главная . информация . каталог . форум . faq . контакты

вход
 
логин
пароль
 

Разделы
Статьи (1)
Статьи (2)
Статьи (3)
Статьи по нелинейной радиолокации
Книги
Защита информации от утечки по техническим каналам. Технические каналы утечки информации
Методы и средства поиска электронных устройств перехвата информации.
Способы и средства защиты информации
Учебно-методический курс "Информационная безопасность волоконно-оптических технологий"
Документы
Ссылки
СМИ о техническом шпионаже
Обнаружение СТС
Зарубежные спецслужбы
О прослушке
Общие вопросы безопасности
Галерея

Поиск

 Поиск по форуму


       





RadioInspector_Wi-Fi

статьи (1)

Данная cтатья была опубликована в журнале "Конфидент" (№4, 2001 год). Размещена с разрешения компании "Конфидент"

 

С.В. Калинин, технический директор Центра безопасности информации "МАСКОМ"

Виброакустическое зашумление помещений - иллюзии и реальность.

     Тема виброакустической защиты речевой информации продолжает оставаться чрезвычайно актуальной как для производителей, так и для пользователей такой техники. В настоящее время на российском рынке технических средств защиты информации представлен широкий спектр систем виброакустического зашумления, различных по качеству, сложности и стоимости. Большинство из них сертифицировано Гостехкомиссией России. В настоящее время функционирует несколько организаций, аккредитованных Гостехкомиссией России в качестве испытательных лабораторий средств защиты информации и занимающихся сертификацией средств защиты акустической информации. Основными регламентирующими документами в этой области являются «Специальные требования и рекомендации...» (СТР) и «Сборник нормативно-методических документов...» (НМД), выпущенные Гостехкомиссией России.
     Парадокс заключается в том, что при всём внешнем благополучии ситуации реальная информация по системам виброакустического зашумления продолжает оставаться тайной за семью печатями для потенциального пользователя. Единых, утверждённых требований к ТУ (техническим условиям) на эти системы не существует, разработчики довольно свободно подходят к составлению этого документа, и, как следствие, проводить сравнительный анализ систем на основании документации практически невозможно.
     Реально не существует единой утверждённой методики проведения сертификационных испытаний, что позволяет испытательным лабораториям в свою очередь творчески подходить к процессу испытаний. В результате даже наличие сертификата не даёт достаточной информации о качестве системы.
     Для того чтобы сформулировать единые обоснованные требования к активным системам виброакустической защиты речевой информации представляется целесообразным:
• выработать условия, обеспечивающие объективное сравнение основных параметров различных систем защиты;
• сформулировать, что именно считать защищённостью речевой информации;
• рассмотреть параметры различных типов электроакустических преобразователей (ЭАП), допускающих применение в качестве микрофонов твёрдой среды или воздушной проводимости;
• учесть современные возможности обработки сигналов с целью повышения разборчивости.
     В настоящей статье мы попытаемся, исходя из общефизических соображений и нашего опыта работы в данной области, сформулировать наше представление о необходимых требованиях, которым должны отвечать современные средства активной защиты речевой информации и способах оценки их параметров.

Проблема обеспечения единства условий измерений.
     В условиях, когда различные средства защиты акустической информации оцениваются специалистами разной профессиональной ориентации, имеющими в своём распоряжении весьма противоречивые требования к параметрам, размытые методики измерений и своё профессиональное мнение о важности тех или иных характеристик, возникает объективная возможность присвоения одинаковых по своей значимости сертификатов устройствам с принципиально различными эксплуатационными параметрами.
     Одним из возможных вариантов выхода из сложившегося положения можно считать принятие нового пакета документов, однозначно определяющих:
• перечень параметров систем активной защиты акустической информации, подлежащих обязательному включению в ТУ;
• методики измерения обязательных параметров;
• численные значения обязательных параметров в соответствии с категориями защищаемых объектов;
• обеспечение единых условий измерения.

