Seguro de voz - Secure voice


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Gretacoder 210 sistema de rádio segura.
sistema de voz seguro CVX-396, Crypto AG

Voz seguro (alternativamente discurso seguro ou ciphony ) é um termo em criptografia para a criptografia de comunicação de voz através de uma gama de tipos de comunicação, como rádio, telefone ou IP .

História

A implementação de criptografia de voz remonta à Segunda Guerra Mundial , quando a comunicação segura foi fundamental para as forças armadas dos EUA. Durante esse tempo, o ruído foi simplesmente adicionado a um sinal de voz para evitar que inimigos de ouvir as conversas. Ruído foi adicionado por jogar um registro de ruído em sincronia com o sinal de voz e quando o sinal de voz atingiu o receptor, o sinal de ruído foi subtraído para fora, deixando o sinal de voz original. A fim de subtrair o ruído, o receptor precisa ter exatamente o mesmo sinal de ruído e os registros de ruído só foram feitas em pares; um para o transmissor e um receptor para o. Tendo apenas duas cópias de registros tornou impossível para o receptor errado para descodificar o sinal. Para implementar o sistema, o exército contratado Bell Laboratories e eles desenvolveram um sistema chamado SIGSALY . Com SIGSALY, dez canais foram utilizados para provar a frequência de voz espectro de 250 Hz a 3 kHz e dois canais foram definidos para a amostra tom de voz e ruído de fundo. No momento da SIGSALY, o transistor não tinha sido desenvolvido e a amostragem digital foi feito por circuitos, utilizando o modelo 2051 thyratron tubo de vácuo. Cada terminal SIGSALY usado 40 prateleiras de equipamento de pesagem 55 toneladas e encheu uma sala grande. Este equipamento inclui transmissores e receptores de rádio e grandes placas giratórias do fonógrafo. A voz foi formatos especiais para dois discos de vinil fonógrafo de 16 polegadas que continham um Frequency Shift Keying tom de áudio (FSK). Os registros foram jogados em grandes placas giratórias precisos em sincronia com a transmissão de voz.

Desde a introdução de criptografia de voz para hoje, técnicas de criptografia têm evoluído drasticamente. A tecnologia digital tem vindo a substituir os métodos analógicos antigos de criptografia de voz e usando algoritmos complexos, criptografia de voz tornou-se muito mais seguro e eficiente. Um método de criptografia de voz relativamente moderna é -band Sub codificação . Com Codificação de banda Sub, o sinal de voz é dividido em várias bandas de frequência, usando vários filtros de banda que abrangem faixas de frequências específicas de interesse. Os sinais provenientes dos filtros de banda de passagem de saída são, em seguida, passa-baixa traduzida para reduzir a largura de banda, o que reduz a taxa de amostragem. Os sinais de passa-baixa são, então, quantificada e codificada utilizando técnicas especiais, como, Pulse Code Modulation (PCM). Após a fase de codificação, os sinais multiplexados são enviados para fora e ao longo da rede de comunicação. Quando o sinal chega ao receptor, as operações inversas são aplicados ao sinal para obtê-lo de volta ao seu estado original. Um sistema de embaralhamento discurso foi desenvolvido no Bell Laboratories em 1970 por Subhash Kak e Nikil Jayant . Neste sistema matrizes de permutação foram usadas para embaralhar representações codificadas (como Pulse Code Modulation e variantes) dos dados de fala. Motorola desenvolveu um sistema de criptografia de voz chamado Proteção de Voz Digital (DVP) como parte de sua primeira geração de técnicas de criptografia de voz. DVP usa um auto-sincronizar técnica de criptografia conhecida como Cipher Feedback (CFB). O algoritmo básico DVP é capaz de 2,36 x 10 21 "chaves" diferentes com base em um comprimento de chave de 32 bits." O número extremamente elevado de possíveis chaves associadas com o algoritmo DVP cedo, faz com que o algoritmo muito robusto e dá um alto nível de segurança. Tal como acontece com outros sistemas de criptografia com chave simétrica, a chave de criptografia é necessária para descriptografar o sinal com um algoritmo especial de descriptografia.

Digital

Uma voz digital seguro geralmente inclui dois componentes, um digitalizador para converter entre o discurso e os sinais digitais e um criptografia sistema para fornecer confidencialidade. É difícil na prática para enviar o sinal criptografado sobre os mesmos de banda de voz circuitos de comunicação utilizados para a transmissão de voz sem criptografia, por exemplo analógico linhas telefônicas ou rádios móveis , devido à expansão da largura de banda.

Isto levou ao uso de codificadores de voz ( vocoders ) para alcançar compressão largura de banda apertado dos sinais de voz. NSA 's STU-III , KY-57 e SCIP são exemplos de sistemas que operam ao longo de voz existentes circuitos. O STE sistema, em contraste, requer largura de banda larga ISDN linhas para o seu modo normal de operação. Para encriptar GSM e VoIP , que são digitais de qualquer maneira, o protocolo padrão ZRTP poderia ser utilizado como uma tecnologia de criptografia de ponta a ponta.

Robustez seguro de voz muito beneficia de ter os dados de voz comprimida em taxas de bits muito baixas por componente especial chamada codificação de voz , compressão de voz ou um codificador de voz (também conhecido como codificador de voz ). Os velhos padrões de compressão de voz seguro incluem ( CVSD , CELP , LPC-10e e MELP , onde o padrão mais recente é o estado do algoritmo arte MELPe.

métodos digitais usando compressão de voz: MELP ou MELPe

O MELPe ou aprimorado de MELP (Mixed Excitação Predição Linear) é um Departamento de Defesa dos Estados Unidos discurso padrão de codificação usado principalmente em aplicações militares e de comunicações por satélite, voz segura e dispositivos de rádio seguras. Seu desenvolvimento foi liderado e apoiado pela NSA , e da NATO. MELPe padrão de voz seguro do governo dos EUA também é conhecida como MIL-STD-3005, e da NATO MELPe padrão de voz seguro também é conhecido como STANAG -4591.

