Торокин А. А. Основы инженерно-технической защиты информации. Факультет защиты информации кафедра инжернернотехнической защиты информации
 Скачать 1.98 Mb.
|
 Рис. 3.15. Структурная схема акустической закладки. Микрофон преобразует акустический сигнал с информацией в электрический сигнал, который усиливается до уровня входа модулятора. В модуляторе производится модуляция колебания несущей частоты, т. е. производится перезапись информации на высокочастотный сигнал. Для обеспечения необходимой мощности излучения модулированный сигнал усиливается в усилителе мощности. Излучение радиосигнала в виде электромагнитной волны осуществляется антенной, как правило, в виде отрезка провода. В целях сокращения веса, габаритов и энергопотребления в радиозакладке указанные функции технически реализуются минимально-возможным количеством активных и пассивных элементов. Простейшие закладки содержат всего один транзистор. По диапазону частот закладные устройства отличаются большим разнообразием. На ранних этапах использования закладных устройств частоты излучений их привязывали к частотам бытовых радиоприемников в УКВ-диапазоне. При массовом появлении у населения бытовых радиоприемников увеличилась опасность случайного перехвата сигналов радиозакладок посторонними лицами. Поэтому большинство типов современных закладок имеют более высокие частоты в УВЧ-диапазоне. Для более 96% радиозакладок рабочие частоты сосредоточены в интервале 88 МГц‑501 МГц, причем с частотами 92.5 МГц‑169.1 МГц выпускаются 42% радиомикрофонов, а с частотами 373.4 МГц‑475.5 МГц - 52% радиомикрофонов [50]. Наиболее интенсивно используется диапазон частот 449.7 МГц‑475.5 МГц, в котором сосредоточены рабочие частоты 36% образцов. Продолжается тенденция дальнейшего повышения частот, в том числе с переходом в ГГц диапазон. С увеличением частоты передатчика уменьшается уровень помех, что позволяет снизить минимально-допустимый уровень мощности и соответственно его габариты, а также длину антенны. В интересах повышения скрытности для радиозакладных устройств осваивается ИК-диапазон. Однако в силу большего по сравнению с радиоволнами затухания ИК-лучей в среде распространения и необходимостью прямой видимости между излучателем ИК-закладки и фотоприемником применение подобных закладных устройств ограничено. Кроме диапазона частот на условия передачи закладкой информации влияет стабильность частоты ее передатчика. Для простых схемных решений передатчика закладки значения ее частоты изменяются в значительных пределах от температуры и питающего напряжения. Кроме того, на величину изменения (дрейфа) частоты излучения закладок, установленных вблизи рабочего места человека, например, под столешницей письменного стола, могут оказывать влияние емкость человека. Величина дрейфа рабочей частоты радиокаладок может достигать единиц мГц. В результате этого радиоприемник, настроенный на частоту радиозакладки, через некоторое время “теряет” радиосигнал. Это обстоятельство имеет важное значение для обеспечения автоматического приема сигналов радиозакладок, например, в случае, когда подслушивание производится аппаратурой в автомобиле при отсутствии в нем оператора. Поэтому частоты около половины предлагаемых на рынке радиозакладок стабилизируются. Повышение стабильности обеспечивается путем включения в колебательный контур схемы передатчика элементов, стабилизирующих его частоту. В качестве таких элементов применяются пьезоэлектрические материалы, прежде всего, кристаллы кварцы. Частота стабилизации зависит от вида среза кристалла кварца, толщины и размеров его пластины, включенной в цепь генератора. Стабилизация частоты излучения радиозакладки усложняет ее схему и увеличивает габариты передатчика, но существенно улучшает удобство работы. Другой проблемой, возникающей при применении закладных устройств, является обеспечение их энергией в течение приемлемого для подслушивания времени. Возможности современной микроэлектроники по созданию закладных устройств в чрезвычайно малых габаритах ограничиваются в основном, массо-габаритными характеристиками автономных источников питания (химических элементов). Микрогабаритные источники тока, широко применяемые в электронных часах, обеспечивают работу закладных устройств в течение короткого времени (нескольких дней при минимально-допустимой мощности излучений для дальности до сотни метров). Для закладных устройств используются гальванические элементы с высокой удельной энергией - ртутно-цинковые, серебряные и литиевые. Усредненные характеристики этих элементов приведены в табл. 3.8 [73]. Таблица 3.8.
