Войти
Безопасная радиосистема Gretacoder 210. 
Защищенная голосовая система CVX-396, Crypto AG Защищенная голосовая связь (альтернативно защищенная речь или шифрование ) - термин в криптографии для шифрования голосовой связи в различных типах связи, таких как радио, телефон или IP.
Внедрение шифрования голоса восходит к Второй мировой войне, когда безопасность связи была первостепенной для вооруженных сил США. В это время в голосовой сигнал просто добавлялся шум, чтобы враги не могли подслушивать разговоры. Шум добавлялся путем воспроизведения записи шума синхронно с голосовым сигналом, и когда голосовой сигнал достигал приемника, шумовой сигнал вычитался, оставляя исходный голосовой сигнал. Для того, чтобы вычесть шум, приемник должен иметь точно такой же шумовой сигнал, а записи шума производились только парами; один для передатчика и один для приемника. Наличие только двух копий записей сделало невозможным для неправильного получателя расшифровать сигнал. Для внедрения системы армия заключила контракт с Bell Laboratories, и они разработали систему под названием SIGSALY. При использовании SIGSALY десять каналов использовались для выборки спектра голосовой частоты от 250 Гц до 3 кГц, а два канала были выделены для выборки высоты голоса и фонового шипения. Во времена SIGSALY транзистор не был разработан, и цифровая выборка производилась с помощью схем, использующих вакуумную лампу модели 2051 Thyratron. Каждый терминал SIGSALY использовал 40 стоек оборудования весом 55 тонн и занимал большое помещение. Это оборудование включало радиопередатчики и приемники, а также большие проигрыватели пластинок. Голос был привязан к двум 16-дюймовым виниловым пластинкам для фонографа, которые содержали звуковой тон с частотной манипуляцией (FSK). Записи воспроизводились на больших точных проигрывателях синхронно с передачей голоса.
С момента появления шифрования голоса до сегодняшнего дня методы шифрования претерпели значительные изменения. Цифровые технологии эффективно заменили старые аналоговые методы шифрования голоса, а за счет использования сложных алгоритмов шифрование голоса стало гораздо более безопасным и эффективным. Одним из относительно современных методов шифрования голоса является кодирование поддиапазона. При поддиапазонном кодировании речевой сигнал разделяется на несколько частотных диапазонов с использованием нескольких полосовых фильтров, которые покрывают конкретные интересующие частотные диапазоны. Выходные сигналы полосовых фильтров затем преобразуются в нижних частотах, чтобы уменьшить полосу пропускания, что снижает частоту дискретизации. Затем сигналы нижних частот квантуются и кодируются с использованием специальных методов, таких как Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ). После этапа кодирования сигналы мультиплексируются и отправляются по сети связи. Когда сигнал достигает приемника, обратные операции применяются к сигналу, чтобы вернуть его в исходное состояние. Система шифрования речи была разработана в Bell Laboratories в 1970-х годах Субхашем Каком и Никилом Джаянтом. В этой системе матрицы перестановок использовались для скремблирования кодированных представлений (таких как Импульсно-кодовая модуляция и варианты) речевых данных. Motorola разработала систему шифрования голоса (DVP) как часть своего первого поколения методов шифрования голоса. DVP использует метод самосинхронизирующегося шифрования , известный как шифрованная обратная связь (CFB). Чрезвычайно большое количество возможных ключей, связанных с ранним алгоритмом DVP, делает алгоритм очень надежным и обеспечивает высокий уровень безопасности. Как и в других системах шифрования с симметричным ключом, ключ шифрования требуется для дешифрования сигнала с помощью специального алгоритма дешифрования.
Цифровой защищенный голос обычно включает в себя два компонента: дигитайзер для преобразования речи в цифровые сигналы и систему шифрования для обеспечения конфиденциальности. На практике сложно отправить зашифрованный сигнал по той же полосе частот коммуникационных схем, используемых для передачи незашифрованного голоса, например аналоговые телефонные линии или мобильные радиостанции в связи с расширением полосы пропускания.
Это привело к использованию голосовых кодеров (вокодеров ) для достижения сжатия речевых сигналов с узкой полосой пропускания. NSA STU-III, KY-57 и SCIP являются примерами систем, которые работают с существующим голосом схемы. Система STE, напротив, требует широкополосных линий ISDN для нормального режима работы. Для шифрования GSM и VoIP, которые в любом случае являются цифровыми, можно использовать стандартный протокол ZRTP в качестве сквозного шифрования технологии.
Надежность защищенного голоса значительно выигрывает от сжатия голосовых данных до очень низких скоростей передачи с помощью специального компонента, называемого кодирование речи, сжатие голоса или кодировщик голоса (также известный как вокодер ). К старым стандартам безопасного сжатия речи относятся (CVSD, CELP, LPC-10e и MELP, где последний стандарт - это состояние художественный алгоритм MELPe.
