Скремблеры. Принцип работы скремблера

Всех приветствую!!!
Сегодня - в день войск радиоэлектронной борьбы давайте порассуждаем о опасностях возникающих при использование портативных УКВ радиостанций и о мерах их предотвращения.

Как правило большинство камрадов приобретает несколько раций для связи с близкими, друзьями, родственниками. Выбирается понравившаяся частота, придумываются позывные и вперед .

При возникновение чрезвычайных ситуаций как техногенного так и социального характера возможно радиосвязь окажется основным средством связи.


Разумеется этим воспользуются и различные криминальные элементы в своих корыстных целях. Способ довольно примитивен: приобретается обычная любительская радиостанция (например Baofeng UV-5R, Baofeng UV-B5, Alinco DJ-500, KENWOOD, Yaesu VX-6R и тд.) и начинается сканирование частот. Предпочтение отдается разрешенным LPD и PRM на UHF и 144,000-146,00Мгц в VHF диапазоне. Скорость сканирования медленная (никто не будет покупать дорогой радио сканер) но за счет усердия и времени удается найти общающихся сограждан. Из подслушанных диалогов становится понятно о целях и задачах добропорядочных граждан, узнается благосостояние (наличие еды крова и других благ во время катастрофы), определяется примерное расположение (сделать это не сложно: общающиеся часто употребляют слова «я у озера… стою рядом с красным домом… сейчас пойдем на родник и тд...» берется карта местности, откладывается на ней круг радиусом 3-5км от прослушивающего и ищутся внутри этого круга услышанные ранее ориентиры). Ну а дальше как говорится - дело техники, сделают засаду или сами наведаются…


Пример подслушанного разговора охотников:
«Вась мы с Михалычем сейчас завтракаем и выдвигаемся с зимовья к тебе, машины решили оставить - грязюка большая» - вот преступники уже знают что зимовье (вряд ли их много в округе поэтому они сразу поймут о каком конкретно месте идет речь) скоро опустеет, хозяева придут не скоро машины можно курочить безбоязненно.


Что же делать?
Необходимо сократить возможность прослушивания вас другими абонентами, сделать это не сложно:
1) Выберете нестандартную частоту .
Например в LPD диапазоне между 1 каналом (433,075Мгц) и 2 каналом (433,100Мгц) есть целых 25Кгц - частота 433,085Мгц и будет нестандартной. Если вдруг в связи с возникновением чрезвычайной ситуации правительство снимет запрет на использование других радиочастот сразу уходить с LPD и PRM частот, на любые другие доступные вашей радиостанции.
2) Используйте малый шаг .
Например не все рации имеют шаг настройки 2,5Кгц или 6,25Кгц
3) По возможности используйте малую мощность при передачи .
Если вы знаете что ваш собеседник находится не далеко от вас и рация позволяет переключить мощность на более меньшую - необходимо это сделать. Так вы сократите расход аккумуляторной батареи радиостанции а главное уменьшите радиус вашей слышимости для других абонентов. Например средняя дальность 5Вт радиостанции составит 3-5км (в зависимости от условий) а 0,5Вт всего 0,2-1км.


4) Используйте цифровую радиосвязь .
Цифровые радиостанции мало распространены (на аналоговую радиоаппарату цифровой сигнал будет недоступен) и как правило обладают цифровыми способами защиты информации
5) Применение скремблера .
Скремблер это шифратор речи, или как он называется по другому маскиратор речи. Скремблер в рациях это прибор, в виде встраиваемой платы, который кодирует передаваемую речь определенным образом при отправке сигнала, и воспроизводит при получении сигнала. На рациях используется при наличии разрешения.
К сожалению на территории РФ применение радиостанций со скремблером запрещены но если вы в стране где данные устройство разрешены - используйте, только учтите что при включенном скремблере дальность радиосвязи может упасть.


