009-01-01 Lucent Technologies, Inc. Method and apparatus for applying steganography to digital image files
RU2462825C1 (ru) * 2011-07-08 2012-09-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ГОУВПО ПГУТИ) Способ скрытой передачи зашифрованной информации по множеству каналов связи
RU2480838C2 (ru) * 2011-07-29 2013-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева") Способ передачи телеметрической информации, адаптированный к неравномерности потока данных телеизмерений, и система для его осуществления
RU2517337C1 (ru) * 2012-10-25 2014-05-27 Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) Способ встраивания сообщения в цифровое изображение формата jpeg 2000
RU2649753C2 (ru) * 2016-08-02 2018-04-04 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Краснодарское высшее военное училище имени генерала армии С.М. Штеменко" Министерства обороны Российской Федерации Способ безопасного кодирования информации для ее передачи по открытым каналам связи методами стеганографии

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090003701A1 (en) * 2007-06-30 2009-01-01 Lucent Technologies, Inc. Method and apparatus for applying steganography to digital image files
RU2462825C1 (ru) * 2011-07-08 2012-09-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ГОУВПО ПГУТИ) Способ скрытой передачи зашифрованной информации по множеству каналов связи
RU2480838C2 (ru) * 2011-07-29 2013-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева") Способ передачи телеметрической информации, адаптированный к неравномерности потока данных телеизмерений, и система для его осуществления
RU2517337C1 (ru) * 2012-10-25 2014-05-27 Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) Способ встраивания сообщения в цифровое изображение формата jpeg 2000
RU2649753C2 (ru) * 2016-08-02 2018-04-04 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Краснодарское высшее военное училище имени генерала армии С.М. Штеменко" Министерства обороны Российской Федерации Способ безопасного кодирования информации для ее передачи по открытым каналам связи методами стеганографии

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Farsad et al. Deep learning for joint source-channel coding of text
US5161244A (en) Cryptographic system based on information difference
Borda Fundamentals in information theory and coding
JP4862159B2 (ja) 量子鍵配送方法、通信システムおよび通信装置
CN103476026B (zh) 基于卫星信道编码的自适应隐蔽通信方法
JP5193303B2 (ja) 情報伝送及び複雑な保護の方法
Hall Notes on coding theory
Witsenhausen BSTJ brief: On source networks with minimal breakdown degradation
EP2039053A2 (en) Method and apparatus for encrypting/decrypting data
Adzhemov et al. Features rate estimation options binary codewords with the digitalization of the signal
CN108288970B (zh) 一种极化码编译码方法及装置
US20050193193A1 (en) Employing cyclic redundancy checks to provide data security
WO2020156641A1 (en) Device and method for processing data of a quantum key distribution system
RU2765811C1 (ru) Способ скрытой защищенной передачи телеметрических данных в робототехнических комплексах
Xhemrishi et al. Computational code-based privacy in coded federated learning
RU2649753C2 (ru) Способ безопасного кодирования информации для ее передачи по открытым каналам связи методами стеганографии
EP1443655A1 (en) Method for transmitting a digital message and system for carrying out said method
CN111198781B (zh) 用于文件的错误校正编码和加密的计算机实现的方法
Liu et al. A research on steganography method based on error-correcting codes
EP2002547B1 (en) Method for encoded or encrypted bit stream synchronization
RU2796051C1 (ru) Способ формирования ключей шифрования/дешифрования
RU2183051C2 (ru) Способ формирования ключа шифрования/дешифрования
RU2774103C1 (ru) Способ формирования ключа шифрования / дешифрования
RU2766319C1 (ru) Способ формирования ключа шифрования / дешифрования
CN115037414B (zh) 基于crc的纠错解码的方法、装置、终端