Емкость гальванического элемента пропорциональна габаритам и весу. Габариты используемых в малогабаритных устройствах цилиндрических и кнопочных элементов указаны в табл. 3.9, а плоских - в табл. 3.10 [73]. Таблица 3.9.
Таблица 3.10.
Наиболее распространены ртутно-цинковые элементы. В них в качестве анода используются оксид ртути (HgO), катода - смесь порошка ртути и цинка или сплава индия с титаном, а электролита - 40% щелочь. Для малогабаритных приборов отечественной электропромышленностью созданы элементы типов РЦ-31С, РЦ-33С иРЦ-55УС с удельной энергией 600-700 кВт/м3. Электрические параметры ряда отечественных ртутно-цинковых элементов и батарей, предназначенных для питания малогабаритных радиоэлектронных устройств, указаны в табл. 3.11. Таблица 3.11.
Среди гальванических источников тока зарубежного производства широкое применение находят элементы фирм Duracell, Varta, Kodak. Технические характеристики малогабаритных гальванических элементов фирмы Duracell в табл. 3.12 [74]. Таблица 3.12.
Увеличения времени эксплуатации и повышения скрытности работы закладного устройства достигается путем обеспечения в нем автоматического подключения к источнику питания наиболее энергоемкого устройства - передатчика по акустическому или радиосигналу. В первом варианте в состав закладки включается устройство (акустоавтомат), подключающее к источнику питания передатчик при появлении на мембране микрофона акустического сигнала. В тишине, например, в ночное время во включенном состоянии (в “дежурном” режиме) находится лишь микрофонный усилитель с исполнительными электронным реле. При возникновении в помещении акустических сигналов от разговаривающих людей реле подключает передатчик и закладное устройство излучает радиосигналы с информацией. После прекращения разговора исходное состояние восстанавливается и излучение прекращается. Во втором варианте закладные устройства дистанционно включаются на излучение по внешнему радиосигналу, подаваемому злоумышленником. Эти закладные устройства обеспечивают повышенную скрытность и более длительное время работы. Однако для их эффективного применения надо иметь дополнительный канал утечки сведений о времени циркулирования конфиденциальной информации в помещении, где установлено закладное устройство. Например, надо достаточно точно знать время, когда будут вестись в помещении конфиденциальные разговоры. Так как дистанционно-управляемые закладки содержат радиоприемник для приема управляющих радиосигналов. То они наиболее сложные и, следовательно, дорогие. Рациональным решением задачи обеспечения закладных устройств электропитанием является подключение их к устройствам питания радио и электроприборов, в которые устанавливаются закладки. Широко применяются подобные закладные устройства в телефонных аппаратах, закамуфлированные под их элементы (конденсаторы, телефонные капсюли и др.), в тройниках для подключения нескольких приборов к одной розетке электросети. По оценке, приведенной в [50], в 75% закладных устройств используется автономное (батарейное) питание, 8% ‑питание от сети и 17% - питание от телефонной линии. Следует отметить, что применяются, пока редко, также пассивные закладки, - без собственных источников электропитания. Для их активизации производится облучение их внешним электромагнитным полем частоты, соответствующей резонансной частоте колебательного контура закладки, образованного элементами ее конструкции. Модуляция радиосигнала производится в результате воздействия акустической волны на частотнозадающие элементы конструкции закладки. Жесткие