| Закреплена за кафедрой | Кафедра радиофизики и теоретической физики |
|---|---|
| Направление подготовки | 10.03.01. Информационная безопасность |
| Профиль | Безопасность автоматизированных систем (в сфере профессиональной деятельности) |
| Форма обучения | Очная |
| Общая трудоемкость | 3 ЗЕТ |
| Учебный план | 10_03_01_ИБ-2-2020 |
|
|
||||||||||||
Распределение часов по семестрам
| Курс (семестр) | 4 (7) | Итого | ||
|---|---|---|---|---|
| Недель | 19 | |||
| Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
| Лекции | 18 | 18 | 18 | 18 |
| Лабораторные | 18 | 18 | 18 | 18 |
| Сам. работа | 72 | 72 | 72 | 72 |
| Итого | 108 | 108 | 108 | 108 |
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании
кафедры
Кафедра радиофизики и теоретической физики
Протокол от 15.06.2020 г. № 9
Заведующий кафедрой д.ф.-м.н., профессор А.А.Лагутин
| 1.1. | Цель изучения дисциплины – сформировать у будущих специалистов систему понятий, знаний, умений и навыков в области деятельности, связанной с подбором, эксплуатацией и обслуживанием радиотелекоммуникационной аппаратуры и оборудования цифровых беспроводных широкополосных сетей связи. Основными задачами изучения дисциплины «Безопасность телекоммуникационных систем» являются: • ознакомление студентов с физическими основами передачи данных по радиоканалу и базовыми принципами организации электросвязи; • обучение студентов основам организации и проектирования цифровых беспроводных широкополосных телекоммуникационных сетей; • ознакомление студентов с основными уязвимостями беспроводных телекоммуникационных сетей и способами защиты данных в них; • получение представлений о радиоэлектронной борьбе и радиоэлектронном подавлении; |
|---|
| Цикл (раздел) ООП: Б1.Б.06 |
| ПК-4 | способностью участвовать в работах по реализации политики информационной безопасности, применять комплексный подход к обеспечению информационной безопасности объекта защиты |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | физические основы работы телекоммуникационных систем и возможные угрозы информационной безопасности. принципы построения телекоммуникационных систем с различной реализацией физического канала и методы обеспечения информационной безопасности. |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | формулировать политику информационной безопасности для телекоммуникационных систем. практически применять теоретические знания при решении задач защиты информации в телекоммуникационных системах. |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | методами защиты информации в телекоммуникационных системах. методами анализа и проектирования систем защиты информации в телекоммуникационных системах. |
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Введение | ||||||
| 1.1. | Общая информация об угрозах информационной инфраструктуре и единой сети электросвязи Российской Федерации. Формулирование политики информационной безопасности для телекоммуникационных систем. Классификация сетей связи. Взаимосвязь сетевых и телекоммуникационных технологий. Обобщённая структура телекоммуникационной сети. Эволюция сетей электросвязи. Сети связи следующего поколения (NGN). Современные достижения в сетях подвижной связи и оптоволоконных линиях связи. | Лекции | 7 | 2 | ПК-4 | Л2.1, Л1.3, Л1.1 |
| 1.2. | Разделы Доктрины информационной безопасности РФ, посвящённые угрозам информационной инфраструктуре и единой сети электросвязи. Формулирование политики информационной безопасности для телекоммуникационных систем. Классификация сетей связи Взаимосвязь сетевых и телекоммуникационных технологий. Эволюция сетей электросвязи. Сети связи следующего поколения (NGN). Современные достижения в сетях подвижной связи и оптоволоконных линиях связи. | Сам. работа | 7 | 8 | ||
| Раздел 2. Информационная безопасность беспроводных каналов связи. Физический уровень | ||||||
| 2.1. | Радиоканал и его составные части. Схемотехника и основные характеристики радиоприёмников. Перенос частоты. Методы аналоговой модуляции. Классические и современные способы детектирования сигналов. | Лекции | 7 | 2 | ПК-4 | Л1.2, Л1.3, Л2.2 |
| 2.2. | Измерение характеристик чувствительности и избирательности УКВ-радиоприёмника. | Лабораторные | 7 | 4 | ПК-4 | Л2.1, Л1.2, Л1.3 |
