Изложение причин появления распределенных сетевых систем подводного наблюдения, принципов и технологий их создания содержится в [ 1 ], а предложения по их рациональному облику – в [ 2 ]. Приведем известное определение беспроводной сенсорной сети. Это – пространственно-распределенная совокупность автономных сенсоров, предназначенная для мониторинга полей и объектов в природных средах и для прохождения по сети данных мониторинга к пунктам назначения [ 3 ]. Распределенные системы подводного наблюдения должны быть устойчивыми и эффективно решать поставленные задачи. Однако их развитие формирует угрозу тем объектам, наблюдение за которыми они призваны осуществлять. Защита объектов наблюдения и поиск методов противодействия наблюдению являются на сегодня актуальными задачами.
По существу, речь идет о противодействии новому, специфическому виду систем, которые имеют пространственное распределение своих элементов и содержат как позиционные, так и мобильные составляющие. Поскольку средством, с помощью которого элементы сетевых систем подводного наблюдения объединяются в целостные структуры, является, как правило, акустическая связь, такое противодействие в литературе иногда называется акустической войной [ 4 ]. Попытку свести борьбу с сетевыми системами к борьбе с отдельными их элементами, например с необитаемыми аппаратами [ 5 ], нельзя признать удачной. Нельзя признать и то, что существующие средства гидроакустического противодействия способны к эффективной нейтрализации сетевых систем. Нужны постановки новых задач и поиск новых путей их решения.
Уязвимость сетевых систем и методы их защиты
К принципиально важным характеристикам сенсорных сетей относятся архитектура, протоколы и позиционирование. Выделим протоколы, делающие сетевую систему целостным образованием. Протоколы – это стандарты связи и наборы правил, в соответствии с которыми взаимодействуют друг с другом источники и получатели данных. Они же определяют размеры пакетов данных, идентификацию корреспондирующих элементов, сжатие, проверку на наличие ошибок и передачу данных. Из характерных элементов связи выделим физические: трансиверы( излучатели и приемники), модемы, а также организацию функциональных слоев. Сенсорная часть системы состоит из аппаратной и программной частей физических сенсоров( акустических и неакустических).
Объектами атаки на акустические сенсорные сети могут быть собственно сенсоры, позиционные, дрейфующие и размещаемые на необитаемых аппаратах, а также сетевая связь. Физическая ликвидация сенсорных станций может входить в число мер по противодействию, но лишь как составная часть. Чтобы ликвидировать элементы се-
В настоящее время в мире существует тенденция к унификации и модульности физических элементов, с тем чтобы сделать их дешевыми, пригодными для массового производства и применения, а также оптимизированными под конкретную задачу и условия среды. Эта тенденция распространяется и на платформы-носители сенсоров, сами сенсоры и соответствующее оборудование.
тевых структур, их надо обнаружить, а это сложная задача. К тому же особенностью сетевых структур является сохранение их работоспособности при утрате отдельных элементов. Задача атакующей стороны – лишить работоспособности сеть как целостную структуру или ту ее часть, которая представляет угрозу.
Поэтому сетевые системы подводного наблюдения изначально должны создаваться в расчете на условия « акустической войны » путем организации их защиты от атак [ 4 ].
Одно из схематических представлений сенсорных сетей приведено на рисунке 1. Показано устройство получения информации, частным случаем которого может быть центральный элемент в каждой группе сенсоров или шлюз( промежуточные получатели), или конечный получатель( расположенный обычно на управляющей платформе). Этот рисунок иллюстрирует основные качества сенсорной сети.
Кроме получателей информации наблюдательная сеть имеет ряд позиционных сенсоров, в том числе тех, которые служат ретрансляторами. Такая сеть позволяет осуществлять прохождение данных по различным путям с множеством транзитных участков. Сеть также содержит мобильные элементы. Пример физических приборов, формирующих подобную сенсорную сеть, представлен в [ 8, 9 ].
Каждое устройство, входящее в сенсорную сеть, имеет акустические или комбинированные( акустика-радио) модемы.
В связи с возрастающей ролью мобильных элементов сенсорных сетей( аппаратов) опишем типовой алгоритм функционирования таких сетевых структур. Каждый сенсор осуществляет операции по подводному наблюдению. Операции сводятся к сбору данных и их встроенной обработке. Обработка ориентирована на автоматическое обнаружение, распознавание и оценку параметров объектов. Данные от сенсоров передаются промежуточным получателям( например, шлюзам). От промежуточных получателей эти данные поступают конечному получателю, где происходит их обработка и формируются решения. На основании решения по сети передаются команды управления, в том числе на реконфигурацию сети путем изменения положения мобильных
79