Прежде чем приступать к изучению акустических каналов утечки информации, необходимо определить основные понятия в области акустики.
Звук - механические колебания частиц упругой среды, субъективно воспринимаемые органом слуха. Так как звук, по сути, является волной, его основными характеристиками являются амплитуда и спектр частот. Человек слышит звуки в диапазоне 16-20000 Гц. Звук ниже диапазона слышимости называют
Информация, носителем которой являются акустические сигналы, называется акустической. Если источником информации является человеческая речь, ее называют речевой. Первичными источниками акустических колебаний являются механические системы, например, органы речи человека, а вторичными – преобразователи различного типа, в том числе электроакустические.
Звуковое давление - это переменное давление в среде, обусловленное распространением в ней звуковых волн. Величина звукового давления Р оценивается силой действия звуковой волны на единицу площади и выражается в барах(Н/м2).
Уровень звукового давления - это отношение величины звукового давления к нулевому уровню, за который принято звуковое давление $$Р_0= 2 \cdot 10^{–5} Н/м^2 $$:
$$N=20lg \frac P {P_0}$$Звуковое давление называется переменным из-за того, что передается от одной частицы к другой. Так, если в каком-то месте упругой среды произвести резкое смещение частиц, возникнет повышенное давление. Оно передастся соседним частицам, которые воздействуют на следующие и т.д. В результате область повышенного давления будет как бы перемещаться в упругой среде. При этом будет наблюдаться
В жидких и газообразных средах, где отсутствуют значительные колебания плотности, акустические волны имеют продольный характер, то есть направление колебания частиц совпадает с направлением перемещения волны. В твёрдых телах, помимо продольных деформаций, возникают также упругие деформации сдвига, обусловливающие возбуждение поперечных (сдвиговых) волн; в этом случае частицы совершают колебания перпендикулярно направлению распространения волны. Скорость распространения продольных волн значительно больше скорости распространения сдвиговых волн.
Сила (интенсивность) звука — количество звуковой энергии, проходящей за единицу времени через единицу площади; измеряется в ваттах на квадратный метр (Вт/м2). Следует отметить, что звуковое давление и сила звука связаны между собой квадратичной зависимостью, т.е. увеличение звукового давления в 4 раза приводит к увеличению силы звука в 16 раз.
Уровень силы звука — отношение силы данного звука I к нулевому уровню, за который принята сила звука I= 10–12 Вт/м2, выраженное в децибелах (дБ).
$$N=10lg \frac I {I_0}$$Уровни звукового давления и силы звука, выраженные в децибелах, совпадают по величине.
Порог слышимости — самый тихий звук, который способен различить человек на частоте 1000 Гц, что соответствует звуковому давлению $$Р_0= 2 \cdot 10^{–5} Н/м^2 $$ .
Громкость звука — интенсивность звукового ощущения, вызванная данным звуком у человека с нормальным слухом. Громкость зависит от силы звука и его частоты, измеряется пропорционально логарифму силы звука и выражается количеством децибел, на которое данный звук превышает по интенсивности звук, принятый за порог слышимости. Единица измерения громкости — фон.
Динамический диапазон — диапазон громкостей звука или разность уровней звукового давления самого громкого и самого тихого звуков, выраженная в децибелах.
Источником образования акустического
В зависимости от физической природы возникновения информационных сигналов, среды распространения акустических колебаний и способов их перехвата технические каналы утечки акустической (речевой) информации можно разделить на воздушные, вибрационные, электроакустические, оптико-электронный и параметрические (рисунок 13.1).
(рис 13.1) Классификация технических каналов утечки акустической информации
Рассмотрим более подробно акустические каналы, представленные на рисунке 13.1 и средства перехвата информации в них.
Понятно, что в воздушных акустических каналах утечки средой распространения акустических сигналов является воздух, а в качестве основного средства перехвата используется микрофон. Микрофон преобразует акустический сигнал в электрический и соединяется либо с записывающим устройством, либо с каким-то передатчиком. Передача полученных сигналов злоумышленнику может происходить по многим каналам: радиоканалу, оптическому каналу, по электросети и т.п.
Средой распространения акустических колебаний в вибрационных каналах являются конструкции зданий, стены, потолки, трубы и другие твердые тела. Для перехвата такой информации используются
(рис 13.2) Малогабаритный электронный стетоскоп PKI 2850 с контактным микрофоном
Типичным представителям портативных электронных
Современные электронные
Электроакустические каналы утечки информации возникают за счет электроакустических преобразований, то есть акустические сигналы преобразуются в электрические. Из окружающих нас устройств наиболее известны такие акустоэлектрические преобразователи, как системы звукового вещания, телефоны и микрофоны.
Оптико-электронный канал. Съем информации в таком канале реализуется с помощью лазера, поэтому иногда этот канал называют лазерным. Под действием звуковой волны тонкие отражающие поверхности, например, стекло или зеркало, начинают вибрировать. Если направить на них лазер, отраженное лазерное излучение модулируется и поступает на вход приемника оптического излучения. В приемнике полученный сигнал демодулируется и усиливается, и злоумышленник может получить исходный акустический сигнал.