требования к габаритам, массе, энергопотреблению закладных устройств ограничивают мощности излучения их передатчиков. Наиболее часто (более 80%) применяются радиомикрофоны, мощность излучения которых находится в интервале 3-11 мВт, закладки с более высокой мощностью - до 22 мВт составляют менее 10% [50]. Встречаются закладки и большей мощности излучения (до 200 мВт и более), однако их доля крайне незначительна. Малая мощность излучения передатчиков радиозакладок определяет относительно небольшую дальность приема их сигналов. Около 75% образцов обеспечивает функционирование канала на расстояниях 50-350м, 16% - на расстояниях 460-600 м, 7% - на расстояниях 740-800м и только около 2% - на расстояние до 1000 и более метров. В общем случае технические данные закладных устройств находятся в следующих пределах [29]: - частотный диапазон - 27-900 МГц; - мощность - 0.2-500 мВт; - дальность - 10-1500 м; - время непрерывной работы - от нескольких часов до нескольких лет; - габариты - 1-8 дм3 - вес - 5-350 г Основной проблемой оперативного применения закладных устройств является их рациональное размещение в помещении или в радиоэлектронном средстве. Рациональность достигается при обеспечении: - поступления на вход закладки сигнала с уровнем, необходимым для качественной передачи звуковой или иной информации; - скрытности размещения и работы закладки, по крайней мере, в течение времени подслушивания интересующей злоумышленника информации. Эффективность выполнения этих условий зависит от удаленности места установки закладки от источников звука и наличия между ними звукопоглощающих и звукоизолирующих экранов, от чувствительности микрофона, размеров и параметров акустики, прежде всего, временем реверберации помещения и от времени, которым располагает злоумышленник для установки. Чувствительность современных малогабаритных микрофонов обеспечивают достаточно качественный прием акустических сигналов на удалении до 10 м при отсутствии экранов на пути распространения акустической волны. Установка закладных устройств возможна с заходом злоумышленника в помещение, где производится их размещение, или без захода. Первый вариант позволяет более рационально разместить закладку как с точки зрения энергетики, так и скрытности, но связана с повышенным риском для злоумышленника. Поэтому в случаях, когда создаются предпосылки для дистанционной (беззаходовой) установки закладки, их забрасывают в помещение или ими выстреливают из пневматического ружья или лука. Например, комплект PS фирмы Sipe Electronic состоит из специального бесшумного пневматического пистолета с прицельным расстоянием 25 м и радиозакладкой, укрепленной на стреле. Стрела после выстрела надежно прикрепляется с помощью присоски к поверхностям из металла, дерева, пластмассы, бетона и других гладких строительных и облицовочных материалов. Микрофон обеспечивает съем речевой информации с расстояния до 10 м, а передатчик - ее передачу на расстояние до 100 м. Несмотря на сравнительно малые габариты и вес закладных устройств они могут быть обнаружены при тщательном визуальном осмотре помещения. С целью продления времени их оперативного использования, а также приближения микрофонов к источнику звука закладные устройства камуфлируют под предметы, не вызывающие подозрение у окружающих людей. Трудно назвать предметы личного пользования, средства оргтехники, средства бытовой радиоэлектроники, в которые не вмонтировались бы различные устройства для подслушивания. Некоторые из таких средств подслушивания приведены в табл. 3.13. Таблица 3.13.
