ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ДЕСТРУКТИВНЫХ РАДИОЧАСТОТНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА СИСТЕМЫ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Николай С. Хохлов, Сергей В В. Канавин, Игорь В. Гилев, Анатолий П. Дураковский

Аннотация


В статье рассматривается создание экспериментальной установки для тестирования защищенности информации систем беспроводной связи специального назначения. Традиционные методы тестирования, основанные на использовании генераторов с фиксированными параметрами, не позволяют в полной мере имитировать динамически изменяющуюся электромагнитную обстановку и адаптироваться к характеристикам конкретного образца техники. Отличительной особенностью предложенного комплекса является интеграция программно-определяемого радио на базе платформы HackRF One, многодиапазонного блокиратора сигналов, комплекта специализированных антенн (включая рупорно-линзовые), а также интеллектуальной системы управления на основе нейронной сети. Для объективной оценки степени воздействия в состав установки введены измерительные приборы: анализатор спектра и тестер пакетных сетей, позволяющий оценивать коэффициент битовых ошибок. Предложена архитектура экспериментальной установки, построенная по модульному принципу и включающая аппаратный модуль генерации воздействий, антенно-фидерный модуль, измерительный модуль, программный модуль управления и интеллектуальный модуль (базу знаний и нейросетевой модуль выбора параметров). Разработано математическое описание процесса выбора параметров воздействия, включающее целевую функцию эффективности тестирования, нейросетевую аппроксимацию неизвестной зависимости между параметрами воздействия и результатом, а также выражение, связывающее отношение сигнал/шум на входе приемника с мощностью передатчика, коэффициентами усиления антенн и условиями распространения. Представлен алгоритм проведения эксперимента на примере воздействия на беспилотную авиационную систему, предусматривающий адаптивную подстройку параметров помехи в реальном времени.

Ключевые слова


информационная безопасность, беспроводные системы связи специального назначения, беспилотная авиационная система, деструктивные воздействия, программно-определяемое радио (SDR), HackRF One, нейронная сеть, анализатор спектра, BER, имитационное моделирован

Полный текст:

