RU2715411C2

RU2715411C2 - Digital system of satellite communication system

Info

Publication number: RU2715411C2
Application number: RU2018108981A
Authority: RU
Inventors: Андрей Андреевич Катанович; Сергей Владимирович Шульгин; Владимир Владимирович Шульгин
Priority date: 2018-03-12
Filing date: 2018-03-12
Publication date: 2020-02-28
Also published as: RU2018108981A3; RU2018108981A

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: invention relates to radio electronic communication systems using radio-frequency radiation when station is placed in an off-shore mobile object and can be used as on-board station of satellite communication system. For this purpose, the input of the information signal is carried out together with a message masking algorithm - the coding mapping is generated in the form of Gauss-Seidel, and on the receiving side, decoding mapping, decoding has the same Gauss-Seidel shape.

EFFECT: technical result consists in improvement of information protection degree from unauthorized access in communication channel.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиоэлектронным системам связи с использованием радиоизлучения при размещении станции в морском мобильном объекте и может быть использовано в качестве бортовой станции системы спутниковой связи.The invention relates to electronic communication systems using radio emission when placing a station in a marine mobile facility and can be used as an on-board station of a satellite communications system.

Известно, что в различных системах спутниковой связи используются искусственные спутники Земли, летающие на геостационарной, высокоэллиптических и низких околоземных орбитах [В. Кириллов, П. Михеев. Расстояния на миг сократив (обзор зарубежных низкоорбитальных спутниковых систем связи). ТЕЛЕ-Спутник N8(22), август 1997].It is known that artificial satellite of the Earth flying in geostationary, highly elliptical and low Earth orbits are used in various satellite communication systems [V. Kirillov, P. Mikheev. Reducing distances for a moment (review of foreign low-orbit satellite communication systems). TELE-Satellite N8 (22), August 1997].

На сегодняшний день доступ абонентов на кораблях и судах к широкополосным мультимедийным услугам осуществляется в основном за счет международных, а по сути американских, глобальных систем спутниковой связи. «Инмарсат» и «Интелсат».Today, ship and ship subscribers access to broadband multimedia services is carried out mainly due to international, but in fact American, global satellite communication systems. Inmarsat and Intelsat.

Известны реализованные в мире системы спутниковой связи:Known implemented in the world of satellite communications systems:

«Iridium» и «Globalstar» [N. Panagiotarakis, I. Maglogiannis, G. Kormentzasan. Overview of Major Satellite Systems. University of the Aegean Dept. of Information and Communication Systems, GR-83200, Karlovassi, GREECE (Electronically available information in the URL: http://www.iridium.com) Electronically available information in the URL: http://www.globalstar.com];Iridium and Globalstar [N. Panagiotarakis, I. Maglogiannis, G. Kormentzasan. Overview of Major Satellite Systems. University of the Aegean Dept. of Information and Communication Systems, GR-83200, Karlovassi, GREECE (Electronically available information in the URL: http://www.iridium.com) Electronically available information in the URL: http://www.globalstar.com];

«ORBCOMM» [Низкоорбитальная спутниковая система связи ORBCOMM: реальные и перспективные возможности для Европейского региона (http://kunegin.narod.ru/ref3/niz/leo16.htm)]."ORBCOMM" [ORBCOMM low-orbit satellite communications system: real and promising opportunities for the European region (http://kunegin.narod.ru/ref3/niz/leo16.htm)].

«Гонец» [А. Данелян. Низкоорбитальная спутниковая связь в России - проблемы и перспективы. Публикация от 18 февраля 2008 (http://daily.sec.ru/publication.cfm?pid=19844) / Connect! Мир связи, 2007].“The Messenger” [A. Danelyan. Low-orbit satellite communications in Russia - problems and prospects. Publication February 18, 2008 (http://daily.sec.ru/publication.cfm?pid=19844) / Connect! World of Communication, 2007].