д). Средства лазерного подслушивания Лазерное подслушивание является сравнительно новым методом подслушивания (первые рабочие образцы появились в 60-е годы), и предназначено для съема акустической информации с плоских вибрирующих под действием акустических волн поверхностей. К таким поверхностям относятся, прежде всего, стекла закрытых окон. Система лазерного подслушивания состоит из лазера в инфракрасном диапазоне и оптического приемника. Лазерный луч с помощью оптического прицела направляется на окно помещения, в котором ведутся интересующие злоумышленника разговоры. При отражении лазерного луча от вибрирующей поверхности происходит модуляция акустическим сигналом угла отраженного луча лазера или его фазы. В варианте угловой модуляции вектор отраженного от колеблющейся поверхности стекла меняется в соответствии с амплитудой акустической волны. Отраженный луч принимается оптическим приемником, размещаемым в соответствии с усредненным углом отражения. Положение светочувствительного элемента (фотокатода) оптического приемника юстируется таким образом, чтобы пятно отраженного лазерного луча при отсутствии колебаний стекла освещало половину экрана. В этом случае изменения направления отраженного луча при колебаниях стекла вызывают соответствующие изменения площади пятна света на фотокатоде оптического приемника и появление в светочувствительном слое модулированного по амплитуде электрического сигнала. Сигнал после усиления прослушивается и записывается на магнитную ленту. На практике юстировка производится по субъективному ощущению оператором разборчивости речи. Второй вариант построения системы лазерного подслушивания предусматривает реализацию в оптическом приемнике фазовой демодуляции путем сравнения фаз облучающего и отраженного лучей. С этой целью исходный луч с помощью полупрозрачного зеркала расщепляется на два луча. Одним из них облучается стекло, другой направляется к приемнику в качестве опорного. В точке приема в результате интерференции опорного и отраженного лучей на поверхности светочувствительного слоя в нем возникают электрические заряды, величина которого соответствует разности фаз лучей. Второй вариант обеспечивает более высокую чувствительность системы подслушивания, но сложнее в реализации. Примером системы лазерного подслушивания является система РК‑1035 фирмы PK Electronic. Система состоит из лазерных передатчика и приемника, магнитофона для записи перехваченной информации. Передатчик и приемник системы устанавливаются на треноге. Лазерный передатчик имеет размеры 65х250 мм, вес 1.6 кг, мощность‑ 5 мВт, длина волны излучения‑ 850 мкм. Лазерный приемник имеет размеры 65х260 мм, вес 1.5 кг. Электропитание - от сети и автономное. Данные о возможностях систем лазерного подслушивания противоречивые. В рекламных материалах дальность указывается для разных систем от сотен метров до км. Однако без ссылки на уровень внешних акустических шумов эти величины можно рассматривать как потенциально достижимые в идеальных условиях. В городских условиях, когда принимаются дополнительные меры по звукоизоляции помещений от шума улицы, дальности будут существенно меньшими. Следует также иметь ввиду сложности практической установки излучателя и приемника, при которых обеспечивается попадание зеркально отраженного от стекла невидимого лазерного луча на фотоприемник. Уровни же диффузно отраженных от стекла лучей столь малы, что их не удается принять на фоне городских акустических шумов. Кроме того, следует отметить, что соотношение между стоимостью системам лазерного подслушивания и затрат на эффективной защиты от них не в пользу рассматриваемого метода добывания информации. Следовательно, системы лазерного подслушивания, несмотря на их достаточно высокие потенциальные возможности имеют ограниченное реальное применение, в особенности разведкой коммерческих структур. е). Средства высокочастотного навязывания Добывание информации путем высокочастотного навязывания достигается в результате дистанционного воздействия высокочастотным электромагнитным полем или электрическими сигналами на элементы, способные модулировать их информационные параметры первичными электрическими или акустическими сигналами с речевой информацией. В качестве таких элементов могут использоваться различные полости