Стандартные эквиваленты нагрузки.
     В области виброакустики для создания единых условий измерений основных параметров систем активной защиты было бы полезным введение стандартных эквивалентов нагрузки ЭАП. Так как при реальной эксплуатации систем защиты встречаются существенно различающиеся условия нагрузки преобразователей, очевидно, что эквивалентов нагрузки должно быть несколько. Механический импеданс каждого из эквивалентов нагрузки должен соответствовать параметрам одной из наиболее распространённых групп защищаемых ограждающих конструкций и инженерных коммуникаций. Сейчас представляется целесообразным ввести три основных стандартных эквивалента нагрузки, соответствующих по своим акустомеханическим параметрам:
• внутренним и внешним стенам, перекрытиям и другим массивным и жёстким элементам строительных конструкций;
• трубам отопления, водо-, газоснабжения и электропроводки, то есть элементам, обладающим относительно небольшой массой, высокой добротностью и специфической частотной зависимостью механического импеданса;
• остеклению оконных проёмов и других лёгких конструкций с минимальной величиной механического импеданса.
     Номенклатура стандартных эквивалентов нагрузки в дальнейшем, возможно, будет увеличена, но число их должно быть минимально возможным, а параметры отвечать качественно отличным условиям эксплуатации ЭАП систем защиты.
     Конструкция стандартных эквивалентов нагрузки должна предусматривать возможность установки на них ЭАП различных систем штатным для систем образом.
     И, наконец, очевидным является обеспечение высокой стабильности, устойчивости и повторяемости акустомеханических параметров эквивалентов нагрузки.
     Помимо решения основной задачи, обеспечение единства условий измерений, введение эквивалентов нагрузки значительно упростит и ускорит процесс определения основных параметров, так как в ряде случаев позволит избежать дорогостоящих и трудоёмких натурных измерений на реальных строительных конструкциях и перенести основной объём работ на рабочий стол специалистов сертифицирующих лабораторий. Немаловажно, что использование стандартных эквивалентов нагрузки позволит существенно повысить точность климатических испытаний параметров ЭАП, поскольку ЭАП вместе с эквивалентами нагрузки может быть помещён, в отличие от реального элемента строительной конструкции, в климатическую камеру для обеспечения необходимых условий измерений.
     В заключение этого раздела необходимо сказать несколько слов о перспективе использования стандартных эквивалентов нагрузки. Очевидно, что следующим шагом развития этой темы должно быть определение взаимосвязи между результатами измерений основных параметров систем защиты, полученных на эквивалентах нагрузки и на реальных элементах строительных конструкций. Предварительные результаты в этом направлении получены уже в настоящее время. В дальнейшем накопление и анализ статистического материала позволят установить однозначные связи между результатами лабораторных измерений параметров систем виброакустической защиты и их эффективности при эксплуатации в реальной обстановке. Другими словами, проведя несложный комплекс лабораторных измерений на эквивалентах нагрузки, можно будет с высокой степенью точности прогнозировать, какие параметры защиты обеспечит данная система в тех или иных реальных условиях эксплуатации.

Что следует считать защищённостью речевой информации?
     Для ответа на этот вопрос можно провести простой мысленный эксперимент. Представим себе помещение (или участок открытого пространства, это не важно), в котором беседуют несколько человек. Из этого помещения организован канал несанкционированного съёма информации. Условия съёма информации близки к идеальным. Затем включается активная система защиты и фразовая разборчивость снижается до 90%, при этом словесная разборчивость составляет 70%, а слоговая    20%. Хотелось бы обратить внимание на существенную разницу в числовых значениях параметра разборчивости, определённой различными способами: с одним и тем же соотношением уровней информативного сигнала и помехи при 20% правильно определённых слогов получается 90% правильно определённых фраз. Это объясняется возможностью человеческого мозга в условиях высокого уровня помех за счёт второстепенных связей восстанавливать утраченные участки информации. С другой стороны, это открывает возможность для мелкой спекуляции параметрами    (не мошенничеству), поскольку позволяет утверждать следующее: если предлагается система постановки помех, то удаётся распознать только 20% произносимых слогов, а если предлагается система съёма информации, то она обеспечивает правильный приём 90% фраз в условиях помех.      И то и другое звучит красиво для неспециалиста и будет соответствовать истине.
     Продолжим наш мысленный эксперимент: увеличим уровень помехи до величины, при которой словесная разборчивость в канале съёма информации составляет 10%. При этом фразовая разборчивость должна составлять всего 2%. Казалось бы, серьёзный результат, только одна фраза из пятидесяти может быть принята правильно, но стоит рассмотреть внимательнее методику измерений (или расчёта) разборчивости. Во-первых, ошибка прямых артикуляционных измерений разборчивости, когда измеряемая величина составляет единицы процентов, превышает измеряемую величину, то есть в этих условиях методика не работает. В некоторых случаях удовлетворительные результаты даёт расчётный метод определения разборчивости по соотношению сигнал/помеха, но он имеет серьёзные ограничения по параметрам помехи. Если нас интересуют не метрологические нюансы, а предотвращение несанкционированного съёма речевой информации, то перед той же артикуляционной бригадой следует поставить другую задачу, отражающую возможности съёма речевой информации в реальных условиях. При выставленном соотношении сигнал/помеха, обеспечивающим 10% словесной разборчивости, производится запись реального диалога, тематически знакомого членам артикуляционной бригады.
     При прослушивании записей членам бригады разрешается обмен мнениями, неограниченный повтор отдельных элементов записи и записи в целом, возможность представления нескольких вариантов расшифровки наиболее сложных участков текста. В этом случае при 10-процентной словесной разборчивости, измеренной по классической методике, смысловая разборчивость составляет 70% – 90% и зависит от насыщенности речи названиями, именами собственными, или специфическими оборотами речи (сленг).
     Продолжим мысленный эксперимент и увеличим интенсивность помехи до уровня, соответствующего расчётной величине словесной разборчивости 0,1%. При таком соотношении сигнал/помеха даже расчётные методы не позволяют определить величины фразовой или смысловой разборчивости, но, тем не менее, величина звуковой разборчивости определяется однозначно и составляет 10%. Такая величина звуковой разборчивости в реальной обстановке позволяет определить пол собеседников, а в некоторых случаях и количество лиц, принимающих участие в беседе, что безусловно является одним из уровней речевой информации.
     И наконец, последний этап. Уровень помехи в канале съёма речевой информации таков, что ни о каких численных величинах разборчивости не может идти речь. Опытные операторы могут лишь констатировать сам факт ведения переговоров, определить момент их начала и окончания. Является ли это акустической информацией? Представьте себе следующую ситуацию: оператор передает руководству сообщение «переговоры закончены», руководство отдаёт приказ «снайперам приготовиться»...
     Всё вышеизложенное является некоторой обоснованной иллюстрацией нашего взгляда на оценку защищённости речевой информации с точки зрения снижения разборчивости. Если есть какая-либо разборчивость, то можно говорить только о затруднённости съёма речевой информации, но никак не о степени её защиты.

