Исследование и разработка методов защиты гидроакустических каналов связи

Выполнена оценка акустического материала, представленного в формируемой базе данных. В результате анализа выявлены ключевые характеристики сигналов, такие как амплитуда, частота и временные параметры, что создало основу для дальнейшего изучения информативности сигналов. Проведена статистическая оценка частотно-временных свойств и признаков базы гидроакустических сигналов. Анализ позволил выявить закономерности и аномалии в акустических характеристиках, а также установить зависимости между различными параметрами сигналов и условиями их записи. Эти результаты имеют значение для отслеживания динамики гидроакустических сигналов. Разработан метод и алгоритм формирования сигнально-кодовой конструкции, учитывающей особенности гидроакустики при передаче гидроакустических сигналов в цифровом формате. Представленный подход включает в себя комплексную оптимизацию процесса кодирования информации, принимая во внимание специфику распространения звуковых волн, в том числе в подводной среде. Алгоритм учитывает следующие параметры: частота, амплитуда и временные задержки сигналов. Алгоритм реализует возможность адаптации кодирования к изменяющимся условиям среды. Благодаря этому достигается значительное повышение эффективности и скорости передачи данных. Разработанная сигнально-кодовая конструкция обеспечивает минимальные установленные потери информации, что является критически важным для сохранения качества передаваемых сигналов. Внедрены новые методы предварительной обработки акустических сигналов, направленные на устранение шумов и искажений, возникающих в процессе записи, что позволяет уменьшить уровень шумов до 30% и повысить качество сигнала. Реализованы алгоритмы цифровой обработки сигналов, включая преобразование Фурье и вейвлет-анализ, что обеспечивает более глубокую и точную обработку данных. Представленные методы позволяют преобразовывать временные сигналы в частотную область, значительно упрощая идентификацию и анализ акустических характеристик. Быстрое преобразование Фурье (БПФ) используется для определения частотных компонентов сигнала с точностью до 0,1 Гц, что позволяет выявлять даже незначительные изменения в спектре. Вейвлет-анализ обеспечивает локализацию изменений как во временной, так и в частотной областях с разрешением до 10 мс, что критически важно для анализа динамических процессов. Примененные методы обеспечивают более высокую точность анализа и идентификации сигналов, достигая уровня точности до 95%, что значительно улучшает надежность систем гидроакустического мониторинга. Разработан метод разрушения информации, закодированной с использованием стеганографического метода кодирования/декодирования. Для оценки стойкости разработанного метода применялись статистические и детерминированные подходы. Использовались статистические методы стеганоанализа, направленные на выявление факта наличия скрытой информации в звуковых файлах. Статистические методы базируются на сравнении характеристик исследуемого сигнала с характеристиками «естественного» контейнера, что позволяет определить наличие скрытой информации. С применением метода изменения амплитуды возможно внедрение до 10% информации от общего объема сигнала. Этот показатель зависит от соотношения между изменениями амплитуды и воспринимаемыми искажениями звука, что позволяет сохранять качество аудиосигнала на уровне не ниже 85% по сравнению с исходным гидроакустическим сигналом. Проведенные испытания подтвердили, что устойчивость стеганографического метода к шумам в канале варьируется в зависимости от уровня сигнала и характеристик шумового фона. В условиях наличия шумов объем скрытой информации может снижаться до 5%, однако информация остается доступной для извлечения с приемлемой точностью. Осуществлена оценка целостности и восстанавливаемости закодированной информации в условиях различных воздействий. Результаты экспериментов продемонстрировали высокую степень восстановления информации, даже при наличии значительных искажений, что свидетельствует о надежности представленных методов стеганографического кодирования. На основе полученных результатов подготовлены научные статьи для публикации в рецензируемых изданиях. Публикации направлены на распространение знаний о достигнутых результатах и обмен опытом с научным сообществом.