Шифрование в рациях: AES, скремблирование и что они реально защищают

Шифрование в рациях закрывает содержание переговоров ключом: расшифровать вызов может только станция с тем же ключом. Шифрование работает на цифровом канале DMR. Субтоны CTCSS и DCS фильтруют приём, а содержание переговоров не скрывают. Скремблер в аналоговых рациях маскирует речь. Факт выхода передатчика в эфир шифрование не скрывает.

В характеристиках раций встречаются субтон CTCSS, скремблер и шифрование AES, и это три разные функции. Субтон фильтрует приём, скремблер маскирует речь в аналоговом канале, шифрование закрывает голос ключом. Ниже разобрано, на каком канале работает каждая функция и чего она не делает. Определения взяты из стандарта NIST FIPS 197 и стандарта DMR ETSI TS 102 361, характеристики — из руководств по эксплуатации моделей.

Субтон, скремблер и шифрование: три разные функции

У трёх функций разные задачи: субтон фильтрует приём, скремблер маскирует речь, шифрование закрывает содержание переговоров ключом. Субтон и скремблер работают в аналоговом канале, шифрование работает в цифровом.

Функция	Где работает	Что делает	Чего не делает	Пример модели
Субтон CTCSS и DCS	аналоговый канал	открывает динамик только для станций со своим кодом	передачу слышат станции с отключённым декодером субтонов и в режиме мониторинга	РК-101Т
Скремблер	аналоговый канал	маскирует речь	ключ и оценку стойкости руководства не приводят	РК-322-2Д, РК-212 MILITARY
Шифрование в DMR	цифровой канал	шифрует голос ключом	не скрывает факт передачи, расшифровать может только станция с тем же ключом	РК-322 DMR v.2024, РК-4312 EX

Индивидуальный вызов и Color Code тоже принимают за защиту переговоров, им посвящён отдельный раздел ниже.

Субтоны CTCSS и DCS: фильтр приёма

Субтон убирает из динамика чужие переговоры на общей частоте, а собственный разговор он не скрывает. Связь идёт только со станциями, у которых задан такой же субтон: при чужом коде на канале динамик не включается. У РК-101Т на выбор 39 субтонов CTCSS и 105 кодов DCS.

Руководство РК-322-2Д прямо указывает: субтоны CTCSS и DCS не шифруют и не маскируют радиопередачу. Её слышат станции с открытым каналом и станции с включённым мониторингом, потому что режим мониторинга отключает порог шумоподавления и ограничения, установленные субтонами. В руководстве РК-201 сказано то же: применение субтонов конфиденциальность разговора не обеспечивает, а передачу услышат станции с отключённым декодером субтонов.

CTCSS — аналоговый субтон, DCS — цифровой код. Субтон задаётся в аналоговом канале, а в цифровом канале DMR работают Color Code и Time Slot.

Скремблер: маскиратор речи в аналоговых рациях

Скремблер маскирует речь в аналоговом канале, и в руководстве РК-322-2Д он так и назван — маскиратор речи. Там же описан способ: скремблирование построено на частотной инверсии и идёт опцией, а включается пунктом Menu 41 со значениями ON и OFF.

По руководству РК-101Т скремблирование — способ защиты от несанкционированного прослушивания радиопереговоров. Скремблер включается и выключается для каждого канала программно. По руководству РК-212 MILITARY скремблирование предназначено для скрытия голосовой информации от возможного прослушивания, а функция включается в меню.

Скремблер описан и в руководствах других аналоговых моделей. У взрывозащищённой РК-4312-2Д он вынесен в пункт меню 13, у модели «Спорт» указан в перечне функций, у РК-222 в меню выбирается вариант скремблирования. У автомобильной РМ-302 скремблер идёт опцией: для станций, укомплектованных маскиратором, в комплект входит модуль маскиратора речи роллингового типа с плавающим кодом. У РК-201 предусмотрена опциональная плата маскиратора речи серии MASK.

Алгоритм, ключ и оценку стойкости скремблера руководства не приводят, поэтому сравнивать его с AES по документам нельзя.

Шифрование AES в цифровых рациях DMR

Цифровое шифрование преобразует голос ключом, и расшифровать вызов может только станция с тем же ключом: так это описано в руководстве РК-101 DMR.

Что такое AES. AES — стандарт шифрования Национального института стандартов и технологий США, документ FIPS 197. Стандарт действует с 26 мая 2002 года и обновлён 9 мая 2023 года. AES — симметричный блочный шифр: одним и тем же ключом данные шифруются и расшифровываются. Цифра в названии AES-128, AES-192 или AES-256 означает длину ключа в битах, а размер блока у всех трёх вариантов составляет 128 бит. Реализация AES обязана поддерживать хотя бы одну длину ключа и может поддерживать две или три, поэтому длину смотрят в документах конкретной модели. Стандарт отдельно оговаривает правильно сгенерированный ключ и утверждённый режим работы.

Что говорит стандарт DMR. В ETSI TS 102 361 шифрование определено как преобразование передаваемой информации на основе секрета, общего для отправителя и получателя. Сам способ шифрования стандарт не описывает: эта область вынесена за его рамки. В протоколе предусмотрен служебный заголовок PI: он передаётся в начале голосовой передачи и показывает статус шифрования.

В станции задаётся один тип шифрования. Включение и отключение шифрования выводится на программируемую клавишу, как это сделано у РК-101 DMR. Ключи задаются при программировании станции, и эту работу выполняют технические специалисты.

Какие рации поддерживают шифрование

Шифрование заявлено у цифровых и двухрежимных моделей DMR, а в руководствах ряда аналоговых моделей описан скремблер. Цифровые станции DMR собраны в отдельном разделе каталога.

