2_3_2.htm 2.2.2. Защита акустического канала Методы защиты информации, циркулирующей по акустическому каналу, разделяют на пассивные и активные, в которых либо не используют либо используют дополнительный источник энергии. Пассивные методы основаны на снижении уровня звуковой мощности акустического сигнала
Рис. 2.17. Классификация пассивных методов защиты акустической информации в расчетной точке. Классификация пассивных методов представлена на рис. 2.17. Архитектурно-планировочные методы защиты основаны на: • Рациональном расположении источника акустического сигнала • Акустической обработке помещений, обеспечивающей наибольшую разборчивость речи в помещении при минимально заданном уровне мощности источника • Соответствующем решении конструкции и планировки зданий • Звукоизоляции • Звукопоглощении • Звукоотражении • Снижении уровня звука на пути его распространения. Звукоизоляция — это ослабление звуковой энергии при распространении ее через ограждение путем отражения падающей на него звуковой энергии. Изолирующими преградами звуковой энергии на пути распространения являются стены, перегородки, специальные кожухи, кабели и т.п. Звукопоглощение — это ослабление падающей акустической энергии, характеризующейся коэффициентом звукопоглощения (отношение разности падающей и отраженной от поверхности акустической энергии к падающей энергии). К звукопоглощающим конструкциям относятся звукопоглощающие облицовки ограждающих поверхностей помещений, штучные звукопог-лотители, облицованные поверхности акустических экранов, звукопоглощающие облицовки в камерных глушителях и в звукоизолирующих кожухах. Глушители шума предназначены для снижения звука, распространяющегося по системам вентиляции и кондиционирования воздуха. Методы защиты подразделяют на снижающие шум в источнике его возникновения и снижающие шум на пути его распространения от источника (передатчика) до расчетной точки (приемника). Снижение звука в источнике возникновения возможно снижением его возбуждающей активности и звукоизлучающей способности через воздушную среду (воздушный звук) или через элементы конструкции (структурный звук). Для уменьшения уровня звуковой мощности, проникающей из изолированного помещения, при проектировании перекрытий стен, сплошных и остекленных дверей рекомендуют применять материалы и конструкции, обеспечивающие требуемую звукоизоляцию, устанавливать звукопоглощающие облицовки, изменять виброизолирующие и вибродемпфирующие покрытия на поверхности трубопроводов, проходящих через помещения, использовать глушители шума в системах вентиляции и кондиционирования воздуха. Звукоизоляция стен и перекрытий осуществляется путем создания многослойной конструкции на основе звукопоглощающих материалов (войлок, гипсобетон, гипсоволокно и т.д.). Необходимо отметить, что существенное влияние на звукоизоляцию ограждающих конструкций оказывает наличие в них щелей и отверстий. Наиболее уязвимыми являются окна и двери защищаемых помещений. Рассмотрим решения по их звукоизоляции более подробно. Основным направлением повышения звукоизоляции дверей является организация тамбурной системы. При этом целесообразно применять утяжеленные полотна дверей, обивку полотен дверей обивочными материалами со слоями ваты или войлока, использовать дополнительные уплотнительные прокладки, герметизирующие щели. Целесообразна облицовка внутренних поверхностей тамбура звукопоглощающими покрытиями. Окна, занимающие по условиям освещенности достаточно большие площади ограждающих конструкций, являются, также как и двери, наиболее слабыми элементами с точки зрения звукоизолирующей способности. Наиболее совершенными в настоящее время являются конструкции окон с повышенным звукопоглощением на основе стеклопакетов с герметизацией воздушного промежутка и заполнением промежутка между стеклами различными газовыми смесями. Стеклопакеты устанавливаются в выполненных из различных материалов рамах. Стекла выбираются разной (не кратной) толщины и устанавливаются с небольшими наклонами относительно друг друга. Все это позволяет при значительном ослаблении сигнала избежать резонансных явлений в воздушных промежутках. В результате интенсивность речевого сигнала на внешнем стекле оказывается значительно ниже интенсивности фоновых акустических шумов, и съем информации традиционными для акустики методами является невозможным или сильно затрудненным. Уровни звукоизоляции различных конструкций приведены в табл. 2.4. Таблица 2.4. Уровни звукоизоляции ограждающих конструкций