Возможные конструктивные решения устройств съёма речевой информации и их помехозащищённость.
     На сегодняшний день в электроакустике разработана чёткая классификация устройств, преобразующих акустические или вибрационные колебания в электрический сигнал. Перечислим основные из них: это микрофоны воздушной проводимости, виброметры, велосиметры, акселерометры. Три последних можно назвать микрофонами твёрдой среды, так как в данном случае нас интересует электрическая реакция этих устройств на речевой сигнал. Одним из важнейших электроакустических параметров микрофонов является их виброзащищённость, которая оценивается величиной эквивалентного уровня звукового давления вибраций - Lэ.

     Физический смысл величины Lэ состоит в следующем. Эквивалентный уровень звукового давления вибраций - это величина, численно равная уровню звукового давления, которое необходимо подать на ЭАП, чтобы на его выходе возникло такое же электрическое напряжение, как от воздействия вибрационного ускорения величиной 1g. То есть это величина, характеризующая устойчивость устройства, принимающего акустические сигналы к воздействию вибрационных помех. Чем больше величина Lэ устройства, тем хуже его помехозащищённость.
     Во всех нормативно-методических документах, действующих в настоящее время, оценка возможности несанкционированного съёма речевой информации через ограждающие строительные конструкции производится с помощью датчиков акселерометрического типа. С помощью этих же датчиков определяется и уровень вибрационной помехи, необходимой для защиты речевой информации. Но нигде не учитывается, что акселерометрические датчики обладают наихудшей помехозащищённостью из всего вышеперечисленного ряда, а следовательно, обладают самыми низкими требованиями к уровню помехового сигнала. В качестве примера в табл. 1 приведены величины Lэ и соотношения сигнал/помеха на электрическом выходе ЭАП на ограждающей конструкции толщиной 0,5 м при одинаковом уровне воздействия акустических сигналов и вибрационных помех.

Таблица 1

Тип преобразователя

Величина Lэ, дБ

Соотношение с/п

Акселерометр

160

-23

Велосиметр

156

-19

Виброметр

151

-14

     Это означает, что в случаях, когда нормы защиты для датчиков акселерометрического типа выполняются, воздействие вибрационной помехи на датчики других типов оказывается недостаточным для обеспечения защиты речевой информации. Таким образом, даже если сохранить прежний подход к определению сущности акустической информации, возможность использования различных типов ЭАП предполагает значительное ужесточение требований к соотношению сигнал/помеха в местах возможного перехвата речевой информации.

