Конахович Г.Ф., Климчук В.П., Паук С.М., Потапов В.Г. Защита информации в телекоммуникационных системах

Подождите немного. Документ загружается.

ЭДС электродвижущая сила

ЭЛТ электронно-лучевая трубка

ЭМВ электромагнитная волна

ЭМВОС эталонная модель взаимодействия открытых систем

ЭМИ электромагнитные излучения

ЭЦП электронно-цифровая подпись

AFS Aeronautical Fixed Service — аэронавигационная служба стационарных

средств связи

AFTN Aeronautical Fixed Telecommunication Network — сеть авиационно-

фиксированной электросвязи

ATN Aeronautical Telecommunication Network — авиационная

телекоммуникационная сеть

ATSC Air Traffic Services Communication — связь службы управления

движением

CAP Carrier’ less Amplitude modulation/ Phase modulation — амплитудно-

фазовая модуляция с подавлением несущей

CIDIN Common ICAO Data Interchange Network — общая сеть обмена данными

ICAO

ICAO International Civil Aviation Organization — международная организация

гражданской авиации

IP Internet Protocol

FR Frame Relay

FRAD Frame Relay Access Device — устройство доступа к Frame Relay

IDN Integrated Digital Network — интегрированная цифровая сеть

ISDN Integrated Services Digital Network — цифровая сеть с интегрированием

услуг

LAN Local Area Network — локальная сеть

LSP Line Spectrum Pairs — пары линейного спектра

PCM Pulse Code Modulation — импульсно-кодовая модуляция

PDN Public Data Network — сеть передачи данных общего пользования

QAM Quadrature Amplitude Modulation — квадратурная амплитудная мо-

дуляция

QPSK Quadrature Phase Shift Keying — квадратурная фазовая манипуляция

Глава 1

Особенности технической

защиты информации

в телекоммуникационной сети

Особенности технической защиты информации в процессе эксплуатации

телекоммуникационной сети будут исследованы в этой главе на примере ве-

домственной сети гражданской авиации (ГА) Украины. В качестве объекта

исследования выступает специализированная сеть ATN (Aeronautical Tele-

communication Network — авиационная телекоммуникационная сеть), тем не

менее, рассмотренные принципы применимы при построении телекоммуни-

кационных сетей в любой отрасли.

1.1. Анализ современного состояния сети ATN

1.1.1. Назначение и принципы построения современных

авиационных телекоммуникационных систем

В соответствии с требованиями Международной организации гражданской

авиации ICAO (International Civil Aviation Organization), авиационная

электросвязь (АЭС) в гражданской авиации должна обеспечивать потребности в

электросвязи следующих служб: обслуживания воздушного движения (ОВД),

аэронавигационной информации, метеорологического обеспечения, поиска и

спасения. При этом должны быть выполнены конкретные требования

относительно надежности и целостности системы, непрерывности обслуживания

сообщений, задержки прохождения печатных и цифровых данных и сообщений

речевой связи [1—2].

В настоящее время текущие потребности ОВД в большинстве регионов

удовлетворяются за счет использования:

■ линий передачи и центров сетей авиационной фиксированной электросвязи

AFTN (Aeronautical Fixed Telecommunication Network);

■ линий передачи и центров общей сети обмена данными ICAO —

CIDIN (Common ICAO Data Interchange Network);

■ линий передачи и центров связи европейской метеорологической

оперативной связи;

■ линий оперативно-речевой связи ОВД (сеть непосредственного

взаимодействия диспетчерских пунктов — НВДП);

■ линий передачи систем обмена данными между ЭВМ ОВД;

■ линий передачи сети Международного общества по авиационной

электросвязи SITA (Societe International de Telecommunication

Aeronautiques);

■ радиоканалов связи "Земля-Борт-Земля".

Авиационная электросвязь в ГА должна обеспечивать решение следующих

основных задач [1-2]:

■ передача на борт воздушного судна (ВС) разных сообщений по ОВД,

направленных на обеспечение безопасности и регулярности полетов,

сервиса обслуживания пассажиров;

■ передача экипажем ВС указаний и распоряжений и получение от них

донесений и сообщений на всех этапах полета от взлета до посадки

включительно;

■ передача и принятие сообщений о воздушной и метеорологической

обстановке;

■ обмен соответствующими сообщениями с взаимодействующими

пунктами управления и органами других ведомств, в том числе

международных;

■ взаимодействие между службами и подразделами авиапредприятия;

■ передача распоряжений, указаний и других сообщений от руководящих

органов ГА в подчиненные организации и предприятия и получение от них

сообщений и донесений.

