Информационные технологии в различных областях деятельности

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА)

Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) — летательный аппарат без экипажа на борту. По существу, это робот, снабженный крыльями или вертолетным винтом. Различают беспилотные летательные аппараты:

• беспилотные неуправляемые;
• беспилотные автоматические;
• беспилотные дистанционно-пилотируемые летательные аппараты ( ДПЛА )
• конвертопланы - с поворотными винтами — летательные аппараты, совмещающие вертикальный взлёт и посадку вертолёта со скоростью перемещения турбовинтового самолёта.

Беспилотные летательные аппараты делятся по таким параметрам, как масса, время, дальность и высота полёта. Выделяют следующие классы аппаратов:

• "микро" (условное название) — массой до 10 килограммов, временем полёта около 1 часа и высотой до 1 километра;
• "мини" — массой до 50 килограммов, временем полёта несколько часов и высотой до 3 — 5 километров;
• средние ("миди") — до 1 000 килограммов, временем 10—12 часов и высотой до 9—10 километров;
• тяжёлые — с высотами полёта до 20 километров и временем полёта 24 часа и более.

Разведывательный БПЛА "Пчела"

Для определения координат и земной скорости современные БПЛА, как правило, используют спутниковые навигационные приёмники (GPS или ГЛОНАСС). Углы ориентации и перегрузки определяются с помощью гироскопов и акселерометров.

В качестве управляющей аппаратуры, как правило, используются специализированные вычислители на базе цифровых сигнальных процессоров или компьютеры формата PC/104, MicroPC/104 под управлением операционных систем реального времени.

Самолеты и вертолеты использовались для целей воздушной разведки с начала ХХ века, в первой мировой войне, во второй мировой войне и в послевоенное время. В качестве управляющей аппаратуры, как правило, используются специализированные вычислители на базе цифровых сигнальных процессоров или компьютеры.

Беспилотные аппараты позволяют сохранить жизнь пилотов. В этом их основная ценность. Даже, когда их сбивают, они передают информацию до самого момента их падения.

Начали применять БПЛА еще в 10-е годы ХХ века, но широкое распространение они получили за последние 10 лет. Разрабатываются они авиационными концернами США, Великобритании, России, Франции, южной Кореи.

Тяжелый средневысотный разведывательно-ударный беспилотный летательный аппарат Дань-Барук большой продолжительности и дальности полета.

Тактико-технические характеристики БПЛА Дань-Барук:

• Взлетная масса, кг до 500;
• Масса двух контейнеров со средствами поражения, кг 30;
• Масса целевой нагрузки, кг до 90;
• Длина, мм 4600;
• Размах крыла, мм 5630;
• Диапазон скоростей горизонтального полета, км/ч 150…300;
• Диапазон высот полета над уровнем моря, м 50…6000;
• Диапазон высот ведения разведки, м 400…6000;
• Радиус действия, км 150;
• Максимальная продолжительность полета с вооружением, ч 10;
• Максимальная продолжительность полета без вооружения, ч 15.

БПЛА Mantis (Великобритания) в разведывательном полете

В США разработкой БПЛА занимаются крупные авиационные концерны Воинг, Локхид, Сикорский и др. Концерн Сикорский создал уже несколько типов беспилотных вертолетов с вертикальным взлетом и посадкой. Одним из лидером среди производителей БПЛА является Израиль. Самолётами израильских производителей пользуются десятки стран. В 2009 году была закуплена партия израильских БПЛА для Вооруженных Сил России. Ведутся переговоры об организации совместного предприятия в России по выпуску БПЛА.

БПЛА Hermes-450S отличается большой продолжительностью полета. В состав его силовой установки входят поршневой двигатель британского производства мощностью 52 лошадиные силы с толкающим двухлопастным воздушным винтом. Разведывательное оборудование включает телевизионную и тепловизионную камеры, установленные в нижней части фюзеляжа на гиростабилизированной платформе, и радиолокационную станцию кругового обзора.

БПЛА Hermes-450S

беспилотник Panther (Израиль)

БПЛА Израиля

Американский БПЛА палубного базирования для авианосца

Наиболее перспективными являются бесспилотные конвертопланы.

Это гибриды самолета и вертолета - преобразуемые летательные аппараты с поворотными винтами, которые на взлёте и посадке работают как несущие, а в горизонтальном полёте как тянущие (при этом подъёмная сила обеспечивается крылом самолётного типа).

Конвертоплан с поворотными винтами

Криптография

Криптография - это наука о том, как обеспечить секретность сообщения, а криптоанализ - это наука о том, как вскрыть шифрованное сообщение, то есть как извлечь открытый текст, не зная ключа. Криптографией занимаются криптографы, а криптоанализом занимаются криптоаналитики.

Тайная передача сообщений, незаметная для окружающих непосвященных лиц, существует с древних времен. Примером может служить язык жестов, широко используемый фокусниками и карточными шулерами. С помощью таких тайных жестов ассистент подсказывает фокуснику во время сеанса на глазах у зрителей, а пара шулеров подсказывают друг другу ходы во время игры на глазах ничего не подозревающих партнеров.

