आयआयटी मुंबई येथील सैद्धांतिक अभ्यास लष्करी संदेशवहन अधिक मजबूत करण्यास उपयोगी ठरणार

लष्करी संदेशवहन यंत्रणेच्या सुरक्षा आणि विश्वासार्हतेबाबत कोणत्याही प्रकारची तडजोड करता येत नाही. जॅमर (अवरोधक) रेडीओ लहरींना अडथळा करून स्थानिक संचरण उध्वस्त करू शकतात. अगदी अलिकडेच नाही का, एका चित्रपटात दहशतवादी छावण्यांवर हल्ला करताना लष्कराने जॅमर वापरताना दाखवले आहे? जॅमरचा होणारा उपयोग (आणि उपद्रव सुद्धा!) लक्षात घेता, वेगवेगळ्या परिस्थितींमध्ये जॅमिंगचा संदेशवहन यंत्रणेवर  कसा परिणाम होतो हे जाणून घेणे महत्त्वाचे ठरते.

भारतीय तंत्रज्ञान संस्था, मुंबई (आयआयटी) येथील प्राध्यापक बिकाश डे व अमितालोक बुडकुले आणि टाटा मूलभूत संशोधन संस्था (टीआयएफआर) मुंबई येथील विनोद प्रभाकरन यांनी ‘आयईईई ट्रान्झॅक्शन ऑन इन्फॉर्मेशन थिअरी’ या नियतकालिकात प्रकाशित केलेल्या एका अभ्यासात त्यांनी संदेश यंत्रणेबद्दल विशिष्ट माहिती असलेल्या जॅमरच्या संदेशवहनात अडथळा आणण्याच्या क्षमतेचा अभ्यास केला आहे. अभ्यासाच्या निष्कर्षानुसार जॅमरने अडथळे आणण्याच्या कितीही बुद्धीमान योजना वापरल्या तरीही संदेशयंत्रणेबद्दल कुठलीच माहिती नसलेल्या जॅमरपेक्षा जास्त नुकसान असा जॅमर करू शकत नाही.

इलेक्ट्रॉनिक संचरणामध्ये प्रक्षेपक (ट्रान्समीटर) प्रापकाला (रिसीव्हर) चॅनेल द्वारे संदेश पाठवतो. चॅनेल म्हणजे संदेश वहनाचे माध्यम. दूरध्वनी च्या तारा, वाय-फाय किंवा सेल्युलर संकेत लहरी तसेच कॉम्पॅक्ट डिस्क, हार्ड डिस्क अशी चॅनेलची अनेक उदाहरणे आहेत. जवळून जाणाऱ्या तारा, रेडीओ आणि विद्युत लहरींचा प्रभाव यांमुळे संदेशवहनात व्यत्यय येतो, त्याला ‘कुरव’ (नॉईस Noise) म्हणतात. कुरव असला तर प्राप्त संदेशामध्ये त्रुटी निर्माण होऊन त्याची विश्वासार्हता कमी होते. कुरव वाढतो तश्या प्राप्त संदेशातील त्रुटी वाढत जातात आणि त्या संदेशाची अचूकता आणि  विश्वासार्हता कमी होत जाते.

चॅनेल मधून ठराविक वेळेत जितकी माहिती (डेटा) पाठवू शकतो, त्याला चॅनेलची क्षमता असे म्हणतात. चॅनेलची क्षमता सैद्धांतिक दृष्ट्या मोजता येते तसेच तिला सैद्धांतिक मर्यादा असते. चॅनेलच्या क्षमतेच्या मर्यादेचा हा आकडा अशासाठी महत्त्वाचा आहे, की जोवर आपण यापेक्षा कमी दराने माहिती पाठवतो तोवर आपण काही चलाख संकेतन (इंटेलिजण्ट कोडिंग) वापरून अगदी उच्च विश्वसनीयतेने माहिती पाठवू शकतो.

सामान्य प्रक्षेपणात प्रक्षेपक प्रापकाला माहीत असलेला संदेश चॅनेलद्वारे पाठवतो. मिळालेल्या संदेशाचे विश्लेषण करून प्रापक चॅनेलचा संदेशावर कसा परिणाम होतो याचा अंदाज लावू शकतो. त्यामुळे प्रक्षेपकाला चॅनेलमुळे होणाऱ्या त्रुटींची माहिती नसली तरीही प्रापक त्यातल्या त्रुटी ओळखून त्या सुधारूही शकतो. काही प्रणालींमध्ये, चॅनेलमुळे संदेशावर काय परिणाम होतो हे प्रक्षेपकाला माहित असते पण प्रापकाला माहीत नसते. ह्या प्रणालीचा वापर कूटलेखन(क्रिप्टोग्राफी) आणि स्टेगॅनोग्राफी मध्ये केला जातो. यात खरा संदेश लपवण्यासाठी तो दुसऱ्या संदेशात अंत:स्थापित किंवा आरूढ केला जातो.

