Обеспечение конфиденциальности и целостности телеметрических данных при эксплуатации беспилотных аппаратов в сетях мобильной связи

Аннотация

Передача телеметрии беспилотного аппарата через сеть мобильной связи общего пользования соединяет требования конфиденциальности и целостности с ограничениями транспорта: служебные поля криптографической защиты удлиняют кадр, удлинённый кадр чаще разбивается на фрагменты, а потеря одного фрагмента лишает получателя всей защищённой порции телеметрии. Работа связывает длину имитовставки, глубину агрегирования записей, период смены сеансового ключа и размер транспортного блока с остаточным риском телеметрического потока. Остаточный риск вычислен по пяти профилям криптографической защиты кадра детерминированным аналитическим методом. Единицей моделирования служит защищённый телеметрический кадр, материалом – пять профилей защиты, различающихся длиной имитовставки, наличием счётчика-нонса и служебного заголовка, глубиной агрегирования и периодом смены сеансового ключа при девяти входных величинах канала и потока с раскрытыми диапазонами. Остаточный риск задан как ожидаемое число записей за сеанс, не доставленных с проверенной целостностью либо принятых как подлинные при навязывании. Наименьшее расчётное значение остаточного риска составило 7,200 записи. Для профиля с агрегированием получено 14,397 записи, а относительный разброс по пяти профилям равен 99,96%. Кадр остаётся односегментным при глубине агрегирования до 16 записей. Расчёт показывает, что связывающим ограничением служит не длина имитовставки, а соотношение размера защищённого кадра и транспортного блока: на составляющую навязывания приходится 0,290% расчётного риска профиля с усечённой имитовставкой, а обе составляющие выравниваются лишь при интенсивности 17,18 млн попыток/с, что превышает пропускную способность рассматриваемого радиоинтерфейса.