6) Разнос частот .
Если абонентов только двое - настройте ваши рации что бы на них прием и передача были на разных частотах. Например:
Радиостанция №1
-частота передачи TX 433,075Мгц
-частота приема RX 434,775Мгц
Радиостанция №2
-частота передачи TX 434,775Мгц
-частота приема RX 433,075Мгц


7) Наличие запасного канала связи .
Уходя ку да либо обговорите с вторым абонентом на какую частоту переходить в случае непредвиденных обстоятельств.
Например:
частота №1 -433,550Мгц - основная
частота №2 -434,750Мгц - запасная
Рекомендуется так же при переходе на последующую частоту менять и позывные (что бы подслушивающий подумал что он слушает уже новых сограждан). Переходить на новую частоту необходимо по кодовому слову (например «шеф усе пропало!!!» что означает «переходим на частоту №2») или согласно установленному времени - так прослушивающий будет оставаться на старой частоте ожидая очередного сеанса связи, а вы уже будете общаться на новой частоте.
С Днем Войск Радиоэлектронной Борьбы!!!
Спасибо за внимание

Принцип защиты телефонных переговоров методом скремблирования технически сложен, но если рассмотреть его схематично, то поддается пониманию любого человека. Скремблер это устройство - которое подключается к телефонному аппарату (мобильный или стационарный) и ваш голос сначала шифруется, а затем, в зашифрованном виде уже поступает в телефонную сеть. Для того что бы прослушать эту зашифрованную речь понадобится такой же скремблер, настроенный на определенный режим работы. То есть скремблер - это, как правило, парное оборудование.



На иллюстрации вы видите форму нормального аудио сообщения и скремблированого. Фрагмент нормально голосового сообщения делится на короткие интервалы и каждый такой интервал меняется местами с другим фрагментом. Все это происходит в определенном алгоритме. Более того каждый фрагмент инвертируется. В итоге, в эфир телефонных переговоров выдается скремблированное сообщение и звучит оно как полная неразбериха. Прослушать такое сообщение можно только с помощью другого скремблера и настроившись на соответствующий режим.


Ниже приведены примеры разговоров в обычном режиме между двумя абонентами и с использованием скремблера.

  • В первом варианте записана речь, слышимая при общение без использования скремблеров. То есть как слышен голос при обычном разговоре по сотовому телефону.
  • Во втором варианте общение между абонентами происходит с применением скремблеров (закрытый режим). В данном варианте записи можно услышать звук, который слышат или записывают третьи лица, подключившиеся к вашему разговору.
  • В третьем варианте показана разборчивость речи, которую слышит абонент после ее восстановления после скремблирования. То есть, что слышит абонент использующий скремблер, в разговоре в закрытом режиме.

Живой скремблер?
Смотрим фильм "Говорящие с ветром"

Отличным дополнением к этой статье будет видео из культового фильма с Николасом Кейджем - "Говорящие с ветром". В этом фильме отлично показана вся суть скремблера . Именно 2 индейца в фильме и выступают в роле ЖИВЫХ СКРЕМБЛЕРОВ.

Николас Кейдж получает важное задание — охранять в бою шифровальщика, индейца навахо Бена Язи (Адам Бич). Одновременно аналогичное задание получает сержант Окс Андерсон (Кристиан Слэйтер), назначенный телохранителем другого индейца — Чарли Уайтхорза (Роджер Уилли). Шифровальный код, основанный на языке навахо, остаётся нераскрытым японцами и не должен к ним попасть ни при каких условиях, поэтому Эндерс и Андерсон имеют секретный приказ убить своих подопечных, если возникнет угроза их пленения противником.

Шифровальный алгоритм. Симметричные криптоалгоритмы

Хорошие криптографические системы создаются таким образом, чтобы сделать их вскрытие как можно более трудным делом.

