国瑞维讯公司关于无线电作弊防控可行性报告.doc

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1、北京国瑞维讯科技有限公司北京国瑞维讯科技有限公司北京国瑞维讯科技有限公司1、引言1.1 标识无线电作弊、作弊防控系统、作弊信号侦测器、作弊信号阻断器。1.2 背景当前国家教育考试面临的安全形势依然严峻，一方面高考等国家教育考试规模大、组织与管理难度不断增加；另一方面社会不良风气对国家教育考试的干扰较大，诚信体系尚不健全，一些不法分子利用高科技手段作弊已呈集团化、专业化、规模化并有蔓延之势，严重危害国家教育考试的公平、公正和公信。为了维护国有教育部门的形象和权威性，加强考场纪律的监管力度，杜绝作弊事件的发生，教育部考试中心将“作弊防控系统”列入“全国标准化考场建设规划”，并以文件的形式加以明确和

2、强调。目的在于建设覆盖全国各级考点的作弊防控系统，确保在技术上取得对作弊者的绝对优势。1.3 项目概述本项目是国家教育考试标准化考场建设工作的重要组成部分。基于对现有利用无线通信进行作弊的手段的深入研究，充分利用近年来业界获得的无线电监测与干扰方面的技术成果、以及电子防卫系统领域丰富的产品积累，明确可行的技术途径，采纳在现有技术基础条件下以及成本约束下，满足反作弊性能要求的最优解决方案，并在此基础上完成产品的采购和系统的部署。1.4 文档概述本文档针对作弊防控系统进行可行性分析和研究，对作弊防控系统从技术、生产、资金、管理、实施等多个方面进行清晰的界定，从而为项目的具体实施提 1 / 16北京

3、国瑞维讯科技有限公司供决策支持与佐证。2、引用文件国家教育考试标准化考点建设规范（2007 版）国家教育考试作弊防控系统无线电屏蔽通用技术规范（试行版）教育部财政部关于加快实施国家教育考试考标准化考点建设工作的通知（2011 年 3 月） 2 / 16北京国瑞维讯科技有限公司3、可行性分析前提3.1 项目要求3.1.1 功能本项目所涉及的作弊防控系统是以本省教育考试主管部门为中心，覆盖全省的多级平台、多级贯通的作弊防控网络，承担作弊发现、作弊取证、作弊阻断、指挥决策等多种考试管理业务。系统整体应具备如下能力：1. 电磁空间的监测能力，能够对当前专用无线通信所使用的频段进行无缝隙实时动态监测。2

4、. 作弊信号的捕获能力，能够对各类作弊信号，包括语音类作弊信号和字符类作弊信号，进行实时捕获。3. 作弊信号的分析能力，能够在用户所要求的时间内，分析出作弊信号的关键技术参数，为有的放矢的屏蔽提供引导。4. 作弊信号的阻断能力，能够在作弊信号特征的引导下，产生并释放具有最优阻断性能的阻断信号，令其无法正常传递信息。5. 全面联网与信息处理能力，能够通过信息网络将作弊信号的相关信息上报、存储、取证和展示。6. 指挥决策能力，能够为考试管理人员提供对系统各节点的远程控制功能，加强对作弊防控工作的管理。7. 系统的侦测和屏蔽功能配置应尽可能灵活，可以根据不同地域、不同经济条件下的用户需求进行组合与设

5、计，在确保高科技作弊防控效果的前提下尽可能降低对用户的成本压力。3.1.2 性能l本项目所涉及的作弊防控系统应具备如下重要性能：阻断能力：可以阻断各类专用作弊设备，包括语音类（微型耳机、骨震耳机）和字符（尺 3 / 16北京国瑞维讯科技有限公司子、橡皮、手表、眼镜）类专用作弊设备，以及 2G（GSM，CDMA）和 3G（WCDMA，TDSCDMA，CDMA2000）手机。ll并发能力：同时阻断的作弊信号数目不小于 10 个；联网能力：作弊防控设备（侦测设备、阻断设备）均具备联网能力，支持在线和离线两种工作模式。l更新能力：作弊防控系统能够用在线或者离线方式自我升级更新，在不增加成本的前提下应对

