Введение
1.1. Канал связи 4
1.2. Замирания в каналах связи 6
1.3. Статистические модели каналов связи с замираниями 7
1.4. Многолучевая генерация ключевых последовательностей 11
1.5. Алгоритм многолучевой генерации ключевых последовательностей . 12
1.6. Идея псевдослучайного дополнения измерений фазы 14
2. Основные методы и средства обработки данных 18
2.1. Имитационная модель псевдослучайного дополнения фазы сигнала . 18
2.2. Тестирование выборки фазы с помощью критерия «у2» 21
2.3. Результат моделирования псевдослучайного дополнения фазы 22
З. Анализ результатов псевдослучайного дополнения измерений фазы
многолучевого сигнала 25
3.1. Зависимость корреляции фазовых измерений от корреляции
квадратурных компонент сигнала 25
3.2 Влияние мощности прямой волны на равномерность фазы многолучевого сигнала 26
3.3. Коррекция равномерности распределения измеренной фазы с помощью
псевдослучайного дополнения 28
3.4. Влияние степени псевдослучайного дополнения на изменение исходной
выборки фазовых измерений 30
3.5. Влияние степени псевдослучайного дополнения на вероятность утечки
секретных фазовых измерений 32
Заключение 35
Список литературы 37
Приложение 39
В современных системах связи актуальной проблемой является обеспечение защищённого обмена конфиденциальной информацией между двумя легальными абонентами. В настоящее время наиболее действенными являются криптографические методы защиты информации. Стойкость криптосистем определяется скоростью обновления и объёмом используемых для защиты передаваемой информации ключей шифрования. Обеспечить выполнение необходимых требований по безопасности канала связи возможно путём использования перспективных систем многолучевой генерации и распределения ключевых последовательностей. При этом очень важным является обеспечить требуемые вероятностные свойства генерируемых случайных последовательностей, что может быть обеспечено, например, с помощью их частичного псевдослучайного дополнения.
Целью работы является оценка целесообразности псевдослучайного дополнения измерений истинно случайной фазы многолучевого сигнала для решения задач генерации шифрующих последовательностей.
Достижение заявленной цели потребовало решения следующих задач:
1. изучить принципы генерации случайных последовательностей на основе стохастичности характеристик многолучевого радиоканала;
2. выявить влияние мощности сигнала прямой видимости на равномерность распределения фазы многолучевого сигнала;
3. смоделировать процесс псевдослучайного дополнения фазовых измерений с учетом различной пропорции дополнения;
4. оценить степень повышения равномерности измерений фазы при её псевдослучайном дополнении;
5. оценить степень утечки информации о секретных измерениях фазы сигнала в результате её псевдослучайного дополнения.
Решение указанных задач представляет важность для практической реализации систем многолучевой генерации шифрующих последовательностей.
В данной работе была произведена оценка целесообразности псевдослучайного дополнения измерений истинно случайной фазы многолучевого сигнала для решения задач генерации шифрующих последовательностей.
По результатам бакалаврской работы было выполнено следующее:
1. Изучены принципы генерации случайных последовательностей на основе стохастичности характеристик многолучевого радиоканала.
2. Исследовано влияние мощности сигнала прямой видимости на равномерность распределения фазы многолучевого сигнала. В частности, установлено, что при KR= -35,6 дБ исходная выборка фазы становится неравномерной, и требуется 100% -ная степень дополнения.
3. Произведен цикл имитационных экспериментов, моделирующих процесс псевдослучайного дополнения фазовых измерений с учетом различной пропорции дополнения. Пропорция дополнения варьировалась от 7% до 100%.
4. Исследовано влияние степени псевдослучайного дополнения на улучшение равномерности выборки фазовых измерений. При KR =30 дБ; 10 дБ; -10 дБ только коррекция каждого измерения фазы (n=1) позволит получить равномерное распределение фазы. Для остальных случаев (n> 1), распределение фазы остается существенно неравномерным.
5. Выполнены оценки по утечке информации о секретных измерениях
фазы сигнала при её псевдослучайном дополнении. В частности установлено, что при неравномерности исходной выборки фазы допустимым (приводящим к утечке не более 25% ключевой последовательности) является 100%-ное псевдослучайное дополнение, если значение KR не превосходит (-2дБ); 50%-ное дополнение допустимо,если значение KR не превосходит (-0,6дБ); 20%-ное дополнение допустимо при значении KR не более 1,3дБ; 10%-ное дополнение допустимо при KR не более 2,8дБ.
Таким образом, было показано, что псевдослучайное дополнение является целесообразным лишь при слабой неравномерности фазы сигнала (при KR е[-35,6дБ;-2дБ]). В случае сильной неравномерности
псевдослучайное дополнение приводит к значительной утечке информации у секретной фазы сигнала, что является недопустимым.
На основании полученных результатов можно заключить, что цель данной бакалаврской работы достигнута.