Теоретически, любой шифровальный алгоритм с использованием ключа может быть вскрыт методом перебора всех значений ключа. В случае, если ключ подбирается методом грубой силы, требуемая мощность компьютера растет экспоненциально с увеличением длины ключа. Ключ длиной в 32 бита требует 2 32 (около 10 9) шагов. Такая задача под силу любому дилетанту и решается на домашнем компьютере. Системы с 40-битным ключом требуют 2 40 шагов - такие компьютерные мощности имеются в большинстве университетов и даже в небольших компаниях. Системы с 56-битными ключами требуют для вскрытия заметных усилий, однако могут быть легко вскрыты с помощью специальной аппаратуры. Ключи длиной 64 бита в настоящий момент могут быть вскрыты крупными государствами и уже в ближайшие несколько лет будут доступны для вскрытия преступными организациями, крупными компаниями и небольшими государствами. Ключи длиной 80 бит могут в будущем стать уязвимыми. Ключи длиной 128 бит, вероятно, останутся недоступными для вскрытия методом грубой силы в обозримом будущем.

Многие шифры вскрываются без перебора всех возможных комбинаций.

Длины ключей, используемых в криптографии с открытым ключом обычно значительно больше, чем в симметричных алгоритмах. Здесь проблема заключается не в подборе ключа, а в воссоздании секретного ключа по открытому.

Сложность вскрытия систем с открытым ключом (например, системы RSA) оценвается исходя из того, что модули длиной 256 бит легко факторизуются обычными программистами. Ключи в 384 бита могут быть вскрыты исследовательской группой университета или компании. 512-битные ключи находятся в пределах досягаемости крупных государств. Ключи длиной в 768 бит, вероятно, не будут надежны продолжительное время. Ключи длиной в 1024 бит могут считаться безопасными до тех пор, пока не будет существенного прогресса в алгоритме факторизации, ключи длиной в 2048 большинство считает надежными на десятилетия.

Скремблерами называются программные или аппаратные реализации алгоритма, позволяющего шифровать побитно непрерывные потоки информации.

Сам скремблер представляет из себя набор бит, изменяющихся на каждом шаге по определенному алгоритму. После выполнения каждого очередного шага на его выходе появляется шифрующий бит - либо 0, либо 1, который накладывается на текущий бит информационного потока операцией XOR.

В последнее время сфера применения скремблирующих алгоритмов значительно сократилась. Это объясняется в первую очередь снижением объемов побитной последовательной передачи информации, для защиты которой были разработаны данные алгоритмы. Практически повсеместно в современных системах применяются сети с коммутацией пакетов, для поддержания конфиденциальности которой используются блочные шифры. А их криптостойкость превосходит, и порой довольно значительно криптостойкость скремблеров.



Суть скремблирования заключается в побитном изменении проходящего через систему потока данных. Практически единственной операцией, используемой в скремблерах является XOR - «побитное исключающее ИЛИ». Параллельно прохождению информационного потока в скремблере по определенному правилу генерируется поток бит - кодирующий поток. Как прямое, так и обратное шифрование осуществляется наложением по XOR кодирующей последовательности на исходную.

Генерация кодирующей последовательности бит производится циклически из небольшого начального объема информации - ключа - по следующему алгоритму. Из текущего набора бит выбираются значения определенных разрядов и складываются по XOR между собой. Все разряды сдвигаются на 1 бит, а только что полученное значение («0» или «1») помещается в освободившийся самый младший разряд. Значение, находившееся в самом старшем разряде до сдвига добавляется в кодирующую последовательность, становясь очередным ее битом.

Декодирование заскремблированных последовательностей происходит по той же самой схеме, что и кодирование. Именно для этого в алгоритмах применяется результирующее кодирование по «исключающему ИЛИ» - схема, однозначно восстановимая при раскодировании без каких-либо дополнительных вычислительных затрат.