| 2.3. | Физический уровень беспроводных сетей. Радиоканал и его составные части. Схемотехника и основные характеристики радиоприёмников. Перенос частоты. Методы аналоговой модуляции. Классические и современные способы детектирования сигналов. | Сам. работа | 7 | 8 | ПК-4 | Л1.2, Л1.3, Л1.1 |
| 2.4. | Структура цифровой системы связи и функции основных блоков. Методы импульсной и полосовой модуляции. Защита информации в цифровых телекоммуникационных системах. Методы обеспечения скрытности передачи. Цифровые маскираторы. | Лекции | 7 | 2 | ПК-4 | Л1.2, Л1.3, Л1.1 |
| 2.5. | Квадратурный приём сигналов с ЧМ модуляцией на выходе анализатора сигналов PXIe-5644R. | Лабораторные | 7 | 4 | ПК-4 | Л2.1, Л1.2 |
| 2.6. | Линейные цифровые маскираторы | Лабораторные | 7 | 2 | ПК-4 | Л2.1, Л1.1 |
| 2.7. | Структура цифровой системы связи и функции основных блоков. Методы импульсной и полосовой модуляции. Защита информации в цифровых телекоммуникационных системах. Методы обеспечения скрытности передачи. Цифровые маскираторы | Сам. работа | 7 | 8 | ПК-4 | Л2.1, Л1.1 |
| 2.8. | Основные понятия антенной техники. Классификация и характеристики антенн. Распространение радиоволн. Распределение спектра радиосигналов. | Лекции | 7 | 2 | ПК-4 | Л2.1, Л1.1 |
| 2.9. | Анализ спектров источников радиосигналов с помощью анализатора спектра R&S FSH4. | Лабораторные | 7 | 4 | ПК-4 | Л2.1, Л1.2 |
| 2.10. | Основные понятия антенной техники. Классификация и характеристики антенн. Распространение радиоволн. Распределение спектра радиосигналов. | Сам. работа | 7 | 8 | ПК-4 | |
| Раздел 3. Информационная безопасность беспроводных каналов связи. Канальный и сетевой уровни. | ||||||
| 3.1. | Методы мультиплексирования каналов. OFDM-модуляция. Методы расширения спектра. | Лекции | 7 | 2 | ПК-4 | Л1.3 |
| 3.2. | Моделирование процесса мультиплексирования с кодовым разделением каналов (CDMA) | Лабораторные | 7 | 4 | ПК-4 | Л2.1 |
| 3.3. | Канальный уровень беспроводных сетей. Методы мультиплексирования каналов. OFDM-модуляция. Методы расширения спектра | Сам. работа | 7 | 8 | Л2.1 | |
| 3.4. | Эволюция сетей мобильной связи. Принципы построения современных сетей мобильной связи. Угрозы безопасности, связанные с мобильностью. Перспективы развития сетей мобильной связи. | Лекции | 7 | 2 | ПК-4 | Л2.1, Л1.2, Л1.3 |
| 3.5. | Эволюция сетей мобильной связи. Принципы построения современных сетей мобильной связи. Угрозы безопасности, связанные с мобильностью. Перспективы развития сетей мобильной связи. | Сам. работа | 7 | 8 | ПК-4 | |
| Раздел 4. Информационная безопасность радиосистем передачи информации различного радиуса действия. | ||||||
| 4.1. | Спутниковые системы связи: орбиты, диапазоны частот, виды модуляции. Беспроводные локальные сети стандарта IEEE 802.11. Персональные сети Bluetooth и ZigBee. | Лекции | 7 | 2 | ПК-4 | Л2.1, Л1.3 |
| 4.2. | Спутниковые системы связи: орбиты, диапазоны частот, виды модуляции. Беспроводные локальные сети стандарта IEEE 802.11. Персональные сети Bluetooth и ZigBee | Сам. работа | 7 | 8 | ПК-4 | |
| Раздел 5. Информационная безопасность оптоволоконных линий связи | ||||||
| 5.1. | Оптоволоконные линии связи. Основные преимущества и физиче-ские основы работы оптоволоконных линий связи. Виды волокон. Реализация волнового мультиплексирования. Модуляция и детектирование оптических сигналов. Возможности перехвата инфор-мации в оптоволоконных линиях связи. | Лекции | 7 | 2 | ПК-4 | Л2.1, Л1.3, Л1.1, Л2.2 |
| 5.2. | Оптоволоконные линии связи. Основные преимущества и физиче-ские основы работы оптоволоконных линий связи. Виды волокон. Реализация волнового мультиплексирования. Модуляция и детек-тирование оптических сигналов. Возможности перехвата инфор-мации в оптоволоконных линиях связи. | Сам. работа | 7 | 8 | ПК-4 | Л2.1 |
| Раздел 6. Радиоэлектронная борьба | ||||||
| 6.1. | Основные понятия и определения. Радиоэлектронное подавление. Виды активных радиоэлектронных помех и способы их формирования. Средства создания активных радиоэлектронных помех и защиты от них | Лекции | 7 | 2 | ПК-4 | Л1.2, Л1.3, Л2.2 |
| 6.2. | Основные понятия и определения. Радиоэлектронное подавление. Виды активных радиоэлектронных помех и способы их формирования. Средства создания активных радиоэлектронных помех и защиты от них | Сам. работа | 7 | 8 | ПК-4 | Л2.1, Л2.2 |
