Проверка вспомогательных технических средств на подверженность акустоэлектрическим преобразованиям

Контроль эффективности защиты вспомогательных технических средств

Одними из возможных каналов утечки речевой информации из выделенных помещений (ВП), в которых установлены вспомогательные технические сред­ства и системы (ВТСС), являются акустоэлектрические каналы утечки инфор­мации, возникающие вследствие преобразования информативного сигнала из акустического в электрический за счет «микрофонного» эффекта в элек­трических элементах вспомогательных технических средств и систем [12].

Некоторые элементы ВТСС, в том числе трансформаторы, катушки ин­дуктивности, электромагниты вто­ричных электрочасов, звонков теле­фонных аппаратов, дроссели ламп дневного света, электрореле и т. п., обладают свойством изменять свои параметры (емкость, индуктивность, сопротивление) под действием акус­тического поля, создаваемого источ­ником акустических колебаний. Изменение параметров приводит ли­бо к появлению на данных элемен­тах электродвижущей силы (U), из­меняющейся по закону воздейству­ющего информационного акустиче­ского поля, либо к модуляции токов, протекающих по этим элементам, информационным сигналом. Напри­мер, акустическое поле, воздействуя на якорь электромагнита вызывного телефонного звонка, вызывает его колебание. В результате чего изме­няется магнитный поток сердечни­ка электромагнита. Изменение это­го потока вызывает появление элек­тродвижущей силы (ЭДС) самоин­дукции в катушке звонка, изменяю­щейся по закону изменения акусти­ческого поля.
ВТСС кроме указанных элемен­тов могут содержать непосредствен­но электроакустические преобразо­ватели. К таким ВТСС относятся не­которые датчики пожарной сигнали­зации, громкоговорители ретрансля­ционной сети и т. д. Эффект элек­троакустического преобразования акустических колебаний в электри­ческие часто называют «микрофон­ным эффектом». Причем из ВТСС, обладающих «микрофонным эффектом», наибольшую чувствитель­ность к акустическому полю имеют абонентские громкоговорители и не­которые датчики пожарной сигнали­зации.
Перехват акустических колебаний в данном канале утечки информа­ции осуществляется путем непосред­ственного (гальванического) под­ключения к соединительным лини­ям ВТСС, обладающим «микрофон­ным эффектом», специальных высо­кочувствительных низкочастотных усилителей (пассивный акустоэлектрический канал). Например, под­ключая такие усилители к соедини­тельным линиям телефонных аппа­ратов с электромеханическими вызывными звонками, можно прослу­шивать разговоры, ведущиеся в по­мещениях, где установлены эти ап­параты. Однако вследствие незна­чительного уровня наведенной ЭДС дальность перехвата речевой инфор­мации, как правило, не превышает нескольких десятков метров.
Активный акустоэлектрический технический канал утечки ин­формации образуется путем несанк­ционированного контактного введе­ния токов высокой частоты от соот­ветствующего генератора в линии (цепи), имеющие функциональные связи с нелинейными или парамет­рическими элементами ВТСС, на ко­торых происходит модуляция вы­сокочастотного сигнала информа­ционным. Информационный сигнал в данных элементах ВТСС появляет­ся вследствие электроакустического преобразования акустических сигна­лов в электрические. В силу того, что нелинейные или параметриче­ские элементы ВТСС для высокочас­тотного сигнала, как правило, пред­ставляют собой несогласованную нагрузку, промодулированный высо­кочастотный сигнал будет отражать­ся от нее и распространяться в об­ратном направлении по линии или излучаться. Для приема излученных или отраженных высокочастотных сигналов используются специаль­ные приемники с достаточно высо­кой чувствительностью.
Такой метод перехвата инфор­мации часто называется методом «высокочастотного навязывания».
Аппаратура «высокочастотного навязывания» может подключаться к соединительной линии ВТСС на удалении до нескольких сотен мет­ров от контролируемого помещения.
При аттестации выделенных по­мещений проводятся контроль ВТСС на подверженность акустоэлектрическим преобразованиям и контроль эффективности используемых для защиты ВТСС технических средств, а также оценка возможности пере­хвата речевой информации методом «высокочастотного навязыва­ния». Проверке подлежат все ВТСС, установленные в выделенных поме­щениях, линии которых имеют вы­ход за пределы контролируемой зо­ны. К таким ВТСС относятся телефонные аппараты внешних и внут­ренних систем связи, громкогово­рители сетей оповещения и радио­трансляции и т. д.
Контроль эффективности защи­ты ВТСС осуществляется инструмен­тально-расчетным методом, кото­рый реализуется с использованием аттестованной измерительной аппа­ратуры общего применения [3, 6].
При проведении контроля:
• оцениваются наличие и реальные границы контролируемой (охра­няемой) зоны;
• определяются вспомогательные технические средства и системы, имеющие соединительные линии, выходящие за пределы контроли­руемой зоны;
• устанавливаются возможные места подключения к соединительным линиям ВТСС аппаратуры развед­ки за границей контролируемой зоны;
• осуществляется выбор аппаратуры контроля (метода контроля) и мест (контрольных точек) ее размеще­ния;
• проводятся необходимые измерения и расчеты;
• оформляются результаты конт­роля.