Главная проблема шифров на основе скремблеров - синхронизация передающего и принимающего устройств. При пропуске или ошибочном вставлении хотя бы одного бита вся передаваемая информация необратимо теряется. Поэтому, в системах шифрования на основе скремблеров очень большое внимание уделяется методам синхронизации. На практике для этих целей обычно применяется комбинация двух методов:

Добавление в поток информации синхронизирующих битов, заранее известных приемной стороне, что позволяет ей при не нахождении такого бита активно начать поиск синхронизации с отправителем;

Использование высокоточных генераторов временных импульсов, что позволяет в моменты потери синхронизации производить декодирование принимаемых битов информации «по памяти» без синхронизации.

Число бит, охваченных обратной связью, то есть разрядность устройства памяти для порождающих кодирующую последовательность бит называется разрядностью скремблера. Изображенный выше скремблер имеет разрядность 5. В отношении параметров криптостойкости данная величина полностью идентична длине ключа блочных шифров, который будет проанализирован далее. На данном же этапе важно отметить, что чем больше разрядность скремблера, тем выше криптостойкость системы, основанной на его использовании.

При достаточно долгой работе скремблера неизбежно возникает его зацикливание. По выполнении определенного числа тактов в ячейках скремблера создастся комбинация бит, которая в нем уже однажды оказывалась, и с этого момента кодирующая последовательность начнет циклически повторяться с фиксированным периодом. Данная проблема неустранима по своей природе, так как в N разрядах скремблера не может пребывать более 2 N комбинаций бит, и, следовательно, максимум, через, 2 N -1 циклов повтор комбинации обязательно произойдет. Комбинация «все нули» сразу же исключается из цепочки графа состояний скремблера - она приводит скремблер к такому же положению «все нули». Это указывает еще и на то, что ключ «все нули» неприменим для скремблера. Каждый генерируемый при сдвиге бит зависит только от нескольких бит хранимой в данный момент скремблером комбинации. Поэтому после повторения некоторой ситуации, однажды уже встречавшейся в скремблере, все следующие за ней будут в точности повторять цепочку, уже прошедшую ранее в скремблере.

И вот здесь математика преподнесла криптографии подарок. Следствием одной из теорем доказывается, что для скремблера любой разрядности N всегда существует такой выбор охватываемых обратной связью разрядов, что генерируемая ими последовательность бит будет иметь период, равный 2 N -l битам. Так, например, в 8-битном скремблере, при охвате 0-го, 1-го, 6-го и 7-го разрядов действительно за время генерации 255 бит последовательно проходят все числа от 1 до 255, не повторяясь ни разу.

Существенным недостатком скремблирующих алгоритмов является их нестойкость к фальсификации.

Тема заводских скремблеров сейчас на подъёме. Уже есть, что выбрать, и ассортимент будет только увеличиваться. Сведение в один тест 75-сильной «итальянки» и 110-сильного «немца» было обусловлено только тем, что оба они по паспорту - скремблеры. Что у них: семейная идиллия, или непримиримый антагонизм?

Давайте сначала немного разберёмся в терминологии. «Скремблер» – это дорожный мотоцикл, немного приспособленный для езды по грунтовым дорогам. Как правило, всё приспособление сводится к установке более зубастых шин и проведению выхлопной трубы не под мотором, а сбоку от него. Других отличий от дорожных мотоциклов никогда особо и не было. Это промежуточный этап, уже после него появились и эндуро, и кроссовые, и триальные мотоциклы. Поэтому в качестве покорителей жёсткого бездорожья скремблеры никогда не рассматривались. Не являются исключением и участники нашего теста – лезть на них в чавкающее болото или пробовать развить максимальную скорость на свежевспаханном поле нет смысла. Не для этого они. По разбитому асфальту и твёрдым грунтовкам они едут оба неплохо, а по ровному асфальту вообще замечательно.

Уже издали при приближении к участникам нашего теста бросается в глаза разница размеров. BMW высокий, крепкий, мускулистый, а ещё у него замшевые шорты и пивной живот. Настоящий баварский крестьянин во время Октоберфеста. А вот Ducati – женщина, скорее всего, из села на юге Италии. Употребление вина вместо пива и средиземноморская диета, где растительные жиры преобладают над животными, позволили сохранить ей стройность фигуры: мышцы есть, жира нет. Разница в снаряжённой массе у этих мотоциклов больше двух пудов – 34 кг. BMW крупнее, тяжелее и мощнее, как и положено мужчине в разнополом браке.


