Защита информации в радиоканалах мобильных робототехнических комплексов

• Автор: Успенский, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 с.

Введение
В настоящее время, как в России, так и за рубежом ведутся активные работы по созданию мобильных робототехнических комплексов МРК. Сфера применения комплексов обширна, первоочередными являются задачи, в ходе которых мобильный робот действует в условиях опасных для нахождения человека. Перспективным является использование автоматизированных робототехнических комплексов в боевых условиях, когда имеется прямая угроза жизни оператора. В составе поисковой группы МРК могут осуществлять функции дистанционной разведки, действуя автономно и передавая данные по беспроводному каналу.
В МГТУ им. Баумана ведутся работы по созданию 7МРК, предназначенных для выполнения разнообразных задач в экстремальных условиях. Обычно в состав комплекса входит мобильный робот, который имеет на борту специальное оборудование, и система управления, которая, среди прочих устройств, включает пультовую ЭВМ, установленную на посту управления рабочем месте оператора, а также бортовую ЭВМ, установленную на борту мобильного робота. Связь между пультовой и бортовой ЭВМ осуществляется посредством беспроводного канала стандарта 1ЕЕЕ

Актуальность

В усовершенствованную систему входят методы взаимной аутентификации, значительно превосходящие стандартные, а так же средства защищенного обмена сессионными ключами, отсутствующие в стандартной системе. Усовершенствованная система защиты информации успешно внедрена на МРК, разрабатываемом в МГТУ им. Баумана. Апробация работы. Научнотехническая конференция Информационная безопасность М. Ракетнокосмическая техника фундаментальные и прикладные проблемы М. Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 6 печатных работах. В первой главе диссертации выполнен анализ структуры системы управления мобильным робототехническим комплексом. Рассмотрены взаимодействие и обмен информацией между вычислительными задачами, функционирующими на пультовых и бортовых ЭВМ, реализованный посредством системной сетевой среды. Проведена оценка типовых требований по обеспечению безопасности информации. Проведен анализ существующих нормативнометодических документов. Выработаны требования к безопасности канала управления МРК. Выполнена формальная постановка задачи диссертационной работы, включающая в себя основные требования и ограничения. Во второй главе рассмотрены особенности структуры беспроводных сетей стандарта ШЕЕ 2. Ь с точки зрения защиты информации. Проанализированы стандартные средства и методы защиты информации в радиоканале 2. Ь. Проведена оценка механизма аутентификации. Проведен анализ уязвимостей в службах контроля доступа. Исследованы методы защиты информации в протоколе УЕР. Проанализированы элементы теории групп, связанные с методами ДиффиХелмана. Проведено исследование алгоритмов аутентификации и обмена и . Составлена сводная характеристика возможных атак на беспроводную сеть, описаны основные классы атак. В третьей главе, созданы методы улучшения стандартной системы безопасности основанной, на алгоритме . Проведена оценка системы аутентификации на основе алгоритма , показаны источники потенциальных угроз безопасности и разработаны средства защиты. Разработаны методы оптимизации алгоритма по быстродействию. Обоснована возможность применения стойких гибридных систем, которые могут использовать для дополнения друг друга независимые методы, как базирующиеся на ключах, так и основанные только на паролях. На основе полученных результатов создана усовершенствованная система безопасности МРК. В четвертой главе рассмотрены методы и средства обнаружения перехвата информации в беспроводной сети. На основе экспериментальных данных разработана технология, позволяющая осуществлять эффективный поиск и локализацию неавторизованной станции в защищенной беспроводной сети. Выявлены причины возможного возникновения ошибок, приведены методы повышения эффективности определения местоположения станциинарушителя. Определнный класс работ, особенно те из них, которые выполняются в экстремальных условиях, такие как поиск и обезвреживание радиоактивных источников, пятен химического заражения и взрывоопасных предметов ликвидация последствий аварий в шахтах, тоннелях, на трубопроводах и т. Это делает предпочтительным, а в ряде случаев и единственно возможным выполнение их с помощью мобильных робототехнических комплексов МРК. В настоящее время для решения подобных задач используются МРК, дистанционно управляемые по командам оператора 6. В состав такого МРК обычно входят мобильный робот, оснащенный манипулятором и необходимым набором специальной аппаратуры, и система дистанционного управления, содержащая пульт дистанционного управления и каналы связи с мобильным роботом 7. Робототехнические комплексы, разрабатываемые в МГТУ им. Баумана, предназначены для решения широкого круга задач, в частности для поиска и обезвреживание взрывоопасных предметов, расположенных на поверхности или под слоем грунта обнаружение и контейнирование радиоактивных малогабаритных источников, находящихся на открытой местности или внутри помещений поиска локальных пятен радиационного, химического или бактериологического заражения. В качестве операционной системы используется высокоэффективная ОС реального времени X 1. Пользовательский интерфейс оператора разработан в графической среде 2.