| 16. |
Аннотация |
В последние годы наблюдается тенденция увеличения числа низкоорбитальных систем спутниковой связи, которые находят применение в системах дистанционного мониторинга, контроля и управления необслуживаемыми объектами, используемых при добыче и транспортировке углеводородов в районах Крайнего Севера. Это связано с тем, что только низкоорбитальные системы спутниковой связи способны обеспечить связь с объектами, находящимися за Полярным кругом. При этом для организации бесперебойной связи такие группировки должны содержать не менее 60 спутников. Увеличение числа стран, участвующих в освоении природных богатств Арктики, а также числа группировок космических аппаратов может привести к ситуации, когда спутник-нарушитель, оказавшись в зоне видимости приемника, попытается навязать ему перехваченный ранее и задержанный сигнал, содержащий команду управления необслуживаемым объектом. В результате таких деструктивных воздействий на низкоорбитальную систему спутниковой связи необслуживаемый объект может выйти из строя, что приведет к экологической катастрофе. Одним из перспективных направлений, позволяющим противодействовать этим деструктивным действиям, является повышение информационной скрытности низкоорбитальной системы спутниковой связи за счет использования методов аутентификации спутников перед началом сеанса связи. Для достижения поставленной цели будут разработаны новые теоретические основы применения непозиционных избыточных модулярных кодов на стыке различных научных направлений. Интеграция теории целочисленного модулярного кодирования и теории редукционистской криптографии позволят разработать метод аутентификации с нулевым разглашением знаний, обладающий минимальными временными затратами на определение статуса спутника за счет параллельной обработки малоразрядных данных по основаниям кода системы остаточных классов (СОК) по сравнению с ранее известными протоколами опознавания. При этом использование модулярных кодов СОК позволит, сохранив криптографическую стойкость одномодульного протокола аутентификации, повысить информационную скрытность низкоорбитальных систем спутниковой связи . Это обусловлено уменьшением вероятности пропуска спутника-нарушителя системой опознавания «свой-чужой» за счет сокращения время на подбор и имитацию сигнала «Свой» из-за повышения скорости определения статуса спутника. Оригинальность ожидаемого результата базируется на новой идеи - использование кодов системы остаточных классов, которые эффективно обеспечивают распараллеливание вычислений на уровне арифметических операций, при выполнении аутентификации космического аппарата. Идея базируется на том, что в основе большинства методов аутентификации, построенных на основе доказательства с нулевым разглашением знаний, положены арифметические операции: сложение, вычитание умножение, возведение в степень по модулю, которые эффективно реализуются в кодах СОК. Так как данные операции относятся к модульным операциям, то за счет параллельной и независимой обработки малоразрядных остатков кода, временные затраты на их выполнение будут сокращены. Новизна ожидаемого результата состоит в том, что впервые будет разработан метод аутентификации, реализованный в модулярных кодах системы остаточных классов. Использование изоморфизма порожденного китайской теоремой об остатках при реализации метода аутентификации позволит повысить информационную скрытность низкоорбитальных систем спутниковой связи. На основе интеграции теории полиномиального модулярного кодирования и теории построения протоколов аутентификации будет выполнена модификация разработанного метода аутентификации с нулевым разглашением знаний, построенного на основе СОК. Оригинальность ожидаемого результата состоит в использовании изоморфизма, порожденного китайской теоремой об остатках в полиномах при аутентификации космического аппарата. Идея базируется на том, что коды полиномиальной системы классов вычетов (ПСКВ), обладая скоростью проводимых вычислений сравнимой с кодами СОК, способны генерировать большее количества ответных сигналов благодаря использованию многочленов, имеющих одинаковую степень. Новизна ожидаемого результата состоит в том, что впервые будет разработан метод аутентификации, реализованный в кодах полиномиальной системы классов вычетов, что позволит повысить информационную скрытность низкоорбитальных систем спутниковой связи за счет увеличения числа используемых ответных сигналов по сравнению с алгоритмом опознавания спутника, построенного на основе кодов СОК. Замена кодов системы остаточных классов на коды полиномиальной системы классов вычетов позволит повысить информационную скрытность низкоорбитальных систем спутниковой связи. Это обусловлено тем, что применение кодов ПСКВ вместо кодов СОК приведет к увеличению количества комбинаций ответных сигналов, поступивших с борта спутника, на принятый запросный сигнал (вопрос запросчика). Интеграция теории модулярного кодирования, теории построения отказоустойчивых вычислительных систем и теории помехоустойчивого кодирования позволяет получить новые методы повышения достоверности обработки и передачи данных. Оригинальность ожидаемого результата состоит в использовании избыточных параллельных модулярных кодов для обнаружения и коррекции ошибок, вызванных не только сбоями и отказами вычислительного устройства, но и помехами в канале связи при передачи данных. Идея базируется на том, что модулярные коды могут исправлять многоразрядные ошибки внутри одного остатка при наличии двух избыточных оснований. Это позволяет сделать предположение о том, что избыточные модулярные коды по своим корректирующим способностям близки к кодам Рида-Соломона. Значит, использование избыточных модулярных кодов позволит отказаться от каскадных кодов, в которых внутренний код предназначен для обнаружения и исправления ошибок, вызванных сбоями и отказами, а внешний код – для поиска и исправления ошибок, вызванных помехами в канале связи. Новизна ожидаемого результата состоит в том, что впервые будет использован единый избыточный модулярный код для коррекции ошибок, возникающих, как во время вычислений из-за сбоев и отказов оборудования, так из-за помех в канале. Благодаря данному подходу будут разработаны эффективные алгоритмы противодействия атакам типа сбоя, а также природным и искусственно созданным помехам, что позволит восстанавливать искаженный ответный сигнал, поступивший с борта спутника. В результате этого разрабатываемая система аутентификации космического аппарата будет обеспечивать требуемый уровень информационной скрытности низкоорбитальных систем спутниковой связи даже в условиях деструктивных воздействий На основе полученных ранее в проекте результатов будет разработана структурная модель системы определения статуса спутника, применение которой позволит повысить информационную скрытность низкоорбитальной системы спутниковой связи за счет использования модифицированного метода аутентификации, а также алгоритмов обнаружения и коррекции ошибок, возникающих в процессе функционирования системы опознавания спутника, реализованных с использованием единой алгебраической системы – параллельных модулярных кодов. Оригинальность ожидаемого результата базируется на новой идеи – использовать единую алгебраическую систему для реализации разработанного метода аутентификации и процедуры поиска и коррекции ошибок. Идея базируется на диверсности модулярных кодов. С одной стороны, параллельная обработка малоразрядных остатков служит основой для построения высокоскоростных вычислительных устройств, а, с дургой стороны, отсутствие взаимообмена между остатками – основой для реализации процедур поиска коррекции ошибок. Новизна ожидаемого результата состоит в том, что впервые будет разработана структурная модель системы определения статуса спутника, применение которой позволит повысить информационную скрытность низкоорбитальных систем спутниковой связи за счет использования модифицированного метода аутентификации, а также алгоритмов обнаружения и коррекции ошибок, возникающих в процессе функционирования системы опознавания спутника, реализованных с использованием единой алгебраической системы – параллельных модулярных кодов. |