Уровни звукоизоляции осаждающих конструкций, дБ Акустическая частота, Гц Тип конструкции 500 1000 2000 4000 Кладка в 1/2 кирпича 42 48 54 60 Кладка в 2 кирпича, оштукатуренная 59 65 70 70 Плита железобетонная, 50 см 35 45 51 58 Щитовая дверь 24 24 24 23 Двери тяжелые, двойные, с облицовкой тамбура 65 70 70 71 Одинарное остекление, 3 мм 22 28 31 32 Двойное остекление, 4 мм, между стеклами — 200 мм 39 47 54 56 Тройное комбинированное остекление 71 66 73 77 Наиболее радикальной мерой защиты является прерывание распространения звука. Это достижимо только в случае применения вакуумной звукоизоляции. В основе способа лежит физическое явление, состоящее в том, что звук не может распространяться в пустоте. Таким образом, теоретически, при вакууме между точкой получения информации и источником речи получаем идеальную звукоизоляцию. Однако на практике обеспечить полное прерывание невозможно, так как требуется обеспечить герметизацию не только межстекольного пространства, но и пространства между переплетом и рамой, а кроме того, предотвратить структурное распространение через материал рам. Окна обычной конструкции имеют низкий уровень звукоизоляции. Очевидно, что возможно увеличить значения поверхностных масс внешнего и внутреннего стекол и расстояния между ними. Кроме того, на звукоизоляцию влияет: • Герметичность швов между стеклом и переплетом, переплетом и оконной рамой, оконной рамой и стеной • Длина, высота и размер поперечного сечения переплета и стекла • Поглощение звука в звукопоглощающих элементах между стеклами и рамой • Особенности конструкции и способы ее изготовления и т.д. Широкое распространение получили акустические экраны, которые используются при невозможности применения стационарных методов звукоизоляции. Обычно применяются передвижные, складные и легко монтируемые акустические экраны. При решении задач по защите выделенных помещений акустические экраны могут быть использованы для дополнительной защиты дверей, окон, технологических проемов и других элементов ограждающих конструкций, имеющих локальную низкую звукоизолирующую способность. Активные методы защиты основаны на формировании маскирующих помех с учетом параметров и характеристик сигналов (спектральная плотность, диапазон частот, структура, корреляционные характеристики). Спектральная плотность маскирующего шума для акустического речевого сигнала должна соответствовать спектральной плотности фонового акустического шума. К маскирующему шуму с характеристиками белого шума ухо адаптируется. В этой связи маскирующий шум формируют путем нелинейного преобразования белого шума, увеличивая его пикфактор и формируя, соответственно, необходимую спектральную плотность. В настоящее время существует большое количество различных типов систем активного зашумления в акустическом диапазоне. Они используются для подавления дистанционных и забрасываемых средств перехвата речевой информации. В существующих системах формируется маскирующий сигнал типа «белый шум» или типа «разговор трех и более лиц», спектр которого представляет собой усредненный спектр речи человека. У подобных систем имеется целый ряд недостатков. Во-первых, значительно повышается уровень фоновых акустических шумов в защищаемом помещении, что приводит к быстрой утомляемости находящихся в нем людей. Во-вторых, при разговоре в зашумленном помещении человек инстинктивно начинает говорить громче, тем самым повышается отношение сигнал/помеха на выходе приемника акустической разведки. В-третьих, в случае, когда в качестве исполнительных механизмов станций активных акустических помех используются вибродатчики, которые позволяют несколько снизить уровень акустических шумов в помещении, в действие вступают медицинские факторы. Создаваемые станциями постановки помех виброколебания, имея широкий частотный диапазон (от единиц герц до 20 Гц), раздражающе воздействуют на нервную систему, вызывая изменения как физиологического, так и функционального характера в организме человека. При определенных условиях действие широкополосной вибрации становится опасным для здоровья, снижаются производительность и качество труда, может возникнуть вибрационная болезнь. В связи с этим отмечается тенденция отказа от применения активных систем зашумления в акустическом диапазоне. В качестве маскирующего шума при разговоре можно использовать по-мехосоздающие магнитные пленки, которые можно записать в местном баре, ресторане или другом месте, где ведется несколько разговоров одновременно. Музыка также может использоваться для того, чтобы труднее было отличить голос от посторонних шумов. Любой фоновый шум поможет предупредить считывание лучом вибраций окон и использование компьютера для преобразования вибраций (фильтрацию сигнала) в звук. Микрофоны, как известно, преобразуют звук в электрический сигнал. В совокупности со специальными усилителями и фильтрами они могут использоваться в качестве подслушивающих устройств. Для этого создается скрытая проводная линия связи, обнаружить которую можно лишь физическим поиском, либо, что сложнее, путем контрольных измерений сигна- лов во всех проводах, имеющихся в помещении. Методы радиоконтроля, эффективные для поиска радиомикрофонов, в этом случае бессмысленны. Для защиты от узконаправленных микрофонов можно рекомендовать следующие меры: • Все переговоры проводить в комнатах, изолированных от соседних помещений, при закрытых дверях, окнах и форточках, задернутых плотных шторах. Стены также должны быть изолированы от соседних зданий • Не ведите важных разговоров на улице, в скверах и других открытых пространствах, независимо от того, сидите вы или прогуливаетесь • В ресторане, кафе или другом закрытом помещении вне офиса, в случае необходимости обмена конфиденциальной информацией, смените помещение на то, которое находится под надежным контролем вашей службы безопасности (например, отдельный кабинет, заказанный ранее через надежного партнера либо помощника) • Помните, что попытки заглушать разговор звуками воды, льющейся из крана (или из фонтана) малоэффективны • Если вам обязательно требуется что-то сообщить или услышать, а гарантий от подслушивания нет, говорите друг другу шепотом прямо в ухо или пишите сообщения на листках, после прочтения немедленно сжигаемых. Наиболее простым и в то же время весьма надежным способом защиты от лазерных устройств съема информации является создание активных помех с помощью пьезоэлемента или другого вибродатчика. Пьезоэлемент колеблет стекло с большей амплитудой, чем голос человека, поэтому амплитуда вибрации стекол исключает ведение прослушивания. Для обнаружения радиомикрофонов применяют специальные измерительные приемники, автоматически сканирующие по диапазону. С их помощью осуществляется поиск и фиксация рабочих частот передатчиков, а также определяется их местонахождение. Данная процедура достаточно сложна, она требует соответствующих теоретических знаний, практических навыков работы с разнообразной, весьма сложной измерительной аппаратурой. Пример использования и внешний вид такой аппаратуры представлен на рис. 2.18. Если радиомикрофоны выключены в момент поиска и не излучают сигналы, по которым их можно обнаружить радиоприемной аппаратурой, то для их поиска (а также для поиска микрофонов подслушивающих устройств и минимагнитофонов) применяют специальную рентгеновскую аппаратуру и нелинейные детекторы (рис. 2.19) со встроенными генераторами микроволновых колебаний низкого уровня. Такие колебания проникают сквозь стены, потолки, пол, мебель, портфели, утварь в любое место, где могут быть спрятаны радиомикрофон, микрофон, магнитофон. Когда микроволновый луч соприкасается с транзистором, диодом или микросхемой, луч отражается назад к устройству. Таким образом, принцип действия в данном случае похож на миноискатель, реагирующий на присутствие металла. В тех случаях, когда нет приборов для поиска передатчиков, либо нет времени на поиск, можно пользоваться генераторами помех для подавления приемников. Они достаточно просты, очень надежны и работают в широком диапазоне частот. Но если передатчик узкополосный, то для его подавления необходим генератор шума очень большой мощности с высокой плотностью излучения, что в свою очередь отрицательно сказывается на здоровье находящихся в защищаемом помещении людей. Современное состояние общества позволяет сделать вывод о том, что проблема защиты объектов от утечки информации по техническим каналам будет обостряться. Следовательно, необходимы существенные усилия по разработке и совершенствованию аппаратуры по мобильной оценке степени защищенности технических каналов утечки. Современные ГОСТы, к сожалению, проблему защищенности определяют некорректно. Действительно, ОСТ 4. 169. 004 — 89 определяет допустимый уровень излучения на фиксированной частоте и только. Такая норма не достаточно характеризует защищенность канала утечки информации. Так, при отсутствии внешних шумов, может быть создана аппаратура, фиксирующая наличие излучения такого уровня. Более того, утечку речевого сообщения нельзя оценить даже если известно отношение мощности сигнала к мощности шума на одной фиксированной частоте. Отсюда вывод, что для корректной постановки проблемы защиты информации необходимо четко решать ряд задач, главными из которых являются:
Рис. 2.18. Комплекс для обнаружения и пеленгации радиомикрофонов в помещении и пример его использования
Рис. 2.19. Портативный радиолокатор • Необходимо четко уяснить, что-же нужно закрывать Здесь должно быть указано: что подлежит закрытию, какие параметры сигнала необходимо закрыть, граничные значения, допустимые для этих параметров. Действительно, одно дело закрытие семантики речи, другое дело — закрытие узнаваемости говорящего, и совсем иное — закрытие факта присутствия людей на объекте. Говорить о закрытии вообще, не оговаривая конкретно, все равно, что говорить о еде вообще. • Необходимо четко уяснить канал утечки, по которому оценивается защищенность объекта Есть традиционные каналы утечки информации. Например, акустический, вибрационный и др., но всегда можно указать на каналы, которые не обследовались в данном объекте. Например, биологический канал, канал запахов и т.д. и т.п. Известно, что Д. И. Менделеев получил информацию о составе бездымного пороха по анализу дыма из трубы завода. Важность четкой установки относительно каналов утечки обусловлена не только тем, что необходимо специально конструи- ровать преобразователи сообщений на выходе канала в энергию электрических колебаний, на которых и осуществляется обработка, но еще и потому, что исследуемые каналы утечки должны сопровождаться адекватными математическими моделями, связывающими измеримые физические параметры канала с окончательными показателями, определяющими степень защищенности по данному каналу. • Необходимо четко уяснить ограничения, в которых оценивается защищенность по данному каналу Эта защищенность может оцениваться как реальная на данный момент времени или потенциальная, или на момент времени, когда действуют только фоновые шумы и т.д. и т.п. • Необходимо четко уяснить вид обработки сигнала, допустимый при перехвате сообщения Это может быть оптимальная обработка, линейная обработка, или обработка не допускается, и анализ осуществляется в реальном масштабе времени, то есть принятое сообщение не подлежит обработке.