Способ формирования маскирующей помехи

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МАСКИРУЮЩЕЙ ПОМЕХИ(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Авторы Железняк Владимир Кириллович Рябенко Денис Сергеевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(57) Способ формирования маскирующей помехи, при котором генерируют шумовой сигнал с нормальным распределением, усиливают его и разделяют напараллельных полос с нижней н и верхней в, где 1,, частотами среза таким образом, что ширина каждой последующей полосы по отношению к предыдущей удовлетворяет условию(нв 1)(нв 2)(нв) получают маскирующий сигнал путем усиления сигнала каждой полосы и преобразования в хаотические импульсные последовательности с различными случайными длительностями импульсов и периодами регулирования хаотических импульсных последовательностей каждой полосы по амплитуде, суммирования хаотических импульсных последовательностей всех полос и нормирования суммарной хаотической импульсной последовательности получают шумовую помеху путем суммирования упомянутой суммарной хаотической импульсной последовательности всех полос с упомянутым шумовым сигналом с нормальным распределением и возведения полученного суммарного сигнала в квадрат по амплитуде суммируют сигнал полученной шумовой помехи с сигналом другой шумовой помехи, полученной аналогичным образом, для образования маскирующей помехи, сигнал которой усиливают и согласовывают с нагрузкой. Изобретение относится к области защиты информации путем создания искусственных помех с целью маскирования информационных сигналов и может быть использовано с целью создания маскирующих помех для аналоговых речевых сигналов и речевых сигналов в цифровой форме, видеосигналов, сигналов звукового сопровождения, а также для маскирования сигналов передачи данных в виде цифровых последовательностей. Известен способ формирования маскирующей помехи 1, который включает операции сохранения исходного сигнала (который может представлять собой принятые и деко 18528 1 2014.08.30 дированные или перекодированные кадры сигнала или кадры маскирования из более ранней операции этого или других способов генерации кадров маскирования), данный сигнал анализируется по уровню основного тона, вокализации аудиосигнала, определяется количество кадров сигнала маскирования, а также указатели начала и конца конкретных кадров в исходном сигнале, на основании данных параметров производится сглаживание и корректировка исходного сигнала и генерирование сигнала, в котором кадры, более ранние по времени, чем кадр или кадры маскирования, имеют повышенное подобие с кадром или кадрами сигнала, которые подлежат замещению кадром или кадрами маскирования,проводят операцию индексирования и интерполяции, фильтруется по фазе. Недостатком известного способа является маскирование только аудиосигнала и только его оцифрованного представления. Наиболее близким к заявляемому способу является способ формирования маскирующей помехи 2, заключающийся в том, что формируют шумовой и маскирующий сигналы и их смешивают, получая маскирующую помеху. Для формирования маскирующего сигнала из шумового сигнала выделяют шумовые сигналы, частотные спектры которых соответствуют резонансным, т.е. усиленным частотным областям спектра речи (формантам) 3, каждого гласного звука речи, где 2. Затем выбирают по одному резонансному частотному спектру из каждой -й группы частотных спектров, соответствующих спектру речевого сигнала, и смешивают между собой, где 1, 2, , . После чего смешанные спектральные составляющие усиливают. Причем смешиваемые усиленные (резонансные) частотные области спектра выбирают по случайному закону, через установленные интервалы времени. Недостатком описанного способа-прототипа является наличие регулярности, обусловленной наличием тактовой частоты, с помощью которой формируются выходные последовательности. При определении тактовой частоты возможно восстановление маскируемого сигнала. Вторым недостатком являются ограниченные возможности способа маскирования информации в спектре только речевого сигнала. Задачей настоящего изобретения является повышение надежности защиты аналоговых речевых сигналов и речевых сигналов в цифровой форме, видеосигналов, сигналов звукового сопровождения и сигналов передачи данных путем расширения функциональных возможностей маскирующих помех по низкочастотным каналам утечки информации. Поставленная задача решается тем, что в способе формирования маскирующей помехи генерируют шумовой сигнал с нормальным распределением, усиливают его и разделяют напараллельных полос с нижней н и верхней в, где 1,, частотами среза таким образом, что ширина каждой последующей полосы по отношению к предыдущей удовлетворяет условию( нв 1 )( нв 2 )( нв )получают маскирующий сигнал путем усиления сигнала каждой полосы и преобразования в хаотические импульсные последовательности с различными случайными длительностями импульсов и периодами, регулирования хаотических импульсных последовательностей каждой полосы по амплитуде, суммирования хаотических импульсных последовательностей всех полос и нормирования суммарной хаотической импульсной последовательности получают шумовую помеху путем суммирования упомянутой суммарной хаотической импульсной последовательности всех полос с упомянутым шумовым сигналом с нормальным распределением и возведения полученного суммарного сигнала в квадрат по амплитуде суммируют сигнал полученной шумовой помехи с сигналом другой шумовой помехи, полученной аналогичным образом, для образования маскирующей помехи, сигнал которой усиливают и согласовывают с нагрузкой. Сущность заявляемого способа заключается в том, что при генерации шумового сигнала его разделяют напараллельных полос с нижней н и верхней в, где 1,, часто 2 18528 1 2014.08.30 тами среза таким образом, что ширина каждой последующей полосы по отношению к предыдущей удовлетворяет условию( нв 1 )( нв 2 )( нв ) ,что позволило в итоге сформировать маскирующую помеху, охватывающую всю ширину полосы частот аналоговых речевых сигналов и речевых сигналов в цифровой форме, видеосигналов, сигналов звукового сопровождения, а также сигналов передачи данных. Способ реализуют следующим образом. Генерируют шумовой сигнал с нормальным распределением, который усиливают и разделяют параллельной фильтрацией напараллельных полос сигнала с нижней н и верхней в, где 1,, частотами среза таким образом, что ширина каждой последующей полосы по отношению к предыдущей удовлетворяет условию( нв 1 )( нв 2 )( нв ) . Развязывающие согласующие усилительные каскады согласуют по входу и выходу фильтров нижних частот. Соответственно изменяется верхняя частота шумового процесса(шумового сигнала) при увеличении в, увеличивается и число пересечений случайного процесса и соответственно уменьшается среднее значение длительности импульсов 4. Разбивая полосу шумового сигнала на ряд полос с различными частотами в, формируют импульсы с различной шириной и скважностью. Из импульсов с различной шириной и скважностью формируютвходов хаотических импульсных последовательностей. Так как частоты среза в полосовых шумовых сигналов отличны, длительность импульсов и частота повторения хаотической импульсной последовательности случайны. Чем ниже частота среза в, длительность импульсов превышает длительность импульсов хаотических импульсных последовательностей, сформированных более высокими по частоте в шумовыми сигналами, из которых формируют импульсную последовательность. Получают маскирующий сигнал путем усиления сигнала каждой полосы и преобразования в хаотические импульсные последовательности с различными случайными длительностями импульсов и периодами, регулирования хаотических импульсных последовательностей каждой полосы по амплитуде, суммирования хаотических импульсных последовательностей всех полос и нормирования суммарной хаотической импульсной последовательности. Данный маскирующий сигнал суммируют с шумовым сигналом с нормальным распределением, суммарный сигнал возводят в квадрат по закону хиквадрат распределения 5 с известным числом степеней свободы, равным двум, при котором спектральная плотность хи-квадрат распределения имеет экспоненциальное распределение, близкое к спектральному распределению видеосигнала, цифровых последовательностей, а также речевого сигнала в цифровой форме. В результате получают сигнал шумовой помехи. Далее суммируют сигнал полученной шумовой помехи с сигналом другой шумовой помехи, полученной аналогичным образом, для образования маскирующей помехи, сигнал которой усиливают и согласовывают с нагрузкой. Использование заявляемого способа обеспечивает повышение степени надежности защиты аналоговых речевых сигналов и речевых сигналов в цифровой форме, видеосигналов и сигналов звукового сопровождения, сигналов передачи данных при их преобразовании из аналоговой формы в цифровую, передаче ее в цифровой форме по цифровым системам передачи, а также при дальнейшем преобразовании из цифровой формы в аналоговую. Источники информации 18528 1 2014.08.30 3. Гордиенко Б.А., Дмитриев А.В., Ефанов В.М., Таран В.В., Щербина Л.П. Военные коммутационные системы и телефония / Под ред. Л.П. Щербины. - Л. ВАС, 1990. - С. 9-13. 4. Бендат Дж.С. Основы теории случайных шумов и ее применение Пер. с англ. / Под ред. В.С. Грачева. - М. Наука, 1965. - С. 147. 5. Иган Дж. Теория обнаружения сигналов и анализ рабочих характеристик Пер. с англ. - М. Наука, 1983. - С. 102-103. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.