O MELP inicial foi inventado por Alan McCree por volta de 1995. Isso codificador de voz inicial foi padronizado em 1997 e era conhecido como MIL-STD-3005. Ele superou outros vocoders candidatos na competição US DoD, incluindo: (a) Frequency Selective Harmonic Coder (FSHC), (b) Avançado Multi-banda de excitação (AMBE), (c) multibanda de excitação melhorado (EMBE), (d) Sinusoid transformar Coder (STC), e (e) sub-bandas LPC do codificador (SBC). Devido à sua complexidade menor do que Waveform codificador interpolativos (WI), o vocoder MELP ganhou a competição DoD e foi selecionado para MIL-STD -3005.

Entre 1998 e 2001, uma nova vocoder à base de MELP foi criado na metade da taxa (ou seja, 1200 bit / s) e melhorias substanciais foram adicionados ao MIL-STD-3005 por SignalCom (posteriormente adquirida pela Microsoft ), AT & T Corporation , e Compandent que incluiu (a) novo vocoder adicional na metade da taxa (ou seja, 1200 bits / s), (b) substancialmente melhorada codificação (análise), (c), substancialmente melhorada descodificação (síntese), (d) Noise-pré-processamento para remover o ruído de fundo , (e) transcodificação entre a 2400 bits / s e 1200 bits / s fluxos de bits, e (f) nova pós-filtro. Este desenvolvimento bastante significativo visava criar um novo codificador a metade da taxa e tê-lo interoperável com o padrão antigo MELP. Esta reforçada-MELP (também conhecido como MELPe) foi adotado como a nova MIL-STD-3005 em 2001 em forma de anexos e suplementos feitos a MIL-STD-3005 original, permitindo que a mesma qualidade que o velho 2400 bits / s MELP de a metade da taxa. Uma das maiores vantagens do novo 2400 bits / s MELPe é que ele compartilha o mesmo formato tão MELP, e, portanto, pode interoperar com sistemas de legado MELP, mas iria entregar uma melhor qualidade em ambas as extremidades. MELPe fornece muito melhor qualidade do que todas as normas militares mais velhos, especialmente em ambientes ruidosos, tais como campo de batalha e veículos e aeronaves.

Em 2002, após ampla concorrência e testes, 2400 e 1200 bit / s US DoD MELPe foi adotada também como NATO padrão, conhecido como STANAG -4591. Como parte do teste NATO para novo padrão NATO, MELPe foi testado contra outros candidatos, como França 's HSX (Harmonic Stochastic excitação) e Turquia , bem como a velha voz seguro de SB-LPC (Split-Band Linear Predictive Coding) padrões, tais como FS1015 LPC-10e (2,4 kbit / s), FS1016 CELP (4,8 kbit / s) e CVSD (16 kbit / s). Posteriormente, o MELPe ganhou também a competição NATO, superando a qualidade de todos os outros candidatos, bem como a qualidade de todos os padrões de voz seguras antigos (CVSD, CELP e LPC-10e ). A OTAN competição concluiu que MELPe melhorou substancialmente o desempenho (em termos de qualidade de voz, a inteligibilidade e a imunidade ao ruído), reduzindo os requisitos de rendimento. O teste da NATO também incluídos testes de interoperabilidade, utilizados mais de 200 horas de dados de fala, e foi realizada por 3 laboratórios de ensaios em todo o mundo. Compandent Inc, como uma parte dos projectos baseados em MELPe realizados para NSA e OTAN , fornecida NSA e OTAN com plataforma especial banco de ensaio conhecido como MELCODER dispositivo que fornecida a referência dourado para aplicação em tempo real de MELPe. O baixo custo FLEXI-232 equipamentos terminais de dados (DTE) feito por Compandent , que são baseados no MELCODER referência de ouro, são muito populares e amplamente utilizado para avaliar e testar MELPe em tempo real, de vários canais e redes, e condições de campo .

A OTAN competição concluiu que MELPe melhorou substancialmente o desempenho (em termos de qualidade de voz, a inteligibilidade e a imunidade ao ruído), reduzindo os requisitos de rendimento. O teste da NATO também incluídos testes de interoperabilidade, utilizados mais de 200 horas de dados de fala, e foi realizada por 3 laboratórios de ensaios em todo o mundo.

Em 2005, uma nova variação de 600 bit / s MELPe taxa pelo Grupo Thales ( França foi adicionado) (sem extensa competição e os ensaios, realizados para a 2400/1200 bit / s MELPe) ao STANAG-4591 padrão da OTAN, e há mais esforços avançadas para reduzir as taxas de bits para 300 bits / s e até 150 bit / s.

Em 2010 Lincoln Labs., Compandent , BBN, e General Dynamics, também desenvolvido para DARPA um s dispositivo de 300 bit / MELP. A sua qualidade era melhor do que o 600 bit / s MELPe, mas o seu atraso foi mais longo.

De outros

Em Aleksandr Solzhenitsyn romance de Primeiro Círculo do caráter telefonema gravado do Volodin é atribuída a ele, uma vez que não está devidamente criptografados. Sua decifração faz uso de análise espectral.

Veja também

Referências