Возникновение параметрических каналов обусловлено тем, что под давлением звуковой волны может измениться взаимное расположение элементов схем, проводов и т.п. в ВТСС и ОТСС. Вместе с расположением изменяются индуктивность и емкость. Соответственно, будет наблюдаться
Если в помещении установлены полуактивные закладные устройства с элементами, параметры которых могут изменяться под действием акустической волны, возможен съем информации с помощью ВЧ-облучения. При облучении мощным высокочастотным сигналом помещения, в котором установлено такое закладное устройство, в последнем при взаимодействии облучающего электромагнитного поля со специальными элементами закладки (например, четвертьволновым вибратором) происходит образование вторичных радиоволн, то есть переизлучение электромагнитного поля. А специальное устройство закладки (например, объемный резонатор) обеспечивает амплитудную, фазовую или частотную модуляцию переотраженного сигнала по закону изменения речевого сигнала. Подобного вида закладки иногда называют полуактивными. Для перехвата информации по данному каналу кроме закладного устройства необходимы специальный передатчик с направленным излучением и приемник[13.2]. Схема утечки акустической информации с помощью ВЧ-навязывания показана на рисунке 13.3.
(рис 13.3) Схема утечки акустической информации с помощью ВЧ-навязывания
Для ВЧ – навязывания не обязательно использовать закладные устройства. Можно облучать любые устройства, обладающие "микрофонным эффектом", и получать в отраженной волне модулированный информационным сигнал. Такие параметрические каналы утечки информации иногда называют пассивными, так как они не требуют от злоумышленника предварительной установки закладных устройств и возникают в результате естественных физических процессов. Интересным фактом является то, что аппаратура высокочастотного навязывания может подключаться к соединительной линии ВТСС на удалении до нескольких сот метров от контролируемого помещения.
В общем случае акустическая разведка осуществляется перехватом производственных шумов объекта и перехватом речевой информации.
По способу применения технические средства съема акустической информации можно подразделить на две большие категории:
Рассмотрим более подробно перечисленные выше средства акустической разведки.
Радиозакладки. Назначением этих устройств является передача по радиоканалу акустической информации с защищаемого объекта. Закладки могут быть исполнены в виде отдельного модуля или имитировать формой повседневные предметы обихода (пепельницу, зажигалку, калькулятор, авторучку и т.д.). Внешний вид радиозакладок представлен на рисунках 13.4,13.5,13.6.
(рис 13.4) Камуфлированная радиозакладка в виде зажигалки
(рис 13.5) Камуфлированная радиозакладка в виде монеты
(рис 13.6) Радиозакладка в обычном исполнении
Радиозакладка передает информацию с помощью электромагнитных волн радиодиапазона. Естественным является обязательное наличие приемника в данной схеме. Интересно, что приемники могут использоваться разные и принципиальных отличий бытовых приемников (плеер, музыкальный центр, магнитофон) от специальных нет. Единственное, что определяет в данном случае прием - частота, на которой работает радиозакладка. Фактически злоумышленник может не тратиться на покупку специального приемника и принимать сигнал стандартными средствами в широковещатетельном диапазоне. Конечно, в этом случае другой человек с бытовым приемником в радиусе действия радиозакладки сможет тоже принять данный сигнал, что увеличивает вероятность обнаружения злоумышленника.
Недостатком радиозакладок с точки зрения злоумышленника является возможность их обнаружения специальным приемником контроля. Этого недостатка лишены закладные устройства, передающие информацию по оптическому каналу в ИК-диапазоне, который не видим для глаза человека. Естественно обнаружить ИК-передатчики крайне сложно. Ввиду того, что информация передается по оптическому каналу, закладка должна находиться в области прямой видимости злоумышленника. Как правило, ИК-передатчики располагаются с внешней стороны оконных рам, в вентиляционных отверстиях и т.п., что облегчает задачу их поиска. Пример применения ИК-датчика показан на рисунке 13.7.
(рис 13.7) Перехват акустической информации с помощью ИК-закладки
К недостаткам ИК-закладок можно отнести высокую стоимость и высокое потребление энергии, в результате чего среднее время работы составляет 15-20 часов.
Кроме радио и оптического канала для передачи информации используются линии электропитания силовой сети 220 В и телефонные линии. Закладки, использующие линии электропитания для передачи информации, часто называют ). Принцип работы таких закладок схож с радиозакладками.
(рис 13.8) Сетевая акустическая закладка
К техническим средствам съема акустической информации относятся также диктофоны. Диктофон — устройство, регистрирующее голосовую информацию на ленту, проволоку, внутреннюю микросхему памяти. Время записи различных диктофонов колеблется в пределах от 15 мин до 8 ч.
Современные цифровые диктофоны записывают информацию во внутреннюю память, позволяющую производить запись разговора длительностью до нескольких часов. Эти диктофоны практически бесшумны (т.к. нет ни кассеты, ни механического лентопротяжного механизма, производящих основной шум), имеют возможность сброса записанной информации в
(рис 13.9) Мини-диктофон Edic-Mini Tiny B21
На рисунке 13.9 приведен пример современного цифрового мини-диктофона Edic-Mini Tiny B21, который имеет следующие характеристики: активация по голосу, вес 6 г, размеры 40x8x15 мм, до 60 часов работы при использовании воздушно-цинковых батареек.