Проверка вспомогательных технических средств на подверженность акустоэлектрическим преобразованиям

Для контроля вспомогательных технических средств на подвержен­ность акустоэлектрическим преоб­разованиям используется комплект аппаратуры, включающий в себя из­мерительный приемник и источник тестовых сигналов.
Источник тестовых акустичес­ких сигналов (ИТАС) в своем соста­ве должен содержать звуковой гене­ратор, усилитель мощности и акус­тический излучатель (динамический громкоговоритель). При этом гром­коговоритель и его соединительная линия во избежание наводок на про­веряемые ВТСС должны тщательно экранироваться.
В качестве звуковых генераторов можно использовать генераторы си­гналов низкочастотные типа ГЗ-112, ГЗ-11, ГЗ-120, ГЗ-122 и т. п.
На рис. 1 приведен внешний вид, а в табл. 1 - основные характеристи­ки генераторов сигналов ГЗ-118 и ГЗ-120 [5].

Таблица 1. Основные характеристики генераторов сигналов ГЗ-118 и ГЗ-120

Источник тестового акустическо­го сигнала на средних геометричес­ких частотах октавных полос должен создавать звуковое давление не ме­нее приведенного в табл. 2 [6].

Таблица 2. Типовые уровни речевого сигнала в октавных полосах частотного диапазона речи L _{s. i}

