Современная электроника №3/2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 21 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2020 точек доступа, РС, планшетов, смарт- фонов и т.п.). Тем самым в беспроводном соедине- нии предлагается перенести процедуру криптокодирования с информации на структуру радиосигнала, что обеспечит её принципиальную недоступность для кибератак [12]. При этом в существую- щей сети Интернет не придётся ниче- го ломать: посредством стандартной техники Интернета (VPN-соединения, SSL-протоколы) будет обеспечено без- опасное взаимодействие приклад- ных процессов новой точки доступа (I-Phone, I-PAD, PC и т.д.) с Интернетом (web-серверами, сайтами и облаками), а посредством нового информацион- но-прозрачного, но криптографиче- ски защищённого по структуре радио- сигнала беспроводного соединения будет обеспечено безопасное взаимо- действие этих прикладных процессов, собственно, с вещами (т.е. обеспечение следующего уровня расширения Cети). Соответственно, и прикладные процес- сы в рамках концепции fog computing должны будут строиться с учётом новой архитектуры нижнего уровня Cети и этих новых возможностей по обеспе- чению безопасности. Такой подход позволит сохранить все существующие механизмы безо- пасности классической сети Интер- нет (т.е. всю её инфраструктуру), что называется «до браузера», т.е. сохранить все механизмы, обеспечивающие без- опасное взаимодействие прикладных процессов, происходящих в компью- терах и смартфонах (fog-узлах) с сайта- ми, серверами и облаками, одновремен- но обеспечив простоту, прозрачность, а главное – высочайший уровень без- опасности информационного взаи- модействия этих процессов с вещами, а вещам – безопасное взаимодействие напрямую между собой. Базовая радиочастотная технология Для осуществления криптокоди- рования структуры радиосигна- ла может быть использована бази- рующаяся на псевдослучайных кодовых крипто последовательно- стях C-UWB RF-технология, использу- ющая RF-спектр на вторичной основе, которая строится на корреляционной обработке сложного широкополосно- го радиосигнала и принципе кодового разделения каналов [6]. В свою очередь, корреляционная обработка радиосигнала позволяет (на основе принципа кодового раз- деления каналов) процесс адресации устройств тоже перенести с логиче- ского (адресация на основе инфор- мации, полученной после демодуля- ции радиосигнала) на физический уровень обработки самого радиосиг- нала (до его демодуляции) и обеспе- чить прямую, т.е. непосредственную адресацию устройств друг другом (с последующей передачей информа- ции), фактически исключив из состава систем средства и устройства, выпол- нявшие эти функции в традиционных радиосистемах (контроллеры-коорди- наторы, сетевые операционные систе- мы и т.п.) [4]. Используя радиочастотный спектр на вторичной основе, C-UWB RF-техно- логия на физическом уровне обра- ботки радиосигнала (благодаря корреляционной обработке ради- очастотного сигнала и кодовому раз- делению каналов) автоматически решает проблему коллизий, позво- ляя обеспечить взаимодействие смарт-коммуникаторов с вещами, а «домашних» вещей – напрямую между собой, без участия привязан- ных к инфраструктуре посредников – контроллеров-координаторов и сете- вых ОС, и уж тем более не через облака и сайты в Америке, что удобно, надёж- но, эргономично и безопасно. Помехозащищённость Кроме того, при расширении Интернета чрезвычайно актуаль- ной с точки зрения безопасности становится проблема помехозащи- щённости локальных соединений этого нового «дважды беспроводно- го» Интернета вещей, где компьюте- ры и смартфоны становятся новыми беспроводными точками доступа в Интернет для более простых и тоже беспроводных устройств. Ведь если на верхнем уровне беспро- водной транспортной инфраструкту- ры (т.е. на уровне LTE) эта проблема как-то купируется лицензированием диапазона частот, контролем за эфи- ром, высокими мощностями радио- сигнала и методами помехоустойчи- вого кодирования, то самый нижний уровень новой, едва существующей сегодня локальной транспортной инфраструктуры Интернета вещей работает в нелицензируемых диапа- зонах частот, а в плане помехозащи- щённости практически беззащитен, ведь помехозащищённость у суще- ствующих RF-стандартов (техноло- гий) просто равна нулю. Впрочем, для нашей россий- ской C-UWB RF-технологии удалось предложить простые и эффектив- ные методы подавления помех [13] и повысить помехозащищённость радиосистем ещё на два порядка по сравнению с самой «стойкой» техно- логией ZigBee. Всё вышеперечисленное в корне меняет архитектуру, эргономику, уро- вень безопасности и себестоимость новых радиосистем. Фактически этот подход позволяет создать локальную радиосреду, недоступную для кибер- атак, и перейти к новой парадиг- ме в архитектуре IoT, т.е. избавить- ся от уровня традиционных локаль- ных радиосетей (принципиально необходимого во всех существую- щих RF-стандартах прошлого века) и устранить тот «разрыв» в системе безо- пасности Интернета, который вносит беспроводное соединение на самом нижнем уровне Сети. При этом повсе- местность покрытия (вместо дально- сти действия локальной сети) обеспе- чат LTE и 5G. Всё это приводит к повышению без- опасности и многократному сниже- нию себестоимости систем Интернета вещей в целом, поскольку для них уже не требуются ни сетевые операцион- ные системы, ни контроллеры-коор- динаторы локального радиопростран- ства, осуществляющие адресацию устройств, распределение и назначе- ние каналов для связи, борьбу с колли- зиями, маршрутизацию пакетов и т.п., вышеперечисленное также освобож- дает от всех проблем и от вычисли- тельных ресурсов, поддерживающих сложнейшие протоколы безопасности, используемые в существующих радио- частотных стандартах для организа- ции каждого (!) соединения. Причём это системное решение, названное «IoT-радиопроцессором», не будет ломать существующие базо- вые принципы работы системы безо- пасности классической сетиИнтернет, а будет использовать все уже существу- ющие вышестоящие уровни безопасно- сти сети и практически автоматически вписываться в эталонную архитектуру OpenFog на её нижнем уровне. Это реше- ние и будет той самой «каплей», которая позволит создать действительно безо- паснуюраспределённую сеть устройств Интернета вещей и развернуть (масшта- бировать) эту сеть на всю планету.