Метод несанкционированного вскрытия информации на основе теории гиперчастотной механики и явления сверхпроводимости проводника в магнитном поле

УДК 681.327

A. Г. Ситник

Национальная академия обороны Украины

пр. Воздухофлотский, 48, 03049 Киев, Украина

Метод несанкционированного вскрытия информации

на основе теории гиперчастотной механики и явления сверхпроводимости проводника в магнитном поле

Приведены результаты исследований и разработок цифровых мето-дов, средств анализа изображений и компьютерных современных ин-формационных технологий с целью использования их в производстве информационных изображений.

Ключевые слова: информация, несанкционированное вскрытие, гипер-частотная механика, сверхпроводимость, проводник, магнитное поле, электрический ток.

Проблема обеспечения санкционированности доступа с целью последующе-го анализа, обработки и синтеза информации или использования полученных данных является неоднозначной [1]. Она, в основном, охватывает вопросы защиты данных [1] от нежелательной модификации или уничтожения (компьютерным вирусом, неосторожным, неграмотным или преднамеренным действием), а также от несанкционированной их регистрации с использованием аппаратуры, установленной на космических спутниках (КС).

Не возражая в принципе против используемого повсеместно метода паролей [1] для закрытия информации, который является самым распространенным, доступным, простым и дешевым, хотя и не обеспечивающим надежной защиты, предлагается другой подход для решения проблемного вопроса. Полагаем, что основная уязвимость метода паролей заключается в том, что пользователи зачастую выбирают очень простые и легкие методы закрытия информации. Эти методы и средства, основанные, как правило, на компьютерных ключах, подлежат, в практическом своем большинстве, однозначному вскрытию современными компьютерными системами. Происходит это потому, что даже методы программных паролей вскрываются, как было установлено [1], из-за известных логических принципов построения систем, основанных на матрицах управления доступом, которые определяют не только количество реальных элементов, но и общий принцип за-щиты в виде списков управления доступом, связанным с каждым защищенным

©

блоком данных. Осуществив несанкционированный доступ (НСД) к такому спис-ку, включающему имена всех объектов данных и групп пользователей, которым предоставляется право доступа к данному объекту, любой квалифицированный злоумышленник способен вскрыть закрытую самым сложным паролем конфиденциальную информацию.

Научный анализ

Проведенный научный анализ современных систем защиты информации или вскрытия информации [1] методами НСД показал, что они не в полной мере обес-печивают выполнение ожидаемых от них функций. Используя в разработке при-боров такие физические явления как сверхпроводимость [2], появилась возмож-ность решения отдельных локальных проблемных вопросов, касающихся улуч-шения параметров и характеристик чувствительности. Увеличение чувствитель-ности приемо-передающих узлов не представляется возможным из-за отсутствия однозначности решения проблемного вопроса в полном объеме. Не представляет-ся возможным использовать для практических расчетов все параметры и характе-ристики сверхпроводимости в устройствах для НСД в конструируемой космичес-кой аппаратуре сегодня еще и по той причине, что увеличение чувствительности датчиков, осуществляющих интерфейс пользователя, не учитывает открытия сов-ременной физики и основан на некоторых устаревших и некорректных положе-ниях теории классической физики [3]. Применение положений классической физики в области информатики не дает ответов на проблемные вопросы в процес-се НСД для аппаратов, установленных на КС. Полагаем, что целесообразнее ее положения использовать на бытовом уровне, а не при конструировании современ-ных устройств на стыке наук и переднем крае технологии.

История вопроса

Сегодня нельзя не сказать о том, что передним краем науки вообще, и элект-родинамики [1], в частности, стала проблема корректности существующей теории сверхпроводимости, на которых базируется разработка устройств, устанавливае-мых на КС. Однако использовать научные данные об этом явлении из первоисточ-ников [2] в предложенной разработке не представляется возможным из-за ограни-ченности публикаций и закрытости информации о проводимых исследованиях в области сверхпроводимости. Хотя перспективности этого научного направления во внедрении явления сверхпроводимости в разработку нового поколения прибо-ров никто из авторов [4] не отрицает. В проведенном эксперименте конечные результаты проявления такого явления как сверхпроводимость будут рассматри-ваться в виде визуализации излучения магнитного поля (МП), несущего инфор-мацию (текстовую, графическую или полутоновую), которая для наглядности бу-дет регистрироваться [5] на твердотельных носителях информации для последую-щего улучшения качества визуализации документов и их достоверности.

