Методы и средства защиты информации. Внимание!!! В книге могут встречаться существенные ошибки (в рисунках и формулах). Они не связаны ни со
 Скачать 4.86 Mb.
|
|
Глава 6. Классификация акустических каналов утечки информации Громкость звука — интенсивность звукового ощущения , вызванная данным звуком у человека с нормальным слухом Громкость зависит от силы звука и его частоты , измеряется пропорционально логарифму силы звука и выражается ко - личеством децибел , на которое данный звук превышает по интенсивности звук , принятый за порог слышимости Единица измерения громкости — фон Динамический диапазон — диапазон громкостей звука или разность уров - ней звукового давления самого громкого и самого тихого звуков , выраженная в децибелах Диапазон основных звуковых частот речи лежит в пределах от 70 до 1500 Гц Однако с учетом обертонов речевой диапазон звучания расширяется до 5000– 8000 Гц ( рис . 6.1). У русской речи максимум динамического диапазона находится в области частот 300–400 Гц ( рис . 6.2). Рис . 6.1. Диапазон звучания обычной речи Рис . 6.2. Максимум динамического диапазона русской речи Спектральный уровень речи ( табл . 6.1). B = 10 lg I ∆ F ∆ FI 0 = L 0 ∆ F – 10 lg ∆ F ; B 1000 = 65 – 10 lg 1000 = 35 дБ Восприятие звука человеком субъек - тивно Так , люди обладают способностью воспринимать звуковые колебания в очень широких диапазонах частоты и интенсив - ности Однако , степень точности , c кото - рой каждый человек может опре - Таблица 6.1. Зависимость уровня звучания речи от динамического диапазона F ср , Гц B , дБ ∆ F , Гц 350 45,5 175 500 41,5 350 1000 33,5 700 2000 25,5 1400 4000 18,5 2800 делить высоту звука ( частоту звуковых колебаний ) на слух , зависит от остроты , музыкальности и тренированности слуха Помимо этого , чувствительность чело - веческого уха к различным по частоте звуковым колебаниям неодинакова Боль - шинство людей лучше всего различают звуки в диапазоне частот от 1000 до 3000 Гц Восприятие звука человеком субъективно Так , люди обладают способностью воспринимать звуковые колебания в очень широких диапазонах частоты и интен - сивности Однако , степень точности , с которой каждый человек может определить высоту звука ( частоту звуковых колебаний ) на слух , зависит от остроты , музыкаль - Распространение звука в пространстве 145 ности и тренированности слуха Помимо этого , чувствительность человеческого уха к различным по частоте звуковым колебаниям неодинакова Большинство лю - дей лучше всего различают звуки в диапазоне частот от 1000 до 3000 Гц Такая характеристика воспринимаемого человеком звука , как громкость , яв - ляется субъективной оценкой силы звука Однако громкость зависит не только от интенсивности звука ( звукового давления ), но еще и от частоты Субъективность восприятия громкости в зависимости от силы звука подчиняется основному пси - хофизиологическому закону , который устанавливает , что громкость звука растет не пропорционально интенсивности звука , а пропорционально логарифму интен - сивности звука Источником образования акустического канала утечки информации явля - ются вибрирующие , колеблющиеся тела и механизмы , такие как голосовые связ - ки человека , движущиеся элементы машин , телефонные аппараты , звукоусили - тельные системы и т д Классификация акустических каналов утечки информа - ции представлена на рис . 6.3. Рис . 6.3. Классификация акустических каналов Распространение звука в пространстве Распространение звука в пространстве осуществляется звуковыми волнами Упругими , или механическими , волнами называются механические возмущения ( деформации ), распространяющиеся в упругой среде Тела , которые , воздейст - вуя на среду , вызывают эти возмущения , называются источниками волн Рас - пространение упругих волн в среде не связано с переносом вещества В неогра - ниченной среде оно состоит в вовлечении в вынужденные колебания все более и более удаленных от источника волн частей среды Упругая волна является продольной и связана с объемной деформацией уп - ругой среды , вследствие чего может распространяться в любой среде — твер - дой , жидкой и газообразной 146 Глава 6. Классификация акустических каналов утечки информации Когда в воздухе распространяется акустическая волна , его частицы образуют упругую волну и приобретают колебательное движение , распространяясь во все стороны , если на их пути нет препятствий В условиях помещений или иных ог - раниченных пространств на пути звуковых волн возникает множество препятст - вий , на которые волны оказывают переменное давление ( двери , окна , стены , по - толки , полы и т п .), приводя их в колебательный режим Это воздействие звуко - вых волн и является причиной образования акустического канала утечки информации Акустические каналы утечки информации образуются за счет ( рис . 