ассистент кафедры вычислительных систем и сетей Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения
кандидат технических наук, доцент кафедры вычислительных систем и сетей
Рассмотрена задача обеспечения конфиденциальности звуковой информации, передаваемой по каналу связи с пакетной передачей. Анализ предметной области показал, что для обеспечения конфиденциальности переговоров используются, в основном, криптографические методы. Однако, наряду с ними, начинают применяться матричные методы защитного кодирования, с реализацией на программируемых логических интегральных схемах или процессорах цифровой обработки сигналов. Данные методы, используя случайные матрицы, накладывают дополнительные инструментальные ошибки при декодировании. Целью исследования является оценка качества защитного кодирования – маскирования звуковых данных квазиортогональными структурированными матрицами. Предложенный в работе метод маскирования цифровой звуковой информации квазиортогональными матрицами отличается от известных предсказуемыми результатами и простотой реализацией. Предложен подход оценки результата маскирования, альтернативный классическому использованию метрик. Он основан на анализе спектральной составляющей сигнала. Показано, что маскирование квадратной матрицей Мерсенна ‒ Уолша приводит цифровую звуковую информацию, представленную в виде матрицы, к виду, близкому по спектру к белому шуму. Это надежно защищает ее в коммуникационном канале от несанкционированного доступа. Полученные результаты показывают перспективность применения предлагаемого метода и предполагают исследование влияния выбора структур ортогональных матриц и их размеров на результаты маскирования.
This article considered the guarantee of confidentiality task of audio information transmitted over a packet communication channel. Domain analysis showed, that in most cases cryptographical method used for guarantee of confidentiality of audio information, however, along with them, matrix methods of protective coding used, with implementation on FPGA or DSP processors. These methods, using random matrices, impose additional instrumental errors during decoding. The purpose of the study: is to assess the quality of protective coding ‒ masking of audio data by quasi-orthogonal structured matrices. The proposed method of masking digital audio information by quasi-orthogonal matrices differs from the known ones in predictable results and simplity of implementation. An alternative approach to the classical use of metrics is proposed for evaluating the result of masking. It is based on the analysis of the spectral component of the signal. It is shown that masking with a square Mersenne ‒ Walsh matrix brings digital audio information, presented in the form of a matrix, to a form close in spectrum to white noise. This reliably protects it in the communication channel from unauthorized access. The obtained results showed that the proposed method is promising and suggests the study of the influence of the choice of orthogonal matrix structures and their sizes on the results of masking.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.