Поскольку проблемы закрытия и восстановления информации являются акту-альными [1], то возникают сомнения не только относительно ее качества, визуа-лизации или достоверности, но и идентичности оригиналу [5]. В результате ана-лиза было установлено, что при НСД соответствие оригинала синтезируемому до-кументу не отвечает критериям [5], и причина этого кроется в некорректности теории сверхпроводимости. Поэтому предлагается начинать реги-страцию и визуализацию МП в виде излучаемой информации для НСД с проводника, который находится в режиме сверхпроводимости, не с совершенствования программно-аппаратных методов и средств, а с использования аппарата современ-ной теории физики для разработки метода НСД, реализующего нетрадиционный подход из [4] к рассмотрению такого явления как сверхпроводимость проводника с током в магнитном поле. Это позволит не только расширить возможности применения такого явления в аппаратуре КС как сверхпроводимость, но и предложить использование для практических расчетов новые параметры и характеристики, неизвестные ранее специалистам, присущие всем составным элементам процесса НСД.

Алгоритм реализации

Из современных открытий в физике [4] следует, что в природе существуют только две элементарные частицы вещества. Первая это — электрон с его уточненными параметрами, а в 1982 г. Генеральной Конференцией Мер и Весов (ГКМВ) зарегистрировано открытие второй и последней элементарной частицы вещества — электрино [4], параметры и характеристики которого ранее не были известны специалистам и не использовались в разработках. Электрино является основным носителем как электрического тока, так и магнитного поля. Параметры электрино были утверждены решением XVII ГКМВ в 1983 г. для практического использования, но все равно переходить на новые элементарные частицы и оперировать такими понятиями как осцилятор и глобула научный мир не спешит. Причина этого состоит как в отсутствии использования достижений современной физики [4] при построении моделей и устройств НСД для КС, так и новых теорий, объясняющих такие явления как сверхпроводимость для практических расчетов параметров разрабатываемой аппаратуры на основе законов гиперчастотной механики. Рассмотрение сути строения осциляторов и глобул позволит расширить возможности при разработке аппаратуры НСД на КС.

В 1977 г. К. Теше и Дж. Кларк [2] теоретически обосновали, что для сверх-проводящих квантовых интерференционных датчиков (СКВИДов), позволяющих регистрировать минимальную напряженность магнитного поля, энергетический порог чувствительности составляет h/2 = 3,3ּ10–34 Дж/Гц. В обзорной статье Д. Мак-Дональда [2], посвященной успехам и перспективам криоэлектронной изме-рительной техники показано, что по состоянию на 1980 г. в СКВИДах достигнут порог чувствительности, чуть превосходящий постоянную Планка h > 6,626268ּ 10–34 кгּм2/с. Прогресс в области увеличения чувствительности датчиков, рабо-тающих по аналогии со СКВИДами [3], для регистрации МП, использующих принцип сверхпроводимости, особенно при НСД к информации, продолжает расти по возрастающей и сегодня как никогда ранее.

Теоретическое обоснование такого явления как сверхпроводимость, данное группой авторов (Бардином, Купером, Шриффером) в 1957 г., где речь идет об эффекте Мейснера и Оксенфельда, открытого в 1933 г. [2], сегодня считается явно устарелым. Суть этого эффекта состоит в выталкивании магнитного потока из проводника в момент его перехода в сверхпроводящее состояние при температуре сверхпроводимости Tc. Этот эффект является основой разработанного метода НСД к закрытой информации на основании современных открытий в физике но-вой теории сверхпроводимости, основанной на законах гиперчастотной механики. Рассмотрим некоторые узловые аспекты этого явления.

