Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Задачі забезпечення цілісності і доступності інформаційних об’єктів у обчислювальних мережах. Методи захисту від спотворень

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Теорія інформації та кодування – 2

Лекція № 2

Задачі забезпечення цілісності і доступності інформаційних об’єктів. Двійкові завадостійкі коди

Вступ

Лекція № 2 − “Задачі забезпечення цілісності і доступності інформаційних об’єктів. Двійкові завадостійкі коди”. В лекції будуть розглянуті наступні учбові питання:

1. Задачі забезпечення цілісності і доступності інформаційних об’єктів у обчислювальних мережах. Методи захисту від спотворень. 3

2. Групові методи захисту від спотворень. 5

3. Двійкові завадостійкі коди. 6

4. Двійкові коди з перевіркою на парність або на непарність (контроль
по модулю 2) 12

5. Двійкові матричні коди. 13

Задачі забезпечення цілісності і доступності інформаційних об’єктів у обчислювальних мережах. Методи захисту від спотворень

Проблема забезпечення безпомилковості (цілісності, вірності чи достовірності) передачі інформації в мережах має дуже важливе значення. Якщо при передачі звичної телеграми в тексті виникає помилка або при розмові по телефону чутний тріск, то в більшості випадків помилки і спотворення легко виявляються по значенню. Але при передачі даних одна помилка (спотворення одного біта) на тисячу переданих сигналів може серйозно відбитися на якості інформації.

Відповідно до термінології, приведеної в нормативних документах Департаменту спеціальних телекомунікаційних систем і захисту інформації Служби безпеки України під цілісністю інформації розуміється її властивість, яка полягає у тому, що інформація не може бути модифікована неавторизованим користувачем або процесом.

Під доступністю інформації розуміється властивість інформації, що полягає у тому, що вона знаходиться у вигляді, необхідному користувачу (процесу), в місці, необхідному користувачу (процесу), і в той час, коли вона йому необхідна. Звідси можна зробити висновок про те, що порушення цілісності інформації неминуче приводить і до порушення її доступності.

В наслідок впливу завад та шумів результуючий сигнал S _рез(t) на виході каналу зв’язку є сумою (для адитивних завад, які, як правило, домінують в каналах зв’язку) власне сигналу S (t) та завади n (t) так, що

S _рез(t) = S (t) + n (t).

Наслідком цього впливу є те чи інше спотворення сигналу. Як сигнал, так і завада мають певну енергетику. Чим більшим є співвідношення сигнал/ шум (сигнал/завада) і, відповідно, тим меншим є ймовірність спотворення символу:

,

і тим кращими є умови для передачі не спотвореного сигналу.

Серед основних способів (механізмів) забезпечення цілісності (і в раніше визначеному значенні − доступності) інформації для каналів ТКМ (взагалі для мереж передачі даних) слід виділяти:

1. Збільшення вже згаданого співвідношення сигнал/завада за рахунок:

— підвищення енергетики сигналу (велика початкова потужність, регенерація на пунктах посилення як з обслуговуванням, так і без обслуговування і т.п.), що вимагає значних енергетичних або матеріальних витрат;

— зниження рівня завад (шумів) шляхом використовування спеціальних ліній зв’язку, кабельних ліній зв’язку з низьким рівнем власних шумів, наприклад, оптоволоконних, що також вимагає значних матеріальних витрат;

В разі неефективності чи неможливості застосування цих механізмів:

2. Застосування групових (мажоритарних) методів захисту, які ґрунтуються на використовуванні декількох каналів зв’язку (3...5), що є фізично (найчастіше, навіть, географічно) рознесеними, по яким передається одна і та ж інформація, або на багатократній передачі (3...5 раз) однієї і тієї ж інформації по одному каналу зв’язку. У першому випадку необхідні істотні матеріальні витрати, а в другому значно зменшується пропускна можливість каналу зв’язку (у 3...5 раз). З цих причин, в системах передачі даних (СПД) використовування цих методів не завжди доцільне.

3. Контролю цілісності інформаційних об’єктів (програмних засобів, інформації при її обробці і передачі), включаючи відновлення зруйнованої інформації, шляхом:

− застосування різного роду завадостійких кодів з виявленням спотворень в прийнятій (зчитаній) інформації, які дозволяють реалізувати програмні, апаратурні або програмно-апаратурні засобів виявлення спотворень;

− застосування різного роду завадостійких корегуючих кодів (ЗКК), які дозволяють реалізувати програмні, апаратурні або програмно-апаратурні засобів виявлення і усунення спотворень.

Для забезпечення контролю цілісності інформаційних об’єктів, включаючи і відновлення зруйнованої інформації, до складу інформації, яка захищається, включають надмірну інформацію – ознаку цілісності або контрольну ознаку (залежно від прийнятої в задачах контролю цілісності або завадостійкого кодування термінології) − своєрідний образ, відображення цієї інформації, процедура формування якого відома, і який з дуже високою ймовірністю відповідає інформації, що захищається.

Серед численних методів захисту від спотворень виділяються три групи методів: групові методи, завадостійке коригувальне кодування і методи захисту від спотворень в системах передачі із зворотним зв’язком.