MELPe или расширенный- MELP (линейное прогнозирование смешанного возбуждения) - это стандарт кодирования речи Министерства обороны США, используемый в основном в военных приложениях и спутниковой связи, защищенной голосовой связи и защищенных радиоустройствах. Его разработка велась и поддерживалась АНБ и НАТО.. Стандарт защищенной голосовой связи MELPe правительства США также известен как MIL-STD-3005, а стандарт защищенной голосовой связи НАТО MELPe также известен как STANAG -4591.
Первоначальный MELP был изобретен Аланом МакКри примерно в 1995 году. Этот первоначальный речевой кодер был стандартизирован в 1997 году и был известен как MIL-STD-3005. Он превзошел других кандидатов в вокодеры в конкурсе Министерства обороны США, включая: (a) (FSHC), (b) Advanced Multi-B и Возбуждение (AMBE), (c) (EMBE), (d) (STC) и (e) (SBC). Из-за своей меньшей сложности, чем кодер с интерполяцией формы волны (WI), вокодер MELP выиграл конкурс Министерства обороны США и был выбран для MIL-STD -3005.
В период с 1998 по 2001 год был создан новый вокодер на основе MELP с половинной скоростью (т. Е. 1200 бит / с), а в MIL-STD-3005 были внесены существенные улучшения (позже приобретенные Microsoft ), ATT Corporation, и которые включали (а) дополнительный новый вокодер с половинной скоростью (т.е. 1200 бит / с), (б) существенно улучшенное кодирование (анализ), (в) существенно улучшенное декодирование (синтез), (d) предварительная обработка шума для удаления фонового шума, (e) транскодирование между потоками 2400 бит / с и 1200 бит / с, и (f) новый постфильтр. Это довольно важное развитие было направлено на создание нового кодировщика с половинной скоростью и совместимость со старым стандартом MELP. Этот расширенный MELP (также известный как MELPe) был принят как новый MIL-STD-3005 в 2001 году в виде приложений и дополнений к исходному MIL-STD-3005, обеспечивая то же качество, что и старый MELP со скоростью 2400 бит / с. в два раза меньше. Одно из самых больших преимуществ нового MELPe со скоростью 2400 бит / с заключается в том, что он использует тот же битовый формат, что и MELP, и, следовательно, может взаимодействовать с устаревшими системами MELP, но будет обеспечивать лучшее качество на обоих концах. MELPe обеспечивает гораздо лучшее качество, чем все старые военные стандарты, особенно в шумных средах, таких как поле боя, автомобили и самолеты.
В 2002 году, после обширных соревнований и испытаний, MELPe Министерства обороны США со скоростью 2400 и 1200 бит / с был принят также как стандарт НАТО, известный как STANAG -4591. В рамках тестирования НАТО нового стандарта НАТО, MELPe был протестирован против других кандидатов, таких как HSX (Harmonic Stochastic eXcitation) Франции и SB-LPC Турции (Split-Band Linear Predictive Coding), а также старые стандарты безопасной передачи голоса, такие как FS1015 LPC-10e (2,4 кбит / с), FS1016 CELP (4,8 кбит / с) и CVSD (16 кбит / с). Впоследствии MELPe выиграл также конкурс НАТО, превзойдя по качеству всех других кандидатов, а также по качеству всех старых стандартов защищенной голосовой связи (CVSD, CELP и LPC-10e ). Конкурс NATO пришел к выводу, что MELPe существенно улучшил производительность (с точки зрения качества речи, разборчивости и помехозащищенности) при одновременном снижении требований к пропускной способности. Тестирование НАТО также включало тесты на совместимость, использовало более 200 часов речевых данных и проводилось в 3 испытательных лабораториях по всему миру. Inc, в рамках проектов на основе MELPe, выполненных для АНБ и НАТО, предоставила АНБ и НАТО специальную испытательную платформу, известную как устройство, которая обеспечивала золотой справочник в режиме реального времени. реализация MELPe. Недорогое оконечное оборудование данных (DTE) FLEXI-232, созданное на основе золотой справки, очень популярно и широко используется для оценки и тестирования MELPe в реальном времени, в различных каналах и сетях, а также в полевых условиях.
Конкурс NATO пришел к выводу, что MELPe существенно улучшил производительность (с точки зрения качества речи, разборчивости и помехоустойчивости) при одновременном снижении требований к пропускной способности. Тестирование НАТО также включало тесты на совместимость, использовало более 200 часов речевых данных и проводилось в 3 испытательных лабораториях по всему миру.
В 2005 году был добавлен новый вариант MELPe со скоростью 600 бит / с от Thales Group (Франция ) (без обширного конкурса и тестирования, как это было выполнено для 2400 / 1200 бит / с MELPe) к стандарту НАТО STANAG-4591, и есть более продвинутые попытки снизить битрейт до 300 бит / с и даже 150 бит / с.
В 2010 году Lincoln Labs., BBN, и General Dynamics также разработали для DARPA устройство MELP со скоростью 300 бит / с. Его качество было лучше, чем у MELPe 600 бит / с, но задержка была больше.
В романе Александра Солженицына Первый круг записанный телефонный звонок персонажа Володина прослеживается до него, поскольку он не зашифрован должным образом. Для его расшифровки используется спектральный анализ.