Магнитный поток, свободно пронизывавший проводник насквозь при докри-тической температуре Ti < Tс [3], в момент достижения проводником Tс, скачком перестает проходить через него, что также обусловлено и скачком его теплоем-кости. Из этого следует, что электрино магнитного потока [4] более не в состоя-нии проникать в межатомные каналы и вынуждены обтекать проводник, как гор-ный поток обтекает брошенный в воду камень. В классической физике [2] считае-тся установленным фактом, что теплоемкость всех материалов в момент перехода в сверхпроводящее состояние скачком возрастает в 2,5 раза. Если этот процесс представить в виде функции c = f(T), которая является линейной [3] в интервале T > Tc и экспоненциальной при T < Tc, то из этого следует, что для каждого сверх-роводника имеется свой порог напряженности магнитного поля, при воздействии которого он скачком переходит в нормальное состояние при T ≤ Tc. Из вышеиз-ложенных утверждений следует, что если объединить суть их в описательную мо-дель, то тем самым удастся решить теоретическую основу предложенного метода НСД, основанного на современной теории сверхпроводимости и гиперчастотной механики.

Полагаем, что сегодня известная теория сверхпроводимости [2] в такой ин-терпретации устарела и не представляет никакой ценности в рамках разработки других методов НСД, поэтому предлагаем рассмотреть концепцию построения теории визуализации МП, основанную на современных открытиях в физике [4].

Основная часть

Известно, что в самом начале открытия сверхпроводимости Камерлинг-Оннесом в 1911 г. [2], им было установлено, что вокруг соленоида из свинцовой проволоки при Т = 7,18 К магнитное поле сохраняется неизменным сколь угодно долго после отключения его от источника питания. Именно это незатухающее вихревое поле и привело к представлению о сверхпроводимости [3]. Иными сло-вами, экспериментально доказывается невыполнимость условия, когда сопро-тивление R = 0. Повторим логическую часть рассуждений и составим описатель-ную модель [5] опыта Камерлинг-Оннеса, огрубив эксперимент за счет несо-вершенства инструментальных средств, для чего зададимся следующими усло-виями: возьмем алюминиевый проводник длиной l и сечением s. Рассмотрим вхождение электрино вихря в межатомный канал при Ti = 293,15 К. При этом при-ведем из [4] неизвестные ранее специалистам параметры для более точных рас-четов, такие как: электростатический потенциал алюминиевого проводника jal = -8,9742594×10–1 В; секториальная скорость электрино в электростатическом поле алюминиевого проводника val = -2,6018737×108 м2/с; момент импульса электрино в поле алюминиевого проводника Lal = 1,7837814 ×10–27 кг×м2 /с. Использование этих параметров позволяет более точно производить расчеты устройств для НСД к информации аппаратурой КС.

Поместим алюминиевый проводник во внешнее магнитное поле так, чтобы ось проводника была перпендикулярна потоку. В этом случае магнитный поток не испытывает никаких деформаций [5], ибо свободно проходит насквозь через про-водник. Связано это с тем, что собственный диаметр электрино [4] меньше шири-ны межглобулярного канала в n = 6×105 раз и отсутствует энергетический барьер для электрино на входе в канал при T > Tc = 1,18 К. Из эксперимента следует, что, если взять конкретно именно алюминиевый проводник и охладить испытуемый образец до критического значения температуры T2 = 1 К, то предкритическое значение величины удельного сопротивления алюминиевого проводника будет падать до величины r1 = 9,84×10–13 Ом×м [4]. При этом получаем критические зна-чения [4]: минимальная напряженность МП Hc = 1,64 э = 130,5071 А/м; величина индукции МП Bс = 2,7899574×10–3 Тл; величина удельного сопротивления алюми-ниевого проводника r2 = 0. Из этого следует, что в момент перехода проводника в состояние сверхпроводимости избыточный заряд атома алюминия равен qal = -2,4892436× 1019 Кл [4], а его межатомные каналы при этом «захлопываются» перед МП состоящим из электрино, поэтому поток теперь обтекает проводник. Таким образом, если алюминиевый проводник обращается в сверхпроводящее со-стояние при Т = 1,18 К [4], тогда по закону Ома, для его удельного сопротив-ления, запишем следующее уравнение из [3]:

ρаl = l/s, (1)

где ρаl — удельное сопротивление алюминиевого проводника.

Поскольку отношение величин l/s есть величина постоянная, то тогда логи-чески следует, что ρal обращается в ноль, (ρal = 0). Запишем, как же теперь будет выглядеть закон Ома для сопротивления проводника Rс в режиме сверхпрово-димости из [4]

Rс = Uс /Iс =

Это равенство может быть справедливо при выполнении двух условий.