На стадии строительства или ремонта помещения в нем скрытно могут быть установлены маленькие микрофоны, которые по проводам соединяются с приемником сигнала. Такие микрофоны называют проводными. В проводных системах используются в основном электретные микрофоны, обеспечивающие регистрацию речи средней громкости на удалении до 7-10 м от его источника. При этом частотный диапазон составляет от 20 – 100 Гц до 6 – 20 кГц. Для питания таких микрофонов используется постоянно напряжение 9-15 В. Как правило, микрофон снабжается усилителем. Для передачи информации и питания усилителя используются 2-х или 3-х проводные линии (Рисунки 13.10,13.11.).
(рис 13.10) 3-х проводной микрофон Шорох-8
(рис 13.11) 2-х проводной микрофон
Микрофоны устанавливаются либо скрытно (немаскированые), либо маскируются под предметы обихода, офисной техники и т.д. Несколько микрофонов могут заводиться на общее коммутирующее устройство, позволяющее одновременно контролировать несколько помещений и осуществляющее запись перехваченных разговоров на диктофон.
Для передачи акустической (речевой) информации по телефонной линии используются закладные устройства типа "телефонное ухо".
(рис 13.12) "Телефонное ухо" ТУ-2
Данное устройство тайно монтируется в корпус телефона или телефонную розетку и представляет собой, как правило, высокочувствительный микрофон электретного типа с усилителем и специальным устройством для подключения к телефонной линии при дозвоне по определенной схеме. Принцип работы следующий. Человек производит телефонный звонок по номеру, на котором "висит" закладка. "Телефонное ухо" "умалчивает" первые два звонка, таким образом, в помещении телефонные звонки не раздаются. Вызывающий кладет трубку и опять набирает этот номер. В трубке будет звучать сигнал "занято", оператор ждет 30-60 с (временной пароль) и после прекращения сигнала "занято" набирает бипером номер - включается микрофон и оператор слышит все, что происходит в контролируемом помещении практически из любой точки мира, где есть телефонный аппарат. Разрыв связи произойдет, если оператор положит трубку или если кто-то поднимет телефонную трубку в контролируемом помещении. Для всех остальных абонентов, желающих дозвониться по этому номеру, бу дет слышен сигнал "занято". Данный алгоритм работы является типовым, но может отличаться в деталях реализации, в зависимости от требований. При этом питание устройства осуществляется по телефонной линии, то есть срок службы его практически не ограничен.
Рассмотрим наиболее распространенные средства, не требующие проникновения в защищаемые помещения.
В случае если в защищаемом помещении открыто окно или форточка, для съема акустической информации могут использоваться направленные микрофоны. Различают следующие типы направленных микрофонов:
В основном используются первые три типа направленных микрофонов.
) содержит отражатель звука параболической формы из оптически прозрачного или непрозрачного материала диаметром 20-30 см, в фокусе которого располагается обычный микрофон.
(рис 13.13) Схема параболического микрофона
Звуковые волны с осевого направления, отражаясь от параболического зеркала, суммируются в фазе в фокальной точке А. Возникает усиление звукового поля. Чем больше диаметр зеркала, тем большее усиление может обеспечить устройство. Если направление прихода звука не осевое, то сложение отраженных от различных частей параболического зеркала звуковых волн, приходящих в точку А, даст меньший результат, поскольку не все слагаемые будут в фазе. Ослабление тем сильнее, чем больше угол прихода звука по отношению к оси. Создается, таким образом, угловая избирательность по приему. Внешний вид параболических микрофонов представлен на рисунке 13.14. Параболический микрофон является типичным примером высокочувствительного, но слабонаправленного микрофона.
(рис 13.14) Параболический микрофон "Супер Ухо – 100"
(рис 13.15) Параболический микрофон
Наиболее простым по конструкции является направленный микрофон "Супер Ухо – 100" (рис 13.14). Параболический отражатель выполнен из пластика. В фокусе отражателя помещен электретный микрофон, подключенный к входу малошумящего усилителя низкой частоты. Встроенный 8-кратный бинокль позволяет точно навести микрофон на цель. Микрофон имеет размеры 290?150?90 мм и массу 1,2 кг. Питание микрофона осуществляется от батарейки типа "крона". Время работы от внутренней батарейки – до 60 ч.
Микрофоны "бегущей волны" называются трубчатыми. Они принимают звук вдоль линии, совпадающей с направлением источника звука (рис 13.16).
