Аппаратура и способы активной защиты помещений от утечки речевой информации

 

Виброакустический канал утечки образуют: источники конфиденциальной информации (люди, технические устройства), среда распространения (воздух, ограждающие конструкции помещений, трубопроводы), средства съема (микрофоны, стетоскопы).

Для защиты помещений применяют генераторы белого или розового шума и системы вибрационного зашумления, укомплектованные, как правило, электромагнитными и пьезоэлектрическими вибропреобразователями.

Качество этих систем оценивают превышением интенсивности маскирующего воздействия над уровнем акустических сигналов в воздушной или твердой средах. Величина превышения помехи над сигналом регламентируется руководящими документами Гостехкомиссии России (ФСТЭК) РФ.

Известно, что наилучшие результаты дает применение маскирующих колебаний, близких по спектральному составу информационному сигналу. Шум таковым сигналом не является, кроме того, развитие методов шумоочистки в некоторых случаях позволяет восстанавливать разборчивость речи до приемлемого уровня при значительном (20 дБ и выше) превышении шумовой помехи над сигналом. Следовательно, для эффективного маскирования помеха должна иметь структуру речевого сообщения. Следует также отметить, что из-за психофизиологических особенностей восприятия звуковых колебаний человеком наблюдается асимметричное влияние маскирующих колебаний. Оно проявляется в том, что помеха оказывает относительно небольшое влияние на маскируемые звуки, частота которых ниже ее собственной частоты, но сильно затрудняет разборчивость более высоких по тону звуков. Поэтому для маскировки наиболее эффективны низкочастотные шумовые сигналы.

В большинстве случаев для активной защиты воздушных каналов используют системы виброзашумления, к выходам которых подключают громкоговорители. Так, в комплекте системы виброакустической защиты ANG-2000 (фирма REI) поставляется акустический излучатель OMS-2000. Однако применение динамиков создает не только маскирующий эффект, но и помехи нормальной повседневной работе персонала в защищаемом помещении.

Малогабаритный (111 х 70 х 22 мм) генератор WNG-023 диапазона 100...12000 Гц в небольшом замкнутом пространстве создает помеху мощностью до 1 Вт, снижающую разборчивость записанной или переданной по радиоканалу речи.

Эффективность систем и устройств виброакустического зашумления определяется свойствами применяемых электроакустических преобразователей (вибродатчиков), трансформирующих электрические колебания в упругие колебания (вибрации) твердых сред. Качество преобразования зависит от реализуемого физического принципа, конструктивно-технологического решения и условий согласования вибродатчика со средой.

Как было отмечено, источники маскирующих воздействий должны иметь частотный диапазон, соответствующий ширине спектра речевого сигнала (200...5000 Гц), поэтому особую важность приобретает выполнение условий согласования преобразователя в широкой полосе частот. Условия широкополосного согласования с ограждающими конструкциями, имеющими высокое акустическое сопротивление (кирпичная стена, бетонное перекрытие) наилучшим образом выполняются при использовании вибродатчиков с высоким механическим импендансом подвижной части, каковыми на сегодняшний день являются пьезокерамические преобразователи.

Во время работы вибродатчиков возникают паразитные акустические шумы, вносящие дискомфорт и нарушающие нормальные условия труда в защищаемом помещении. В зависимости от механизма образования различают акустические шумы, переизлученные твердой средой, и звуковые колебания, генерируемые собственно преобразователем. В этом случае соотношение акустических сопротивлений

 

(4.3)

 

Как следует из соотношения (4.3), в силу большой разницы акустических сопротивлений,

 

Рис. 4.2. Амплитудно-частотные характеристики акустических помех:

1 - ANG-2000 + TRN-2000; 2 - VNG-006DM; 3 - VNG-006 (1997 г.); 4 - За-

слон-АМ и Порог-2М; 5- фоновые акустические шумы помещения

 

уровень шумов, переизлученных средой в воздух, весьма незначителен, поэтому основным источником паразитных акустических шумов является вибродатчик. На рис. 4.2. приведены амплитудно-частотные характеристики акустических помех, создаваемых при работе систем виброакустического зашумления.

