Chương I CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO MẬT 1. MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC BẢO MẬT ĐIỆN THOẠI: Trong hệ thống điện thoại thì cuộc đàm thoại được tiến hành khi thuê bao này quay số đến thuê bao kia thông qua hệ thống chuyểu niịch của tổng đài ng đầi thực hiện việc chuyển mach một cách tự động để kết nổi thông thoại cho hai thuê báo, Và từ đó thông tín giứa hán thuế bào được kết nội với nhàu, Tuy nhiền, do mỗi thuê báo được nồi với nhàn bởi mọi đồi đây từ tong đâu, do do khong còn báu mắt nữa khỉ có một thuế bào thứ bà mắc song sông vào đường dây hoặc kết nói thông thaai thông qua mội điện thuat viên Vì vậy. để trao đội những thong tii ce tỉnh quàn rong hoặc có HHÍ: riêng từ re Không muốn mướn ti bà nào behc trán, tủ giữa hài thuê bào phái có mật ma hoa tin hieu Haven sh và erie aia tin teu Khí nhận được, Nhưng nếu dụng mã thì rất phiên phưác v1 sẽ cò nhiều Tắt lầm Xây ra trên đường truyén hode x cuộc đầm thoái Kê dài thì thàng nà sẻ rất dễ bị hiểu lâm do sai sót mật mã. Di dùng thiết bị ma họa và giá thà thôi in 1a phương pháp được nghiền trong đề tài này.
Trong hiận văn này thiết bị thực hiện việc mã hóa và giải mã tín hiệu thoại được gói là nách bảo mật Tín hiệu thoại được truyền từ má điện thoại này đến máy điện thị ¡ khác thông qua mạch bảo mặt như sau, Tín hiệu thoại từ máy gọi sau khi dược mã hóa sẽ dưu lên đường truyền thông qua tổng đài rồi đến mạch giải mã của bộ bảo mật để khói phục lại tín hiệu thoại ban dau cho máy được gọi có thể nghe được. Và tưởng tự như vậy khi thuê bao đầu bên kia nói thì tín hiệu thoại cũng được mã hóa, truyền đi, rồi lại được giải mã ở đầu bên này. Như vậy, nếu có một máy điện thoại thứ ba muốn nghe được thì đòi hỏi cần phải có bộ giải mã này. Với bộ mật như vậy thì thông tỉn giữa hai thuê bao sẽ không sợ bị nghe trộm.
Để tín hiệu được bảo mật như đã trình bày như trên, bộ mã hóa và giải mã sẽ được kết nối các máy điện thoại cũng như với tổng đài theo sơ đồ khối sau: “Thiết bị Thuê bao ||——| | 45 mật £———> 7 TONG DAI Thuê bao ||&——>‡ đooemật ®———> GVHD: Thầy TẠ CÔNG ĐỨC SVTH : ĐINH MINH VŨ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Các phương pháp bảo mật điện thoại: Để thực hiện được việc mã hoá và gidi ma như đã nêu trên. chúng ta có thể sử dụng một trong các phương pháp sau: * Phương pháp trải phổ * Phương pháp chèn bit * Phương pháp đảo phổ Vì sự giới hạn của luận án này nến chúng tà chỉ tần hiểu vớ lước từng phương pháp thấy dược tu khuyết điểm của mỗi phường pháp nhấn dưa rá một phướng pháp tối tụ cho việc Huết kế mạch báo mài 2.1 Phường pháp trải phổi Đàm Và Hàn Việc ảnh hướng của nhiều, tr Để tránh việc tín húcu thoái lị nhe che vide Huyền thắng, để kỹ thuật điều chế, goi thêu chế sẽ đÐk sử bảng phú pHAP tú phố. Đặc điển: của phuving thuật điều ché, giá điều che phúp này lì tốc độ bit truyền thông vé hau + Bang thông của 0n hiệu đúc phát len hen nhiều như độc lập! Với tóc đò tuyến thông hiệu nhận được vi + Phần giải điều chế (höệc thức huện bằng cách tương quan tín n hiệu truyền thông.
sự lập lui của 0n hiệu được sử dụng ở bên phát để trải đề truyền thong dai rong. No cing + Kỹ thuật trải phố rất hấu ích trong những vấn g quân đội. được ứng dụng trong hệ thống truyền thôn Un didi nhận mà thông điệp đó sẽ không bị Cho phép bên phát phát một thông điệp tới bên này biết được quy luật điều chế của bên tách bởi bên nhậc khác, trữ khi bên nhận đi truyền trong suốt hay thông điệp truyền phát phát đi. Việc truyền này được gọi là chế việc truyền trong suốt như trên, điều sẽ hoàn toàn được bảo mật.
