Засіб захисту аналогового телефонного зв`язку на основі скремблера зі зміною коефіцієнтів вейвлет-перетворення

Abstract

The paper proposes a device for providing protection of speech information transmitted over an analog telephone line against unauthorized interception based on a scrambler with modified Latin square wavelet transform coefficients. The developed device consists of hardware and software parts, the hardware part is implemented on the microcontroller platform of the Arduino family, the software part of the device is implemented using the Proteus software environment. As the main part of the functions of the device is performed by a microcontroller, the general structure of the device comprises a microphone, a power supply and an Arduino board. Taking into account the results of the research, it is proposed to modernize the scrambling algorithm by performing permutation operations, matching XOR to the scrambler key, which displays the Latin square itself. A statistical and spectral analysis of the improved method was carried out and a comparison of the execution speed of scrambling algorithms was performed. To improve the security, it was proposed to carry out several stages of permutations of the received coefficients of wavelet transformations. Increasing the variability of the permutations of the wavelet transformation coefficients made it possible to increase the time spent by the attacker on going through all possible combinations. And taking into account that the permutation does not take place in one part of the signal, but in a set of n parts, this in its turn further complicates the procedure of sorting through all possible options. The implementation of the elements of this device with the help of electronic computing equipment and available components makes it an accessible, as well as an effective tool for solving technical information protection tasks, which can ensure the improvement of information protection systems at various business entities

Запропоновано пристрій для забезпечення захисту мовної інформації, яка передається через лінії аналогового телефонного зв`язку від несанкціонованого перехоплення на основі скремблера зі зміною коефіцієнтів вейвлет-перетворень відповідно до латинського квадрату. Реалізовано пристрій, який складається з апаратної та програмної частин, апаратна частина реалізована на мікроконтролерній платформі плат сімейства Arduino, програмну частину пристрою реалізовано за допомогою програмного середовища Proteus. Оскільки основну частину функцій пристрою виконує мікроконтролер, то в загальному структура пристрою складається з мікрофону, джерела живлення та плати Arduino. Враховуючи результати досліджень, запропоновано модернізацію алгоритму скремблювання за рахунок виконання операцій перестановок, XOR відповідності до ключа скремблера, який є латинським квадратом. Здійснено статистичний та спектральний аналіз вдосконаленого методу та виконано порівняння швидкості виконання алгоритмів скремблювання. Для підвищення захищеності запропоновано здійснювати декілька етапів перестановок отриманих коефіцієнтів вейвлет-перетворень. Збільшення варіативності перестановок коефіцієнтів вейвлет-перетворень дозволило збільшити витрати часу зловмиснику на перебір усіх можливих комбінацій. А враховуючи, що перестановка відбувається не однієї частини сигналу, а набору n частин, це, і собі, додатково ускладнює процедуру перебору усіх можливих варіантів. Реалізація елементів цього пристрою за допомогою засобів електронно-обчислювальної техніки та загальнодоступних компонентів робить його доступним, а також ефективним засобом для вирішення завдань технічного захисту інформації, що може забезпечити покращення систем захисту інформації різних суб`єктів господарювання