(рис 13.16) Схема трубчатого микрофона
Основой микрофона является звуковод в виде жесткой полой трубки диаметром 10-30 мм со специальными щелевыми отверстиями, размещенными рядами по всей длине звуковода, с круговой геометрией расположения для каждого из рядов. Отверстия (прорези) в трубке закрыты тканью или пористым материалом, акустическое сопротивление которого возрастает по мере приближения к капсюлю. Очевидно, что при приеме звука с осевого направления будет происходить сложение в фазе сигналов, проникающих в звуковод через все щелевые отверстия, поскольку скорости распространения звука вне трубки и внутри нее одинаковы. Когда же звук приходит под углом к оси микрофона, то это ведет к фазовому рассогласованию, так как скорость звука в трубке будет больше осевой составляющей скорости звука вне ее, вследствие чего снижается чувствительность приема. Обычно длина трубчатого микрофона составляет от 15-200 мм до 1 м. Чем больше его длина, тем сильнее подавляются помехи с боковых и тыльного направлений. Внешний вид трубчатого микрофона представлен на рисунке 13.17.
(рис 13.17) Трубчатый микрофон Sennheiser MKH 70-P48
Трубчатые направленные микрофоны по сравнению с параболическими более компактные и используются в основном в случаях, когда необходимо обеспечить скрытность прослушивания разговоров.
Плоский микрофон представляет собой фазированную акустическую решетку, в узлах которой размещаются микрофоны, сигналы которых суммируются на входе усилителя. Устройство реализует идею одновременного приема звукового поля в дискретных точках некоторой плоскости, перпендикулярной к направлению на источник звука.
(рис 13.18) Плоский микрофон
Если звук приходит с осевого направления, то есть поверхность решетки перпендикулярна направлению звука, фазы электрических сигналов совпадают и звук максимален. При отклонении угла прихода акустических волн между сигналами от разных микрофонов возникает разность фаз из-за различий длин путей от источника к разным микрофонам. Таким образом, чем больше угол прихода звука, тем сильнее его ослабление.
Число приемных точек в таких решетках составляет несколько десятков.
(рис 13.19) Плоский микрофон
(рис 13.20) Плоский микрофон фирмы G.R.A.S.
Конструктивно плоские фазированные решетки встраиваются либо в переднюю стенку атташе-кейса, либо в майку-жилет, которая надевается под рубашку и т.п. Необходимые электронные блоки могут располагаться также в кейсе, либо под одеждой. Таким образом, плоские фазированные решетки с камуфляжем визуально более незаметны по сравнению с параболическим микрофоном.
Говоря о направленных микрофонах, подразумевают, прежде всего, ситуации акустического контроля источников звука на открытом воздухе, когда эффектами так называемой реверберации акустических полей можно пренебречь. Для таких ситуаций решающим фактором оказывается удаленность источника звука от направленного микрофона, что приводит к значительному ослаблению уровня звукового поля. Кроме того, при большой дистанции становится заметным ослабление звука из-за разрушения пространственной когерентности поля вследствие наличия естественных рассеивателей энергии, например, средне- и крупномасштабных турбулентностей атмосферы, создающих помехи при ветре. Так на дистанции 100 м давление звука ослабляется на величину не менее 40 дБ (по сравнению с дистанцией 1 м), и тогда степень громкости обычного разговора в 60 дБ окажется в точке приема не более 20 дБ. Такое давление меньше уровня реальных внешних акустических помех и пороговой чувствительности обычных микрофонов.
).
Зондируемым объектом обычно является оконное стекло, которое при облучении представляет собой своеобразную мембрану, которая колеблется со звуковой частотой, создавая фонограмму разговора. Генерируемое лазерным передатчиком излучение, распространяясь в атмосфере, отражается от поверхности оконного стекла и модулируется акустическим сигналом, а затем воспринимается фотоприемником, который и восстанавливает разведываемый сигнал.
В данной технологии принципиальное значение имеет процесс модуляции, который можно описать следующим образом.
Звуковая волна, генерируемая источником звукового сигнала, падает на границу раздела воздух - стекло и создает своего рода вибрацию, то есть отклонения поверхности стекла от исходного положения. Эти отклонения вызывают дифракцию света, отражающегося от границы. Если размеры падающего оптического пучка малы по сравнению с длиной "поверхностной" волны, то в суперпозиции различных компонент отраженного света будет доминировать дифракционный пучок нулевого порядка. В этом случае, во-первых, фаза световой волны оказывается промодулированной по времени с частотой звука и однородной по сечению пучка, а во-вторых, пучок "качается" с частотой звука вокруг направления зеркального отражения.
(рис 13.21) Схема применения лазерного микрофона
На рисунке 13.22. изображена лазерная система акустической разведки SIPE LASER 3-DA SUPER. Источником излучения является гелий-неоновый лазер. В комплект системы помимо источника входят приемник с фильтрацией шумов, две пары телефонов, аккумулятор и штатив. Изменять угол расходимости выходящего пучка позволяет оптическая насадка, высокая стабильность параметров достигается благодаря использованию системы автоматического регулирования. Модель обеспечивает съем речевой информации с оконных рам с двойными стеклами с хорошим качеством на расстоянии до 250 м[13.7].