6、新出现的无线电作弊信号。3.1.3 输入（工作场景）l本项目所涉及的作弊防控系统的实际工作场景如下：考场内设备安装部署完成后，能够在无人值守状态下工作。考场人员只需接通电源，无需其他操作。l系统启动停止指令，由考试管理人员负责操作，用于作弊防控系统，特别是阻断功能的开启与停止。l系统更新指令，由考试管理人员负责操作，用于对作弊防控系统的作弊信号阻断能力进行更新。l状态监看指令，由考试管理人员负责操作，用于监看系统的运转情况，系统内各设备的工作状态等。l作弊察看指令，由考试管理人员负责操作，用于察看考点内的高科技作弊状况，作弊信号的特征信息等。3.1.4 输出（防控效果）ll本项目所涉及的作弊防

7、控系统的防控效果如下：从侦测到阻断的全套作弊防控流程将由系统自动完成，无需用户干预。作弊特征展示，由考试管理人员负责接收，显示被实时捕获的无线电作弊信号的特征信息，并在必要的情况下，显示作弊信号所包含的内容。l系统工作状态，由考试管理人员负责接收，显示作弊防控系统的总体运行情况，以及系4 / 16北京国瑞维讯科技有限公司统内各设备的工作状态是否正常。3.1.5 安全与保密l本项目所涉及的作弊防控系统在安全保密方面的要求如下：用户身份管理。作弊防控系统用户在使用系统前需进行身份确认，合法用户被授予相应权限，非法用户将不允许接入系统进行操作。l信息传递加密。作弊防控系统中设备间传递的信息都经过加密

8、处理，确保网络传递的安全性。3.2 项目目标本项目的总体目标是在一到三年内，建设完成覆盖全省各标准化考场的多级作弊防控系统，该系统具备如下特征：ll具备作弊侦测能力，能够自主发现作弊信号并进行阻断。具备联网能力，支持在线和离线两种工作模式，能够通过网络传递作弊情况、系统工作状态以及控制指令。3.3 项目的环境、条件、假定和限制l本项目的实施需要如下的环境和条件：考场内部署有网络基础设施。该网络用于各考场内作弊防控设备的在线工作，侦测到的作弊特征信息的传输。l考点与考试管理部门间的网络互通。该网络用于作弊信息和工作状态的上报，以及控制指令的下达。 5 / 16北京国瑞维讯科技有限公司4、可选方案

9、分析4.1 原有方案状况由于本省的标准化考场建设中作弊防控系统的规划和建设刚刚起步。因此，除个别地区配备了部分不成体系的考场屏蔽器外，省内大部分考场都没有进行作弊防控系统的部署。4.2 原有方案的可重用性目前已经配备的部分考场屏蔽器不具备联网能力，无法支持在线工作模式，因此无法在新建的系统中重用。4.3 可选择的系统方案 1基于“作弊克”和“考场狗”可以构成可选择的作弊防控系统方案之一。“作弊克”（又称“监考大师”）是一种侦测隐形无线耳机的设备。一推出就受到广泛欢迎。“作弊克”针对 GSM/CDMA/对讲机/语音通信作弊系统等通信设备所配套的无线耳机进行侦测，可以在一定程度上对抗依靠语音通信手

10、段进行作弊的行为。但是它存在两个明显的缺点：l由于无线耳机的传输距离非常短，而“作弊克”的灵敏度又受到技术手段的限制，因此，使用“作弊克”的人员必须在距离作弊者非常近的情况下才可以完成侦测。这样就限制了“作弊克”的威力范围。作弊者也可以采用间断作弊行为的方式来规避“作弊克”的侦测，即当手持作弊克的老师走近时，停止作弊行为；而当老师离开时，重新开始作弊行为。l现有的“作弊克”只能侦测现有语音通信设备配套的无线耳机，它的工作频率固定，不能随意调节。因此，如果作弊者采用专用的无线通信设备，特别是根本无需无线耳机的字符通信作弊系统，“作弊克”即无能为力。而且经实践验证，“作弊克”能且只能侦测到正在工作

11、的无线耳机的存在，没有办 6 / 16北京国瑞维讯科技有限公司法侦听传输的内容，更无法进行记录取证。图 4.1。作弊克与监考大师“考场狗”实际上是功能增强的、数字化的“作弊克”。它仍旧是一种专门侦测隐形无线耳机的设备。 “考场狗”采用微电脑芯片对采样数据进行精确处理，过滤干扰杂波，并具备多级增益调节能力，能够更好地通过信号幅度对考场作弊者进行定位。尽管性能比“作弊克”有所提高，但由于其基本探测体制和“作弊克”如出一辙，因此无法改变“作弊克”固有的缺陷。图 4.2。考场狗与考场作弊防控系统的需求相比较，以“作弊克”和“考场狗”为设备基础的系统侦测范围窄，不具备阻断能力，联网功能缺失。尽管近年来出

