Преобразование речевого сигнала

Обычно для преобразования речевого сигнала используется так называемый вокодер - устройство, выделяющее существенные параметры речи и преобразующее их в цифровую форму. Однако в этом случае, хотя речь и сохраняет требуемую разборчивость, опознать собеседника по тембру голоса часто бывает затруднительно, так как голос воспроизводится речевым синтезатором и имеет однообразный «металлический» оттенок. Правда, если для сигнала, зашифрованного цифровым способом, использовать канал с широкой полосой (волоконно-оптическую линию или радио-релейную связь), то можно сделать качество речевого сигнала достаточно высоким.

Для нормальной работы телефона с устройством защиты на отечественных телефонных каналах скорость передачи информации на выходе блока шифрации, а значит и вокодера, не должна превышать 4800 бит/с. При этом слоговая разборчивость достигает 99 % при вполне удовлетворительной узнаваемости голоса абонента. Кстати, обычный телефонный канал считается каналом среднего качества, если обеспечивает слоговую разборчивость порядка 85-88 %.

По результатам ряда исследований на московских телефонных линиях получены следующие данные: нормальную работу на скорости передачи 2400 бит/с обеспечивают почти 90 % каналов связи, на скорости 4800 бит/с - уже только 60 % и на скорости 9600 бит/с - всего 35 %. Следовательно, наиболее надежную работу обеспечит аппаратура со скоростью передачи информации 2400 бит/с. В идеале слоговая разборчивость должна быть не хуже, чем в обычном телефонном канале.

Синхронизация и ввод ключей.

При цифровом шифровании речевого сигнала сложной проблемой (вследствие высоких скоростей передачи информации) является и проблема ввода ключей, а также проблема синхронизации. Необходимо добиться того, чтобы шифраторы на приемном и передающем концах линии связи начинали работать строго одновременно и не уходили ни на один такт во время всего сеанса. При этом должны сохраниться такие ценные качества телефонной связи, как удобство ведения разговора и быстрота вхождения в связь. Это удается достичь только за счет существенного усложнения аппаратуры, зачастую с введением в ее состав устройств компьютерного типа. Поэтому пусть вас не удивляет очень высокая стоимость хорошего цифрового скремблера.

Зато к несомненным достоинствам систем с цифровым шифрованием можно отнести высокую надежность закрытия информации, особенно при использовании стандартизированных на государственном уровне алгоритмов шифрования таких, как DES (США) и ГОСТ 28147-89 (Россия).

Алгоритм DES (Data Encryption Standard) стал результатом плодотворного сотрудничества трех организаций Национального бюро стандартов (NBS), Управления национальной безопасности (NSA) и фирмы IBM. Он стал одним из первых «открытых» шифроалгоритмов, схемы которого были опубликованы еще 17 марта 1975 года. Секретными для него являются только ключи, с помощью которых осуществляется кодирование и декодирование информации.

Другим преимуществом систем цифрового кодирования является возможность применения открытого распределения ключей: в такой аппа-

ратуре перед каждым сеансом связи передатчик и приемник автоматически обмениваются открытыми ключами, на основе которых вычисляется секретный сеансовый ключ. Использование этого метода снимает проблему изготовления и рассылки ключей, а также исключает утечку информации из-за недобросовестного хранения и обращения с ключевыми носителями. Недостатками устройств этого класса являются техническая сложность, неустойчивая работа в каналах с большим затуханием и низкая узнаваемость голоса абонента.

При ведении переговоров работа генератора псевдослучайной последовательности происходит по заданному алгоритму, причем начальная установка для каждого нового разговора вырабатывается и устанавливается в шифраторе заново сразу после ввода ключа, при этом в хорошем скремблере синхронизация осуществляется настолько быстро, что собеседники этого просто не замечают. Выпускаются также универсальные телефонные шифраторы, которые могут работать с различными видами линий связи. При этом степень закрытия остается одинаково высокой, а качество речи тем выше, чем шире полоса пропускания канала. Такая универсальность достигается с помощью модемов и дополнительных связных устройств (рис. 257).

Рис. 257. Схема организации закрытого канала связи