(рис 13.22) Лазерная акустическая система разведки SIPE LASER 3-DA SUPER
В данной лекции мы рассмотрели большое количество технических средств для ведения акустической разведки: от стандартных микрофонов до лазерных систем акустической разведки. Ценовой диапазон этих устройств достаточно широк – от 30 долларов за мини-диктофон до нескольких десятков тысяч долларов за лазерную систему акустической разведки. Помимо финансовых затрат применение того или иного средства акустической разведки требует от злоумышленника определенного уровня квалификации. Чтобы купить и установить мини-диктофон или микрофон в защищаемом помещении не нужно обладать знаниями о физических принципах его работы и большими деньгами. В то же время лазерная система акустической разведки может стать эффективным средством получения информации только при грамотной эксплуатации. Если же злоумышленник не обладает нужными знаниями, тысячи (а иногда и десятки тысяч) долларов могут быть потрачены впустую. Конечно, выбор того или иного средства для разведки осуществляется прежде всего исходя из ценности добываемой информации. В любом случае специалисту в области защиты информации необходимо знать, какие угрозы съема информации существуют, чтобы организовать защиту с учетом особенностей функционирования и расположения объектов защиты, технических и финансовых возможностей потенциального злоумышленника.
Прежде чем приступать к изучению акустических каналов утечки информации, необходимо определить основные понятия в области акустики.
Звук - механические колебания частиц упругой среды, субъективно воспринимаемые органом слуха. Так как звук, по сути, является волной, его основными характеристиками являются амплитуда и спектр частот. Человек слышит звуки в диапазоне 16-20000 Гц. Звук ниже диапазона слышимости называют
Информация, носителем которой являются акустические сигналы, называется акустической. Если источником информации является человеческая речь, ее называют речевой. Первичными источниками акустических колебаний являются механические системы, например, органы речи человека, а вторичными – преобразователи различного типа, в том числе электроакустические.
Звуковое давление - это переменное давление в среде, обусловленное распространением в ней звуковых волн. Величина звукового давления Р оценивается силой действия звуковой волны на единицу площади и выражается в барах(Н/м2).
Уровень звукового давления - это отношение величины звукового давления к нулевому уровню, за который принято звуковое давление $$Р_0= 2 \cdot 10^{–5} Н/м^2 $$:
$$N=20lg \frac P {P_0}$$Звуковое давление называется переменным из-за того, что передается от одной частицы к другой. Так, если в каком-то месте упругой среды произвести резкое смещение частиц, возникнет повышенное давление. Оно передастся соседним частицам, которые воздействуют на следующие и т.д. В результате область повышенного давления будет как бы перемещаться в упругой среде. При этом будет наблюдаться
В жидких и газообразных средах, где отсутствуют значительные колебания плотности, акустические волны имеют продольный характер, то есть направление колебания частиц совпадает с направлением перемещения волны. В твёрдых телах, помимо продольных деформаций, возникают также упругие деформации сдвига, обусловливающие возбуждение поперечных (сдвиговых) волн; в этом случае частицы совершают колебания перпендикулярно направлению распространения волны. Скорость распространения продольных волн значительно больше скорости распространения сдвиговых волн.
Сила (интенсивность) звука — количество звуковой энергии, проходящей за единицу времени через единицу площади; измеряется в ваттах на квадратный метр (Вт/м2). Следует отметить, что звуковое давление и сила звука связаны между собой квадратичной зависимостью, т.е. увеличение звукового давления в 4 раза приводит к увеличению силы звука в 16 раз.
Уровень силы звука — отношение силы данного звука I к нулевому уровню, за который принята сила звука I= 10–12 Вт/м2, выраженное в децибелах (дБ).
$$N=10lg \frac I {I_0}$$Уровни звукового давления и силы звука, выраженные в децибелах, совпадают по величине.
Порог слышимости — самый тихий звук, который способен различить человек на частоте 1000 Гц, что соответствует звуковому давлению $$Р_0= 2 \cdot 10^{–5} Н/м^2 $$ .
Громкость звука — интенсивность звукового ощущения, вызванная данным звуком у человека с нормальным слухом. Громкость зависит от силы звука и его частоты, измеряется пропорционально логарифму силы звука и выражается количеством децибел, на которое данный звук превышает по интенсивности звук, принятый за порог слышимости. Единица измерения громкости — фон.
Динамический диапазон — диапазон громкостей звука или разность уровней звукового давления самого громкого и самого тихого звуков, выраженная в децибелах.
Источником образования акустического
В зависимости от физической природы возникновения информационных сигналов, среды распространения акустических колебаний и способов их перехвата технические каналы утечки акустической (речевой) информации можно разделить на воздушные, вибрационные, электроакустические, оптико-электронный и параметрические (рисунок 13.1).
(рис 13.1) Классификация технических каналов утечки акустической информации
Рассмотрим более подробно акустические каналы, представленные на рисунке 13.1 и средства перехвата информации в них.
Понятно, что в воздушных акустических каналах утечки средой распространения акустических сигналов является воздух, а в качестве основного средства перехвата используется микрофон. Микрофон преобразует акустический сигнал в электрический и соединяется либо с записывающим устройством, либо с каким-то передатчиком. Передача полученных сигналов злоумышленнику может происходить по многим каналам: радиоканалу, оптическому каналу, по электросети и т.п.
