Защита информации. Халяпин д. Б. Защита информации. Вас подслушивают Защищайтесь!Москва
 Скачать 5.29 Mb.
|
|
Средства контроля эффективности акустической защиты Для обнаружения утечки речевого или иных акустических сигналов за счет вибрационных колебаний в ограждающих конструкциях выделенного помещения могут быть использованы различные приборы. Электронный стетоскоп "Бриз" позволяет оценить возможность утеч ки конфиденциальной акустической информации по трубам (газа, отопле ния и т.п.), вентиляционным шахтам, стенам и т.п. Рабочий диапазон частот - 0,3 - 4,0 кГц. Выпускаются устройства “Бриз-1" (моно-), "Бриз-2" и "Бриз-95" (сте рео). Коэффициент усиления для приборов "Бриз-1" и "Бриз-2" - 94 дБ, для “Бриз-95" - 74 дБ. Чувствительность датчиков: "Бриз-1" - не менее 100 мВ/g, "Бриз-2" и “Бриз-95” - не менее 1000 мB/g. Устройство "Бриз" поставляется в комплекте с изделием "Кабинет" и обеспечивает при его установке, регулировке и эксплуатации контроль эф фективности защиты акустической информации от утечки по акусто-виб- рационному каналу. Устройство контроля эффективности зашумления комплекса "Порог- 2М” в режиме самонастройки излучает речевой сигнал необходимого уров ня, состоящий из нескольких синтезированных микроконтроллером фраз. Сигнал снимается специальным, временно устанавливаемым непосредствен но на защищаемой поверхности датчиком, который учитывает резонанс ные свойства защищаемой поверхности, анализируется в нескольких поло сах спектра и усредняется по времени. 203 После этого микроконтроллер с помощью цифро-аналоговых регули руемых фильтров отдельно для каждой полосы устанавливает уровень пре вышения маскирующего шумового сигнала над информативным. Выбор уровня зависит от предварительно заданной категории (устанавливается нормами или требованиями соответствующих служб). Устройство контроля эффективности вибрационных помех “Барон-К” Обеспечивает контроль эффективности вибрационных помех, созда ваемых виброакустическими генераторами типа “Барон” или аналогичной аппаратурой. Обеспечивает предупреждение о снижении уровня вибраци онной помехи на ограждающей конструкции защищаемого помещения ниже допустимого из-за выхода из строя вибраторов, генератора помех или из- за изменения окружающих условий. Принцип работы прибора заключается в следующем: к устройству “Барон-К” подключается вибродатчик, обеспечивающий съем сигнала с контролируемой поверхности. Сигнал с вибродатчика фильтруется, усили вается и сравнивается с установленным порогом. Если он ниже заданного порога, то устройство подает сигнал тревоги. Для точности контроля снимаемого видбродатчиком сигнала предус мотрен специальный выход на осциллограф или спектроанализатор. Аппаратно-программные комплексы виброакустических измерений Комплекс СПРУТ-4А Проведение комплекса акустических и виброакустических измерений и специальной обработки полученных результатов, в соответствии с дей ствующими методиками, обеспечивает комплекс СПРУТ-4А. Возможное применение комплекса: - измерение параметров звуко- и виброизоляции; - исследование характеристик и проверка эффективности систем аку стического и виброзашумления; - измерение характеристик акустических и виброакустических сиг налов во временной и частотной областях, в том числе БПФ, ок тавный и третьоктавный анализ, статистическая обработка и т.п. В состав комплекса входят: - ПЭВМ. - Сигнальный концентратор, представляющий собой модуль, в ко тором производится усиление сигнала, поступающего с входных 204 преобразователей, а также обеспечивается питание микрофона и вибродатчика. - Многофункциональная плата ввода-вывода, с помощью которой производится оцифровка входных сигналов, а также управление ко эффициентом усиления каналов 1-3 сигнального концентратора. - Комплект входных преобразователей (микрофон, вибродатчик) и устройств для подключения к проводным линиям связи и выходам радиоприемных устройств. - Внешний аттенюатор. - Специальное программное обеспечение. - Сигнальный концентратор обладает высокой чувствительностью, входным сопротивлением и коэффициентом усиления устанавливае мым программно, что позволяет проводить измерения с высокой точностью. Он также обеспечивает необходимое напряжение пита ния для предусилителей измерительных микрофонов и вибродат чиков ( например, фирмы “Брюль и Кьер”), которые