Известна низкоорбитальная система связи [патент РФ №65703 «Низкоорбитальная система пакетной передачи данных и диспетчерской телефонной связи», МПК (2006/1) Н04В 7/185, использующая спутники различных систем связи, имеющая орбитальную и наземную части, а также абонентские станции. Система предназначена для организации связи между пользователями с использованием технических средств систем «ORBCOMM» и «Гонец». Система включает множество космических аппаратов «Microstar», функционирующих на околоземных круговых орбитах и оснащенных приемопередающими комплексами в диапазонах частот для связи с наземными узлами спутникового доступа и абонентскими станциями, а также бортовым вычислительным комплексом и служебными системами, множество космических аппаратов «Гонец», функционирующих на околоземных круговых орбитах и оснащенных многоканальным приемным устройством в диапазоне частот, двухканальным передающим устройством в диапазонах частот для связи с наземными региональными станциями и абонентскими терминалами, а также бортовым вычислительным комплексом и служебными системами.Known low-orbit communication system [RF patent No. 65703 "Low-orbit packet data and dispatch telephone communications", IPC (2006/1) Н04В 7/185, using satellites of various communication systems, having orbital and terrestrial parts, as well as subscriber stations. The system is intended for organizing communication between users using the technical means of the ORBCOMM and Messenger systems. The system includes many Microstar spacecraft operating in near-Earth circular orbits and equipped with transceiver complexes in the frequency ranges for communication with ground-based satellite access nodes and subscriber stations, as well as on-board computer complex and service systems, many Gonets spacecraft operating on near-Earth circular orbits and equipped with a multi-channel receiving device in the frequency range, a two-channel transmitting device in the frequency ranges for ides with ground-based regional stations and subscriber terminals, as well as on-board computer systems and office systems.

Системы ORBCOMM и «Гонец» не имеют глобального покрытия связью земного шара, так как они используются только для периодической связи и пакетной передачи данных.ORBCOMM and Gonets systems do not have a global coverage of the globe, as they are used only for periodic communications and packet data transmission.

Известны технические решения, использующие низкоорбитальные системы спутниковой связи, патент US №7579987 «Low Earth Orbit Satellite Providing Navigation Signals», Int. Cl. G01S 1/00 (2006.01), принадлежащий The Boeing Company, опубликованные заявки: US №2008/0001818 «Low Earth Orbit Satellite Providing Navigation Signals», Int. Cl. H04B 7/212 (2006.1), дата публикации: 3 января 2008 г., US №2008/0001819 «Low Earth Orbit Satellite Data Uplink», Int. Cl. H04B 7/185 (2006.1), дата публикации: 3 января 2008 г. и US №2008/0059059 «Generalized High Performance Navigation System», Int. Cl. G01C 21/00, G01C 21/20, H04B 7/185 (2006.1), дата публикации: 6 марта 2008. Эти технические решения направлены на улучшение передачи - приема сигналов (информации) посредством использования известных низкоорбитальных систем спутниковой связи.Known technical solutions using low-orbit satellite communications systems, US patent No. 7579987 "Low Earth Orbit Satellite Providing Navigation Signals", Int. Cl. G01S 1/00 (2006.01), owned by The Boeing Company, published applications: US No. 2008/0001818 “Low Earth Orbit Satellite Providing Navigation Signals”, Int. Cl. H04B 7/212 (2006.1), publication date: January 3, 2008, US No. 2008/0001819 "Low Earth Orbit Satellite Data Uplink", Int. Cl. H04B 7/185 (2006.1), publication date: January 3, 2008 and US No. 2008/0059059 Generalized High Performance Navigation System, Int. Cl. G01C 21/00, G01C 21/20, H04B 7/185 (2006.1), publication date: March 6, 2008. These technical solutions are aimed at improving the transmission - reception of signals (information) through the use of well-known low-orbit satellite communication systems.