Средой распространения акустических колебаний в вибрационных каналах являются конструкции зданий, стены, потолки, трубы и другие твердые тела. Для перехвата такой информации используются
(рис 13.2) Малогабаритный электронный стетоскоп PKI 2850 с контактным микрофоном
Типичным представителям портативных электронных
Современные электронные
Электроакустические каналы утечки информации возникают за счет электроакустических преобразований, то есть акустические сигналы преобразуются в электрические. Из окружающих нас устройств наиболее известны такие акустоэлектрические преобразователи, как системы звукового вещания, телефоны и микрофоны.
Оптико-электронный канал. Съем информации в таком канале реализуется с помощью лазера, поэтому иногда этот канал называют лазерным. Под действием звуковой волны тонкие отражающие поверхности, например, стекло или зеркало, начинают вибрировать. Если направить на них лазер, отраженное лазерное излучение модулируется и поступает на вход приемника оптического излучения. В приемнике полученный сигнал демодулируется и усиливается, и злоумышленник может получить исходный акустический сигнал.
Возникновение параметрических каналов обусловлено тем, что под давлением звуковой волны может измениться взаимное расположение элементов схем, проводов и т.п. в ВТСС и ОТСС. Вместе с расположением изменяются индуктивность и емкость. Соответственно, будет наблюдаться
Если в помещении установлены полуактивные закладные устройства с элементами, параметры которых могут изменяться под действием акустической волны, возможен съем информации с помощью ВЧ-облучения. При облучении мощным высокочастотным сигналом помещения, в котором установлено такое закладное устройство, в последнем при взаимодействии облучающего электромагнитного поля со специальными элементами закладки (например, четвертьволновым вибратором) происходит образование вторичных радиоволн, то есть переизлучение электромагнитного поля. А специальное устройство закладки (например, объемный резонатор) обеспечивает амплитудную, фазовую или частотную модуляцию переотраженного сигнала по закону изменения речевого сигнала. Подобного вида закладки иногда называют полуактивными. Для перехвата информации по данному каналу кроме закладного устройства необходимы специальный передатчик с направленным излучением и приемник[13.2]. Схема утечки акустической информации с помощью ВЧ-навязывания показана на рисунке 13.3.
(рис 13.3) Схема утечки акустической информации с помощью ВЧ-навязывания
Для ВЧ – навязывания не обязательно использовать закладные устройства. Можно облучать любые устройства, обладающие "микрофонным эффектом", и получать в отраженной волне модулированный информационным сигнал. Такие параметрические каналы утечки информации иногда называют пассивными, так как они не требуют от злоумышленника предварительной установки закладных устройств и возникают в результате естественных физических процессов. Интересным фактом является то, что аппаратура высокочастотного навязывания может подключаться к соединительной линии ВТСС на удалении до нескольких сот метров от контролируемого помещения.
В общем случае акустическая разведка осуществляется перехватом производственных шумов объекта и перехватом речевой информации.
По способу применения технические средства съема акустической информации можно подразделить на две большие категории:
Рассмотрим более подробно перечисленные выше средства акустической разведки.
Радиозакладки. Назначением этих устройств является передача по радиоканалу акустической информации с защищаемого объекта. Закладки могут быть исполнены в виде отдельного модуля или имитировать формой повседневные предметы обихода (пепельницу, зажигалку, калькулятор, авторучку и т.д.). Внешний вид радиозакладок представлен на рисунках 13.4,13.5,13.6.
(рис 13.4) Камуфлированная радиозакладка в виде зажигалки
(рис 13.5) Камуфлированная радиозакладка в виде монеты
(рис 13.6) Радиозакладка в обычном исполнении
Радиозакладка передает информацию с помощью электромагнитных волн радиодиапазона. Естественным является обязательное наличие приемника в данной схеме. Интересно, что приемники могут использоваться разные и принципиальных отличий бытовых приемников (плеер, музыкальный центр, магнитофон) от специальных нет. Единственное, что определяет в данном случае прием - частота, на которой работает радиозакладка. Фактически злоумышленник может не тратиться на покупку специального приемника и принимать сигнал стандартными средствами в широковещатетельном диапазоне. Конечно, в этом случае другой человек с бытовым приемником в радиусе действия радиозакладки сможет тоже принять данный сигнал, что увеличивает вероятность обнаружения злоумышленника.
Недостатком радиозакладок с точки зрения злоумышленника является возможность их обнаружения специальным приемником контроля. Этого недостатка лишены закладные устройства, передающие информацию по оптическому каналу в ИК-диапазоне, который не видим для глаза человека. Естественно обнаружить ИК-передатчики крайне сложно. Ввиду того, что информация передается по оптическому каналу, закладка должна находиться в области прямой видимости злоумышленника. Как правило, ИК-передатчики располагаются с внешней стороны оконных рам, в вентиляционных отверстиях и т.п., что облегчает задачу их поиска. Пример применения ИК-датчика показан на рисунке 13.7.
(рис 13.7) Перехват акустической информации с помощью ИК-закладки
К недостаткам ИК-закладок можно отнести высокую стоимость и высокое потребление энергии, в результате чего среднее время работы составляет 15-20 часов.