Экзотический метод использовался американцами во время второй мировой войны: корабли ВМФ США осуществляли связь на языке малочисленного и компактно проживающего индейского племени. На каждом корабле было несколько индейцев-"шифровальщиков", а у противника не было практически никаких шансов раздобыть себе такого "криптографа".

Криптография в прошлом использовалась лишь в военных целях. Однако сейчас, с становлением информационного общества, она становится центральным инструментом для обеспечения конфиденциальности.

Криптография занимается всеми видами секретного обмена сообщениями, включая тайную переписку, аутентификацию (установление подлинности, от греч. authentikos - подлинный), цифровые подписи, электронные деньги и многое другое.

Для письменных сообщений криптография - это тайнопись, система изменения письма с целью сделать текст непонятным для непосвященных лиц.

С возникновением письменности задача обеспечения секретности и подлинности передаваемых сообщений стала особенно важной. Ведь сообщение, переданное словесно или показанное жестами, доступно для постороннего только в момент передачи, а в его авторстве и подлинности у получателя никаких сомнений не возникает, потому что он видит своего собеседника. Когда же сообщение записано на бумаге, оно уже живет отдельной жизнью и существует в материальном мире гораздо более длительный промежуток времени. И у людей, желающих ознакомиться с его содержанием против воли отправителя и получателя, появляется гораздо больше возможностей сделать это. Поэтому после возникновения письменности появилось искусство тайнописи, искусство "тайно писать" - набор методов, предназначенных для секретной передачи записанных сообщений от одного человека другому.

В истории человечества насчитывается большое число способов секретного письма, многие из которых были известны еще в древности.

В некоторых способах тайного письма используются физические особенности носителей информации. Так, например, симпатические чернила исчезают вскоре после написания ими текста или невидимы с самого начала. Но их можно снова сделать видимыми, обработав документ специальным химическим реактивом или осветив лучами определенной части спектра, обычно - ультрафиолетом. Метод стеганографии заключается в том, что передаваемый текст "растворяется" в сообщении большего размера с совершенно "посторонним" смыслом. Но если взять и извлечь из него некоторые символы по определенному закону, например - каждый второй, или третий, и т.д., получается конкретное тайное сообщение.

Стеганография бывает полезна, когда необходимо не просто передать секретное сообщение, а секретно передать секретное сообщение, то есть скрыть сам факт его передачи.

Суть шифрования - не скрывать сам факт передачи сообщения, но сделать его недоступным посторонним. Для этого сообщение должно быть записано так, чтобы с его содержимым не мог ознакомиться никто, за исключением самих корреспондентов. Шифрование является преобразованием сообщения по определенным правилам, что делает его бессмысленным набором знаков для непосвященного в тайну шифра человека. Предполагается, что тайнопись была известна в древнем Египте и Вавилоне. Искусство секретного письма использовалось в древней Греции. Первые действительно достоверные сведения с описанием метода шифрования относятся к древнему Риму. Они описывают шифр Цезаря - способ, которым Юлий Цезарь прятал свои записи от излишне любопытных глаз. Шифр Цезаря был предельно прост: в нем каждая буква сообщения заменялась на следующую за ней по алфавиту. Однако для того времени, когда умение читать и писать было редким исключением, применение даже такого простого шифра решало проблему секретности передаваемого сообщения.

Чем оживленнее велась переписка в обществе, тем большая ощущалась потребность в средствах ее засекречивания. Соответственно, возникали все более совершенные и хитроумные шифры. Сначала при заинтересованных лицах появились шифровальщики, потом группы из нескольких шифровальщиков, а затем и целые шифровальные отделы. Шифрование сначала осуществлялось вручную, позднее были изобретены сравнительно несложные механические приспособления, поэтому использовавшиеся тогда шифры были достаточно простыми и несложными.

Когда объемы подлежащей закрытию информации стали критическими, в помощь людям были созданы более сложные механические устройства для шифрования, например, немецкая шифровальная машина Энигма. Основными потребителями криптографических услуг были дипломатические и шпионские миссии, тайные канцелярии правителей и штабы войсковых соединений и флотов, военные корабли. Так, все немецкие подводные лодки были оснащены шифровальными машинами "Энигма". Английская шифровальная служба сумела получить образец машины "Энигма" с затонувшей немецкой подводной лодки. Английским криптоаналитикам удалось взломать немецкие коды, в результате чего они могли читать немецкие секретные депеши.

С возникновением компьютеров и проникновением их в различные сферы жизни возникла принципиально новая отрасль хозяйства - информационная индустрия. После распространения компьютеров в деловой сфере практическая криптография сделала в своем развитии огромный скачок:

• были разработаны стойкие шифры с секретным ключом, предназначенные для обеспечения секретности и целостности передаваемых или хранимых данных;
• были созданы методы решения новых, нетрадиционных задач сферы защиты информации, наиболее известными из которых являются задачи подписи цифрового документа и открытого распределения ключей.