Наиболее близким по решению технической проблемы является цифровой комплекс спутниковой системы связи, состоящий из комплекса цифровой связи, спутниковой системы связи типа «Инмарсат», сети Интернет и программного обеспечения, в комплекс цифровой связи входит земная станция спутниковой связи Кн - диапазона, навигационная система GSM, маршрутизатор линии высокоскоростной передачи данных (ЛВПД), коммутатор Ethernet KDGL, автоматизированное место оператора, мультисвитч, при этом земная станция спутниковой связи Кн построена по модульному типу с использованием стандартных протоколов, и в ней применен вариант антенной системы исполнения SOTM 0,6 м, предназначенный для обеспечения связи в движении (Satcom-On-The-Move) при работе станции через КА, расположенные как на геостационарной орбиты (КА серии «Ямал», «Экспресс»), так и на высокоэллиптических орбитах типа «Молния» или «Тундра» (перспективные КА, которые могут работать в Ки-диапазоне) и соединена с маршрутизатором Ethernet ЛВПД и мультисвитчем который в свою очередь соединен с автоматизированным рабочим местом, причем маршрутизатор соединен с коммутатором Ethernet KDGL к которому подключена IP-телефония, а также Ethernet (ЛВПД) и ВКС, при этом станция спутниковой системы связи «Инмарсат» по электромагнитному полю соединена со спутником «Инмарсат» или «Экспресс Ямал, которые соединены сетью Интернет. Патент РФ №2633911 от 18.09.2017 г. кл. G01C 21/00.The closest to solving a technical problem is the digital complex of a satellite communication system, consisting of a digital communication complex, a satellite communication system of the Inmarsat type, the Internet and software, the digital communication complex includes an earth-based satellite communications station of Kn band, a GSM navigation system, a high-speed data line router (LAN), an Ethernet switch KDGL, an automated operator’s place, a multiswitch, while the satellite earth station Kn is built in a modular manner with using standard protocols, and it uses a version of the SOTM antenna system of 0.6 m designed to provide communications in motion (Satcom-On-The-Move) when the station operates through spacecraft located both in geostationary orbit (spacecraft of the Yamal series) , “Express”), as well as in highly elliptical orbits of the “Lightning” or “Tundra” type (promising spacecraft that can operate in the Ki band) and is connected to the Ethernet LAN router and multiswitch, which in turn is connected to the workstation, moreover the router is connected with an Ethernet switch KDGL to which IP-telephony is connected, as well as Ethernet (LAN) and VKS, while the Inmarsat satellite communication system station is connected via electromagnetic field to the Inmarsat or Express Yamal satellite, which are connected to the Internet. RF patent No. 2633911 from 09/18/2017, class. G01C 21/00.

Однако, к сожалению, как аналоги, так и прототип не обеспечивают защиту информации от несанкционированного доступа.However, unfortunately, both analogues and prototypes do not protect information from unauthorized access.

Целю настоящего изобретения является повышение степени защиты информации от несанкционированного доступа в канале связи.The aim of the present invention is to increase the degree of protection of information from unauthorized access in the communication channel.

Поставленная цель достигается тем, что цифровой комплекс спутниковой системы связи, состоящий из комплекса цифровой связи, спутниковой системы связи типа «Инморсат», сети Интернет и программного обеспечения, при этом в комплекс цифровой связи входит земная станция спутниковой связи Кн - диапазона, навигационная система GSM, маршрутизатор линии высокоскоростной передачи данных (ЛВПД), коммутатор Ethernet KDGL, автоматизированное место оператора, мультисвитч; причем земная станция спутниковой связи Кн построена по модульному типу с использованием стандартных протоколов, и в ней применен вариант антенной системы исполнения SOTM 0,6 м, предназначенный для обеспечения связи в движении Satcom-On-The-Move при работе станции через космические аппараты (КА), расположенные как на геостационарной орбиты КА серии «Ямал», «Экспресс», так и на высокоэллиптических орбитах типа «Молния» или «Тундра» перспективные КА, которые могут работать в