Несколько слов о возможностях обработки акустической информации.
     Несмотря на энергичное развитие средств вычислительной техники, теоретические разработки алгоритмов обработки смеси информативных сигналов и помех значительно обогнали реальные возможности современных аппаратурных средств. Тем не менее результаты, достигнутые в практическом плане, впечатляют. Например, несколько лет назад на рынке специальной техники появился ряд устройств, таких как DAC-256, DAC-1024 производства американской компании Digital Audio Corporation и российский прибор АФ-512, позволяющих увеличить разборчивость речевых сигналов на фоне некоторых видов помех в 5 раз. Следует заметить, что перечисленные устройства реализуют лишь один из возможных алгоритмов обработки сигналов, но ни один алгоритм не обеспечивает подавление помехи типа «белого» шума. Поэтому требования к качественным параметрам шумовой помехи, создаваемой системами защиты информации, по своей важности стоят в одном ряду с таким очевидным параметром, как сигнал/помеха. В действующих сейчас нормативно-методических документах эта проблема только обозначена и требует скорейшей детальной проработки.
     Не менее важная задача – противодействие многоканальным системам съёма информации. В рамках этой статьи мы ограничимся рассмотрением одного физически наглядного и не требующего особых аппаратурных решений примера, демонстрирующего возможности обработки информации. На рис. 1 представлен фрагмент типичной схемы решения задачи активной виброакустической защиты.
     В выделенном помещении (1) имеется разведдоступная поверхность (2). На этой поверхности располагается ЭАП активной системы защиты (3). Во всех точках разведдоступной поверхности превышение помехи над информативным сигналом удовлетворяет действующим нормам защиты информации. Частотные, спектральные, временные, статистические и прочие характеристики помехового сигнала соответствуют идеальной помехе.

     Казалось бы, задача защиты речевой информации в данном случае решена, но рассмотрим, какие результаты может дать применение двухканальной системы съёма информации, состоящей из стереостетоскопа (4) и двухканального (стерео) магнитофона (5). Один датчик (6) стереостетоскопа располагается в непосредственной близости от ЭАП системы защиты, второй – (7) в точке с минимальным (но удовлетворяющим нормам защиты) соотношением сигнал/помеха. Эти точки определяются опытным оператором в течение нескольких минут, после чего производится запись виброакустических сигналов. Дальнейший метод обработки предельно прост. В паузах разговора, а они легко могут быть определены при современных нормах превышения помехи над сигналом, на датчик (6) действует помеховый сигнал N, на датчик (7) действует сигнал N(F(l)), то есть тот же сигнал N, изменённый функцией распространения F(l) помехи от точки (6) к точке (7). Таким образом, функция распространения может быть определена с высокой степенью точности. Сразу следует указать, что хотя F(l) имеет сложную частотнозависимую комплексную структуру, она стационарна, так как в процессе записи сигналов взаимное расположение ЭАП и датчиков (6) и (7) не менялось. В момент ведения беседы на датчик (6) по-прежнему воздействует сигнал помехи N практически в чистом виде, т.к. датчик расположен в непосредственной близости от ЭАП системы защиты. На датчик (7) воздействует смесь из помехового и информационного сигналов N(F(l)) + S, но так как в точке (6) мы регистрируем помеху N, а функция распространения F(l) нам известна, мы можем исключить составляющие N(F(l)) из смеси сигналов, принимаемых в точке (7), то есть очистить информационный сигнал от помех. Таким образом, при удовлетворении требований современных норм защиты речевой информации может быть решена задача акустической речевой разведки.

Заключение.
     В связи с постоянным развитием технических средств съёма акустической информации, нам представляется необходимым постоянное совершенствование требований, предъявляемых к параметрам систем защиты информации и методикам определения этих параметров. Поэтому мы считаем своевременным и важным:
• ввести единые условия и методики для измерения основных параметров систем защиты информации;
• усилить требования к соотношениям сигнал/помеха в соответствии с возможностями средств съёма информации;
• разработать требования и методики оценки качественных параметров шума, используемого в системах защиты;
• выработать требования к пространственной равномерности поля помехи;
• определить минимально необходимое число независимых каналов формирования помехи.
     Данные предложения частично легли в основу скорректированных ТУ на системы виброакустического зашумления «Шорох-1» и «Шорох-2», производство которых в настоящее время проходит сертификацию в Гостехкомиссии России.

Страницы: 1 |

Вернуться назад

 




Copyright © 2006 analitika.info
Подробнее об авторских правах

Дизайн: $SMax$
Создание сайта - рекламное агентство Sparkler
Система управления сайтом - SiteInBox