Robust telecommunication channel with parameters changing on a frame-by-frame basis

Abstract

An approach is proposed to design of a robust data transfer channel for telecommunication networksthat is based on the desired bits spectrum spreading and their additional scrambling by using two pseudo noise coding sequences derived from primitive polynomials of eighth and fifteenth degrees. Further information protection is offered to be achieved by deploying four 32768 chip-long pseudo noise coding sequences, instead of one, with 128 cyclic shifts each. It is proven that selection of a scrambling sequence and its cyclic shift according to asecret algorithm on a frame-by-frame basis helps substantially improve performance of the telecommunication channel in terms of protection against interception while preserving its useful properties. Research results permit to claim that the designed telecommunication channel could be used in noise immune and concealed telecommunication networks.Зроблено висновок, що сучасні телекомунікаційні канали не є в достатній мірі захищеними від завад та перехоплення зловмисниками. Запропоновано підвищити ці показники в розробленому телекомунікаційному каналі за рахунок використання двох типів псевдовипадкових кодових послідовностей: короткої тривалістю 256 чипів, що використовується для розширення спектру бітів корисної інформації, та протяжної тривалістю 32768 чипів, що позначає розміри кадру та здійснює додаткове скремблювання інформації. Наголошується,що для задоволення вимог щодо протидії перехопленню інформації зловмисниками необхідно використовувати не одну, а чотири псевдовипадкових кодових послідовностей тривалістю 32768 чипів з різними циклічними зсувами кратними 256 чипів. З урахуванням того, що таких зсувів налічується 128 на кожну з чотирьох послідовностей і пара послідовність-зсув змінюється від кадру до кадру, зроблено висновок, що це значним чином збільшує захист інформації в каналі від перехоплення. Досліджено взаємно та авто кореляційні властивості псевдовипадкових кодових послідовностей,які виявилися дуже гарними для тих послідовностей, що отримуються з примітивних поліномів певного порядку. За допомогою програмного середовища MathLab проведене імітаційне комп’ютерне моделювання запропонованого телекомунікаційного каналу на основі запропонованих кодових послідовностей, в процесі якого доведено, що незнання певної послідовності тривалістю 32768 чипів та відповідного циклічного зсуву призводить до унеможливлення перехоплення інформації зловмисниками. Наголошується, що запропоновані псевдовипадкові кодові послідовності можуть бути легко практично реалізовані в зсувних регістрах восьмого та п’ятнадцятого порядку, при цьому перехід від одного циклічного зсуву до іншого може легко робитися за рахунок відповідних масок, в той час як перехід від послідовності допослідовності реалізується за рахунок активації або деактивації елементів додавання по модулю 2 на виходах відповідних елементів зсувних регістрів. Отримані в роботі результати досліджень дозволяють припустити, що запропонований телекомунікаційний канал з використанням чотирьох різних псевдовипадкових послідовностей з різними циклічними зсувами за певним прихованим законом від кадру до кадру може успішно застосовуватися при реалізації завадозахищених, скритних телекомунікаційних мереж.