, и соединена с маршрутизатором Ethernet ЛВПД и мультисвитчем который в свою очередь соединен с автоматизированным рабочим местом, а маршрутизатор соединен с коммутатором Ethernet KDGL к которому подключена IP-телефония, а также Ethernet ЛВПД и видеоконференцсвязи, при этом станция спутниковой системы связи «Инморсат» по электромагнитному полю соединена со спутником «Инмарсат» или «Экспресс Ямал, которые соединены сетью Интернет, при этом для повышения степени защиты информации от несанкционированного доступа на спутнике ретрансляторе «Инморсат» в канале связи дополнительно осуществляют совместный ввод информационного сигнала с алгоритмом маскирования сообщений при этом кодирующее отображение формируется в форме Гаусса-Зейделя: алгоритмом маскирования сообщений - кодирующее отображение формируется в форме Гаусса-Зейделя:This goal is achieved by the fact that the digital complex of the satellite communication system, consisting of a complex of digital communication, satellite communication system of the Inmorsat type, the Internet and software, while the digital communication complex includes an earth station of satellite communication of Kn - band, a GSM navigation system , high-speed data line (LAN) router, KDGL Ethernet switch, operator's automated workstation, multiswitch; moreover, the satellite earth communication station Kn is constructed in a modular manner using standard protocols, and it uses a version of the SOTM antenna system of 0.6 m designed to provide communications in Satcom-On-The-Move motion when the station operates via spacecraft (SC) ) located on the geostationary orbit of the spacecraft of the Yamal, Express series, and in highly elliptical orbits of the Lightning or Tundra type, promising spacecraft that can operate in

, and is connected to the Ethernet LAN router and the multiswitch, which in turn is connected to the workstation, and the router is connected to the Ethernet KDGL switch to which IP-telephony is connected, as well as Ethernet LAN and the video conferencing system, while the Inmorsat satellite communications system the electromagnetic field is connected to the Inmarsat or Express Yamal satellite, which are connected to the Internet, while to increase the degree of protection of information from unauthorized access on the Inmorsat repeater satellite The communication channel additionally carries out the joint input of the information signal with the message masking algorithm, while the encoding display is formed in the form of a Gauss-Seidel: message masking algorithm - the encoding display is formed in the form of a Gauss-Seidel:

а на приемной стороне декодирующее отображение (дешифрование) имеет ту же форму Гаусса-Зейделя:and on the receiving side, the decoding mapping (decryption) has the same Gauss-Seidel shape:

где -

- операция взятия вычета по mod 2N;where -

- deduction operation in mod 2N;

-

- операция побитового хоr;-

- bitwise hr operation;

- | a+b |2N, | a-b |2N - операции сложения и умножения по mod 2N;- | a + b | 2N, | a-b | 2N - operations of addition and multiplication by mod 2N;

- ab - операция арифметического умножения двух N-разрядных целых чисел с формированием 2N-битового результата;- ab is the operation of arithmetic multiplication of two N-bit integers with the formation of a 2N-bit result;

-

- операция перемешивания битов 2N-битового слова с получением в результате N-битового слова по следующей схеме: из 2N-битового слова выделяется (псевдослучайно) блок из N битов, которые побитово перемножаются по модулю два с оставшимися N-битами исходного 2N-битового слова.-

- the operation of mixing the bits of a 2N-bit word to obtain an N-bit word as follows: from a 2N-bit word, a block of N bits is extracted (pseudo-randomly) that are bitwise multiplied modulo two with the remaining N-bits of the original 2N-bit word .

В схеме преобразования информации добавляется алгоритм маскирования (зашумления) сообщений. При встраивании подобного вида защиты в уже существующую систему связи возникает задача усовершенствования радиотехнических средств без аппаратной доработки, т.е. программным способом. Алгоритм маскирования, используемый на спутнике ретрансляторе, отвечает следующим требованиям: - он имеет гибкую программную реализацию, не привязанную к конкретной аппаратуре; а также возможность преобразовывать информацию на проходе со скоростью не менее 10 Мбит/с и имеет нестационарную стойкость.In the information conversion scheme, an algorithm for masking (noisy) messages is added. When embedding this type of protection in an existing communication system, the task arises of improving radio equipment without hardware refinement, i.e. programmatically. The masking algorithm used on the satellite repeater meets the following requirements: - it has a flexible software implementation that is not tied to specific equipment; as well as the ability to convert information on the passage with a speed of at least 10 Mbit / s and has non-stationary stability.