Кроме радио и оптического канала для передачи информации используются линии электропитания силовой сети 220 В и телефонные линии. Закладки, использующие линии электропитания для передачи информации, часто называют ). Принцип работы таких закладок схож с радиозакладками.
(рис 13.8) Сетевая акустическая закладка
К техническим средствам съема акустической информации относятся также диктофоны. Диктофон — устройство, регистрирующее голосовую информацию на ленту, проволоку, внутреннюю микросхему памяти. Время записи различных диктофонов колеблется в пределах от 15 мин до 8 ч.
Современные цифровые диктофоны записывают информацию во внутреннюю память, позволяющую производить запись разговора длительностью до нескольких часов. Эти диктофоны практически бесшумны (т.к. нет ни кассеты, ни механического лентопротяжного механизма, производящих основной шум), имеют возможность сброса записанной информации в
(рис 13.9) Мини-диктофон Edic-Mini Tiny B21
На рисунке 13.9 приведен пример современного цифрового мини-диктофона Edic-Mini Tiny B21, который имеет следующие характеристики: активация по голосу, вес 6 г, размеры 40x8x15 мм, до 60 часов работы при использовании воздушно-цинковых батареек.
На стадии строительства или ремонта помещения в нем скрытно могут быть установлены маленькие микрофоны, которые по проводам соединяются с приемником сигнала. Такие микрофоны называют проводными. В проводных системах используются в основном электретные микрофоны, обеспечивающие регистрацию речи средней громкости на удалении до 7-10 м от его источника. При этом частотный диапазон составляет от 20 – 100 Гц до 6 – 20 кГц. Для питания таких микрофонов используется постоянно напряжение 9-15 В. Как правило, микрофон снабжается усилителем. Для передачи информации и питания усилителя используются 2-х или 3-х проводные линии (Рисунки 13.10,13.11.).
(рис 13.10) 3-х проводной микрофон Шорох-8
(рис 13.11) 2-х проводной микрофон
Микрофоны устанавливаются либо скрытно (немаскированые), либо маскируются под предметы обихода, офисной техники и т.д. Несколько микрофонов могут заводиться на общее коммутирующее устройство, позволяющее одновременно контролировать несколько помещений и осуществляющее запись перехваченных разговоров на диктофон.
Для передачи акустической (речевой) информации по телефонной линии используются закладные устройства типа "телефонное ухо".
(рис 13.12) "Телефонное ухо" ТУ-2
Данное устройство тайно монтируется в корпус телефона или телефонную розетку и представляет собой, как правило, высокочувствительный микрофон электретного типа с усилителем и специальным устройством для подключения к телефонной линии при дозвоне по определенной схеме. Принцип работы следующий. Человек производит телефонный звонок по номеру, на котором "висит" закладка. "Телефонное ухо" "умалчивает" первые два звонка, таким образом, в помещении телефонные звонки не раздаются. Вызывающий кладет трубку и опять набирает этот номер. В трубке будет звучать сигнал "занято", оператор ждет 30-60 с (временной пароль) и после прекращения сигнала "занято" набирает бипером номер - включается микрофон и оператор слышит все, что происходит в контролируемом помещении практически из любой точки мира, где есть телефонный аппарат. Разрыв связи произойдет, если оператор положит трубку или если кто-то поднимет телефонную трубку в контролируемом помещении. Для всех остальных абонентов, желающих дозвониться по этому номеру, бу дет слышен сигнал "занято". Данный алгоритм работы является типовым, но может отличаться в деталях реализации, в зависимости от требований. При этом питание устройства осуществляется по телефонной линии, то есть срок службы его практически не ограничен.
Рассмотрим наиболее распространенные средства, не требующие проникновения в защищаемые помещения.
В случае если в защищаемом помещении открыто окно или форточка, для съема акустической информации могут использоваться направленные микрофоны. Различают следующие типы направленных микрофонов:
В основном используются первые три типа направленных микрофонов.
) содержит отражатель звука параболической формы из оптически прозрачного или непрозрачного материала диаметром 20-30 см, в фокусе которого располагается обычный микрофон.
(рис 13.13) Схема параболического микрофона
Звуковые волны с осевого направления, отражаясь от параболического зеркала, суммируются в фазе в фокальной точке А. Возникает усиление звукового поля. Чем больше диаметр зеркала, тем большее усиление может обеспечить устройство. Если направление прихода звука не осевое, то сложение отраженных от различных частей параболического зеркала звуковых волн, приходящих в точку А, даст меньший результат, поскольку не все слагаемые будут в фазе. Ослабление тем сильнее, чем больше угол прихода звука по отношению к оси. Создается, таким образом, угловая избирательность по приему. Внешний вид параболических микрофонов представлен на рисунке 13.14. Параболический микрофон является типичным примером высокочувствительного, но слабонаправленного микрофона.
(рис 13.14) Параболический микрофон "Супер Ухо – 100"
(рис 13.15) Параболический микрофон
Наиболее простым по конструкции является направленный микрофон "Супер Ухо – 100" (рис 13.14). Параболический отражатель выполнен из пластика. В фокусе отражателя помещен электретный микрофон, подключенный к входу малошумящего усилителя низкой частоты. Встроенный 8-кратный бинокль позволяет точно навести микрофон на цель. Микрофон имеет размеры 290?150?90 мм и массу 1,2 кг. Питание микрофона осуществляется от батарейки типа "крона". Время работы от внутренней батарейки – до 60 ч.