12、现了配备无线网络接口的“作弊克”，在一定程度上使得该产品具备了在线工作能力，但其作用范围方面的缺陷无法得到改善，仍不适应考场作弊防控的需求。 7/ 16北京国瑞维讯科技有限公司4.4 可选择的系统方案 2基于手机干扰器可以构成可选择的作弊防控系统方案之二。图 4.3。手机干扰器手机干扰器（手机信号阻断器）原本是用于一些有保密要求的场合，确保不会发生手机信号泄密事件而研制的产品。近年来，针对国内高考、成人高考、自学考试及各类大专院校在考试过程中，一些不法分子利用手机作弊的现状，该产品被考试管理部门广泛使用。它能在一定半径范围（一般为 20 米）内阻断GSM/CDMA/小灵通信号,使手机无法打出和

13、接听,同时不会干扰其它电子设备工作。一旦手机离开隔断范围，即可恢复正常使用，对手机本身没有损害。目前市面上常见的考场屏蔽器都以传统的手机屏蔽器（干扰器）为基础，附加一些考场作弊频点的定频阻断功能组合而成。从技术层面看，现有的考场作弊防控设备可以大体分为三代：第一代作弊防控设备就是传统意义上的手机屏蔽器。这是一类没有自主侦测能力，只能定点阻断正常手机通信频点的屏蔽器。手机屏蔽器能够阻断的频点如下表所示：表 2GSM900(2G)上行频点890915 17101785 825835 18801920 19201980825835(2G)(2G)(3G)(3G)(3G)GSM1800手机通信频点TD

14、SCDMAWCDMACDMA2000CDMA8 / 16北京国瑞维讯科技有限公司(MHz)下行频点(MHz)从 2005 年开始，手机屏蔽器在全国各地的考场中大量配备，其作用和效能也为广大考试管理人员所熟悉。但是，近年来无线电作弊的主要工具并不是手机。特别是随着网上巡查系统和手机屏蔽器的逐步普及，作弊分子有意规避手机通信频段。而将眼光放在了 700MHz 以下的频段上，造成手机屏蔽器效能的严重缺失。因此，目前第一代作弊防控设备的能力缺陷已为用户所共知。为了弥补第一代作弊防控设备在频点覆盖方面的缺陷，第二代作弊防控设备935960 18051880 870880 20102025 2110217

15、0870880应运而生。这一代设备本质上是增强的手机屏蔽器。它在保持对传统手机频段有效抑制的基础上，增加了针对考试中发现较多的 200 MHz230 MHz 和 430MHz460MHz 两个频段的定点阻断，初步具有了对抗早期作弊器材的能力。但是，随着作弊器材使用频点的逐步扩展，该类设备的效能也开始迅速下降。国内已经有不少省份配备了第二代作弊防控设备，但是其使用效果均不大令人满意。第三代作弊防控设备沿袭了第二代设备的更新思路，采用增加定频阻断模块的方式加强其对抗新型作弊器材的能力。这一代设备的具体配置比较复杂，不同品牌和不同厂商的产品存在较大差异。有的增加了 340350MHz 频段，有的增加

16、了 520540MHz 频段，有的则增加了 610630MHz 频段。不管是哪一种实现方式，都无法摆脱“跟着作弊跑”的固有模式。即，每当一个新的作弊频率被发现，作弊防控设备就需要进行全面更新，改变硬件型制，增加相应模块，以应对新的需求。很明显，用户对于这种“被动跟随”普遍感到不满，认为这不是一种合理的解决方案。这一代设备在个别省份有少量部署。此外，手机干扰器缺乏联网能力，无法支持在线工作模式。 9 / 16北京国瑞维讯科技有限公司4.5 方案选择的准则考场作弊防控系统的方案众多，选择的准则应强调两点。首先在体系层面上，安装在各考点的作弊防控设备并不是孤立的，它们依靠网络连接为有机的整体。考点内

