27. Сущность информационного и энергетического скрытия информации. Способы повышения помехозащищенности технических средств. Применение шумоподобных сигналов.

Скрытие информации предусматривает такие изменения структуры и энергии носителей, при которых злоумышленник не может непосредственно или с помощью технических средств выделить информацию с качеством, достаточным для использования ее в собственных интересах.

Различают информационное и энергетическое скрытие. Информационное скрытие достигается изменением или созданием ложного информационного портрета семантического сообщения, физического объекта или сигнала.

Пример: Информационное скрытие:

- техническое закрытие и шифрование речевой информации;

- дезинформирование.

Другим эффективным методом скрытия информации является энергетическое скрытие. Оно заключается в применении способов и средств защиты информации, исключающих или затрудняющих выполнение энергетического условия разведывательного контакта.

Энергетическое скрытие достигается уменьшением отношения энергии (мощности) сигналов, т.е. носителей (электромагнитного или акустического полей и электрического тока) с информацией, и помех. Уменьшение отношения сигнал/помеха {слово 'мощность', как правило, опускается) возможно двумя методами: снижением мощности сигнала или увеличением мощности помехи на входе приемника.

Пример:

Энергетическое скрытие:

- звукоизоляция акустического сигнала;

- звукопоглощения акустической волны;

- глушения акустических сигналов;

- зашумления помещений или твердой среды распространения другими широкополосными звуками (шумами, помехами),

обеспечивающими маскировку акустических сигналов.

Помехозащещенность - Отсутствие ложных срабатываний от изменения климатических параметров, электромагнитных, звуковых, радиационных, световых и тепловых полей, динамических и вибрационных воздействий, как естественных, так и искусственных до определенного, заранее заданного или полученного уровня.

Защита информации от утечки по акустическому каналу — это комплекс мероприятий, исключающих или уменьшающих возможность выхода конфиденциальной информации за пределы контролируемой зоны за счет акустических полей.

Мероприятия по звукоизоляции помещений направлены на локализацию источников акустических сигналов внутри них и проводятся с целью исключения перехвата акустической информации по прямому акустическому (воздушному) и виброакустическому (вибрационному) каналам. Наиболее слабыми местами в ограждающих конструкциях выделенных помещений являются окна и двери. Увеличение звукоизолирующей способности двери достигается плотной пригонкой полотна двери к коробке, устранением щелей между полом и дверью, применением уплотняющих прокладок, обивкой или облицовкой полотен двери специальными материалами. Звукоизоляция повышается с использованием дверей с тамбуром. Проводится облицовка внутренней поверхности тамбура звукопоглощающим покрытием. Звукопоглощающая способность окон зависит главным образом от поверхностной плотности стекла и степени прижатия притворов. Звукоизоляция окон с одинарным остеклением не удовлетворяет требованиям по защите информации. Рекомендуется выполнять окна с остеклением в раздельных переплетах с шириной воздушного промежутка более 200 мм или тройное комбинированное остекление. Для повышения звукоизоляции применяют упругие прокладки, а также окна специальных конструкций. Еще одним эффективным звукоизолирующим средством являются акустические экраны, которые устанавливаются на пути распространения звука на наиболее опасных направлениях. Действие акустических экранов основано на отражении звуковых волн. Размеры эффективных экранов должны превышать более чем в 2-3 раза длину волны, при этом достигаемая эффективность акустического экранирования составляет 8-10 дБ.

Звукопоглощение обеспечивается путем преобразования кинетической энергии акустической волны в тепловую энергию звукопоглощающего материала. Звукопоглощающие свойства материалов оцениваются коэффициентом звукопоглощения, который определяется отношением энергии звуковых волн, поглощенной в материале, к падающей энергии акустической волны, проникающей в данный материал. Для звукопоглощения используют пористые и мягкие материалы типа ваты, ворсистые ковры, пенобетон, пористая сухая штукатурка являются хорошими звукоизолирующими и звукопоглощающими материалами — в них очень много поверхностей раздела между воздухом и твердым телом, что приводит к многократному отражению и поглощению звуковых колебаний. Для облицовки поверхностей стен и потолков широко используются специальные герметические акустические панели, изготавливаемые из стекловаты высокой плотности и различной толщины (от 12 до 50 мм).

Такие панели обеспечивают поглощение звука и исключают его распространение в стеновых конструкциях. Одной из особенностей применения звукопоглощения является то, что использование этого метода может ухудшить разборчивость речи в помещении. Устраивать звукоизолирующие покрытия стен целесообразно в небольших по объему помещениях, так как в больших помещениях звуковая энергия максимально поглощается, еще не достигнув стен. Известно, что воздушная среда обладает некоторой звукопоглощающей способностью и сила звука убывает в воздухе пропорционально квадрату расстояния от источника. Внутри помещения уровень громкости звучит выше, чем на открытом пространстве, из-за многократных отражений от различных поверхностей, обеспечивающих продолжение звучания даже после прекращения работы источника звука (реверберация). Уровень реверберации зависит от степени звукопоглощения.

