Штриховые коды и защита информации

Штриховые коды и программно-техническое обеспечение автоматизации и системостроения

Работа автоматизированных систем разного назначения осущест­вляется на основе принципа запрограммированного функционирова­ния исполнительных органов системы. В общем виде использование штрихового кода в работе автоматизированной системы управления (АСУ) показано на рис.9. Рассмотрим функциональные звенья такой системы.

Вначале разрабатывают некий алгоритм функционирования и управления системой (технологический процесс, математическая мо­дель процесса, его описание с нормированными показателями). Затем разрабатывают программу управления системой, в виде прямых и обратных связей, включенных в последовательность отдельных опе­раций процесса. Обычно под программой управления процессом понимают совокупность командных воздействий закодированных электрическими сигналами и представленных в виде цифрового дво­ичного кода на бумажных (перфокарты) или безбумажных носителях (магнитные ленты, диски).

Такая программа вводится в управляющее устройство (компьютер), в котором заданные (программные) значения параметров процесса срав­ниваются с фактическими значениями этих параметров и по несовпадению (рассогласованию) этих значений вырабатывается управляющий сигнал для воздействия на исполнительные органы системы.

В чем же заключаются функции технологического штрихового кода в классической схеме построенияАСУ?

Отличительной особенностью технологических штриховых кодов от товарных и упаковочных является их полная принадлежность разработчику АСУ:

- они не стандартизированы ни в национальной, ни в междуна­родной системах, чего и не требуется;

- их построение и кодирование информации является ноу-хау разработчика;

- они могут сочетать функции идентификации объектов и защиты информации.

Но основное их функциональное назначение состоит в том, что они являются структурными элементамиАСУ. Часть программы управления АСУ или вся программа может быть закодирована штриховым кодом и его функциональное назначение можно рассмат­ривать в вариантах:

1. Команда на исполнительные органы системы происходит толь­ко при включении в систему штрихового кода. В этом случае штри­ховой код выполняет функцию защиты системы от несанкциониро­ванного вмешательства. В информационных автоматизированных системах с помощью индивидуального штрихового кода каждый пользователь любой консолидированной информации может извлечь из нее только размещенную ему часть информации. Этот принцип используется во всех ИАС и в АСУ предприятиями, а также в АСУ более высоких рангов. Таким образом обеспечивается в целом кон­фиденциальность информации, например, о хозяйственной деятель­ности предприятия. Такие селективные звенья с штриховыми кодами являются основными в структуре ИАС разного назначения.

2. Штриховой код может содержать в закодированном виде зна­чения показателей качества продукции. Если фактические значения этих показателей не соответствуют их нормам, установленным тре­бованиями нормативно-технической документации и стандартов на продукцию, то с помощью штрихового кода блокируется соответст­вующая стадия одного из этапов жизненного цикла продукции или товара. Работа системы восстанавливается при соблюдении соответ­ствия показателей качества их нормативным значениям. Эта функция штрихового кода используется в автоматизированных системах обеспечения качества продукции (АСОКП).

3. Вся программа АСУ в закодированном виде содержится в штриховом коде. В этом случае штриховой код является основным структурным звеном АСУ, в которых отсутствуют элементы обрат­ной связи. Вся система (или часть ее - подсистема) работает по ис­полнительным командам, считываемым с штрихового кода, напри­мер, в зависимости от времени. Такие системы широко используются для автоматизации технологических процессов и по структуре явля­ются системами ИАС и АСУ.

4. Вся программа или часть программы АСУ в закодированном виде содержится в штриховом коде, но в таком виде, что использует­ся определенная комбинация рассмотренных функций штрихового кода. Большинство сложных АСУ разного назначения содержат именно такие звенья и элементы систем со штриховым кодом.

Технологический штриховой код показан на рис.10. Его структу­ра, правила построения кода и кодирования (программирования) информации здесь не рассматриваются.