Оппозитный мотор с торчащими в стороны цилиндрами обеспечивает «немцу» низкий центр тяжести. Поэтому катать его руками не так сложно, как об этом можно подумать, глядя на 220 кг снаряжённой массы в технических характеристиках. При отклонении на пару градусов от вертикали он не стремится упасть, придавив собой водителя, да и с боковой подставки его «поднять» не сложно. С 800-кубовой «итальянкой» вообще всё просто – она худая и лёгкая, и вариантов «не удержал» с нею возникнуть просто не может.





Разница в высоте водительского сиденья – 3 см, тоже в пользу BMW , плюс подножки на нём расположены ниже, что обеспечивает меньший угол сгиба ноги в колене, это оценят высокие люди. На Ducati посадка получается более компактной – он идеально подойдёт невысоким, а двухметровым дяденькам уже будет тесноват. И 79 см. Ducati , и 82 см. BMW – цифры не экстремальные, так что справиться с обоими мотоциклами будет не сложно, но с «итальянкой» всё же проще.


Разница в объёме мотора – 367 см3, то есть объём мотора BMW – это 146 % от мотора Ducati . Плюс у «немца» четыре клапана на цилиндр, а не два, как на «итальянке», распределённый впрыск, а не моновпрыск, и степень сжатия выше – 12:1 против 11:1. В теории должно получиться преимущество чуть ли не двукратное, но это в теории. На практике же разница в мощности всё те же 46 % – помогают десмодромный привод клапанов и более крутильный характер итальянского мотора. Мало того, из-за разницы в весе едут-то мотоциклы примерно одинаково – у «немца» есть преимущество и в динамике разгона, и в максимальной скорости, но отнюдь не +46 %, а гораздо менее выраженное. Если в седло R NineT посадить стандартного 80-килограммового мужчину, а в седло Scrambler Full Throttle стандартную 50-килограммовую женщину, то победителем в старте со светофора будет тот, кто опытнее, а не у кого мотоцикл больше.


Расход топлива при одинаковых режимах езды получается тоже примерно одинаковый, так что при путешествиях вдвоём придётся ориентироваться на Ducati – у неё бак на 3,5 л меньше, и пробег на баке при крайне спокойной манере езды будет меньше – 270 против 340 км. Но это в теории. На практике же проехать на Ducati больше 200 км на баке не получается, потому что эта бестия постоянно провоцирует ехать быстрее, чем разрешено. Оставаться степенным и солидным на BMW как-то проще – он тоже может быстро и резко, но не требует постоянно это проверять.





При минималистическом внешнем виде приборных панелей, представляющих собой в обоих случаях один круглый циферблат, жидкокристаллическая итальянская панель даёт в разы больше информации, чем стрелочная немецкая с небольшим ЖК-экраном.


Изначальная концепция серии BMW Heritage подразумевала отсутствие электроники, но АБС была, потому что по закону положено. Потом появился и трекшн-контроль. Но обе системы можно отключить, и каждую по отдельности, и вместе. Это может пригодиться для езды по бездорожью. Там же не будет лишней и штатная алюминиевая защита картера мотора. На «Дукати» трекшна нет, только АБС, и она не отключается, защиты картера в базовой комплектации тоже.


Отсутствие рубашки водяного охлаждения в теории должно увеличивать громкость работы моторов. Но на практике, естественно, ни о каких фирменных звуках «ведро с болтами» речи нет. Моторы работают ровно, тихо и плавно. У оппозита BMW вспышки в обоих цилиндрах происходят одновременно, каждый второй оборот коленвала, поэтому совсем низких оборотов мотор не любит и заходится в астматическом кашле при попытке ускориться на верхних передачах с оборотов холостого хода. У Ducati 90-градусный твин, у него вспышки происходят чаще, но по очереди, и меньший объём мотора требует от водителя более частой работы лапкой КПП: ехать на шестой передаче 50 км/ч, а потом резко ускориться, просто открыв «газ», не получится, сначала надо подоткнуть четвёртую, а лучше даже третью.