с электропроводной поверхностью, представляющие собой высокочастотные контура с распределенными параметрами и объем которых меняется под действием акустической волны. Если частота такого контура совпадает с частотой высокочастотного навязывания, а поверхность полости находится под воздействием акустической информацией, то эквивалентный контур переизлучает и модулирует внешнее поле. Более часто в качестве модулирующего применяется нелинейный элемент, в том числе в схеме телефонного аппарата. В этом случае высокочастотное навязывание обеспечивается подведением к телефонному аппарату высокочастотного гармонического сигнала путем подключения к телефонному кабелю высокочастотного генератора. В результате взаимодействия высокочастотного колебания с речевыми сигналами на нелинейных элементах телефонного аппарата происходит модуляция высокочастотного колебания речевым низкочастотным сигналом. Принципы этого явления аналогичны работе смесителя радиоприемника. После преобразования появляются сигналы, частоты которых представляют различные комбинации частот исходных сигналов. Эти сигналы модулированы сигналами речевой информации и могут перехвачены приемником злоумышленника. 3.4. Способы и средства добывания информации о радиоактивных веществах Добыванием информации о радиоактивных веществах занимается радиационная разведка. Для обнаружения радиоактивных излучений она использует специальные дозиметрические приборы. Структура типового прибора радиационной разведки приведена на рис. 3.16.  Рис. 3.16. Структура прибора радиационной разведки. Детектор преобразует энергию радиоактивного излучения в электрические сигналы, которые после усиления поступают на стрелочный или цифровой индикатор. В качестве детектора используются ионизационные камеры, газоразрядные и сцинтилляционные счетчики, кристаллы полупроводника, фотопленка, Ионизационные камеры (Вильсона, пузырьковые, искровые) представляют сосуд цилиндрической или прямоугольной формы, заполненные газом с пересыщенным паром (в камере Вильсона), жидким водородом (в пузырьковой камере) и инертным газом (в искровой камере). В искровой камере имеются, кроме того, плоскопараллельные близко расположенные друг к другу пластины, на которые подается высокое напряжение, чуть ниже пробойного. Когда через камеру Вильсона и пузырьковую камеру пролетает электрически заряженная частица, на возникаюших на ее пути ионах конденсируются маленькие капельки жидкости, видимые при боковом освещении. При пролете быстрой частицы через искровую камеру вдоль ее траектории между пластинами проскакивают искры, создавая огненный трек. В малогабаритных приборах радиационной разведки применяются в основном газоразрядные счетчики (счетчики Гейгера-Мюллера). Газоразрядные счетчики представляют собой стеклянную герметичную трубку, заполненную смесью газовой смесью (аргона и воздуха, аргона и паров и др.) под давлением 0.1 атмосферы. Внутренняя поверхность трубки металлизирована. Внутри трубки протянута металлическая нить, на которую подается высокое положительное напряжение 1000-1500 В постоянного тока, а к поверхности счетчика - отрицательное напряжение. Когда в газоразрядную трубку попадает ионизирующая частица, происходит лавинообразный процесс образования ионов, между электродами возникает короткий импульс тока, который подается на вход усилителя. В результате вторичной ионизации обеспечивается высокая чувствительность детектора. Импульсы тока усиливаются и регистрируются в простейшем варианте в виде звуковых щелчков, в более совершенных дозиметрических приборов частость импульсов преобразуется в значение уровня излучения, отображаемое с помощью стрелочных или цифровых индикаторов. Счетчики Гейгера-Мюллера для регистрации -излучения имеют очень тонкое (0.002-0.003 мм) слюдяное окно, через которое частицы без существенного поглощения попадают в трубку. Для регистрации - излучения окно трубки делают из алюминиевой фольги толщиной 0.1-0.2 мм, которая поглощает -частицы. Трубки для регистрации - излучения закрыты слоем алюминия толщиной 1 мм, поглощающей - излучение. Сцинтиляционные детекторы представляют собой экран (пластину) из стекла, покрытый флюоресцирующим веществом (сульфидом цинка, антраценом или другими веществами, преобразующими кинетическую энергию радиоактивных частиц