Для проведения измерений ис­пользуются селективные нано- и ми­кровольтметры звукового диапазона частот, а также специальные измери­тельные низкочастотные усилители типа «Хорды» и «Бумеранга-2Г».
Специальный низкочастотный измерительный усилитель «Хорда» и универсальный полуавтоматиче­ский прибор «Бумеранг-2Г» исполь­зуются для выявления акустоэлектрических каналов утечки речевой информации, оценки эффективно­сти средств защиты ВТСС и аттеста­ции систем звукозаписи, звукоусиле­ния и звукового сопровождения по требованиям безопасности инфор­мации [8, 11].
В состав усилителя «Хорда» вхо­дят: измерительный блок, согласую­щее устройство, согласующий транс­форматор, выносной делитель, ак­тивная электрическая антенна, ак­тивная магнитная антенна, пассив­ная зондирующая антенна и заряд­ное устройство [11].
Измерительный блок предназна­чен для измерения напряжения си­гналов в диапазонах частот:
1 - от 300 до 3400 Гц; 2 - от 300 до 10000 Гц; 3 - от 975 до 1025 Гц. Пределы из­меряемых напряжений составляют: в диапазонах частот 1 и 2 - от 1 мкВ до 1 В, в диапазоне
частот 3 - от 0,3 мкВ до 1 В.
Согласующее устройство служит для обеспечения симметричного вхо­да прибора при измерении напряже­ний и имеет коэффициент передачи на частоте 1000 Гц равный 1 ±0,05.
Согласующий трансформатор служит для согласования измери­тельного блока с низкоомными ис­точниками сигналов и имеет коэф­фициент передачи на частоте 1000 Гц равный 10 ±0,5.
Выносной делитель служит для расширения диапазона измеритель­ных напряжений до 100 В.
Активная электрическая антенна предназначена для измерения совме­стно с измерительным блоком электрической составляющей синусои­дального электромагнитного поля в диапазоне частот 1, 2 или 3.
Активная магнитная антенна предназначена для измерения совме­стно с измерительным блоком ма­гнитной составляющей синусоидаль­ного электромагнитного поля в диа­пазоне частот 1 или 3.
Пассивная зондирующая антенна предназначена для измерения совме­стно с измерительным блоком электрической составляющей синусои­дального электромагнитного поля в диапазоне
частот 3.
Зарядное устройство служит для заряда аккумуляторной батареи от сети переменного тока напряжением 127/220 В.
В состав «Бумеранга-2Г» входят: измерительный блок (Блок И), аку­стический генератор с усилителем мощности и динамиком (Блок Г), микрофон, выносная магнитная ан­тенна, головные телефоны и кабе­ли для подключения блоков изделия к проверяемым устройствам [8].
Диапазон перестройки частоты генератора Блока Г - от 500 Гц до 4 кГц. Диапазон плавной регулиров­ки выходного напряжения блока на нагрузке 600 Ом - от 1 мВ до 1 В. Вы­ходная электрическая мощность ге­нератора Блока Г не менее 2,5 Вт.
Измерительный блок предна­значен для измерения напряжения сигналов на фиксированных часто­тах 500 Гц, 1000 Гц, 2000 Гц и 4000 Гц в режимах узкой или широкой по­лосы. Блок имеет встроенную элек­трическую (телескопическую) антен­ну и разъемы для подключения его к проверяемым ВТСС или выносно­му микрофону.
Полоса пропускания фильтров фиксированной настройки по уров­ню 0,7 составляет не более 40 Гц (на частоте 500 Гц), 50 Гц (на частоте 1000 Гц), 60 Гц (на частоте 2000 Гц) или 80 Гц (на частоте 4000 Гц). Ос­лабление вне полосы пропускания фильтров - не менее 43 дБ/октава. Полоса пропускания фильтра в ре­жиме широкой полосы составляет от 0,30 до 5 кГц. Чувствительность
из­мерительного блока в режиме широ­кой полосы - не более 10 мкВ, а в ре­жиме узкой полосы - не более 1 мкВ.
Внешний вид изделий «Хорда» и «Бумеранг-2Г» приведен на рис. 2 и 3 соответственно, а их основные характеристики - в табл. 3 [8, 11].

Таблица 3. Основные характеристики изделий «Хорда» и «Бумеранг-2Г»

Селективные нано- и микро­вольтметры предназначены для из­мерения среднеквадратических зна­чений малых синусоидальных на­пряжений в селективном и широко­полосном режимах работы.
При контроле эффективности за­щиты ВТСС используются отечест­венный селективный микровольтметр В6-9 и польские селективные нановольтметры Unipan-233 (237) и Unipan-232B. Их основные характе­ристики приведены в табл. 4 и 5 [10].

Таблица 4. Основные характеристики селективного микровольтметра В6-9

Таблица 5. Основные характеристики селективных нановольтметров

Селективный микровольтметр В6-9 в селективном режиме позволя­ет проводить измерения в диапазоне частот от 20 Гц до 100 кГц. Диапазон измеряемых напряжений сигналов составляет
от 1 мкВ до 1 В.
Селективные нановольтметры Unipan-233 (237) по сравнению с ми­кровольтметром В6-9 обладают луч­шей чувствительностью и избирательностью и в комплекте с вход­ными предусилителями позволяют измерять сигналы амплитудой от 0,1 мкВ до 300 мВ в диапазоне час­тот от 1,5 Гц до 150 (100) кГц.
Селективный нановольтметр Unipan-233B является в своем роде единственным измерителем диапа­зона 1,5 Гц - 150 кГц, имеющим по­лосу пропускания менее 0,01 Гц, что позволяет в составе с предусилителем проводить измерение уровней сигналов от 0,03 мкВ.
Наряду с селективными микро­вольтметрами для проведения изме­рений могут использоваться
низ­кочастотные анализаторы спектра, например аудиоанализатор UP-300, внешний вид которого приведен на рис. 4, а основные характеристики - в табл. 6 [2]. Однако чувствитель­ность таких анализаторов значитель­но хуже, чем у селективных нано- и микровольтметров, поэтому при эффективности защиты ВТСС они используются совместно с малошумящими низкочастотными
усили­телями.