Наиболее подходящими для реализации в компьютерных системах процедур нестационарно стойких шифров является блочные шифры разового пользования, т.е. шифры, ключевой оператор которых явно зависит от временного параметра t. Характер изменений этого параметра определяет временные интервалы «разового пользования» ключевым материалом. Идея разового пользования была сформулирована в работе [Лидл Р., Пильц Г. Прикладная абстрактная алгебра: Учебное пособие / пер. с англ. - Екатеринбург: Изд. Урал, ун-та. 1996.] на примере преобразования Л. Хилла, где рассматривается аффинное отображение Znq на Znq (здесь Zq - кольцо вычетов по mod q кольца целых чисел Z).The most suitable for the implementation of non-stationary strong ciphers procedures in computer systems is single-use block ciphers, i.e. ciphers whose key operator clearly depends on the time parameter t. The nature of the changes in this parameter determines the time intervals of "one-time use" of key material. The idea of a one-time use was formulated in [Lidl R., Pilz G. Applied Abstract Algebra: Textbook / transl. from English - Yekaterinburg: Publishing. Ural, un-that. 1996.] by the example of L. Hill transformation, where an affine mapping of Znq onto Znq is considered (here Zq is the residue ring mod q of the ring of integers Z).

где элементы матрицы Kt зависят от временного параметра t.where the elements of the matrix Kt depend on the time parameter t.

Для обратимости отображения (1) требуется, чтобы выполнялось условиеFor the invertibility of the mapping (1), it is required that the condition

В такой постановке проблема разового пользования ключом сводится к задаче генерации квадратных матриц Kt, зависящих от параметра t и удовлетворяющих условию (2). Для ее решения были использованы инволютивные и треугольные матрицы. Естественно обобщить этот метод динамического (т.е. зависящего от t) и биективного отображения Znq на Znq, базируясь на генерации в каждый момент t случайных матриц над Zq требуемых порядков. Назовем этот метод обобщенным методом Хилла.In this formulation, the problem of one-time use of the key reduces to the problem of generating square matrices Kt depending on the parameter t and satisfying condition (2). To solve it, involutive and triangular matrices were used. It is natural to generalize this method of the dynamic (i.e., depending on t) and bijective mapping of Znq onto Znq, based on the generation at each moment of t random matrices over Zq of the required orders. We call this method the generalized Hill method.

Сформируем сначала требования, предъявляемые к конструированию подобных отображений.First, we formulate the requirements for the construction of such mappings.

Первое требование: отображение должно удовлетворять принципу Хопфа. В своей классической работе К. Шеннон разработал ряд приемов построения кодирующих (и декодирующих) отображений, которые направлены на осложнение криптоанализа. Это, так называемые, методы распыления и зашумления, которые далее были синтезированы им в метод перемешивания. К. Шеннон отмечает, что к хорошему перемешиванию приводят не коммутирующие между собой процедуры (на примере исследований Е. Хопфа), а также методы, использующие операции разнотипных (т.е. несовместимых) алгебраических систем. Именно последние требования названы принципом Хопфа.First requirement: the mapping must satisfy the Hopf principle. In his classic work, K. Shannon developed a number of techniques for constructing encoding (and decoding) mappings that are aimed at complicating cryptanalysis. These are the so-called spraying and noise methods, which were further synthesized by him into the mixing method. C. Shannon notes that non-commuting procedures (for example, the studies of E. Hopf), as well as methods using operations of heterogeneous (i.e., incompatible) algebraic systems lead to good mixing. It is the latter requirements that are called the Hopf principle.

Второе требование: компьютерная согласованность. Конструируемое отображение должно использовать типы и структуры данных, операции над которыми допускают реализацию в используемой вычислительной среде [4].Second requirement: computer consistency. The constructed mapping should use data types and structures, operations on which can be implemented in the used computing environment [4].

Третье требование: принцип гибкой динамичности. Конструируемое отображение должно обеспечивать в каждый момент времени t гибкое управление рандомизацией ключевого материала.The third requirement: the principle of flexible dynamism. The constructed mapping should provide at each time moment t flexible control of the randomization of key material.