Функции АЭС реализуются совокупностью центров коммутации, узлов

связи, приемопередаточных центров, станций и конечных устройств, которые

соединены между собой каналами и линиями передачи в порядке, соот-

ветствующем принятой системе организации связи.

Авиационная электросвязь должна удовлетворять высоким требованиям

относительно оперативности, надежности, достоверности и скорости передачи

сообщений, необходимой скрытности, максимальной экономичности ор-

ганизации и функционирования.

По функциональному назначению АЭС делятся на авиационную воздушную

электросвязь (АВЭС) и авиационную наземную электросвязь (АНЭС). По

международной терминологии АВЭС соответствует авиационная подвижная

служба связи (R), а АНЭС — аэронавигационная служба стационарных средств

связи (AFS —Aeronautical Fixed Service).

АВЭС организуется в соответствии с действующей структурой управления

воздушным движением (УВД) и должен обеспечивать [1-7]:

■ связь по УВД в районах аэродрома (руление, взлет, посадка, полеты

по кругу и на подходе к аэродрому);

■ связь по УВД на воздушных трассах, на местных воздушных линиях

(МВЛ) и при использовании авиации в народном хозяйстве (ИАНХ), на

международных воздушных трассах;

■ информационно-командная дальняя связь с центральной диспетчерской

службой (ЦДС) ГА;

■ радиовещание метеоинформации экипажам ВС;

■ связь ВС с планово-диспетчерской службой предприятия (ПДСП);

■ связь между экипажами ВС для взаимодействия (в случае необходимости);

■ связь аварийно-спасательной службы с другими абонентами сетей

АЭС;

■ связь специального назначения.

АНЭС организуется с учетом действующей иерархической структуры

диспетчерских пунктов службы движения и органов ОВД, структуры мест

базирования и расположения авиаотрядов, аэродромов, агентств воздушного

сообщения, учреждений, предприятий ГА, структуры других служб и органов

ГА, учреждений и служб взаимодействующих ведомств и должна обеспечивать:

■ взаимодействие диспетчерских пунктов службы движения;

■ полеты воздушных судов;

■ управление производственной и технологической деятельностью других

служб ГА;

■ межаэропортную связь;

■ связь агентств воздушного сообщения (ABC) и пассажиров;

■ внутриаэропортную связь;

■ международную связь;

■ связь по организации УВД ;

■ передачу и принятие метеорологической информации;

■ коммерческую связь;

■ производственно-диспетчерскую связь;

■ связь специального назначения.

С целью устранения известных недостатков АЭС и эффективного ис-

пользования всех возможностей автоматизированных систем ОВД в ГА вне-

дряется интегрированная сеть передачи сообщений ATN. Она должна обес-

печить межсетевое взаимодействие вычислительных систем и оборудования

данных, которые функционируют в наземных пунктах AFS и в пределах бортовых

локальных сетей (LAN — Local Array Network) воздушных судов.

1.1.2. Концепции построения цифровой сети интегрального

обслуживания ATN

Назначение ATN

Главным условием успешного внедрения авиационной цифровой сети с

интегрированием услуг (ЦСИУ) ICAO считает признание следующих кон-

цептуальных положений [4, 7]:

■ все большее внедрение и использование средств компьютеризации и

автоматизации ОВД требует совершенствования передачи данных между

конечными ЭВМ и пользователями, в том числе, передачи данных между

бортовыми и наземными ЭВМ, обслуживающими фиксированных и

мобильных пользователей;

■ реальный успех автоматизации процессов ОВД достигается только в

том случае, когда бортовые вычислительные системы обеспечивают

межсетевое взаимодействие и обработку данных аналогично наземным

ЭВМ, а не используются в качестве бортовых терминалов.

Согласно определению МККТТ, под ЦСИУ (ISDN — Integrated Services

Digital Network) подразумевается такая сеть электросвязи, в которой одни и те

же приборы цифровой коммутации и цифровые тракты передачи используются

для установления соединений более, чем одного вида связи [1, 8]. Базой для

ISDN является оцифрованная сеть с ИКМ (PCM — Pulse Code Modulation —

импульсно-кодовая модуляция).