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| 1. Общая информация об угрозах информационной инфраструктуре и единой сети электросвязи Российской Федерации. Формулирование политики информационной безопасности для телекоммуникационных систем. Классификация сетей связи (те-лекоммуникационных систем). Взаимосвязь сетевых и телекоммуникационных тех-нологий. 2. Обобщённая структура телекоммуникационной сети. Эволюция сетей электросвязи. Сети связи следующего поколения (NGN). Современные достижения в сетях подвижной связи и оптоволоконных линиях связи. 3. Уровневые модели сетевых систем. Ведущая роль физического уровня в обеспече-нии информационной безопасности телекоммуникационных систем. 4. Классификация сигналов, используемых в телекоммуникационных системах. Ана-логовые системы связи и аналоговые методы модуляции сигналов (математическое описание, спектр, векторная диаграмма). 5. Структурные схемы и принцип работы классических и современных приёмников радиосигналов. Квадратурный метод обработки радиосигналов. 6. Общая структура цифровых систем связи. Функциональное назначение отдельных блоков. 7. Виды цифровой импульсной и полосовой модуляции. Векторное представление сигналов. Созвездия. Спектральные характеристики сигналов с цифровой манипу-ляцией. 8. Методы уплотнения каналов. OFDM-модуляция. Методы расширения спектра. 9. Распределение частот, антенны беспроводных устройств и распространение радио-волн. 10. Оптоволоконные системы связи: физические основы, принципы построения, воз-можные угрозы безопасности. 11. Спутниковые системы связи: методы модуляции, рабочие области частот, возмож-ные угрозы информационной безопасности. 12. Сотовые системы связи: поколения систем, принципы обеспечения информацион-ной безопасности. Глушение сотовой связи. 13. Угрозы безопасности беспроводных сетей (LAN) (на примере сети Wi-Fi). Способы (механизмы) защиты беспроводных сетей. 14. Виды активных радиоэлектронных помех и способы их формирования. Средства создания активных радиоэлектронных помех и защиты от них |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| В Приложении |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| См. Приложение |
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | К.М. Сагдеев; В.И. Петренко | Физические основы защиты информации: учебное пособие | Ставрополь : СКФУ, 2015//ЭБС Университетская библиотека Online | biblioclub.ru |
| Л1.2 | Новожилов О.П. | Архитектура ЭВМ и систем: Учебное пособие | ЭБС Юрайт, 2018 | biblio-online.ru |
| Л1.3 | Мэйволд, Э. | Безопасность сетей: | Национальный Открытый Университет <ИНТУИТ>, 2016 \\ ЭБС «Университетская библиотека онлайн» | biblioclub.ru |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | Барнс К., Боутс Т., Лойд Д., Уле Э. | Защита от хакеров беспроводных сетей : | М.: Издательство "ДМК Пресс", 2005 // ЭБС "Лань" | e.lanbook.com |
| Л2.2 | Под ред. А.М. Рембовского | Радиомониторинг: задачи, методы, средства [Электронный ресурс]: Учебное пособие для вузов | М.: Горячая линия - Телеком , 2012 | www.studentlibrary.ru |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | ЭБС «Лань» | e.lanbook.com | ||
| Э2 | ЭБС «Университетская библиотека онлайн» | www.biblioclub.ru | ||
| Э3 | ЭБС «Юрайт» | www.biblio-online.ru | ||
| Э4 | ЭБС "АлтГУ" | elibrary.asu.ru | ||
| Э5 | Курс "Информационная безопасность телекоммуникационных систем" на Образовательном портале [Электронный ресурс] | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Операционная система Microsoft Windows 7 Офисный пакет Microsoft Office 2007 7-Zip AcrobatReader | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| Профессиональные базы данных: 1. Электронная база данных «Scopus» (http://www.scopus.com); 2. Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/); 3. Научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru | ||||