Известный в вычислительной практике метод Гаусса-Зейделя решения систем уравнений подсказывает следующий прием построения динамичного биективного отображения Znq на Znq, удовлетворяющий перечисленным требованиям.The Gauss-Seidel method of solving systems of equations, well-known in computational practice, suggests the following technique for constructing a dynamic bijective mapping Znq onto Znq, which satisfies the above requirements.

1. Модуль q выбирается в виде q=2N, где N - длина регистров используемой вычислительной среды. Предполагается, арифметический процессор обладает устройством умножения двух N-битовых операндов с сохранением 2N-битового результата.1. The module q is selected in the form q = 2N, where N is the length of the registers of the used computing environment. It is assumed that the arithmetic processor has a device for multiplying two N-bit operands while maintaining a 2N-bit result.

2. Генерируется «материнская» случайная матрица над Z2N или в более простом и более гибком случае «псевдослучайная матрица» размерности n'n. n*N бит - размерность блока данных за один раунд маскирования (демаскирования).2. A “parent” random matrix is generated over Z2N or, in a simpler and more flexible case, a “pseudorandom matrix” of dimension n'n. n * N bit - dimension of a data block for one round of masking (unmasking).

3. Кодирующее (шифрующее) отображение формируется в форме Гаусса-Зейделя.3. The coding (encryption) mapping is formed in the form of a Gauss-Seidel.

Все используемые здесь операции не перестановочные и максимально приближены к программной реализации.All operations used here are not permutable and are as close as possible to software implementation.

Алгоритмическая сложность этого типа преобразований, главным образом, определяется n(n-1) операциями над целыми числами и реализацией операции

Также свой вклад в алгоритмическую сложность вносят динамические преобразования ключевой материнской матрицы на каждом шаге кодирования.The algorithmic complexity of this type of transformation is mainly determined by n (n-1) operations on integers and the implementation of the operation

Dynamic transformations of the key mother matrix at each coding step also contribute to the algorithmic complexity.

Если требуется ослабить вычислительную сложность конструируемого отображения, то вместо операции арифметического умножения можно использовать арифметическое сложение целых N-разрядных чисел. Также можно модифицировать операцию

в операцию псевдослучайного считывания N-битового блока из (N+1)-битового слова, в случае применения операций арифметического сложения. В этом случае ослабляется требование к размеру и способу формирования матрицы преобразования. Гибкая динамичность в управлении ключевым материалом достигается за счет использования различных форм псевдослучайных перестановок элементов матрицы преобразования.If it is required to weaken the computational complexity of the constructed mapping, then instead of the arithmetic multiplication operation, we can use the arithmetic addition of integer N-bit numbers. You can also modify the operation

into the operation of pseudo-random reading of an N-bit block from an (N + 1) -bit word, in the case of applying arithmetic addition operations. In this case, the requirement for the size and method of forming the transformation matrix is weakened. Flexible dynamism in managing key material is achieved through the use of various forms of pseudo-random permutations of the elements of the transformation matrix.

Таким образом, алгоритм позволяет варьировать длиной блока в силу наличия такого параметра как размерность матрицы. В зависимости от размера открытого текста можно подбирать и размер матрицы, чтобы снизить число раундов маскирования.Thus, the algorithm allows you to vary the length of the block due to the presence of such a parameter as the dimension of the matrix. Depending on the size of the plaintext, you can choose the size of the matrix to reduce the number of rounds of masking.

Также динамичность в формировании и управлении ключевым материалом дает возможность подбирать сложность и скорость маскирующих преобразований в зависимости от поставленных задач.Also, the dynamism in the formation and management of key material makes it possible to select the complexity and speed of masking transformations depending on the tasks.