1. Если предположим, что критическое значение напряжения Uс = 0, тогда современными открытиями в физике, которые использованы в построении метода НСД, доказывается невыполнимость условия из (2), ибо справедливо соотноше-ние из [4] для сверхпроводящего состояния следующее:

Uc = Ф0wi ni ≠ 0, (3)

где Ф0 — квант магнитного потока; wi — частота обращения электрино вокруг проводника с током; ni — вихревой пакет, который является неотъемлемым свойством вихревого магнитного поля проводника.

2. Если предположим, что критическое значение тока Ic = 0, то это соотноше-ние в рамках классической электродинамики [2] выполняется без противоречий, ибо там ток Ic = 0 возникает лишь при наличии переменного магнитного потока [3]. Но в сверхпроводящем соленоиде Камерлинг-Оннеса и напряжение, и магнит-ный поток постоянны во времени и пространстве [5] и, стало быть тока не должно быть. Но в таком случае никакой сверхпроводимости просто нет. Ведь скачком обращается в нуль не только сопротивление проводника R, но и ток I.

Отсюда делается вывод, что теория и результаты эксперимента в классиче-ской электродинамике [2] не согласуются даже с логикой изложения полученных данных, а следовательно, не корректны. А проводник с током представляет собой сложную электродинамическую систему, в которой роль материального носителя МП [4] в виде информационного содержания, выполняет электрино. При этом полный магнитный поток проводника с током Фi связан с квантом магнитного по-тока Ф0 через вихревой пакет ni [4] и имеет вид

Фi = ni × Ф0. (4)

Предлагается использовать открытия в физике для разработки метода НСД и для начала дать из [4] современное определение некоторым параметрам. Поско-льку электрический ток связан с МП, современное его определение будет таким. Электрический ток это есть упорядоченное вихревое движение электрино вокруг проводника, в котором траектория каждого электрино представлена винтовой ли-нией с заходом в тело проводника или, в случае эффекта сверхпроводимости, ко-торый рассматривается, без захода в тело проводника. А из использованного в [4] положения известно, что вихревое движение ансамбля электрино создает вокруг проводника положительное поле, которое принято называть круговым магнитным полем проводника. Тогда шаговое перемещение этого положительного поля вдоль проводника есть его электрический ток:

I = Q v0, Кл/с (5)

где Q — заряд электрино; v0 — частота прохождения электрино через сечение проводника с током.

Анализ амперной характеристики в определении тока [5] в разработанном методе НСД к информации техническими средствами, установленными на КС, теперь предлагается начать с использования из [4] установленной новой фунда-ментальной константы

V0 = W /t, (6)

где W = 1 Кл — заряд, переносимый током; t — время, за которое переносится заряд с током.

Из [4] очевидно, что произведение постоянной v0 и t даст новую фундамен-тальную константу, не известную ранее специалистам, для увеличения точности расчетов, которая использована для разработки метода НСД. Эта константа назы-вается постоянной Франклина [4]

NF = v0t = 5,0310306×1026 = сonst. (7)

С помощью этих констант можно дать новое определение, которое исполь-зовано в [4] для обозначения величины тока в амперах. Количество электриче-ского тока, которое определяет величину МП в амперах 1 А, теперь определяется шаговым переносом через сечение проводника электрино, сумма которых за еди-ницу времени составляет число Франклина. А из этого следует, что для того, что-бы увеличить чувствительность датчиков в устройствах регистрации МП на КС для НСД, необходимо выходить на граничный уровень возможностей современ-ной техники [5] благодаря использованию передовой научной мысли в области физики. Регистрация МП немыслима и без уточнения определения единицы заря-да. Количество положительного заряда в 1 Кл — определяется из [4] шаговым пе-реносом через сечение проводника электрино, сумма которых равна числу Франклина.

Исходя из таких выводов, можно теперь однозначно определить, что в сверх-проводящем соленоиде, в проводнике одновременно присутствуют два тока [4]: Iпр — продольный и Iкл — кольцевой. А из этого следует, что в сверхпроводящем соленоиде действительно продольный ток Iпp = 0, но в нем циркулирует кольцевой ток Iкл ≠ 0 постоянной величины [4], который предлагается регистрировать с ис-пользованием сверхчувствительных датчиков, работающих по аналогии СКВИД-ов, в аппаратуре НСД, установленной на КС. Современная физика феномен сверх-проводимости объясняет следующим образом — вихревое электринное поле становится стационарным ввиду потери шага hc = 0, и вихревые пакеты ni стано-вятся стоячими. Именно они являются источником информации [5] в виде излу-чаемых МП, которые предлагается использовать для НСД аппаратами КС.