6.4): • распространение акустических колебаний в свободном воздушном простран - стве ; • воздействия звуковых колебаний на элементы и конструкции зданий ; • воздействия звуковых колебаний на технические средства обработки инфор - мации Рис . 6.4. Образование акустических каналов Механические колебания стен , перекрытий , трубопроводов , возникающие в одном месте от воздействия на них источников звука , передаются по строитель - ным конструкциям на значительные расстояния , почти не затухая , не ослабля - ясь , и излучаются в воздух как слышимый звук Опасность такого акустического канала утечки информации по элементам здания состоит в большой и неконтро - лируемой дальности распространения звуковых волн , преобразованных в упру - гие продольные волны в стенах и перекрытиях , что позволяет прослушивать разговоры на значительных расстояниях Еще один канал утечки акустической информации образуют системы воздуш - ной вентиляции помещений , различные вытяжные системы и системы подачи Акустическая классификация помещений 147 чистого воздуха Возможности образования таких каналов определяются конст - руктивными особенностями воздуховодов и акустическими характеристиками их элементов : задвижек , переходов , распределителей и др Канал утечки речевой информации можно представить в виде схемы , приве - денной на рис . 6.5. Рис . 6.5. Схема канала утечки речевой информации При этом N = L p = 20 lg Р c Р 0 , а Р c = 2 ⋅ 10 -5 ⋅ 10 L p [дБ] 20 [Па] Среды распространения речевой информации по способу переноса звуковых волн делятся на : • среды с воздушным переносом ; • среды с материальным переносом ( монолит ); • среды с мембранным переносом ( колебания стекол ). Среда распространения определяет звукоизоляцию , которая характеризуется коэффициентом звукопроницаемости : τ θ = Р прошедшей Р падающей ; для диффузного поля τ = ⌡ ⌠ 0 90° τ 0 sin 2 θ d θ Диффузное поле — это результат наложения множества плоских волн со случайными направлениями фаз амплитуд ( однородных , пространственных ) от различных источников Количество источников для создания диффузного поля n ≈ 10 L ∑ – L п 10 , иногда L ∑ = L падающее Акустическая классификация помещений Акустическая классификация помещений осуществляется на основании вы - соты h , ширины b и длины l и имеет три группы 148 Глава 6. Классификация акустических каналов утечки информации 1. Соразмерные l/h ≤ 5 2. Плоские l/h ≥ 5 и b/h > 4 3. Длинные l/h > 5 и b/h < 4 Необходимо также учитывать изоляцию ограждения , которая равна R = 20 lg 1 τ [дБ] Звукоизоляция ограждения определяется следующим образом : Q = 20 lg Р пр Р пад Как уже отмечалось , под акустической понимается информация , носителем которой являются акустические сигналы В том случае , если источником инфор - мации является человеческая речь , акустическую информацию называют рече - вой Первичными источниками акустических колебаний являются механические системы , например , органы речи человека , а вторичными — преобразователи различного типа , в том числе электроакустические Последние представляют собой устройства , предназначенные для преобразования акустических колеба - ний в электрические и обратно К ним относятся пьезоэлементы , микрофоны , телефоны , громкоговорители и другие устройства В зависимости от формы аку - стических колебаний различают простые ( тональные ) и сложные сигналы То - нальный сигнал — это сигнал , вызываемый колебанием , совершающимся по си - нусоидальному закону Сложный сигнал включает целый спектр гармонических составляющих Речевой сигнал является сложным акустическим сигналом в диапазоне час - тот от 200–300 