Программно-технические средства штрихового кодирования могут и не входить в качестве структурных звеньев в системы ИАС и АСУ. Технологическое оборудование считывания штрихового кода в сочетании с компьютером позволяет автоматизировать многие виды хозяйственной деятельности, например, в сфере потребительского рынка и услуг, здравоохранения, соцобеспечения, образования и других сферах деятельности.

Наибольшее применение такое оборудование находит при автоматизации процессов идентификации физических объектов, учета, хранения и передачи информации о дви­жении товаров, обращении ресурсов в процессе хозяйст­венной деятельности и т.д.

Штриховые коды всех типов могут быть использованы при ин­вентаризации самых разнообразных информационных баз данных и на основе унифицированной символики могут быть сформированы компьютерные базы данных, в которых любые объекты информации будут иметь индивидуальные идентифицирующие номера. Такая сеть компьютерных баз данных может быть использована с помощью информационных сетей и систем для работ автоматизированных систем разного назначения для развития инвестиционных процессов, маркетинга и менеджмента в разных сферах деятельности и на разных уровнях. Формирование компьютерных баз данных на основе техно­логий штрихового кодирования - это базовое направление процесса введения штрихового кодирования на территории Российской Феде­рации.

1.4. Штриховые коды и информационныесети и системы.

Штриховые коды разных символик легко распознаются визуаль­но, однако они менее всего предназначены для такой идентификации. Штриховые коды необходимы главным образом для использования их в информационных схемах и системах, которые выполняют функ­ции поиска требуемой информации, хранения, систематизации, ад­ресной передачи и обмена информацией, защиты информации, в том числе и криптографическими методами.

Информационные сети и системы - это многоуровневые (иерар­хические) структуры, включающие в себя сложные организационные и технические комплексы. Они создаются и функционируют по прин­ципу автоматизированных систем, а по уровням подразделяются на локальные, отраслевые, региональные, национальные и международ­ные. Структура информационных сетей и систем с использованием технологий штрихового кодирования на территории России показана на рис.11.

В состав технических средств информационных сетей и систем любого уровня входят:

- информационные каналы связи;

- оборудование диагностики и обеспечения работы информаци­онных каналов;

- программно-техническое обеспечение;

- банки данных разных уровней и разного вида деятельности;

- реестр, классификаторы и каталоги;

- устройства ввода и вывода информации;

- устройства для обеспечения информационной защиты.

Достоинством кодирования информации штриховыми кодами является возможность использования любых видов информационных каналов связи (почтовых, телефонных, телеграфных, радиоканалов, электрических сетей, лазерных каналов, оптико-волоконных сетей, космических систем связи, радионавигации, гидроакустических сис­тем).

Место технологий штрихового кодирования в информационных сетях и системах рассмотрим на примере функционирования системы локального уровня. В качестве такого уровня можно рассматривать любое предприятие, осуществляющее хозяйственную деятельность, например, по выпуску промышленной продукции (рис.11).

Функционирование такой локальной информационной сети и системы представляется совокупностью последовательного прохож­дения закодированной штриховыми кодами различной информации на этапах хозяйственной деятельности предприятия.

Этап подготовки производства. Это этап подготовки сырьевых, топливно-энергетических ресурсов, материалов, полуфабрикатов и комплектующих, распределения финансовых средств для промыш­ленного изготовления товарной продукции. Одна часть компонентов этого этапа имеют товарные штриховые коды (например, EAN-13, EAN-8), другие упаковочные коды (ITF-14), а часть компонентов вообще не имеют стандартизованных штриховых кодов. Для этих компонентов необходимо специально разработать технологические штриховые коды и ввести их в компьютеры. Таким образом осущест­вляется подготовка различной информации в форме исходных дан­ных для проведения автоматизированных процессов изготовления продукции и учета потребляемых ресурсов. Эту функцию выполняют так называемые автоматизированные рабочие места (АРМ).

Совокупность таких баз данных и процедур их включения в АРМ составляет систему программно-технического обеспечения производ­ства продукции.