Таблица 6. Основные характеристики низкочастотного
анализатора спектра UP-300

Специально для контроля эффек­тивности защиты ВТСС разрабо­таны и используются программно-аппаратные комплексы типа «Аист» и «Талис» (рис. 5 и 6 соответственно [1,9]). Комплексы позволяют про­водить акустоэлектрические измере­ния в автоматическом режиме.

Программно-аппаратный ком­плекс «Аист» предназначен для [9]:
• измерения и анализа сигналов зву­кового диапазона частот в токопроводящих коммуникациях;
• измерения и анализа электрома­гнитного поля в диапазоне звуко­вых частот, в том числе с приме­нением адаптивного приема;
• генерации тестового акустическо­го сигнала;
• оценки эффективности защиты ВТСС от утечки информации за счет акустоэлектрических
преоб­разований.
В состав комплекса входит [9]:
• анализатор сигналов с TFT-монитором и встроенным компьютером barebone PC;
• комплект измерительных адапте­ров-усилителей для подключения к различным видам токопроводящих коммуникаций;
• комплект измерительных антенн;
• экранированная акустическая си­стема;
• источник питания для проверяе­мых устройств;
• измерительный микрофон;
• измерительный вибродатчик (ак­селерометр);
• специальное программное обеспе­чение.
Основные характеристики ком­плекса приведены в табл. 7 [9].

Таблица 7. Основные характеристики
программно-аппаратного комплекса «Аист»

Программно-аппаратный ком­плекс «Талис-НЧ» предназначен для автоматизации проведения инстру­ментальных исследований техни­ческих средств с целью выявления «опасных» сигналов, возникающих за счет акустоэлектрических преоб­разований (АЭП) [1]. В комплексе использованы методы цифровой обработки для выявления слабых сигналов на фоне шумов и прецизи­онного измерения сверхмалых ко­эффициентов и индексов модуля­ции. Сигналы, возникающие за счет эффекта АЭП, отображаются на эк­ране ПЭВМ в различных представ­лениях (частотном, временном, ква­дратурном, модуляционном).
В состав комплекса входят [1]:
• анализатор спектра Rohde & Schwarz UP300;
• низкочастотный малошумящий усилитель «Талис-УНЧ»;
• комплект измерительных пробни­ков и измерительных кабелей;
• средства формирования тестово­го акустического сигнала (усили­тель тестового акустического сигна­ла «Шорох-2МИ», экранированная акустическая колонка «УЭК»);
• шумомер Larson & Davis 824, блок коммутации и управления, изме­рительный микрофон (в рабочей укладке);
• портативный компьютер;
• специальное программное обеспе­чение.
Основные характеристики ком­плекса приведены в табл. 8 [1].

Таблица 8. Основные характеристики
программно-аппаратного комплекса «Талис»

Комплекс позволяет:
• формировать тестовые акустиче­ские сигналы с произвольным ша­гом в речевом диапазоне частот;
• измерять сигналы АЭП в линиях ВТСС (как симметричных, так и несимметричных), в диапазоне частот от 125 Гц до 10 кГц, ампли­тудой до 5 х 10^-8 В в условиях силь­ных помех;
• проводить многоуровневый кор­реляционный алгоритм автоматического распознавания сигналов АЭП;
• осуществлять визуализацию «опас­ных» сигналов АЭП в различном виде (частотной, временной,
ква­дратурной, модуляционной);
• проводить измерения в линиях электропитания без их отключе­ния от напряжения 220 В.