“हे लिहिलेल्या कागदावर किंवा एखाद्या चित्रावर संदेश लिहिण्यासारखे आहे, त्यामुळे याच्या प्रतिरूपाला (मॉडेल) ला ‘मलीन कागद प्रतिरूप (डर्टी पेपर मॉडेल)’ हे दिलेले नाव अगदी चपखल आहे,”  असे प्राध्यापक डे सांगतात.

त्रुटीविरहित व विश्वसनीय संदेश वहनासाठी, प्रक्षेपक आणि प्रापक यांना ‘आधीच माहित असलेला परवलीचा शब्द’ संदेशवहनात वापरला जातो. सदर अभ्यासात संशोधकांनी या तंत्राचा वापर गृहित धरला आहे. चॅनेलमधील कुरव वाढला असता संदेश पुनर्प्रक्षेपित करून विश्वसनीयता कायम ठेवता येते, पण त्यामुळे संदेशवहनाचा वेग मात्र कमी होतो.

सदर अभ्यासात, प्रक्षेपकाला चॅनेलची माहिती आहे, अशी प्रणाली संशोधकांनी आधारभूत मानली आहे. तसेच प्रतिस्पर्ध्याला (जॅमरला), पाठवला जाणारा संदेश आणि चॅनेलचा त्यावर होणारा परिणाम, ह्या गोष्टी माहित आहेत असे गृहित धरले आहे. अपेक्षित संदेश विश्वसनीयतेने प्रक्षेपित होऊ नये म्हणून प्रतिस्पर्धी चॅनेलवर अतिरिक्त संकेत पाठवतो. यालाच ‘जॅमिंग सिग्नल’ किंवा ‘अवरोधक संदेश’ असे म्हणतात. प्रापकाला मिळणाऱ्या संदेशामधील त्रुटी वाढवण्यासाठी प्रतिस्पर्धी, संदेश आणि चॅनेलबद्दलची माहिती वापरू शकतो. प्रतिस्पर्ध्याला चॅनेलचे गुणधर्म माहित असल्याचा संदेश वहनाच्या वेगावर  कसा परिणाम होतो हे जाणून घेण्याचा संशोधकांनी प्रयत्न केला आहे.

जॅमिंग सिग्नलच्या उपस्थितीत, चॅनेलची क्षमता मोजण्यासाठी संशोधकांनी गणिती समीकरण मांडले. त्याच्या निष्कर्षावरून असे दिसून येते की प्रतिस्पर्ध्याला चॅनेलचे गुणधर्म माहिती असल्याचा काही उपयोग होत नाही. जॅमरला चॅनेलबद्दल कुठलीही माहीती नसताना जॅमर जितके नुकसान करू शकतो त्यापेक्षा जास्त नुकसान चॅनेलची माहिती असताना करू शकत नाही, त्याने कितीही चतुर जॅमिंग पद्धत वापरली तरीही! प्रक्षेपकाला आणि प्रापकाला ‘आधीच माहित असलेला परवलीचा शब्द’  प्रतिस्पर्ध्याच्या जॅमिंग नीतीचा प्रभाव निष्फळ करतो. यावरून असेही स्पष्ट होते की प्रतिस्पर्ध्याला चॅनेलची माहिती आहे किंवा नाही याची काळजी न करता, कुरव अधिक असताना सुद्धा संदेशाचे विश्वसनीय प्रक्षेपण करू शकेल अश्या संदेशवहन यंत्रणा रचण्याकडे संशोधकांना लक्ष देता येईल. 

“हे काम फार लक्षवेधी आहे कारण यामुळे संदेश वहनाच्या ज्ञात असलेल्या प्रतिरूपांचा विस्तार करून त्यांमध्ये स्वयं विचारी जॅमरचा समावेश करता येईल. हे तंत्रज्ञान प्रतिस्पर्धीचा प्रभाव असलेल्या इतर संदेशवहन प्रणालींचा अभ्यास करण्यासाठीही उपयुक्त ठरू शकते,” असे प्राध्यापक डे सांगतात. प्रक्षेपक, प्रतिस्पर्धी आणि प्रापक ह्या तिघांनाही चॅनेलची माहिती आहे अश्या प्रणालीचा अभ्यास संशोधक पुढे जाऊन करू इच्छितात.