Звукоизолирующие кабины: в конструктивном отношении кабины делятся на каркасные и безкаркасные. Каркасные имеют метал. каркас, на котором крепятся звукопоглощающие панели. Панели должны быть без зазоров или с уплотняющими прокладками. Также используют двухслойные звукопоглощающие плиты. Обеспечивают ослабление звука до 40 дБ. Кабины безкаркасного типа – до 55 дБ. Звукоизолирующие кабины делятся на 4 класса:

1. Кабины 1 класса – звукоизоляция от 25 до 50 дБ в диапазоне частот от 63 до 8000 Гц.

2. 2 класса – 15-45 дБ

3. 3 класса – 15-39 дБ

4. 4 класса – 15-29 дБ.

Шумоподобные сигналы.

На сегодняшний день международными соглашениями определено пять стандартов подвижной связи третьего поколения, при этом три стандарта из пяти базируются на технологии CDMA, а фактически на технологии Direct Spread CDMA (DS-CDMA) [1]. Известно, что данная технология, обладает лучшей спектральной эффективностью и помехозащищенностью, чем другие способы многостанционного доступа (TDMA, FDMA, FH-CDMA) [2].

Несмотря на стремительное развитие услуг мобильной связи, потребность в фиксированном радиодоступе в ближайшее время не исчезнет, ввиду постоянно возрастающей потребности населения в передаче больших объемов данных (Internet, потоки мультимедиа) и относительно малой пропускной способности мобильных терминалов [3].

В области связи с неподвижным абонентом не существует жестких стандартов. И хотя в ближайшее время ожидается бум, связанный с появлением аппаратуры стандартов HiperMan и 802.16a, но говорить о доминировании на рынке именно этих стандартов пока рано. Действующие на сегодняшний день рекомендации к аппаратуре фиксированного доступа носят достаточно общий характер [4-6]. Как видно из данных рекомендаций значительная часть частотного ресурса выделена под системы связи, базирующиеся на технологии DS-CDMA.

Суть DS-CDMA системы связи состоит в том, что передаваемые для каждого абонента информационные символы расширяются соответствующим псевдослучайным шумоподобным сигналом длиной L отсчетов. Подобная операция увеличивает рабочую полосу частот в L раз, но позволяет L абонентам работать одновременно.

При этом, использование шумоподобных сигналов (ШПС) обеспечивает безопасность передачи конфиденциальной информации ввиду невозможности приема сигналов без знания структуры псевдослучайных последовательностей, используемых при генерации шумоподобных сигналов. Второй мерой защиты информации в разработанной системе является скремблирование информации длинной псевдослучайной последовательностью, закон которой может меняться программно.

Применение ШПС повышает помехоустойчивость системы связи, так как благодаря свертке по спектру частот шумоподобного сигнала на приеме по своему собственному псевдослучайному закону, мешающие сигналы развертываются по спектру частот и слабо влияют на прием полезного.

ШПС имеют большую разрешающую способность и позволяют выделять отдельные лучи при многолучевом распространении радиоволн, предотвращая их интерференцию и не допуская замираний, и позволяют складывать когерентно отдельные лучи, увеличивая мощность принимаемого сигнала. Благодаря этому зона действия систем с ШПС увеличивается, что позволяет в 2 или 3 раза уменьшить число сот для тех же зон.

Применение специальных алгоритмов обработки ШПС (Rake алгоритмы) обеспечивает дополнительную защиту от замираний за счет разрешения сигналов по дальности при многолучевом распространении радиоволн и их сложении (в ряде случаев когерентном). Полученный от этого энергетический выигрыш облегчает построение передающего и приемного устройства, расширяет зону обслуживания, улучшает качество связи путем стабилизации остаточного затухания. При проектировании радиолиний с ШПС не требуется предусматривать огромные запасы мощности для борьбы с интерференцией сигналов из-за многолучевого распространения радиоволн.

Спектральная плотность мощности шумоподобного сигнала оказывается на уровне спектральной плотности мощности шума и ниже, что обеспечивает скрытность ШПС.

К основному недостатку систем с ШПС следует отнести их достаточно высокую сложность реализации, поэтому они применялись в основном в военной связи, однако в последние 10 лет началось их широкое применение для гражданских нужд.

Наиболее известная на сегодняшний день гражданская система с ШПС - это CDMA2000 (ранее IS95). Она проектировалась изначально как система мобильной связи, поэтому не использует многих преимуществ ШПС сигналов, которые имеют место в фиксированных радиоканалах (в каналах, где задержка меняется медленно).

Поясним вышесказанное: в системах с низкой мобильностью абонентов возможно достичь одновременность прихода сигналов ото всех абонентов на базовую станцию, при этом сохраняется ортогональность сигналов разных абонентов и взаимное влияние абонентов друг на друга пренебрежимо мало. Данное обстоятельство позволяет передавать в обратном канале значительно больше информации, чем в мобильных системах связи, где задержка не выравнивается.