Способ формирования радиостеганографического сигнала на основе дополнительной фазовой модуляции и нелинейной расширяющей псевдослучайной последовательности

Аннотация

Введение: радиостеганографические методы, основанные на встраивании стегосигнала в открытый сигнал-контейнер на физическом уровне, позволяют решить задачу обеспечения конфиденциальности информации и, в отличие от криптографических методов, скрыть сам факт передачи информации по радиоканалу, однако требуют обеспечения энергетической скрытности стегосигнала и стойкости к попыткам его обнаружения злоумышленником. Цель: разработать способ энергетического маскирования радиосигнала внутри сигнала-контейнера на основе дополнительной фазовой манипуляции и нелинейной расширяющей псевдослучайной последовательности, обеспечивающего скрытую передачу информации по стегоканалу с заданной помехоустойчивостью для легального абонента и невозможность обнаружения стегосигнала злоумышленником. Результаты: предложен способ формирования стегосигнала путем дополнительной фазовой манипуляции малым углом вектора фазоманипулированного сигнала-контейнера. Угол отклонения выбирался из условия маскировки энергии одного чипа в пределах дисперсии фазового шума. Расширение спектра стегосигнала выполнялось нелинейной псевдослучайной последовательностью, формируемой генератором нелинейной псевдослучайной последовательности, стойкой к анализу. Получены аналитические соотношения для вероятности правильного обнаружения и вероятности битовой ошибки. Показано, что при длине расширяющей последовательности 16 383 элемента легальный абонент достигал вероятности правильного обнаружения 0,9972 при отношении энергии чипа к спектральной плотности шума q=-33 дБ, тогда как злоумышленник при поэлементном приеме не может обнаружить стегосигнал при q<0 дБ. Вероятность битовой ошибки менее 10^-⁸ достигалась при q=-30 дБ, а злоумышленнику требовалось более 12 дБ – разница составила 42 дБ. Разработан стенд полунатурного моделирования на базе программно-определяемых радиоустройств; отклонение экспериментальных данных от расчетных не превысило пяти процентов. Практическая значимость: способ применим к широкому классу цифровых радиосистем с фазовой манипуляцией и может использоваться для передачи данных по встроенному каналу в системах критической информационной инфраструктуры.