Модель	Тип	Что заявлено	Документ
РК-322 DMR v.2024	носимая	шифрование голоса заявлено в руководстве, стандарт AES — в каталоге	руководство, с. 2; каталог
РК-322 DMR PRO	носимая	конфиденциальность цифрового канала, включается боковой клавишей	руководство, с. 3 и 7
РК-101 DMR	носимая	шифрование голоса по ключу, включение с программируемой клавиши	руководство, с. 6 и 8
РК-4312 EX	носимая, взрывозащищённая	шифрование в цифровом режиме, AES опцией	руководство, с. 3 и 6; карточка
РТ-2800 IP S AES	ретранслятор	исполнение с шифрованием AES	карточка

У двухрежимной станции шифрование работает на цифровом канале; на аналоговом канале разговор идёт открыто. У РК-4312 EX зашифрованную передачу показывает индикатор: он светится красным при передаче вызова с включённой конфиденциальностью.

Чего шифрование не защищает

У каждой из трёх функций есть граница, за которой она не работает.

• Шифрование действует только при совпадении ключей у обеих станций.
• Шифрование работает на цифровом канале; на аналоговом канале двухрежимной станции разговор идёт открыто.
• Способ шифрования стандарт DMR не определяет, поэтому совместимость зашифрованной связи стандарт не обеспечивает.
• Шифрование защищает содержание переговоров и не скрывает сам факт работы передатчика в эфире.
• Стойкость AES опирается на правильно сгенерированный ключ и режим работы, а NIST пересматривает стандарт каждые пять лет и при новых атаках на алгоритм.
• Ключ шифрования живёт в станции, и потеря станции закрывается организационными мерами. У РК-4312 EX потерянную станцию можно отключить по радиоканалу.
• Субтоны CTCSS и DCS передачу не скрывают: её слышат станции с отключённым декодером субтонов.
• Для скремблера руководства не приводят ключ и оценку стойкости.

Подбор станции для работы вне объекта разобран в статье «Рация для полевых условий».

Индивидуальный вызов и Color Code: адресация без ключа

Индивидуальный вызов и Color Code управляют адресацией и эфиром, ключа шифрования у них нет. По руководству РК-322 DMR v.2024 индивидуальный вызов идёт одному абоненту, и такой радиообмен не слышен остальным членам группы, пока пауза между включениями абонентов не превышает 3 секунд. При большей паузе индивидуальный вызов становится групповым. Color Code принимает 16 значений, от 0 до 15, и отделяет свою систему от соседней на той же частоте. Станции в разных тайм-слотах одной частоты друг друга не слышат.

Как выбрать защиту переговоров под задачу

Выбор начинается с того, что требуется закрыть.

Нужно отсечь чужие переговоры на общей частоте — достаточно субтона CTCSS или DCS: он открывает динамик только для станций со своим кодом.

Парк аналоговый, и речь требуется замаскировать — подойдут модели со скремблером из раздела аналоговых радиостанций.

Нужно закрыть содержание переговоров — берут цифровые рации DMR с шифрованием и задают одинаковый ключ на всех станциях, а программирование выполняют технические специалисты.

В смешанном парке аналоговые каналы остаются открытыми.

У оборудования оптимальное соотношение качества, функционала и цены. Подобрать модели под парк станций помогут специалисты компании Терек-Радио, российского производителя средств радиосвязи.

Частые вопросы

Что такое рации с шифрованием AES?

Рации с шифрованием AES — цифровые станции DMR, в которых голос закрывается ключом по алгоритму AES из стандарта NIST FIPS 197. Расшифровать вызов может только станция с тем же ключом. Шифрование по стандарту AES заявлено у РК-322 DMR v.2024, а у взрывозащищённой РК-4312 EX оно доступно опцией. У РК-322 DMR PRO руководство описывает конфиденциальность цифрового канала, которая включается боковой клавишей. Длину ключа у конкретной модели смотрят в её документах.

Чем AES-256 отличается от AES-128?

Длиной ключа: у AES-128 ключ длиной 128 бит, у AES-256 ключ длиной 256 бит, а промежуточный вариант AES-192 работает с ключом 192 бита. Размер блока у всех трёх вариантов одинаковый и составляет 128 бит. По FIPS 197 реализация обязана поддерживать хотя бы одну длину ключа и может поддерживать две или три. Какую длину ключа использует конкретная станция, смотрят в документах модели.

Защищает ли субтон CTCSS от прослушивания?

Нет. Субтон — это фильтр приёма: он открывает динамик только у станций с тем же кодом, а сама передача уходит в эфир открытой. Руководства РК-322-2Д и РК-201 говорят об этом прямо: субтоны не шифруют и не маскируют радиопередачу и конфиденциальности разговора не обеспечивают. Чтобы услышать такой разговор, достаточно чужой станции с открытым каналом или с включённым режимом мониторинга.

Чем скремблер отличается от шифрования?

Скремблер маскирует речь в аналоговом канале; в руководстве РК-322-2Д он назван маскиратором речи, а способ описан как частотная инверсия. Шифрование работает в цифровом канале DMR и преобразует голос ключом, и расшифровать вызов может только станция с тем же ключом. Документы на скремблер не раскрывают ни алгоритма, ни ключа, ни оценки стойкости, так что поставить его в один ряд с AES не на чем.

С какими рациями работает шифрование?

Стандарт DMR описывает радиоинтерфейс, а способ шифрования в него не входит, поэтому совместимость зашифрованной связи стандарт не гарантирует. Голосовая связь без шифрования работает с любыми DMR-станциями, если совпадают частоты приёма и передачи, Color Code, таймслот и ID абонента или группы.