Полагаем, что явлению сверхпроводимости проводника и визуализации МП, несущего информационное содержание, более соответствуют не выводы из экспе-риментов Камерлинг-Оннеса или уравнение закона Ома, а другая система уравне-ний, которая использована в разработке метода НСД из [4]. Именно эта система уравнений корректно определяет формулы для более точных практических расче-тов параметров при конструировании аппаратуры для НСД в КС:

hc = 0; Ui = Ф0wini = соnst; Фi = Ф0ni = соnst;

Iкл = Qwi = сonst; Iпр = Qvi = 0, ввиду vi = 0; (8)

voc = hcwі = 0; ni = соnst; ki = соnst; G › S ‹ G.

где hc — шаг вихревого электринного поля; Ui — напряжение линии или напря-жение, приложенное к проводнику с током, которое определяется как продольное смещение вихревого пакета на один шаг; i = 1, 2, 3, …, n — порядковый номер орбиты электрино, считая от поверхности проводника; Ф0 = 7,7429542×10–25 В×с — новая фундаментальная константа, которая называется квант магнитного потока и определяется как отношение напряжения одного электрино вихря к его круговой частоте; voc — истинная электродинамическая постоянная, являющаяся функцией гиромагнитной постоянной электрино gэ, и не равна скорости света с, а отличает-ся от нее на 4 %; wi — частота обращения электрино вокруг проводника; Фі — по-лный магнитный поток, излучаемый проводником с током; vi — продольная час-тота электрино; ni — вихревой пакет; kі — число электрино, населяющих каждую траекторию пакета; Q — заряд электрино; G — параметры, характеризующие МП, несущее информационное содержание при НСД; S — параметры, характеризую-щие оригинал МП, регистрация которого осуществляется техническими средст-вами КС.

Заключение

Таким образом, в замкнутой на себя сверхпроводящей цепи вихревое магнит-ное поле лишено продольного смещения, поскольку орбита каждого электрино [4] расположена в плоскости, строго перпендикулярной оси проводника на данном рассматриваемом в нашем эксперименте элементе, а шаг электрино равен нулю. Это раскрывает физический смысл регистрации вихревых пакетов МП, несущих конфиденциальную информацию методом НСД с помощью аппаратов на КС.

В этом случае раскрывается также физическая суть теории МП, как следует из [4], что представлено в эксперименте с удельным сопротивлением алюминие-вого проводника при pal = 0. А это объяснение сводится к глубокому пониманию происходящих процессов такого явления как сверхпроводимость. Полное отсутст-вие безвозвратного рассеяния электрино вихря и полное отсутствие столкнови-тельного взаимодействия между внутренними электрино вихря и внешними ато-мами проводника подтверждает данное новое определение физиков [4] и относи-тельно тока в режиме сверхпроводимости, которое использовано для визуализа-ции МП, несущего информацию о документах.

Вышеизложенное дает нам право утверждать, что будет достигнута цель в процессе регистрации и последующей визуализации МП, и будет обеспечиваться высокое качество и достоверность информации при НСД аппаратами КС с ис-пользованием разработанного метода НСД на основе явления сверхпроводимости. Это позволит сделать значительный шаг в увеличении разрешающей способности аппаратов КС для раскрываемости конфиденциальной информации.

1. , И. и др. Применение ЭВМ в штабах НАОУ. — К., 1996. —
304 с.

2. , Сверхчувствительная магнитометрия и биомагнетизм. — М.: Наука, 1986. — 199 с.

3. Алфеев B. H., , Интегральные схемы и микроэлект-ронные устройства на сверхпроводниках. — М.: Радио и связь, 1985. — 231 с.

4. Основы единой теории физики. — М.: Педагогика, 1994. — 639 с.

5. Исследование и разработка цифровых методов и средств синтеза цветных полутоновых изображений; Автореф. дис. ... канд. техн. наук. — К.: 1995. — 16 с.

Поступила в редакцию 16.04.2002