17、，各考场的设备配备网络接口，能够通过网络获取作弊信号的特征信息，在其引导下对作弊信号实施阻断；考点外，不同考点的作弊防控系统间通过网络连接，相互传递信息，共同构成完整的作弊防控体系，其次在设备层面上，考场作弊防控系统应包括“作弊信号侦测”和“作弊信号阻断”两类设备。“作弊信号侦测”设备用于捕获作弊设备发射的电磁信号，分析其频谱及其他特征，确定其关键参数，为阻断设备提供目标指示。“作弊信号屏蔽”设备用于接收“作弊信号侦测“设备传来的参数信息，决定最佳干扰样式，发射干扰信号，阻断作弊设备的无线电通信。考场作弊防控系统采用的是“动态侦测，受控阻断”策略，并不盲目地释放干扰，而是有的放矢，目标明确。威

18、力范围作弊克系统手机干扰器系统理想系统无线摄像语音通信字符通信手机内容监测功能信息联网阻断部署难度小小中价格低中中下表中给出了几种系统方案的比较，可以作为方案选择的依据。 10 / 16北京国瑞维讯科技有限公司5、国瑞维讯公司所建议的系统5.1 对所建议系统的说明本项目所建议的系统，是以电子与信息技术为基础，优化整合多个不同门类的高科技成果，以纵向贯通、横向集成、互联互通、能控能观为技术特色。是具有数字化、网络化、智能化、集成化等显著特征的综合性考场作弊防控平台。本项目所建议系统的基本工作原理概括起来为：动态侦测，实时阻断，信息互联。也就是说，通过对考场周边电磁环境的快速侦测，检测到电磁环境的

19、异常变化，截获无线电作弊信号，从中提取出信号的特征信息；然后将这些信息作为先验知识，实时生成最优的阻断信号并加以释放，达到阻断无线电作弊信号的目的。本项目所建议系统采用基于信息网络的大范围多级系统管理与信息上报体系。该体系中安装于各考场的设备均具备联网能力，能够通过网络向上一级考场监控中心实时上报考场电磁环境侦测结果、发现的作弊信号特征参数以及设备工作状态，为上级管理人员决策取证提供便利；同时，各考场的设备也能够通过网络接收上级监控中心下发的管理指令，接受统一的管理和约束，避免出现误用和滥用的情况。5.2 工作流程考场作弊防控系统的系统工作流程如图 5.1 所示。图中有几个要点需要特别说明。1

20、. 图中左半部和右半部两个方框内分别是侦测设备和阻断设备的简略工作流程。两个设备的工作有较强的独立性，实际实现也是基于不同的硬件平台。两者间通过数据通讯链路相互连接，主要交换作弊信号的特征信息。2. 侦测设备的工作流程为逻辑驱动，以电磁频谱侦测作为主循环，不断变换侦测的频段。一旦发现异常，即刻跳出循环并启动一系列核心步骤，对异常信 11 / 16北京国瑞维讯科技有限公司号加以分析，判断其性质（是否为作弊信号），提取其特征信息，并经由通讯链路将特征信息发送给阻断设备。然后重新开始频谱侦测循环，如此往复工作，直至系统关闭。3. 阻断设备的工作流程为数据驱动。当没有特征信息到达时，设备处于空闲状态。

21、一旦特征信息到达，设备被激活并立刻读取特征信息，加以分析后形成最佳的阻断方案，释放阻断。阻断完成后，重新进入空闲状态，等待特征信息。也就是说，在没有作弊信号的情况下，阻断设备并不发射任何阻断信号，只有当作弊信号出现时，阻断设备才真正开始工作，并释放阻断。这和目前市场上常见的“盲”阻断设备有鲜明的分别。系统初始化实施侦测干扰信号释放是否有异常最优干扰生成继续侦测特征信息分析特征信息发送特征信息读取作弊信号特征信息图 5.1 系统工作流程图 12 / 16北京国瑞维讯科技有限公司5.3 系统要求5.3.1 硬件本项目所建议的系统包括两种设备：作弊信号侦测器和作弊信号阻断器。两种设备均具备联网功能。