На чертеже представлена блок схема цифрового комплекса спутниковой системы связи. Она содержит:The drawing shows a block diagram of a digital complex satellite communications system. It contains:

1 - комплекс цифровой связи (КЦС) в который входит:1 - a complex of digital communications (MCC) which includes:

2 - земная станция спутниковой связи Ки-диапазона;2 - Ki-band satellite communications earth station;

3 - навигационная система;3 - navigation system;

4 - маршрутизатор ЛВПД;4 - the router

5 - коммутатор Ethernet KDGL;5 - Ethernet switch KDGL;

6 - мультисвитч;6 - multiswitch;

7 - автоматизированное место оператора;]7 - automated operator's place;]

8- программное обеспечение;8- software;

9 - спутниковая система «Инморсат»;9 - satellite system "Inmorsat";

10 - спутниковая система «Экспресс Ямал»;10 - satellite system "Express Yamal";

11- сеть Интернет.11- the Internet.

Земная станция спутниковой связи Ки-диапазона 2 - основной элемент КЦС, предназначена для организации видеоконференцсвязи, высокоскоростного доступа в сеть Интернет, IP-телефонии, а также для приема спутникового телевидения в Ки-диапазоне на стоянках и в движении. При этом скорость передачи КЦС 1 обеспечивается до 2 Мбит/с, что подтверждается соответствующими расчетами. Станция построена по модульному типу с использованием стандартных протоколов, что позволяет осуществлять модернизацию станции по частям, с меньшими затратами, обеспечением преемственности и унификации. В станции спутниковой связи Ки-диапазона применен вариант антенной системы исполнения SOTM 0,6 м, предназначенный для обеспечения связи в движении (Satcom-On-The-Move) при работе станции через КА, расположенные как на ГСО (КА серии «Ямал», «Экспресс»), так и на ВЗО типа «Молния» или «Тундра» (перспективные КА, которые будут работать в Ки-диапазоне).Ki-band satellite communications earth station 2 - the main element of the MCC, is designed for video conferencing, high-speed Internet access, IP-telephony, as well as for receiving satellite television in the Ki-band in parking lots and on the move. In this case, the MCC 1 transmission rate is provided up to 2 Mbps, which is confirmed by the corresponding calculations. The station was built in a modular type using standard protocols, which allows for the modernization of the station in parts, at lower cost, ensuring continuity and unification. In the Ki-band satellite communications station, a version of the SOTM antenna system of 0.6 m was used, designed to provide communications in motion (Satcom-On-The-Move) when the station operates through spacecraft located both on the GSO (Yamal-class spacecraft, “Express”), as well as at the VZO type “Lightning” or “Tundra” (promising spacecraft that will operate in the Ki-band).

Для каждого вида корабля, судна учитываются конструктивные особенности эксплуатации КЦС 1 и разработаны рекомендации по его использованию.For each type of ship, ship, the design features of the operation of the MCC 1 are taken into account and recommendations for its use are developed.

Навигационная система 3 предназначена для осуществления приема сигналов ГЛОНАСС/GPS, формирования и выдачи потребителям (средствам связи кораблям, судам) привязанных ко времени навигационных параметров движения последних. Навигационная система КЦС 1 строится методом комплексирования бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС-501) и угломерной системы, работающей на основе приема навигационных сигналов ГЛОНАСС/GPS.Navigation system 3 is designed to receive GLONASS / GPS signals, generate and issue to consumers (communications vehicles, ships) the navigation parameters of movement of the latter, tied to the time. The navigation system KCC 1 is built by combining a strapdown inertial navigation system (BINS-501) and a goniometric system based on the reception of GLONASS / GPS navigation signals.

Для каждого вида корабля, судна разрабатывается своя система навигации, учитывающая его особенности. В случае возможности выдачи навигационной информации штатным оборудованием корабля (самолета) изделие не устанавливается, а КЦС сопрягается с ним.For each type of ship, ship, its own navigation system is developed, taking into account its features. If it is possible to provide navigation information with the standard equipment of the ship (aircraft), the product is not installed, but the MCC is interfaced with it.