На обоих мотоциклах коробки работают чётко и мягко, непонятного хруста, недовключений и залипаний нет. Вверх можно переключаться без выжима сцепления, просто на сброс «газа», вниз так тоже получается, но на практике смысла в этом нет. Лучше действовать как положено – со сцеплением и «перегазовкой», так коробка дольше проживёт. Передач шесть, тут паритет. На Ducati сцепление по-мотоциклетному многодисковое в масляной ванне, на BMW по-автомобильному сухое однодисковое. У такой схемы есть свои плюсы и минусы. Главный минус – больший диаметр и большая маховая масса, заставляющая мотоцикл чуть менять угол наклона при смене оборотов мотора. Негативного влияния на траектории это не оказывает, но заметно и при «подгазовках» на месте, и при переключениях на ходу.


Оба мотоцикла совершенно не туристические. Во-первых, потому что установка кофров и лобового стекла их безнадёжно испортят в эстетическом плане. Плюс с двойным высоким выпуском Akrapovic , установленным на BMW , боковые кофры вообще повесить сложно, да и перемётные сумки тоже. С Ducati проще: там выпуск ниже и компактнее, ведь основная его часть расположена между мотором и задним колесом снизу, а вбок торчат только две небольшие трубы. Но не в багаже основная сложность, а в минималистических крыльях. При езде в дождь и по мокрой дороге с переднего и с заднего колеса оба мотоцикла активно поливают водителя водой и спереди, и снизу, и сзади. За красоту и стиль приходится платить…


На обоих мотоциклах ходы подвесок немного больше, чем принято на дорожных мотоциклах. У BMW 125 мм перед, 140 мм зад, у Ducati и там, и там 150 мм. Это позволяет ехать разрешённые 90 км/ч по второстепенным асфальтовым дорогам, знакомым последние 10 лет только с ямочным ремонтом, объезжать пробки по обочинам и съезжать на сухие грунтовки. То есть не оффроуд ни в коем случае. Подвески собранные и упругие, мотоциклы хорошо ведут себя на асфальте, не клюя носом при торможении и не выпрыгивая вверх при отпускании тормоза.


BMW на зубастых Metzeler Karoo 3 выглядит серьёзно, но держат они на асфальте не идеально. Высокая шашка обладает собственной гибкостью, что придаёт ощущения езды на куске фруктового желе, а не на железном мотоцикле. Нет чёткости, колёса немного «плавают». Зато на грунтовке гребут как надо. Штатные шины Ducati , тоже выглядящие внедорожными, по сути своей абсолютно асфальтовые и позволяют не адаптировать стиль управления под свои сцепные свойства. При замене на BMW шин на асфальтовые (заводская комплектация допускает установку Michelin Anakee 3, или Metzeler Tourance Next , но я бы поставил обычный классический Tourance), проблемы с «плаванием» возникать не будут, и мотоцикл сможет уверенно проходить повороты в глубоком наклоне, чиркая водительскими подножками.


Ducati слабее по мотору, но меньше и легче, плюс она легко меняет направление. BMW мощнее, крупнее и тяжелее. А ещё «немец» немного быстрее и резче по мотору. Возможности этих мотоциклов близки, хоть и не идентичны, и уж точно, что сделаны они в одной концепции, примерно для одних и тех же целей и не напрасно носят одинаковую фамилию Scrambler . У них разные мамы, папы и бабушки, но они похожи, как люди, живущие долго вместе. Такую пару мотоциклов можно смело купить на двоих с женой – никто в семье не будет чувствовать себя обиженным.