PDF

Литература


1. Терентьев А.А., Пославская В.Я., Богданова К.Н., Зражевский Д.В. Разработка имитационной модели сети связи специального назначения в целях определения ее защищенности. Вестник Воронежского института ФСИН России. 2025, № 3, с. 145-152. EDN: PLJRUM.
Terentyev A.A., Poslavskaya V.Ya., Bogdanova K.N., Zrazhevsky D.V. Development of a simulation model of a special-purpose communication network in order to determine its security. Bulletin of the Voronezh Institute of the Federal Penitentiary Service of Russia. 2025, no. 3, p. 145-152. EDN: PLJRUM (in Russian).
2. Шемонаев, А., Епифанцев, К., Кессаринский, Л., Пончаков, М. (2025). О результатах экспериментального исследования нарушения функционирования компонентов беспилотных транспортных средств от преднамеренных деструктивных электромагнитных воздействий. Безопасность информационных технологий. 32(1), 172-188. DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2025.1.12.
Shemonaev A., Epifantsev K., Kessarinsky L., Ponchakov M. (2025) The results of the study of intentional electromagnetic interference on disruption of the functioning of unmanned vechicles. IT Security (Russia), 32(1), 172-188. DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2025.1.12 (in Russian).
3. Гилев И.В., Канавин С.В., Никулин С.С., Хохлов Н.С. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023662861 Российская Федерация. Программа визуализации и динамического анализа спектров информационного сигнала и деструктивных воздействий на основе данных, поступающих с программно-определяемого приемника: № 2023661454: заявл. 01.06.2023: опубл. 14.06.2023. EDN: SPLAAN.
Gilev I.V., Kanavin S.V, Nikulin S.S., Khokhlov N.S. Certificate of State Registration of Computer Program No. 2023662861 Russian Federation. Program for Visualization and Dynamic Analysis of Spectra of Information Signals and Destructive Impacts Based on Data from a Software-Defined Receiver: No. 2023661454: declared 01.06.2023: published 14.06.2023. EDN: SPLAAN (in Russian).
4. Сычев, М., Крупенин, А., Сычев, А., Старожук, Е., Ходырев, Т., Милов, А. (2025). Методические аспекты построения математических моделей временных характеристик угроз электромагнитного воздействия на комплексы физической защиты морских портов арктической зоны. Безопасность информационных технологий, 32(1), 132-142. DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2025.1.09.
Sychev, M., Krupenin, A., Sychev, A., Storozhuk, E., Khodyrev, T., Milov, A. (2025). Methodological aspects of constructing mathematical models for the temporary characteristics of threats of the electromagnetic effects on complexes for physical protecting the arctic zone marine ports. IT Security (Russia), 32(1), 132-142. DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2025.1.09 (in Russian).
5. Gilev I.V. and Kanavin S.V. Modeling the Destructive Effect of Interference on Mobile Networks, Using the 3G Standard as an Example, Using a Noise Generator. 2019 1st International Conference on Control Systems, Mathematical Modelling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA), Lipetsk, Russia, 2019, pp. 407-410. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/SUMMA48161.2019.8947533.
6. Gilev, I.V., Kanavin S.V., Khokhlov N.S. The System for Selecting Methods of Counteracting the Destructive Electromagnetic Effect Exerted by the Intruder in Special-purpose Communication Systems. Proceedings - 2021 3rd International Conference on Control Systems, Mathematical Modeling, Automation and Energy Efficiency, SUMMA 2021: 3, Lipetsk, 10–12 ноября 2021 года. Vol. 3rd International Conference. Lipetsk. 2021.
pp. 805-807. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/SUMMA53307.2021.9632198. EDN: ZGCBJA
7. Akeela, R., Dezfouli, B. (2018). Software-defined Radios: Architecture, state-of-the-art, and challenges. Computer Communications, 128, 106-125. DOI: https://doi.org/10.1016/j.comcom.2018.07.012.
8. Adesina D., Bassey J. and Qian L. Practical Radio Frequency Learning for Future Wireless Communication Systems. MILCOM 2019 - 2019 IEEE Military Communications Conference (MILCOM), Norfolk, VA, USA, 2019,
pp. 311-317. DOI: http://dx.doi.org/ 10.1109/MILCOM47813.2019.9020807.
9. Хохлов Н.С., Канавин С.В., Гилев И.В. Экспериментальное исследование по воспроизведению деструктивных электромагнитных воздействий, приводящих к разрушению и модификации информации в системах связи специального назначения. Вестник Воронежского института МВД России. 2020, № 4,
c. 25-38. EDN: NQGTQV
Khokhlov N.S., Kanavin S.V., Gilev I.V. Experimental study on the reproduction of destructive electromagnetic effects leading to the destruction and modification of information in communication systems for special purpose. Bulletin of the Voronezh Institute of the Ministry of Internal Affairs of Russia. 2020, no. 4, pp. 25-38. EDN: NQGTQV (in Russian).
10. Tanuhardja R.R., van de Beek S., Bentum M.J., Leferink F.B.J. Vulnerability of terrestrial-trunked radio to intelligent intentional electromagnetic interference. IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 2015, v. 57, no. 3. pp. 454-460. DOI: http://dx.doi.org/ 10.1109/TEMC.2015.2393373.
11. Ali A., Chimeno M.F., Azpurua M.A. Resilience of QPSK Radio Links Under Narrowband and Broadband Electromagnetic Interferences. IEEE Open Journal of the Communications Society. 2024, v. 5, pp. 1234-1248. DOI: http://dx.doi.org/ 10.1109/OJCOMS.2024.3367890. EDN: UCCRUT.
12. Huso I., Carbonara S., Sciancalepore S., Oligeri G., Piro G., Boggia G. Jamming Echoes: On the Impact of Out-of-Band Interference on Radio Frequency Fingerprinting. IEEE INFOCOM 2025 - IEEE Conference on Computer Communications Workshops. London, 2025. pp. 1-6. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/INFOCOMWKSHPS.2025.10123456.
13. Almoualem F., Satam P., Ki J.G., Hariri S. SDR-Based Resilient Wireless Communications. Proceedings - 2017 IEEE International Conference on Cloud and Autonomic Computing (ICCAC). Tucson, AZ, 2017. pp. 114-119. DOI: http://dx.doi.org/ 10.1109/ICCAC.2017.25.
14. Мазин А.В., Сычев М.П., Скрыль С.В., Старожук Е.А., Милов А.С. Методические аспекты функционального представления угроз электромагнитного воздействия на комплексы физической защиты морских портов арктической зоны. Научно-технический журнал известия института инженерной физики. Серпухов. 2024, № 4(70). c. 65-71. EDN: DEEMFT.
Mazin A.V., Sychev M.P., Skryl S.V., Starozhuk E.A., Milov A.S. Methodological aspects of the functional representation of electromagnetic impact threats to physical protection complexes of seaports in the arctic zone. Scientific and technical journal of the Institute of Engineering Physics. Serpukhov. 2024, no. 4(70), pp. 65-71. EDN: DEEMFT (in Russian).
15. Дураковский, А., Цимбал, В. (2022). Моделирование угроз безопасности информации беспроводного стандарта IEEE 802.11. Безопасность информационных технологий, 29(4), 42-52. DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2022.4.04.
Durakovskiy, A., Tsymbal, V. (2022). Modelling of information security threats for the wireless standard IEEE 802.11. IT Security (Russia), 29(4), 42-52. DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2022.4.04 (in Russian).
16. Гилев И. В., Канавин С.В. Моделирование системы мобильного широкополосного доступа стандарта WIMAX в условиях многолучевого распространения сигнала. Вестник Воронежского института МВД России. 2019, № 2, с. 181-191. EDN: JPLKUD.
Gilev I. V., Kanavin S.V. Modeling of the wimax standard mobile broadband access system under the conditions of multi-beam signal distribution. Bulletin of the Voronezh Institute of the Ministry of Internal Affairs of Russia. 2019, no. 2., pp. 181-191. EDN: JPLKUD (in Russian).




DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2026.3.04

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.