Маршрутизатор ЛВПД - 4 обеспечивает: а) прием и передачу данных в виде IP-трафика, поступающего от абонента локальной сети 10/100 Fast Ethernet; б) подсоединение до семи внешних источников данных (каналов), подключенных по сети 10/100 Fast Ethernet, в том числе: наземная магистральная каналообразующая аппаратура; модемы 3G/4G; станция спутниковой связи VSAT; другая каналообразующая аппаратура, имеющая сходные параметры; в) ретрансляцию данных абонентов локальной сети через несколько выбранных каналов в режиме дублирования; г) получение данных через каналы, устранение искусственного дублирования информации и последующую ее пересылку абонентам локальной сети; д) передачу данных протокола TCP, UDP, ICMP, а также других протоколов IP.The LAN-4 router provides: a) reception and transmission of data in the form of IP traffic coming from a subscriber of a 10/100 Fast Ethernet LAN; b) connecting up to seven external data sources (channels) connected via a 10/100 Fast Ethernet network, including: ground-based main channel-forming equipment; 3G / 4G modems; VSAT satellite communications station; other channel-forming equipment having similar parameters; c) relaying the data of local network subscribers through several selected channels in the duplication mode; d) receiving data through channels, eliminating artificial duplication of information and its subsequent transmission to local network subscribers; e) data transmission of the TCP, UDP, ICMP protocol, as well as other IP protocols.

Коммутатор Ethernet KDGL - 5 линии высокоскоростной передачи данных (ЛВПД) предназначен для коммутации каналов ЛВПД. Коммутатор Ethernet ЛВПД 5 обеспечивает, подключение необходимого числа каналов ЛВПД.Ethernet switch KDGL - 5 lines of high-speed data transmission (LAN) is designed for switching channels of LAN. The Ethernet switch 5 provides the connection of the required number of channels of the LAN.

Мультисвитч - 6 обеспечивает прием полезного сигнала не менее чем на шести оконечных устройствах.Multiswitch - 6 provides reception of a useful signal on at least six terminal devices.

Управление и контроль работы КЦС 1 осуществляется с автоматизированного рабочего места оператора 7 при помощи специально разработанной программы 8.Management and control of the work of MCC 1 is carried out from the automated workstation of the operator 7 using a specially designed program 8.

Комплекс цифровой связи позволяет: подключение нескольких источников Ethernet (не менее двух станций спутниковой связи, GSM-связи, другие внешние источники Ethernet.The digital communication complex allows you to: connect multiple Ethernet sources (at least two satellite communications stations, GSM communications, other external Ethernet sources.

Предлагаемый комплекс цифровой связи обеспечивает возможность повышение степени защиты информации от несанкционированного доступа в канале связи.The proposed complex of digital communication provides the opportunity to increase the degree of protection of information from unauthorized access in the communication channel.

Claims

Способ повышения степени защиты информации от несанкционированного доступа в цифровом комплексе спутниковой системы связи, заключающейся в том, что для повышения степени защиты информации от несанкционированного доступа на спутнике ретрансляторе «Инмарсат» в канале связи дополнительно осуществляют совместный ввод информационного сигнала с алгоритмом маскирования сообщений, при этом кодирующее отображение формируется в форме Гаусса-Зейделя:A way to increase the degree of protection of information from unauthorized access in the digital complex of the satellite communication system, which consists in the fact that to increase the degree of protection of information against unauthorized access on the satellite relay "Inmarsat" in the communication channel additionally carry out the joint input of the information signal with the algorithm for masking messages, while the coding mapping is formed in the form of a Gauss-Seidel:

а на приемной стороне декодирующее отображение, дешифрование имеет ту же форму Гаусса-Зейделя:and on the receiving side, the decoding mapping, decryption has the same Gauss-Seidel shape:

где -

- операция взятия вычета по mod 2N;where -

- deduction operation in mod 2N;

-

- операция побитового хоr;-

- bitwise hr operation;

-

- операция перемешивания битов 2М-битового слова с получением в результате N-битового слова по следующей схеме: из 2М-битового слова выделяется (псевдослучайно) блок из N битов, которые побитово перемножаются по модулю два с оставшимися N-битами исходного 2N-битового слова.-

- the operation of mixing the bits of a 2M-bit word to obtain an N-bit word as follows: from a 2M-bit word, a block of N bits is extracted (pseudo-randomly) that are bitwise multiplied modulo two with the remaining N-bits of the original 2N-bit word .