Сеть авиационной электросвязи ATN, концепция которой разработана ICAO,

является инфраструктурой межсетевого взаимодействия. Она обеспечивает

взаимодействие наземных подсетей передачи данных, подсетей передачи данных

"Воздух- Земля" (A/G — Air/Ground) и подсети передачи данных бортового

оборудования (LAN) (рис. 1.1).

Взаимодействие реализуется благодаря общим режимам и протоколам

интерфейса, которые базируются на межуровневой эталонной модели взаи-

модействия открытых систем (ЭМВОС), рекомендованной документом

ISO/IEC 74981.

Взаимодействие характеризует возможность ATN обеспечить сквозную

передачу данных между конечными системами, даже если в ATN включены

разные подсети.

Конечной системой (ES — End System) является система, которая охва-

тывает семь уровней ЭМВОС и один или несколько прикладных процессов

конечного пользователя (рис. 1.2).

Подсетью ATN называют действующее оборудование сети передачи данных,

которая использует однородный протокол и план и находится под управлением

одного уполномоченного органа. Для сообщений, которые надлежит передавать

между наземными подсетями (АНЭС) и подсетями LAN на ВС, в ATN определен

переходный элемент. Он называется роутером (или маршрутизатором).

Соединения подсетей, самостоятельных физически, логически или

административно, выполняются межсетевыми роутерами в местах соединения

[2, 4]. Подсети относятся к промежуточным системам (IS — Intermediate System).

Сеть ATN предназначена для предоставления на специальной основе те-

лекоммуникационного обслуживания для передачи данных организациям,

которые занимаются ОВД, и агентствам, эксплуатирующим воздушные суда.

Сеть ATN обеспечивает следующие виды электросвязи:

■ связь с целью обслуживания воздушного движения (ATSC — Air

Traffic Services Communication);

■ авиационный оперативный контроль (АОС — Aeronautical Operation

Control);

■ авиационная административная связь (ААС — Aeronautical Administrative

Communication);

■ авиационная связь для пассажиров (АРС — Aeronautical Passenger

Communication).

Сеть ATN [1,4]:

■ предоставляет пользователям надежную сквозную связь, необходимую для

обеспечения безопасного и эффективного ОВД;

■ обеспечивает передачу данных, удовлетворяющую требованиям

пользователей относительно защиты и безопасности связи;

■ базируется на международных стандартах передачи данных, которые

должны способствовать разработке совместимых систем и стимулировать

предоставление сетевых видов обслуживания на конкурентной основе;

■ обеспечивает разные категории (классы) обслуживания для разных

видов использования;

■ определяет архитектуру, позволяющую объединять общественные и

частные подсети, что обеспечивает использование действующей и

планируемой инфраструктуры, а также сетевых программно-

технических средств.

Интегрированная АНЭС-ATN включает наземную подсеть ОВД, которая

охватывает аэродромные диспетчерские пункты (АДП), базы данных ОВД, базы

метеоданных (БМД), пункты управления на маршруте. С помощью роутеров

наземных подсетей ОВД пользователи связываются [4]:

■ с местными наземными подсетями, а через них — с базами данных

авиационной оперативной связи (АОС);

■ с подсистемами АОС и базой метеоданных;

■ с подвижными подсетями: ВЧ-каналов цифровой связи (HFDL — High

Frequency Data Link);

■ СВЧ-каналов цифровой связи (VDL — Very High Frequency Data Link),

авиационной мобильной спутниковой связи (AMSS — Aeronautical

Mobile Satellite Service), каналов вторичных обзорных радиолокаторов

в режиме S (SSR — Secondary Surveillance Radar Mode S), аэродромного

обслуживания (Gate Link) [1,3].

Системные требования

По рекомендациям ICAO требования системного уровня представляют собой

технические требования высокого уровня, которые базируются на экс-

плуатационных требованиях и ограничениях технического, административного и

организационного характера. Требования системного уровня являются основой

для функциональных требований и требований более низкого уровня.