Эксплуатационно-технические параметры современных систем виброакустического зашумления приведены в табл. 4.5.

Таблица 4.5

Характеристика	Шорох-1	Шорох-2	ANG-2000
Количество независимых генераторов
Рабочий диапазон частот, кГц	0.2…5.0	0.2…5.0	0.25…5.0
Наличие эквалайзера	Есть	Есть	Нет
Максимальное количество вибродатчиков	КВП-2-72 и КВП-7-48	КВП-2-24 и КВП-7-16	TRN-2000-18
Эффективный радиус действия стеновых вибродатчиков на перекрытии толщиной 0.25 м, м	Не менее 6 (КВП-2)	Не менее 6 (КВП-2)	(TRN-2000)
Эффективный радиус действия оконных вибродатчиков на стекле толщиной 4мм, м	Не менее 1.5 (КВП-7)	Не менее 1.5 (КВП-7)	-
Типы вибродатчиков	КВП-2, КВП-6, КВП-7	КВП-2, КВП-6, КВП-7	TRN-2000
Габариты вибродатчиков, мм	Ø40х39 Ø50х39 Ø33х8	Ø40х39 Ø50х39 Ø33х8	Ø100х38
Возможность акустического зашумления	Есть	Есть	Есть
Примечания	Сертификаты Гостехкомиссии РФ (для объектов I категории)	Сертификат Гостехкомиссии РФ для объектов II категории

 

 

Внешний вид изделий приведен на рис. 4.3.

Монтаж вибродатчиков, как правило, сопряжен с необходимостью выполнения трудоемких строительно-монтажных работ -сверлением, установкой дюбелей, выравниванием поверхностей, приклеиванием и т.п.

Оригинальная методика крепления (рис. 4.4) вибродатчиков, реализованная в мобильной системе «Фон-В» (фирма «МАСКОМ»), позволяет значительно расширить диапазон применения генератора ANG-2000 и преобразователей TRN-2000.

Два комплекта металлических стоек позволяют оперативно установить вибродатчики в неподготовленных помещениях площадью до 25 м². Монтаж и демонтаж конструкций и датчиков осуществляется в течение 30 мин силами трех человек без повреждений ограждающих конструкций и элементов отделки интерьера.

Ввиду частотной зависимости акустического сопротивления материальных сред и конструктивных особенностей вибропреобразователей на некоторых частотах не обеспечивается требуемое превышение интенсивности маскирующей помехи над уровнем наведенного в ограждающей конструкции сигнала.

Увеличение мощности помехи создает повышение уровня паразитного акустического шума, что вызывает дискомфорт у работающих в помещении людей. Это приводит к отключению системы в наиболее ответственные моменты, создавая предпосылки к утечке конфиденциальных сведений.

Оптимальные параметры помех

 

При применении активных средств необходимая для обеспечения защиты информации величина соотношения сигнал/шум достигается за счет увеличения уровня шумов в возможных точках перехвата информации при помощи генерации искусственных акустических и вибрационных помех. Частотный диапазон помехи должен соответствовать среднестатистическому спектру речи в соответствии с требованиями руководящих документов.

В связи с тем, что речь - шумоподобный процесс со сложной (в общем случае случайной) амплитудной и частотной модуляцией, наилучшей формой маскирующего помехового сигнала является также шумовой процесс с нормальным законом распределения плотности вероятности мгновенных значений (т.е. белый или розовый шум).

Спектр помехи в общем случае должен соответствовать спектру маскирующего сигнала, но с учетом того, что информационная насыщенность различных участков спектра информативного сигнала не одинакова, для каждой октавной полосы установлена своя величина превышения помехи над сигналом. Нормированные отношения сигнал/шум в октавных полосах для каждой категории выделенных помещений приводятся в руководящих документах. Такой дифференцированный подход к формированию спектра помехи позволяет минимизировать энергию помехи, снизить уровень паразитных акустических шумов при выполнении норм защиты информации. Такая помеха является оптимальной.

