有线电视广播线路保护系统

CATV守护神原理及实现


广播事业是党和政府的喉舌,广播信道的安全直接关系到宣传工作的高效、准确和权威性。
随着信息技术的发展,现实生活对信息的依赖越来越大。
有线电视是人们获得信息的重要渠道之一,正因为如此,它被敌对分子利用的事件开始出现。他们的技术手段和投入都越来越高,这也是一场特殊的信息对抗战。
我们必须站在足够的技术高度认真分析和解决信道的安全问题。
技术是保障我们在这场对抗中处于主动的关键。
管理模式也起着重要作用,决定着技术实施的效果。管理包括设备应用、技术更新和技术保密。

从敌对的一方来看,作案的方法有如下三种基本模式:

 

1、 线路阻断式插入

这种方法简单、直接、暴露。投入小,技术难度小,作案方便。
一旦切入,其他节目被中断,用户会本能地搜索,转到插入节目。因此这种方法的影响面最大。
通常会在技术水平较低或对抗白热化时采用。

2、 频道替换式插入

这种方法技术难度较大,作案时需要较多设备及场地,成本也较大。
插入时可以选择特定的频道和节目时间,收视者难以知晓,欺骗性很大,影响深远。
如果敌对势力的技术能力(包括设备、导播技术)允许,这种方法会被用于较深的根部。

3、 信源插入

这是一种信息欺诈的高级形式。技术难度很高,投入设备资金较大,尽管如此,与其造成的影响面相比,是非常高效的。
插入将影响一个城市、省份或地区,严重时会波及全国。地方有线电视台很难实时监控和分析处理,被动地充当敌人的工具。
一旦出现这种情况,社会意识形态将会被动摇。其后果是不堪设想,这超出了本文的讨论范围。

实际的作案方法可能会有其独特性,受他们的资金多寡、知识背景、设备来源等因素影响,我们不能低估对手的能力,这是一场技术对抗,而且是广泛、综合的技术对抗,涉及到信息传输、信息编码、密码学、通讯技术、电子对抗等学科。只依靠公共安全机关的警力是不够的,"向科技要警力"在这场对抗中被体现出来。

目前的有线电视网覆盖面广,网络复杂,这个局面对"攻方"非常有利。从"守方"的角度来看,投入大量资金的系统就这样为敌对方使用了,根本原因就是我们的系统设备不能识别当前的信息是敌方或是我方的。所以,只要从一个点切入线路,后端的网络设备都会被占领,为敌方服务。
从物理上,我们可以给设备加锁,给线路加固。但这些手段显得苍白无力,浪费大量资金,效果甚微。

根本的解决方案,应该从设备的信息辨认入手。我们引入"令牌"的概念:基层的设备具有辨认能力,只有携带"令牌"的信息流/频道/节目才能通过。这种智能设备/装置可以安装在分配/分支器上,根据防卫重点和资金投入,逐步推广,最终实现入户端全部安装这种智能分配器和分支器。那时,敌方将无处下手,即使作案,影响力投入比(传播户数÷投入资金)会非常小,以至放弃这种作案动机。

令牌是节目播出时嵌入的一个数据包。采用非对称加密技术,将时间、信道、信息等内容进行相关处理运算。得到的令牌具有相关的唯一性,智能分配器和分支器只有在识别到合法的令牌后放行信号,非法插入将被拦截。
由于采用非对称密钥体制,智能分配器和分支器上只有解密密钥,即使被破译也不可能攻击系统。而加密密钥只存在于有线电视台的安全设备里,配合一些密钥更新策略,系统将会处于很高的安全状态。

系统成本是我们不得不考虑的问题。因此,第一步我们采取信道嵌入的模式。有条件时,升级为频谱嵌入的模式。

下图为系统实现示意图:

由图可见,末端装置(守护神)安装越广,防卫的线路范围越大,但投资也会增大。实际安装时可根据区域的安全程度增加或减少安装密度。当非法插入节目的影响面足够小时,敌对方的作案兴趣也会减小甚至放弃。

作为一个防卫系统,当它受到攻击时,应该能够实时报告有关数据,为保卫部门提供分析线索,最终判断被攻击的设备/线路地点,及时修复设备、侦破罪案。
根据区域条件,可以利用三种方式实现远程监测。
1、 利用现有的有线电视网。
尽管速度快,成本很高。另外在许多尚未实现双向网络改造的地区不能采用此法。
2、 有线电话线路(包括模拟/数字线路)。
需要线路支持,相对其他两种成本最低,传输可靠。
3、 无线通讯或载波方式。
无需线路支持,但成本较高。

每个末端装置除了自动按信令控制信道通断外,会定时将状态传送给监测中心。对于重要节点,可以辅以图象监控的手段,加强防卫。

监测中心接收每个末端装置发送来的状态信息,出现攻击时,以多媒体的方式报告,并分析被攻击线路/节点。同时以预先布置的策略向特定布控点或相关人员发出明确报告,及时恢复正常广播,调查现场。

从来就没有绝对安全的防卫系统。提高安全性的有效手段是超前于敌对方升级/更新有关密钥和算法。我们的系统同样具有一套严密的自动在线升级机制,必要时可以进行硬件升级。

在这场对抗中,敌人行动上是主动的,但社会环境下又是被动的。他们会利用一切可能手段进行破坏,实质上就是我们所预料的高技术犯罪。我们依靠科技手段和设备的同时,必须有效地组织部署,从技术、管理、法律等多方面配合,保障这项艰巨的守卫战的最终胜利。


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