В соответствии с рекомендациями ICAO, сеть ATN должна обеспечить [1,2,4]:

■ упрощенный переход к будущим вариантам служб авиационной электросвязи;

■ интеграцию имеющихся пользователей и систем AFTN, CIDIN, VCS (Voice

Communication System — система речевой связи), ACARS (Aircraft

Communications Addressing & Reporting System — система связи ВС для

адресации и передачи сообщений) и другие в архитектуру

ATN;

■ передачу инструкций по УВД на борт ВС по линиям передачи данных

только управляющим органом ОВД в зонах воздушного пространства,

которые ему подчинены;

■ маршрутизацию в соответствии с установленной стратегией маршрутизации;

■ однозначную адресацию всех конечных, предконечных и промежуточных

систем своего состава;

■ определение вида обмена данными только по разрешенным линиям

передачи в соответствии с типами и категориями сообщений, определенных

пользователем;

■ обмен прикладной информацией, когда имеется одна или несколько

санкционированных линий передачи;

■ возможность, получая сообщение, определить инициатора обмена;

■ целесообразное и эффективное использование подсетей с линиями передачи,

имеющими ограниченную ширину полосы частот;

■ соединение бортовой и наземной промежуточных систем альтернативными

подвижными подсетями;

■ соединение бортовой промежуточной системы с несколькими наземными

промежуточными системами;

■ возможность государствам и организациям назначать адреса и названия в

пределах их административных областей;

■ возможность установления, поддержки, высвобождения и прерывания

равноправных прикладных ассоциаций для разных видов использования;

■ предоставление связи ОВД (ATSC — Air Traffic Services Communication) в

соответствии с классом ATSC (см. табл. 1.1.), который определяется

максимальной задержкой ΔТ

тax

сквозного прохождения сообщения через

ATN в одном направлении (вероятность прохождения 0,95).

Таблица 1.1. Задержки прохождения сообщения через ATM

Класс ATSC A B C D E F G H

Максимальная задержка

ΔТ

4,5 4,5 7,2 13,5 18,0 27,0 50,0 100,0

Сеть ATN учитывает приоритеты передачи сообщений, перечисленные в табл.

1.2. При этом к связи по безопасности и регулярности полетов относятся

приоритеты, расположенные выше пятого сетевого уровня ATN.

Таблица 1.2. Приоритеты передачи сообщений

Категория сообщений

Приоритет соответствующего уровня

Управление сетью / системой 0 14 14

Чрезвычайные (о бедствиях) 1 13 14

Срочные 2 12 14

По безопасности

полетов

Обычного приоритета 3 11 11

Высшего приоритета 4 10 11

Метеорологические 5 9 8

По регулярности полетов 6 8 7

Службы авиационной информации 7 7 6

Сетевые / системные 8 6 5

Авиационные, административные 9 5 5

(не предоставлено) 10 4

Административные срочные и связанные со

статусом ООН

11 3 3

Административные высшего приоритета и

государственные/правительственные

12 2 2

Административные обычного приоритета 13 1 1

Административные низшего приоритета 14 0 0

В подсети SSB Mode S приоритеты с 14 по 10 являются высокими, а с 9 по

6— низкими. Среди других категорий сообщений ATN (то есть, от 0 до 5), в

подсети режима S допускается прохождение только тех, которые имеют

отношение к регулярности и безопасности полетов. Что касается подсети VDL

1 и 2, то в них отсутствуют определенные механизмы обеспечения приоритетов

[1,2].

Структура протоколов ATN, соответствующая EMBBC ISO, показана на рис.

1.3.

Сетевой уровень здесь представлен тремя подуровнями со своими прото-

колами:

■ межсетевой протокол IP (Internet Protocol), в частности, протокол сетевого

уровня без установления соединения CLNP (Connectionless Network

Protocol);

■ протокол обмена маршрутной информацией RP (Routing Protocol);

■ протокол зависимой от подсети функции конвергенции SNDCF (Sub

network Dependent Convergence Function);

■ протокол доступа к подсети SNAcP (Subnetwork Access Protocol);

■ протокол межобластного обмена маршрутной информацией IDRP (Inter

Domain Routing Information Exchange Protocol).

При этом порт 1 определяет точки доступа к транспортным услугам, порт 2 —

порт пользователя, порт 3 — порт провайдера сети, порт 4 — порт присоединения

подсетей.