Следует отметить, что каждое помещение и каждый элемент строительной конструкции имеют свои индивидуальные амплитудно-частотные характеристики распространения колебаний. Поэтому при распространении форма спектра первичного речевого сигнала изменяется в соответствии с передаточной характеристикой траектории распространения.

 

 

 

Рис. 4.5. Техническая реализация активных методов защиты речевой информации: 1 - генератор белого шума; 2 - полосовой фильтр; 3 - октавный эквалайзер с центральными частотами 250, 500,1000, 2000, 4000 (Гц); 4- усилитель мощности; 5- система преобразователей (акустические колонки, вибраторы)

 

В этих условиях для создания оптимальной помехи, необходима корректировка формы спектра помехи в соответствии со спектром информативного сигнала в точке возможного перехвата информации.

Техническая реализация активных методов защиты речевой информации, соответствующая требованиям руководящих документов, приведена на рис. 4.5.

В соответствии со структурной схемой построена система постановки виброакустических и акустических помех «Шорох-2», сертифицированная Гостехкомиссией России как средство защиты выделенных помещений I, II и IIIкатегории. Ниже приводятся основные характеристики системы.

Тактические характеристики

 

Система «Шорох-2» обеспечивает защиту от следующих технических средств съема информации:

• устройств, использующих контактные микрофоны (электронные, проводные и радиостетоскопы);

• устройств дистанционного съема информации (лазерные микрофоны, направленные микрофоны);

• закладных устройств, внедряемых в элементы строительных конструкций.

Система «Шорох-2» обеспечивает защиту таких элементов строительных конструкций, как:

• внешние стены и внутренние стены жесткости, выполненные из монолитного железобетона, железобетонных панелей и кирпичной кладки толщиной до 500 мм;

• плиты перекрытий, в том числе и покрытые слоем отсыпки и стяжки;

• внутренние перегородки из различных материалов;

• остекленные оконные проемы;

• трубы отопления, водоснабжения, электропроводки;

• короба систем вентиляции;

• тамбуры.

Характеристики генератора

 

Вид генерируемой помехи...................................................Аналоговый шум с нормальным распределением плотности вероятности мгновенных значений.

Действующее значение напряжения помехи....................Не менее100 В

Диапазон генерируемых частот..........................................157...5600 Гц

Регулировка спектра генерируемой помехи......................Пятиполосный,

октавный эквалайзер

Центральные частоты полос регулировки спектра...........250, 500, 1000,

2000, 4000 Гц

Глубина регулировки спектра по полосам, не менее........± 20 дБ

Глубина регулировки уровня помехи..................................Не менее 40 дБ

Общее количество одновременно подключаемых электроакустических преобразователей:

КВП-2, КВП-6....................................................................6...24

КВП-7................................................................................4...16

Акустических колонок (4...8 Ом).....................................4...16

Суммарная выходная мощность........................................Не менее 30 Вт

Питание генератора.............................................................220±22В/50 Гц

Габариты генератора...........................................................Не более 280x270x120 мм

Масса генератора.................................................................Не более 6 кг

Характеристики электроакустических преобразователей

 

Защищаемые поверхности:

КВП-7.........................................................Стекла оконных проемов толщиной до 6 мм

КВП-2.........................................................Внутренние и внешние стены, плиты перекрытий, трубы инженерных коммуникаций. Стекла толщиной более 6 мм.

Радиус действия одного преобразователя:

КВП-7 (на стекле толщиной 4 мм).......……………………..1,5+0,5 м

КВП-2, КВП-6 (стена типа НБ-30 ГОСТ 10922-64)................6±1 м

Диапазон эффективно воспроизводимых частот...............6300 Гц

Принцип преобразования.............................Пьезоэлектрический

Действующее значение входного

напряжения..............................................…....Не более 105 В

Габаритные размеры, мм, не более

КВП-2.....................................................……....0 40x30

КВП-6.................................................……........0 50x40

КВП-7................................................…….........0 30x10

Масса, г, не более

КВП-2..................................................…….......250

КВП-6................................................…….........450

КВП-7...................................................……......20