Железняк Владимир Кириллович, д.т.н., профессор, заведующий научно-исследовательской опытно-экспериментальной лабораторией технической защиты информации
211440, Витебская обл., г. Новополоцк, ул. Блохина, 29, тел. +375-29-212-74-47
Zheleznjak Vladimir Kirilovich, D.Sci., Professor, Head of the Research Experimental Laboratory of Technical Information Protection
211440, Vitebsk region, Novopolotsk, Blokhina str., 29, tel. +375-29-212-74-47
Лавров С.В., аспирант
Lavrov S.V., PG Student
Барановский М.М., главный специалист
Baranouski M.M., chief specialist
Филиппович А.Г., кандидат технических наук, главный специалист
Filipovich A.G., PhD, chief specialist
Целью статьи является оценка канала утечки дискретно-квантованного речевого сигнала при амплитудно-импульсной модуляции. Дискретно-квантованное преобразование аналоговых сигналов в цифровую форму рассматривается на примере амплитудно-импульсной модуляции. Разработка математической модели каналов утечки речевых сигналов при дискретно-квантованном преобразовании основана на спектральном представлении периодических сигналов рядами Фурье. В качестве измерительного сигнала предложено использовать периодическую импульсную последовательность треугольной формы. Измерительный сигнал треугольной формы имеет преимущество перед гармоническим сигналом в процессе выделения шума квантования, так как позволяет достичь более высокой точности при его обработке. Для оценки защищенности канала, обусловленного амплитудноимпульсной модуляцией, используется гармонический сигнал, сформированный из периодической импульсной последовательности треугольной формы методом преобразования Фурье. В результате построения спектра амплитудно-импульсного модулированного сигнала установлено, что при каждой гармонической составляющей спектра, соответствующей спектру периодической последовательности импульсов, появляются боковые составляющие, соответствующие спектру модулирующего сигнала, которые вместе с низкочастотной составляющей в полосе речевого сигнала формируют канал утечки информации. Наличие в составе спектра амплитудно-импульсного модулированного сигнала исходного модулирующего сигнала позволяет провести оценку защищенности канала утечки речевого сигнала при амплитудноимпульсной модуляции по низкочастотной составляющей модулирующего сигнала. Представленные в статье материалы являются оригинальными и могут быть использованы при оценке защищенности каналов утечки речевых сигналов, преобразованных в цифровую форму. Кроме того, полученные результаты позволяют проводить дальнейшие исследования защищенности речевых сигналов при их обратном преобразовании из цифровой формы в исходный сигнал.
The purpose of the article is to estimate the leakage channel of a discrete-quantized speech signal with amplitude-pulse modulation. Discrete-quantized analog-to-digital conversion of signals in the article is considered by the example of pulse-amplitude modulation. Development of mathematical model of speech signal leakage channels during discrete-quantified conversion is based on the spectral representation of periodic signals by Fourier series. A periodic pulse train of triangular shape as a measuring signal is proposed. Measuring signal of triangular shape has an advantage over a harmonic signal in the process of quantization noise extraction because it allows one to achieve higher accuracy during signal processing. To evaluate the channel security caused by amplitude-pulse modulation, a harmonic signal is used, which is generated from a periodic pulse sequence of a triangular shape by the Fourier transform method. As a result of constructing the spectrum of the amplitude-pulse modulated signal, it was found that for each harmonic component of the spectrum corresponding to the spectrum of the periodic sequence of pulses, side components corresponding to the spectrum of the modulating signal appear. This side components, together with the low-frequency component in the band of the speech signal, form an information leakage channel. The presence of source modulating signal in the amplitude-pulse modulated signal spectrum allows one to digest the security of the leakage channel of the speech signal with amplitude-pulse modulation by the low-frequency component of the modulating signal. The materials presented in the article are original and can be used in assessing the security of leakage channels of speech signals converted into digital form. In addition, the results obtained allow further studies of the security of speech signals during their inverse transformation from digital to the original signal.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.