могут под ключаться непосредственно к концентратору, в результате чего отпадает необходимость в отдельном применении достаточно до рогих блоков питания для входных преобразователей. - Специальное программное обеспечение аппаратуры "Спрут-4А" позволяет проводить обработку результатов измерений в соответ ствии с действующими методическими рекомендациями. - Поскольку комплекс построен на базе ПЭВМ и многофункциональ ной платы ввода-вывода, с его помощью возможна реализация прак тически любых алгоритмов обработки сигнала. - Для исследования спектральных характеристик в аппаратуре “Спрут-4А” предусмотрены три режима работы - линейный спектр (БПФ), октавный и третьоктавный анализ. Примеры спектров, по лученных с помощью аппаратуры “Спрут-4А" приведены на рис. 5.4, 5.5, 5.6. - Линейный, октавный и третьоктавный анализ представляют собой различный подход к исследованию спектральных характеристик. Линейный анализ дает исследование спектра с полосой пропускания одинаковой ширины во всем исследуемом диапазоне частот. Октавный и третьоктавный анализ дают исследование спектра с полосой пропускания, имеющей одинаковую относительную ширину полосы пропускания. Соот ношение частот этих полос приведено в начале главы. Исследование спектральных характеристик в октавных полосах ис пользуется для определения эффективности акустической защищенности помещения. Линейный и третьоктавный анализы предназначены для более деталь ного исследования спектра сигналов и помех. 205 Аппаратура "Спрут-4" благодаря ее высоким электрическим харак теристикам - высокой чувствительности (для канала 1 уровень собствен ных шумов в полосе 1 Гц составляет 10 нановольт) и высокому входному сопротивлению (40 МОм для 1 канала), - может использоваться для измере ния уровней сигналов электроакустических преобразователей, а при под ключении измерительных антенн - измерять напряженность электрическо го и магнитного полей. Рис. 5.4. Пример линейного спектра. Рис. 5.5. Пример октавного спектра. 206 Рис. 5.6. Пример третьоктавного спектра акустического сигнала, наведенного в ограждающей поверхности, представляющего собой смесь синусоидальных колебаний на средних частотах октавных полос 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 и 16000 Гц. Программно-аппаратный комплекс СПРУТ-6 Предназначен для проведения акустических и виброакустических из мерений, а также для проведения измерений речевых сигналов в слаботоч ных цепях появляющихся за счет акустоэлектрических преобразований в технических средствах. Комплекс обеспечивает: -измерение параметров звуко- и виброизоляционных свойств конст рукций; -исследование характеристик и проверка эффективности систем акус тического и виброакустического зашумления; -измерение сигналов акусто-электрических преобразователей; -измерение электрического и магнитного поля и наводок на провод ные коммуникации; -измерение характеристик акустических и виброакустических сигна лов в частотной области, в том числе октавный и третьоктавный анализ, - статистическая обработка и т.п. Технические характеристики измерительного модуля Выполняемые функции:шумомер, 1/1 и 1/3 октавный анализатор спек тра 1 класса точности в соответствии с ГОСТ17187-81 и ГОСТ 17168-82. Корректирующие фильтры:А,С,Лин. Частотный диапазон измерительного модуля - 1Гц................ 20кГц. Напряжение питания микрофонных усилителей- 28В, 12В. Поляризационное напряжение для микрофонов-0В и 200В. Питание для измерительных акселерометров - постоянным током 4mа, напряжением 28В. Интегральный уровень собственных шумов измерительного модуля во всей рабочей полосе частот: - с фильтром Лин-11 мкВ; - с фильтром А -5 мкВ. Коэффициент усиления адаптера-усилителя - 20 дБ. Питание от встроенного аккумулятора, время работы не менее 7 ча сов. Специальное программное обеспечение позволяет работать с измери тельными приборами, а также производить измерения и обрабатывать ре зультаты в соответствии с методикой Гостехкомиссии при Президенте РФ. Технические характеристики акустической системы: Виды тестового сигнала: - белый шум; - розовый шум; - шум в октавных полосах-250, 500, 1000, 2000, 4000 Гц; Максимальное пиковое звуковое давление на расстоянии 1 м - 116 дБ. Питание-от сети переменного тока 220 В. Комплекс VNK-012GL Работа комплекса основана на приеме и измерении