Để có được biệu được truyền đi có phổ nằm tải phổ phải giảm mật độ phổ công suất để tín khác. dưới mức nhiễu nền của các máy thu nữa thì bên tín hiệu trải phổ này đi chăng Nếu một bên thu khác nào đó thu được để nhận được thông tủn nguyên thủy thu Hây:dũng không có khả năng giải điều chế được bên phát sử dụng để điều chế. của nó trừ khi biết được quy luật trải phổ : trải phổ trực tiếp DS (Direct-sequence) và Có hai hệ thống trai phổ cơ bẩi Hop). tần số nhấy FH (Frequency rect Sequence Spread Spectrum BPSK): 2.1 Trải phổ trực tiếp BPSK (Di là điều trải phổ của một tín hiệ u đã được điều chế (BQSK, PBSK) Phương pháp rộng.
Việc sử dụng một tín hiệu co bang thông rất chế tín hiệu đó lần thứ hai ơng pháp số. hình thức điều chế pha bằng phư điều chế lần thứ hai này thường là GVHD: Thầy TẠ CÔNG ĐỨC SVTH : ĐINH MINH VŨ 1s ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Việc trải tín hiệu phải được chọn theo cách thích hợp để thuận lợi cho việc giải điều chế tín hiệu đã phát ở bên phía thu. Việc trải băng rộng bằng cách điều chế trực tiếp sóng mang đã dược diều chế bởi một tín hiệu hoặc mã trải (Spreading Signal or Code) thì được gọi là trai phé tue tiép DS (Direct-Sequence Spectrum). Đây là hinh thife tri phd den grin hat.
sé dung BPSK (inary Phase Shift Keying). Để thực hiện được phương pháp trất phố này chúng tá sẽ giới thiếu sd lược về điều chế và pair dicen che BPSK a) Điều chế và giải điều chế HPSN: Điều chế BPSK oe * | 1 a JIMUv2Peo tì Tín hiệu thon | Chuyển, {P00 v7 Điều chế ae i cần bang doi A/D VIP cosl -:,0) Minh về 3.3: Sơ đồ khối phát BPSK chuyển đổi thành Từ sơ đồ khối trên tà nhận thấy tín hiệu thoại analog sau khi được ân bằng) với chế tín số thông qua bộ chuyển đổi AJD sẽ tiếp tục được nhân (điều là tín hiệu 2P cos([U. Tín hiệu tại ngõ ra của bộ điều chế cân bằng chính BPSK. Kỹ thuật điều chế BPSK là một kỹ thuật diéu ché PSK (Phase Shift J2P khi data Trong BPSK tín hiệu phát là tín hiệu hình sin có biển độ cố định sẽ lệch đi 180”.