Производство продукции, обеспечение качества продукции и управ­ление ресурсами производства. Этот этап изготовления товарной про­дукции предусматривает использование некоторой совокупности АРМ для управления технологической деятельностью предприятия, реализуемой с помощью автоматизированной системы управления технологической деятельностью (АСУ ТД). Другая совокупность АРМ используется как автоматизированная система обеспечения качества продукции (АСО КП). Третья совокупность АРМ использу­ется как автоматизированная система управления экономической деятельностью предприятия (АСУ ЭД).

Управление хозяйственной деятельностью предприятия на базе АСУ ТД, АСО КП, АСУ ЭД в совокупности составляет автоматизи­рованную систему управления предприятием (АСУ П).

Основным компонентом АРМ является компьютер. Не следует, однако, представлять, что для формированияАСУ на этапах произ­водства продукции, управления ресурсами и экономической деятель­ностью предприятия требуются дополнительные компьютеры, это вовсе не обязательно. Для функционирования в полном объеме раз­ных АСУ могут быть использованы те компьютеры, которые входят в различные АРМ. Это уже задача программно-технического обеспе­чения.

Конечным элементом локальной информационной сети и системы в рассматриваемом варианте является компьютерная база данных предприятия (КБДП). Это хранилище разнообразной информации о хозяйственной деятельности предприятия за достаточно продолжи­тельный период, за текущий плановый период, это совокупность оценок и прогнозов развития предприятия.

Именно КБД предприятия является участником отраслевых, ре­гиональных, федеральных и международных информационных сетей и систем. В информационных сетях и системах компьютерные базы данных образуют иерархические уровни: базы данных предприятий (КБДП), отраслей (КБДО), регионов (КБДР), федеральные (КБДФ). Информационные сети и системы позволяют не только автоматизи­ровать движение и учет ресурсных (в том числе и финансовых) пото­ков, но могут явиться и источником серьезных неприятностей при осуществлении хозяйственной деятельности предприятий. Речь идет о том, что прием и вывод информации из КБДП, передача этой ин­формации ее пользователю может осуществляться с искажениями по техническим причинам или такое искажение может быть специально организовано. Более того, часть информации может быть принята пользователем, для которого она не предназначена.

Технические причины искажения информации вполне устранимы и не представляют угрозы нанесения ущерба предприятию. А несанк­ционированное использование информации недопустимо. Поэтому необходима защита информации, используемой в информационных сетях и системах всех уровней. И штриховые коды могут осуществ­лять функцию защиты информации.

Товарные штриховые коды, которые используются при обраще­нии товаров в сфере потребления и услуг, уже являются элементом защиты информации от преднамеренного ее искажения или неправо­мерного использования. Применение дополнительных мер защиты товарных штриховых кодов (например, с помощью дополнительного штрихового кода) может значительно повысить степень защиты ин­формации.

Защита информации с помощью технологических штриховых кодов - это не более чем техническая задачи идентификации объек­тов или программного обеспечения работы автоматизированных систем.

Вместе с тем, даже в локальных информационных сетях и систе­мах могут существовать сугубо конфиденциальные потоки информации, которые требуют повышенной защиты. В этом случае необхо­димо использование определенной комбинации методов и средств защиты информации.

Прежде чем перейти к изложению вопроса обеспечения повышен­ной защиты информации, рассмотрим наиболее перспективные базо­вые методы и средства защиты.

Защитные информационные технологии связаны с изготовле­нием, нанесением и считыванием открытых и зашифрованных символов, изображений и текстового материала с помощью спе­циальных технологических приемов таким образом, что их сво­бодное воспроизведение становится невозможным. Они исполь­зуются для защиты от подделок документооборота, ценных бумаг, потребительских товаров и продукции представительского назна­чения.

Известно о существовании и использовании около 400 таких тех­нологий. которые базируются на оптических, химических, металло­графических, магнитных, радиоизотопных и других методах записи и воспроизведения информации. Наибольшее распространение из них получил в последнее время голографический метод.