акустических и виброакустических сигналов в каналах утечки речевой информации. Изме рения проводятся с помощью специальных микрофонов и акселерометров- , подключенных к звуковой плате персонального компьютера, с помощью которого осуществляются расчеты по акустической защищенности объек та, результаты измерений выводятся на экран. Комплекс позволяет осуществлять измерение разборчивости речи в соответствии с последними нормативными документами. В комплект входят: - программное обеспечение (Форманта); - акселерометр AS-4; - измерительный микрофон АМ-1; - измерительный усилитель AA-012GL; - шумомер; - акустический излучатель AA-012GL; - штатная упаковка. Технические характеристики комплекса YNK -01GL приведены в таб лице 5.6. 208 Технические характеристики Таблица 5.6 Диапазон измеряемых частот 0.1-10 КГц Полосы частотного анализа Октавные и 1/3 октавные Чувствительность микрофона 4-20 мВ/Па Чувствительность акселерометра 0,2 мВ/g Уровень звукового давления акустического излучателя 95 дБ А (на расстоянии 1 м) Штатная упаковка "Атташе-кейс" Автоматизированная система оценки защищенности выделенных помещений по виброакустическому каналу “ШЁПОТ" Система предназначена для автоматического измерения акустических и виброакустических параметров ограждающих и инженерных конструк ций выделенных помещений и расчета параметров защищенности в соот ветствии с действующими нормативно-методическими документами. Система построена на базе прецизионного интегрирующего шумоме- ра фирмы Larson Davis мoдели 824 с дополнительными элементами и обору дованием, позволяющими осуществлять весь комплекс измерений в авто матизированном режиме. Система реализует следующие функции: - полная реализация стандартной методики Гостехкомиссии России проведения акустических и вибрационных измерений ограждаю щих и инженерных конструкций. Программное обеспечение позво ляет получить готовые результаты расчета и описание объекта ис следований в виде текстового файла, который при необходимости, можно использовать в качестве типового протокола измерений; - все необходимые измерения производятся системой в автоматичес ком режиме, включая управление акустическим тест-сигналом и пе реключением датчиков (микрофонов и акселерометра); - измерения могут проводиться на достаточном удалении датчиков от комплекса, а при использовании радиоканала - сквозь стены и межэтажные перекрытия; - измерения в каждой октавной полосе производятся непрерывно в течение заданного оператором промежутка времени с усреднением результата, что практически исключает искажения результатов слу чайными громкими звуками; - при измерении фоновых значений акустического или вибрационно го сигнала в комплексе реализовано измерение минимальных значе ний за устанавливаемый оператором период измерения, что соот ветствует методическим требованиям к такого рода измерениям; - расчет значений защищенности помещения по окончании цикла из мерений. Микрофоны Для перехвата акустической воздушной волны наиболее широко ис пользуются микрофоны. Микрофон - устройство преобразования акустических колебаний воз душной среды в электрические сигналы. Микрофоны могут быть классифицированы по различным призна кам: • по принципу преобразования акустических (звуковых волн) в элек трические; • по способу воздействия звуковых волн на диафрагму микрофона, • по конструкторскому исполнению; • по признакам характеристики направленности; • по электрическим параметрам и т.п. По признаку преобразования акустических колебаний микрофоны подразделяются: на электродинамические (а), электромагнитные (б), элек тростатические (конденсаторные и электретные) (в), угольные (г), пьезоэ лектрические (е), ленточные, полупроводниковые (д) (рис. 6.1). Рис. 6.1. Схематическое устройство микрофонов, классифицированных по способу преобразования колебаний. По признаку приема звуковых колебаний микрофоны подразделяют ся на три группы - приемники звукового давления, действующего на диаф рагму; приемники градиента давления, реагирующего на разность звуко вых давлений, действующих на обе стороны диафрагмы и приемники ком бинированного типа, сочетающие свойства приемников звукового давле ния и градиента давления (рис.6.2). Рис. 6.2. Схемы приема акустических волн микрофо- ном-приемником звукового давления (а) и микрофоном- приемником градиента