Nế tín ở một mức nào đó và khi data ở một mức khác thì pha suất tín hiệu, hiệu sóng mang hình sin có biên độ cố định là ^J2P, với P là công tần số góc là L, thì sapsk() =/2P cos(Plu) hoặc sapse(Ð = b()+/2P cos(l) =- ¥2P cos(Chit) u0). Vay tổng quất ta có: SapsK(t) = b()^2P cos(D GVHD: Thầy TẠ CÔNG ĐỨC SVTH : ĐINH MINH VŨ ĐỒ ÁN TỐT NGHỊ Giải điều chế BPSK: Sơ đồ khối máy thu như hình sau: cosf(Lat+ „) cos att 4) cos( att 4) b(t) V2P cos| gy, (+O, | ‘ L_ „ Square 3 |ỳ,| ñm eyXa| Tregue , ` ` - divider device | Sa = BAP cesT (0< 8,1 it intergeator | Svneliromans: demeehilalii Gnulpher) Hình vẻ : Sơ đồ khối bộ gi: iéu ché BPSK Tín hiệu trước máy thu có dang sppsk(t) = b(t) v/2P cos|[kt+0 u() Trong đó 0 „(0 là độ pha cố định ứng với độ trễ thời gian truyền. phức tạp, đặc “Từ sơ đồ khối dưới đây chúng ta thấy bộ giải điều chếở máy thu rất bộ bit. biệt là việc khôi phục lại sóng mang và quá trình đồng b) Hệ thống trải phổ trực tiếp: Máy phát: bí) 2P cosUut + 2) g(t)b(t) V2P cos’ ot +0 0) —> a(t) BO phat ma trải phổ PN tốc độ chip R, fin s6 cat = I/T¿ GVHD: Thay TA CONG ĐỨC SVTH : ĐINH MINH VŨ 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP.
Ở phía phát, tin tức băng gốc bít) =+1 c6 te dd fh được điều chế BPSK b(t) V2P cos(Cyt+0 «) sau đó được đem nhân với chuỗi mã giả ngẫu nhiên có tốc độ f; (tốc độ chip) lớn hơn rất nhiều so với Iy để có được tín hiệu trải phổ. S(U = g(U)b(0 v3P cos(Tat+U Máy thu RDI AP cose ate) bú) VẠP côw, v2) | nen phố 4 | Hình vẻ 3.5: Sở đồ thu trấi phổ trực tiếp Để thú dược 0n hiệu BÌNSK bú1x 2P eos(Cli+0) thì tín hiệu thú được ớ phía máy thủ sau khí dược lọc bỏ các nhiều xẽ tiếp tục được nén phổ bằng cách nhân tín thụ được với chuối mũ PN, Chuỗi giả ngẫu nhiên này phải hoàn toàn giống với chuỗi giả ngẫu nhiên ở phía phát. Và sau khi được giải nén tín hiệu thu được có dạng là chuỗi BPSK. Muốn thu được tín hiệu thoại ban đầu thì chúng ta cần phải sử dụng mạch giải điều chế tín hiệu.
BPSK như đã được trình bày như trên.2 Trải phổ tần số nhảy PH (Frequence Hop Spread Spectr Nếu trải phổ di ãy trực tiếp là điều chế trực tiếp tín hiệu số vào mã trải phổ thì trải mang có lần số thay đổi phổ nhảy tần là điều chế gián tiếp vào mã trấi phổ, (sóng theo ma trai phd. Điều chế số Tin tức băng gốc b() GMSK, GFSK, “Tốc độ bit nguidn fy hoặc QPSK Bộ phát >|_ Bộ tổng hợp. Tốc độ chịp F Hình vẽ 2.6: Phát trải phổ tần số nhảy SVTH : ĐINH MINH VŨ GVHD: Thầy TẠ CÔNG ĐÚC GKL 000 GDL ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. 18, Tại phía thu, để thu được tín hiệu như đã phát di thì cũng cần có bộ phát mã PN kết hợp với bộ tổng hợp tần số như bên phía phát để nén phổ đã được trải ra.
Kết hợp với bộ giải mã điều chế số tín hiệu sau khi thu dược chính là tín hiệu ban đầu đã được phát đi. Bộ phát PN điều kh bộ tổng hợp tần xố phải nhảy tần, Hệ thống PH tạo ra hiệu quả trái phổ bằng sự nhay tần giá ngẫu nhiễn giữa các tần số vô tuyến Í, f,. lu với n là còn vó hàng nghìn, Nếu tốc đổ nhảy Ẳ ăn tốc đó chip) kin hơn te d6 bit thi dvve yor Li nluiy tan hank BPH (hast Prequence Hopping), Nếu t0e dé nhdy nhé hiv toe do bu Gin@u bitty essen Gun se) the due gor Ke ubay tần chậm SEH (Slow Prenquence Hopping V — ase he | ` sonal Giải diều chế | BENE | | Tổng hợp tần số —]| Bộ phát mã PN Hình vẽ 2.