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| 519М | электронный читальный зал с доступом к ресурсам «ПРЕЗИДЕНТСКОЙ БИБЛИОТЕКИ имени Б.Н. Ельцина» - помещение для самостоятельной работы | Учебная мебель на 46 посадочных мест; 1 Флипчарт; компьютеры; ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" и доступом в электронную информационно-образовательную среду; стационарный проектор: марка Panasonic, модель PT-ST10E; стационарный экран: марка Projecta, модель 10200123; система видеоконференцсвязи Cisco Telepresence C20; конгресс система Bosch DCN Next Generation; 8 ЖК-панелей |
| 001вК | склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования | Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032 |
| 304К | лаборатория телекоммуникаций и цифрового телевидения центр систем автоматизации и управления - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Учебная мебель на 10 посадочных мест; рабочее место преподавателя; стеллажи под лабораторное оборудование; проектор: марка INFOCUS модель IN24 - 1 единица; программно-аппаратный комплекс измерения технологических параметров на базе плат, система сбора данных AFS, средства отладки и программирования DL-NEXYS, станции паяльные ERSA (2шт.), телефон системный Panasonic KX-DT321RU-B (2шт.), IP-платформа Panasonic KX-NCP1000RU, Анализатор спектра R&S FSH8, модальная система анализа и генерации сигналов, персональные портативные устройства сбора данных NI myDAQ; методические указания по выполнению лабораторных работ по курсам "Техника приема и обработки сигналов", "Проектирование устройств на ПЛИС", "Цифровая и микропроцессорная техника". |
| Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска) |
| Содержание курса разбито на шесть разделов, посвящённых различным видам систем связи и их информационной безопасности. Во вводном разделе приводится общая информация об угрозах информационной инфраструктуре и единой сети электросвязи Российской Федерации. Для ориентации в большом количестве видов сетей связи приводится их классификация. Необходимо изучить не только современное состояние систем связи, но их эволюцию, которая идёт в сторону конвергенции всех основных видов связи и в сторону перехода на IP-технологии. В этом плане необходимо разобраться с такими понятиями, как сеть связи следующего поколения (NGN) и иметь представление о современных достижениях в сетях подвижной связи и оптоволоконных линиях связи. Последующие два раздела посвящены физическому, канальному и сетевому уровню беспроводных каналов связи как виду каналов, в наибольшей степени подверженным угрозам информационной безопасности. При изучении этих разделов необходимо усвоить схемные и алгоритмические решения, которые применяются в аналоговых и цифровых системах связи на основе радиоканала, получить представление о принципах модуляции и детектирования сигналов, маскирования, расширения спектра и уплотнения (мультиплексирования), в том числе самого современного и достаточно сложного, такого, как OFDM. Достижению этих целей служат лабораторные работы, которые предназначены для практического знакомства с аппаратной и алгоритмической частью радиоканалов, освоения методов измерения параметров радиоканалов и получения целостной картины использования спектрального диапазона. Для более комплексного представления о работе радиоканалов необходимо также изучить материал, касающийся антенной техники и закономерностей распространения радиоволн. Одним из быстрорастущих рынков беспроводной связи является сотовая связь. В связи с её повсеместностью и массовостью важное значение имеет получение представления о потенциальных угрозах информационной безопасности в настоящее время и в ближайшем будущем при переходе к сетям 5 поколения. Не оставлены без внимания и такие популярные беспроводные виды сетей связи как Wi-Fi, ZigBee и спутниковая связь. При изучении этих видов связи потребуется снова обратиться к анализу видов цифровой полосовой манипуляции, диапазонам частот и условиям распространения радиосигналов. Из числа проводных каналов связи наибольшее внимание в курсе уделено оптоволоконным линиям связи как наиболее скоростным и перспективным. При их изучении необходимо понять принцип работы оптоволоконного канала, современные технологии мультиплексирования и потенциальные угрозы информационной безопасности. Заключительным разделом является раздел, посвящённый радиоэлектронной борьбе, который содержит сведения о радиоэлектронном подавлении, видах активных радиоэлектронных помех и способах их формирования. |