Традиционно защиту важной информации в каналах связи выполняет криптография. Однако, криптографические средства защиты базируются на распределении ключей шифрования. Теоретически сложный ключ шифрования взломать можно, практически – это может занять непозволительно долгое время.
Однако, появились квантовые компьютеры, которые значительно повысили возможности криптоанализа традиционных криптографическими систем с открытыми ключами. Поэтому предстоит пересмотр параметров стойкости криптографической защиты.
В последние десятилетия в мире пришло понимание, что математическая сложность не обеспечивает полную защиту инфраструктуры криптографических ключей, поэтому необходима физически гарантированная защита. Защиту каналов возлагают на квантовую криптографию (точнее, на квантовое распределение ключей шифрования), реализуются системы передачи на тёмных (резервных) волокнах кабельных сетей ВОЛС.
Квантовая криптография призвана увеличить стойкость систем связи, позволяет обнаруживать попытки перехвата информации с высокой вероятностью, теоретически, но практические реализации таких систем ограничены параметрами неидеальных каналов. Жёсткие законы физики ограничивают практическую дальность квантовой связи по оптоволоконным каналам до сотни километров. Попытки увеличения дальности передачи приводят к снижению скорости передачи ниже десятка бит в секунду, что неприемлемо в большинстве случаев.
Залогом информационной безопасности является, прежде всего, физическая защита каналов связи. Каналы всех видов беспроводной радиосвязи, радиорелейные линии, тропосферная связь, сотовая связь, спутниковые радиоканалы, в разной степени подвержены перехвату. Кабельные оптические каналы (наземные, подземные, подводные) также не обеспечивают 100% защиты от несанкционированных подключений.
Одно из решений проблемы физической защиты каналов связи — ВЫСОТНЫЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ ПЛАТФОРМЫ
Высотные телекоммуникационные платформы HAPS (High-altitude platform station) выступают как альтернатива и как органичное дополнение к существующим наземным магистральным кабельным оптоволоконным каналам и наземным технологиям сотовой связи.
HAPS предусматривает подъём базовых станций на высоту до 14 км для увеличения зоны прямой видимости, для снижения стоимости покрытия 5G обширных территорий, как с низкой плотностью абонентов, так и с плотной высотной застройкой.
С ростом высоты в тропосфере растёт скорость и стабильность ветра. И это – решение проблемы питания таких высотных станций. Высотный ветер тропопаузы 9…12 км – надёжный глобальный возобновляемой источник энергии (ВИЭ) высокой плотности мощности ~10 кВт/м2 с минимальными суточными и сезонными колебаниями, единственный надёжный ВИЭ в умеренных и высоких широтах зимой.
Энергию высотного ветра способны использовать только привязные летательные аппараты. Высотные аэродинамические привязные телекоммуникационные платформы на инновационных несущих роторах – геостационарные атмосферные спутники (ГАС).
Высотные аэродинамические привязные платформы ГАС способны поднять базовые станции сотовой связи на тонком прочном леере с оптоволоконным каналом над узлами магистральной кабельной сети ВОЛС. Энергетически автономные платформы с высоты 9…14 км с шагом ~200 км обеспечат сплошную зону покрытия в прямой видимости базовой станции макросотами радиусом до 100 км, площадью до 30 000 км2. ГАС органично совместимы с наземными сетями сотовой связи и магистральной кабельной сетью. Технология ГАС глобальна, способна работать везде, кроме полюсов и экватора.
При стоимости, сопоставимой с мачтой сотовой связи, платформа ГАС выше в 300 раз, её площадь покрытия больше в 300 раз, каждая поднятая базовая станция заменяет сотни наземных, т.к. на 1 леере возможен подвес нескольких станций. В сравнении с наземными сотами капитальные и операционные затраты покрытия снижаются на порядки. Экономически эффективная технология универсальна для покрытия связью, как мегаполисов с плотной высотной застройкой, так и обширных территорий Арктики и Сибири без опорной инфраструктуры. Энергетически автономная экологически чистая технология ГАС независима от сетей электроснабжения.
Атмосферные оптические каналы (FSO, АОЛС) между платформами ГАС дают независимость от дорогой наземной кабельной сети ВОЛС. Свет в стратосфере распространяется без метеопомех, на 50% быстрее, чем в кабеле. Канал АОЛС на 200 км в десять раз дешевле прокладки кабеля ВОЛС. На рынке есть модули FSO на 10-100 Gbps.
Примерно 600 платформ ГАС способны полностью покрыть Россию геостационарной атмосферной оптической сетью скоростной передачи данных физически гарантированной безопасности с важными сервисами в единой системе: сплошного покрытия мобильной связью 5G (с перспективой в 6G), видеомониторингом территорий и границ, точной навигацией, цифровым вещанием, метеоконтролем тропосферы, аэронавигацией с диспетчерским сопровождением ОрВД, и др. сервисами.
Таким образом, для низкоскоростной квантовой криптографии, которая не способна решить все проблемы информационной безопасности и защиты данных во всех сегментах сети, существует очень привлекательная альтернатива в виде физически безопасных гигабитных стратосферных оптических каналов ГАС.
То есть, технология ГАС, позволяет заполнить пробел и обеспечить разумный баланс трёх основных технологий организации физически безопасных каналов:
- Кабельной квантовой криптографии.
- Спутниковой квантовой оптики.
- Стратосферной гигабитной оптики.
Для связи с судами лучше использовать спутниковые оптические каналы с криптографией (2).
До дальности в 100км локальной сети самый привлекательный вариант — квантовая криптография в каналах связи (1).
Для физической защиты каналов дальней связи нет конкурентов стратосферной гигабитной оптике (3).
(по материалам компании «Гиронавтика» gyronautica.ru
https://gyronautica.ru/rnd/platforms/)
Telecom & IT 