звуко вого давления (б). В микрофонах-прием никах давления, давление звукового поля действует только на одну сторону ди афрагмы, другая сторона конструктивно защищена от этого воздействия. В микрофонах-приемни- ках градиента давления разность давлений поля воздействует на обе сторо ны диафрагмы. Микрофонами-приемниками градиента давления являются ленточные микрофоны (рис. 6.1д). В зазоре между полюсными наконечниками 2, по стоянного магнита 4 подвешена лента из алюминиевой фольги 1 толщиной 3 - 4 мкм. Частота собственных колебаний ленты 15 - 20 Гц. Такие микро фоны имеют чувствительность 1 - 2 мВ/Па и обеспечивают передачу широ кого диапазона частот (Л.68). Различие по воздействию звуковых колебаний на подвижную систему микрофона определяет и разные виды характеристик направленности мик рофона. Зависимость чувствительности микрофона на данной частоте от угла между акустической осью и направлением на источник звука изобра жается обычно графически в полярных координатах. По этому признаку микрофоны подразделяются на пять типов (рис.6.3) - ненаправленные (с круговой диаграммой)-6.3а, двусторонне направленная (“восьмерка”)-6.3б, односторонне направленные (кардиоида)-6.Зв, односто ронне остронаправленные (суперкардиоида и гиперкардиоида)-6.3г и б.Зд. 211 Рис. 6.1.3. Типовые диаграммы направленности микрофонов в полярных координатах. Направленность микрофона характеризует отношение чувствительно сти микрофона к осевой чувствительности. Микрофон ненаправленного действия обладает постоянной чувстви тельностью независимо от направления, по которому проходят звуковые волны. Рабочее пространство такого микрофона - сфера. Следует, однако, отметить, что на частотах, где длина волны становится соизмеримой с раз мерами микрофона начинает сказываться экранирующее действие корпуса микрофона. Поэтому, начиная с частот 1000 - 2000 Гц у микрофона появля ется заметная направленность, а на частотах 10 - 15 кГц она становится весьма значительной. Двусторонне направленные микрофоны имеют одинаковую чувстви тельность с фронтальной и тыльной сторон диафрагмы, чувствительность их в поперечном направлении равна нулю. Подобная характеристика со храняется как для нижних, так и для высоких частот. Односторонне направленные микрофоны чувствительны к звуковым волнам, приходящим со стороны максимальной направленности микро фона. Для получения остронаправленной характеристики микрофона исполь зуют различные конструкции микрофона - с интерференционным элемен том или параболическим рефлектором, плоская фазированная решетка или градиентный микрофон. По электрическим параметрам (в основном по чувствительности мик рофона от частоты) микрофоны подразделяются на четыре группы слож ности - высшая, первая, вторая и третья. Микрофоны первых трех групп предназначены для звукозаписи и воспроизведения музыки и речи, третьей группы - только для речи. Микрофоны также классифицируются по требованиям эксплуатации, стойкости их к климатическим и механическим воздействиям (эксплуата ция на открытом воздухе, в закрытых помещениях, под навесом, в помеще ниях с повышенной влажностью и т.п.). 212 Одним из основных параметров микрофона являются осевая чувстви тельность микрофона, расположенного в свободном поле при распростра нении синусоидальной звуковой волны в направлении акустической оси микрофона. Ее определяют по формуле: Ео= U/P, где U - напряжение на входе микрофона; Р - звуковое давление. Чувствительность микрофона по диффузному полю определяется за висимостью: Е диф = U / P д и ф , где Р диф - звуковое давление в точке до размещения в ней микрофона. При этом под свободным полем мы понимаем такое поле, в котором преобладает прямая звуковая волна, а отраженные звуковые волны отсут ствуют или настолько малы, что ими можно пренебречь. Диффузное поле - это такое поле, в каждой точке которого одинакова плотность звуковой энергии и в котором по всем направлениям распрост раняются одинаковые потоки звуковой энергии. Стандартный уровень чувствительности (дБ) определяется по формуле: N ст = 10 lg (U 2 ном /R ном *Р 0 ), где: U ном - напряжение, развиваемое на номинальном сопротивлении нагрузки R ном при звуковом давлении Ша; Р 0 - мощность электрического сигнала микрофона при давлении 1Па. Уровень собственного шума микрофона (дБ) определяется по формуле: |