в энергию световой вспышки). Путем размещения за экраном фотоумножителя вспышки света могут преобразовываться в электрические сигналы с последующим измерением их интенсивности электронным счетчиком. Преимущество сцинтилляционного детектора состоит в том, что он может раздельно считать частицы, поступающие через очень короткие промежутки времени (10-8-10-9 с вместо 10-5-10-6 с у счетчиков Гейгера- Мюллера). Дальнейшим развитием сцинтилляционного счетчика является люминисцентная камера, которая не только считает частицы в течение очень короткого времени (10-13-10-14 с), но и с помощью соответствующего электронно-оптического устройства регистрирует их траектории. Широкое распространение получили кристаллические полупроводниковые детекторы, основу которых составляют полупроводниковый кристалл кремния или германия с различными добавками. Электропроводность кристалла изменяется под действием ионизирующего излучения. В качестве фотодетекторов применяют также рентгеновскую фотопленку, по степени почернения которой за определенное время судят об уровне излучения. Приборы для обнаружения и измерения радиоактивных излучений в зависимости от назначения делятся на индикаторы радиоактивности, радиометры и дозиметры. По способу индикации интенсивности излучения - на стрелочные и цифровые. Индикаторы излучений информируют оператора световой или звуковой индикацией о наличии в зоне поиска радиоактивных веществ, радиометры предназначены для обнаружения и измерения радиоактивного заражения среды, а дозиметры - для измерения дозы облучения. Величина, которую измеряют радиометры, называют мощностью экспозиционной дозы (МЭД) гамма-излучения. Экспозиционная доза -излучения равна отношению заряда, созданного гамма-квантами в воздухе при нормальных условиях, к массе этого воздуха. В качестве единицы измерения в системе СИ принята мера в кулон/кг (Кл/кг). Широко применяется несистемная единица измерения - рентген и ее доли (миллирентген и микрорентген). Соотношение между этими единицами равно: 1Р=2.58. 10-4 Кл/кг. Мощностью экспозиционной дозы называется величина экспозиционной дозы в единицу времени. Фоновая мощность излучения космоса и радионуклидов земли составляет в среднем 5-30 мкР/ч. Энергия и -частиц оценивается также в электрон-вольтах (эВ) и см пробега Один эВ равен кинетической энергии, получаемой электроном под действием разности потенциалов 1 В. Энергия альфа-частиц, излучаемых различными естественными радиоактивными элементами, составляет 4-9 МэВ (1 МэВ =106 эВ). что обеспечивает их пробег ав атмосфере воздуха при нормальных условиях 2.5-8.6 см. На рынке имеются разнообразные радиометры, в том числе бытовые «Белка», «Эксперт», «Сосна» и другие. Разнообразные прфессиональные приборы выпускает Обнинский приборный завод “ Сигнал”. Например, измеритель мощности дозы гамма-излучения ИМД-2 применяется в стационарных условиях, на летательных аппаратах, подвижных объектах и для пешей разведки, Индикация уровня производится с помощью светящегося сектора на шкале прибора. Он имеет следующие характеристики: - диапазон измерения МЭД.........................................10 мкР/ч-1000 Р/ч; - погрешности измерения..............................................30 %; - диапазон температур окружающей среды, 0С ....... -50...+50; - вес прибора, кг .............................................................1.6 кг; - габариты, мм ................................................................ 198х180х82. Величина поглощения энергии излучения в единице биологической массы (ткани) называется основной дозиметрической величиной (дозой). Единица измерения дозы в системе СИ - зиверт (Зв) и несистемная единица измерения - бэр, причем 1 бэр=100 Зв. По биологическому воздействию поглощенная биологической тканью доза, измеренная в бэрах, примерно равна экспозиционной дозе, измеренной в рентгенах. Поэтому уровни радиоактивного заражения оценивают как в рентгенах, так и бэрах. Малогабаритные дозиметры (ДРС‑01, ДКС‑04, ДЭГ‑8,ДРГ‑01Т1, ДРГ‑05М и др.) постоянно применяются людьми, имеющие дело с радиоактивными веществами, для измерения принятой ими дозы в течение определенного времени работы, например, месяца. Пороговое значение дозы за год не должно превышать 5 бэр. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||