Гц до 4–6 кГц Физическая природа , среда распространения и способ перехвата В зависимости от физической природы возникновения информационных сиг - налов , среды распространения акустических колебаний и способов их перехва - та , акустические каналы утечки информации также можно разделить на воздуш - ные , вибрационные , электроакустические , оптико - электронные и параметриче - ские • Воздушные каналы В воздушных технических каналах утечки информации средой распространения акустических сигналов является воздух , а для их пе - рехвата используются миниатюрные высокочувствительные микрофоны и специальные направленные микрофоны Микрофоны объединяются или соединяются с портативными звукозаписы - вающими устройствами ( диктофонами ) или специальными миниатюрными передатчиками Перехваченная информация может передаваться по радиоканалу , оптиче - скому каналу ( в инфракрасном диапазоне длин волн ), по сети переменного Физическая природа , среда распространения и способ перехвата 149 тока , соединительным линиям ВТСС , посторонним проводникам ( трубам во - доснабжения и канализации , металлоконструкциям и т п .). Причем для пере - дачи информации по трубам и металлоконструкциям могут применяться не только не только электромагнитные , но и механические колебания • Вибрационные каналы В вибрационных ( структурных ) каналах утечки ин - формации средой распространения акустических сигналов являются конст - рукции зданий , сооружений ( стены , потолки , полы ), трубы водоснабжения , отопления , канализации и другие твёрдые тела Для перехвата акустических колебаний в этом случае используются контактные микрофоны ( стетоскопы ). • Электроакустические каналы Электроакустические технические каналы утечки информации возникают за счет электроакустических преобразований акустических сигналов в электрические Перехват акустических колебаний осуществляется через ВТСС , обладающие “ микрофонным эффектом ”, а так - же путем “ высокочастотного навязывания ”. • Оптико - электронный канал Оптико - электронный ( лазерный ) канал утечки информации образуется при облучении лазерным лучом вибрирующих в аку - стическом поле тонких отражающих поверхностей ( стекол , окон , картин , зер - кал и т д .). Отраженное лазерное излучение ( диффузное или зеркальное ) мо - дулируется по амплитуде и фазе ( по закону вибрации поверхности ) и прини - мается приемником оптического излучения , при демодуляции которого выделяется речевая информация • Параметрические каналы В результате воздействия акустического поля меняется давление на все элементы высокочастотных генераторов ТСПИ и ВТСС При этом изменяется ( незначительно ) взаимное расположение эле - ментов схем , проводов в катушках индуктивности , дросселей и т п ., что может привести к изменениям параметров высокочастотного сигнала , например , к модуляции его информационным сигналом Поэтому этот канал утечки ин - формации называется параметрическим Это обусловлено тем , что незначи - тельное изменение взаимного расположения проводов в катушках индуктив - ности ( межвиткового расстояния ) приводит к изменению их индуктивности , а , следовательно , к изменению частоты излучения генератора , т е к частотной модуляции сигнала Точно так же воздействие акустического поля на конден - саторы приводит к изменению расстояния между пластинами и , следователь - но , к изменению его емкости , что , в свою очередь , также приводит к частот - ной модуляции высокочастотного сигнала генерации Наиболее часто наблюдается паразитная модуляция информационным сиг - налом излучений гетеродинов радиоприемных и телевизионных устройств , находящихся в выделенных помещениях и имеющих конденсаторы перемен - ной емкости с воздушным диэлектриком в колебательных контурах гетероди - нов Промодулированные информационным сигналом высокочастотные ко - лебания излучаются в окружающее пространство и могут быть перехвачены и детектированы средствами радиоразведки 150 Глава 6. Классификация акустических каналов утечки информации Параметрический канал утечки информации может быть реализован и путем ВЧ облучения помещения , где установлены полуактивные закладные устрой - ства , имеющие элементы , некоторые параметры которых ( например , доброт - ность и резонансная частота объемного резонатора ) изменяются по закону изменения акустического ( речевого ) сигнала При облучении мощным ВЧ сигналом помещения , в котором установлено за - кладное устройство , в котором при взаимодействии облучающего электро - магнитного поля со специальными элементами закладки ( например , чет - вертьволновым вибратором ) происходит образование вторичных радиоволн , т е переизлучение электромагнитного поля А специальное устройство за - кладки ( например , объемный резонатор ) обеспечивает амплитудную , фазо - вую или частотную модуляцию переотраженного сигнала по закону измене - ния речевого сигнала Такого вида закладки называют полуактивными Акустическая разведка осуществляется перехватом производственных шумов объекта и перехватом речевой информации В акустической разведке используют - ся : • пассивные методы перехвата ; • активные методы перехвата ; • контактные методы перехвата По способу применения технические средства съема акустической информа - ции можно классифицировать следующим образом • Средства , устанавливаемые заходовыми ( т е требующими тайного физиче - ского проникновения на объект ) методами : • радиозакладки ; • закладки с передачей акустической информации в инфракрасном диапа - зоне ; • закладки с передачей информации по сети 220 В ; • закладки с передачей акустической информации по телефонной линии ; • диктофоны ; • проводные микрофоны ; • “ телефонное ухо ”. • Средства , устанавливаемые беззаходовыми методами : • аппаратура , использующая микрофонный эффект ; • высокочастотное навязывание ; • стетоскопы ; • лазерные стетоскопы ; • направленные микрофоны Заходовые методы Заходовые методы 151 Перехват акустической информации с помощью радиопередающих средств К ним относится широкая номенклатура радиозакладок ( радиомикрофонов , “ жучков ”), назначением которых является передача по радиоканалу акустической информации , получаемой на объекте Применение радиопередающих средств предполагает обязательное наличие приемника , с помощью которого осуществляется прием информации от радиоза - кладки Приемники используются разные — от бытовых ( диапазон 88–108 МГц ) до специальных Иногда применяются так называемые автоматические станции Они предназначены для автоматической записи информации в случае ее появ - ления на объекте Перехват акустической информации с помощью ИК передатчиков Передача информации может осуществляется по ИК каналу Акустические закладки данного типа характеризуются крайней сложностью их обнаружения Срок работы этих изделий — несколько суток , но следует иметь в виду , что прослушать их передачу можно лишь на спецприемнике и только в прямом ви - зуальном контакте , т е непосредственно видя эту закладку Поэтому разме - щаются они у окон , вентиляционных отверстий и т п ., что облегчает задачу их поиска Основное достоинство этих закладок — скрытность их работы Закладки , использующие в качестве канала передачи акустической информации сеть 220 В и телефонные линии Сходство этих закладок в том , что они используют в своей работе принцип низкочастотного уплотнения канала передачи информации Поскольку в “ чистых ” линиях (220 В ) и телефонных линиях присутствуют только сигналы на частотах 50 Гц и 300–3500 Гц соответственно , то передатчики таких закладок , транслируя свою информацию на частотах 100–250 кГц , не мешают работе этих сетей Под - ключив к этим линиям спецприемники , можно снимать передаваемую с закладки информацию на дальность до 500 м Диктофоны Диктофоны — устройства , записывающие голосовую информацию на магнит - ный носитель ( ленту , проволоку , внутреннюю микросхему памяти ). Время записи различных диктофонов колеблется в пределах от 15 мин до 8 ч Современные цифровые диктофоны записывают информации во внутреннюю память , позволяющую производить запись разговора длительностью до не - скольких часов Эти диктофоны практически бесшумны ( т к нет ни кассеты , ни механического лентопротяжного механизма , производящих основной шум ), имеют возможность сброса записанной информации в память компьютера для ее дальнейшей обработки ( повышения разборчивости речи , выделения полез - ных фоновых сигналов и т д .). |