22、以一个考点为例，每个考场内安装一台作弊信号阻断器，用于阻断从考场外传入的作弊信号。考点配备一台作弊信号侦测器，用于监测考点周边的作弊信号源。作弊信号侦测器与作弊信号阻断器通过考点内网络互联。5.3.2 软件本项目所建议的系统应配备中心控制软件。该软件安装在考试指挥中心的服务器上，允许授权用户（一般是考试管理人员或者领导）接入系统，察看考点的作弊情况，监视系统内设备的工作状态，发布控制指令。5.3.3 运行、开发与环境本项目所建议的系统应具备“无人值守”运行能力。即各考点内设备只须在考试开始前接通电源，考试过程中无需人为干预，能够自行完成作弊防控的各项功能。本项目所建议的系统应使用成熟技术和成熟

23、产品，核心功能无需改动，只须针对用户的特殊需求，进行人机交互方面的开发，尽量缩短开发流程，提高系统部署的效率和成功率。本项目所建议的系统能够适应各类复杂的考场环境。在考场内具备网络基础设施的情况下，支持在线工作；在考场内没有网络基础设施的情况下，支持离线工作模式。 13 / 16北京国瑞维讯科技有限公司5.3.4 经费本项目所建议系统所需的采购经费应合理，具体情况另文在标准化考场的总体建设经费中占据相当的份额。5.4 局限性本项目所建议的系统没有明显的局限性。 14 / 16北京国瑞维讯科技有限公司6、生产、配套与售后服务本项目所建议的系统采用模块化设计，基础模块（如控制电路板等）采用适合批量

24、生产的设计，生产工艺没有特殊要求，易于实施。器件选型充分考虑了生产的要求，主要采用常规的、市面货源充足的元器件。配套模块（如电源模块等）采用成熟的商业化产品，且有多个供货厂商可供选择。因此，系统能够应对大批量生产，且能够保证供货周期。本项目的设备提供商长期从事无线电电子产品的研发与生产，在结构设计、设备生产、产品装配、现场安装调试等方面有丰富的经验和高效的保障队伍，能够适应不同地区、不同考点条件下的解决方案。本项目的设备提供商以及系统集成商能提供的售后服务包括：l长期设备监控，包括考前考中侦测器的状态监控、阻断器的状态监控、考试前的综合状态检查；l设备维护和维修，包括侦测器和阻断器的自检和故障

25、报警、报警之后的维护维修、网络联通情况的诊断和维修；l系统运行记录，由系统自动生成运行情况日志，按照考试管理要求进行存储和报送；l必要情况下的系统升级，尽管系统针对未来一段时间内可能出现的作弊技术和设备作了预案，但是在某些局部地区有可能发现新的无线电作弊手段，设备提供商可以提供免费的软件升级服务。 15/ 16北京国瑞维讯科技有限公司7、风险分析本项目所建议的系统所涉及关键技术的主要风险和防范措施包括：1. 由考点环境差异引发的风险全省考点考场分布在经济状况不等、基础设施条件不等、配套条件不等的各种地域，对系统部署造成影响的条件包括：考点大小情况、考点中考场数目情况、供电情况、已有网络条件等，

26、目前本项目已经考虑了不同条件下的配置方案，通过调整侦测软件参数、网络服务器配置参数就可以适应当地的具体情况，在不具备网络条件的考点，可以安装专用网络或者采用系统离线工作方式来达到防控系统建设的目的。2. 由建设方案差异引发的风险作弊信号的实时动态侦测技术涉及到电磁环境监测、信号处理、电子防卫等多个高科技领域，是考场作弊防控系统的核心。由于经费限制，不一定所有考点都能够配备侦测器，而用网络转发服务器替代， “非中心考点”形成的配置方案，其风险是不能够实时把握现场的作弊频点变化情况，阻断效果有所折扣。防范措施是合理安排或者增加“中心考点”的部署，即增加侦测器的部署密度，使得整个区域内作弊防控效能最大化。3. 由作弊技术发展引发的风险作弊信号的阻断和防控在技术层面是电子对抗领域的问题，永远面临着“道高一尺、魔高一丈”的风险，就是作弊技术的“发展”和更新换代，目前根据无线电通信技术的基本原理和发展动向，本项目提供的系统已经具有一定的技术前瞻性。作弊方受到发射功率、传输距离、接收器尺寸等物理限制，其技术发展的空间是受限的，而作弊防控方可以充分利用先进技术来遏制作弊现象，而且本项目提供的系统的技术升级以软件升级为主，无需随着作弊技术的发展而抛弃原有的设备，建设资金利用率高，成本可控制。 16/ 16