Голографирование - это нанесение с помощью специальной тех­ники изображения в виде высокочастотной интерференционной структуры на специальные материалы. Такое изображение, называе­мое голограммой, наносится с помощью простых технологических приемов на любую поверхность объектов различной физической природы (рис.12).

В качестве специальных материалов для изготовления голограмм используются: фольга горячего тиснения, самоклеющиеся этикетки, голографический ламинат. Толщина голографической пленки не превышает 10 мкм, поэтому отделить такую пленку от поверхности и перенести ее на другую поверхность без разрушения невозможно. В такой голограмме сочетаются различные степени защиты информации. В практических целях используется шесть степеней защиты:

- первая и четвертая включительно степени защиты предназначе­ны для визуальной идентификации, которые различаются между со­бой необходимостью использования различных оптических приборов для выявления некоторых символов, неразличимых невооруженным глазом на уровне неосведомленного наблюдателя или на уровне экс­перта,

- пятая и шестая степени защиты предназначены для инструмен­тальной идентификации, связанной с тем, что специальные приборы настроены на работу только с конкретной голограммой.

Защитные свойства голограммы связаны с ее размерностью.

Известны следующие типы голограмм:

- 2D - плоские двухмерные радужные голограммы, которые со­стоят из переливающихся красочных изображений при их визуальном рассмотрении под разными ракурсами;

- 2D/3D - объемные голограммы, которые состоят из нескольких плоских планов, расположенных на разной глубине специального голографического материала;

- 2DHR - плоские двухмерные голограммы очень высокой точ­ности и четкости изображения;

- 3D - объемные голограммы реальных моделей;

- полутоновые квазицветные голограммы с чрезвычайно высо­ким разрешением, которое недостижимо в фотографии;

- голографические стереограммы, в которых объемное изображе­ние получается на основе многих плоских планов.

Несмотря на уникальные защитные возможности голограмм, их информационный потенциал практически не использован.

Информация в голограмме записана с дискретностью всего не­скольких долей длины волны света. Плоскость записи информации в ничтожно малой по площади голограмме значительно превосходит все известные способы хранения данных на различных носителях информации.

Такие носители информации в сочетании с новыми методами программно-технического обеспечения вполне могут изменить сло­жившиеся представления о принципах создания и использования автоматизированных систем разного назначения. Новый тип компь­ютерных баз данных с использованием голографических штриховых кодов в сочетании с соответствующим технологическим оборудова­нием штрихового кодирования могут составить основу новых типов автоматизированных систем.

Оборудование для нанесения голограмм легко встраивается в автоматизированные технологические линии производства самой разнообразной продукции, а в других случаях используется порта­тивное оборудование штемпельного типа. Для идентификации про­дукции на потребительском рынке и в сфере услуг используются пор­тативные приборы.

Исходя из общих представлений о штриховых кодах и гологра­фических изображениях, можно представить их всевозможные ком­бинации.

Такими комбинациями, например, могут быть следующие:

- линейный или двухмерный голографический штриховой код, выполняющий функции идентификации физических объектов и фор­мирования специальных компьютерных баз данных;

- голографический штриховой код для защиты документооборо­та, ценных бумаг, потребительских товаров, обеспечения расчетно-кассовых операций и т.д.;

- стандартный товарный голографический штриховой код, вы­полняющий функции знака соответствия сертифицированных систем качества, технологического оборудования, промышленной продук­ции, товаров, услуг;

- голограмма в виде дискеты, содержащая штриховой код, кото­рый используется в целях идентификации или в качестве программ­но-технического средства для работы автоматизированных систем разного назначения.

Штриховые коды удобно сочетаются и с другими методами ин­формационной защиты: оптическими, магнитными, химическими, металлографическими, радиологическими.

Использование криптографии в подобных комбинациях штрихо­вых кодов с известными методами информационной защиты гаран­тирует предельно возможную степень защиты информации в инфор­мационных сетях и системах всех уровней. Это одно из важнейших направлений развития информационных технологий, как базовых технологийXXI века.

Дата добавления: 2014-01-03