Микрофоны "бегущей волны" называются трубчатыми. Они принимают звук вдоль линии, совпадающей с направлением источника звука (рис 13.16).
(рис 13.16) Схема трубчатого микрофона
Основой микрофона является звуковод в виде жесткой полой трубки диаметром 10-30 мм со специальными щелевыми отверстиями, размещенными рядами по всей длине звуковода, с круговой геометрией расположения для каждого из рядов. Отверстия (прорези) в трубке закрыты тканью или пористым материалом, акустическое сопротивление которого возрастает по мере приближения к капсюлю. Очевидно, что при приеме звука с осевого направления будет происходить сложение в фазе сигналов, проникающих в звуковод через все щелевые отверстия, поскольку скорости распространения звука вне трубки и внутри нее одинаковы. Когда же звук приходит под углом к оси микрофона, то это ведет к фазовому рассогласованию, так как скорость звука в трубке будет больше осевой составляющей скорости звука вне ее, вследствие чего снижается чувствительность приема. Обычно длина трубчатого микрофона составляет от 15-200 мм до 1 м. Чем больше его длина, тем сильнее подавляются помехи с боковых и тыльного направлений. Внешний вид трубчатого микрофона представлен на рисунке 13.17.
(рис 13.17) Трубчатый микрофон Sennheiser MKH 70-P48
Трубчатые направленные микрофоны по сравнению с параболическими более компактные и используются в основном в случаях, когда необходимо обеспечить скрытность прослушивания разговоров.
Плоский микрофон представляет собой фазированную акустическую решетку, в узлах которой размещаются микрофоны, сигналы которых суммируются на входе усилителя. Устройство реализует идею одновременного приема звукового поля в дискретных точках некоторой плоскости, перпендикулярной к направлению на источник звука.
(рис 13.18) Плоский микрофон
Если звук приходит с осевого направления, то есть поверхность решетки перпендикулярна направлению звука, фазы электрических сигналов совпадают и звук максимален. При отклонении угла прихода акустических волн между сигналами от разных микрофонов возникает разность фаз из-за различий длин путей от источника к разным микрофонам. Таким образом, чем больше угол прихода звука, тем сильнее его ослабление.
Число приемных точек в таких решетках составляет несколько десятков.
(рис 13.19) Плоский микрофон
(рис 13.20) Плоский микрофон фирмы G.R.A.S.
Конструктивно плоские фазированные решетки встраиваются либо в переднюю стенку атташе-кейса, либо в майку-жилет, которая надевается под рубашку и т.п. Необходимые электронные блоки могут располагаться также в кейсе, либо под одеждой. Таким образом, плоские фазированные решетки с камуфляжем визуально более незаметны по сравнению с параболическим микрофоном.
Говоря о направленных микрофонах, подразумевают, прежде всего, ситуации акустического контроля источников звука на открытом воздухе, когда эффектами так называемой реверберации акустических полей можно пренебречь. Для таких ситуаций решающим фактором оказывается удаленность источника звука от направленного микрофона, что приводит к значительному ослаблению уровня звукового поля. Кроме того, при большой дистанции становится заметным ослабление звука из-за разрушения пространственной когерентности поля вследствие наличия естественных рассеивателей энергии, например, средне- и крупномасштабных турбулентностей атмосферы, создающих помехи при ветре. Так на дистанции 100 м давление звука ослабляется на величину не менее 40 дБ (по сравнению с дистанцией 1 м), и тогда степень громкости обычного разговора в 60 дБ окажется в точке приема не более 20 дБ. Такое давление меньше уровня реальных внешних акустических помех и пороговой чувствительности обычных микрофонов.
).
Зондируемым объектом обычно является оконное стекло, которое при облучении представляет собой своеобразную мембрану, которая колеблется со звуковой частотой, создавая фонограмму разговора. Генерируемое лазерным передатчиком излучение, распространяясь в атмосфере, отражается от поверхности оконного стекла и модулируется акустическим сигналом, а затем воспринимается фотоприемником, который и восстанавливает разведываемый сигнал.
В данной технологии принципиальное значение имеет процесс модуляции, который можно описать следующим образом.
Звуковая волна, генерируемая источником звукового сигнала, падает на границу раздела воздух - стекло и создает своего рода вибрацию, то есть отклонения поверхности стекла от исходного положения. Эти отклонения вызывают дифракцию света, отражающегося от границы. Если размеры падающего оптического пучка малы по сравнению с длиной "поверхностной" волны, то в суперпозиции различных компонент отраженного света будет доминировать дифракционный пучок нулевого порядка. В этом случае, во-первых, фаза световой волны оказывается промодулированной по времени с частотой звука и однородной по сечению пучка, а во-вторых, пучок "качается" с частотой звука вокруг направления зеркального отражения.
(рис 13.21) Схема применения лазерного микрофона
На рисунке 13.22. изображена лазерная система акустической разведки SIPE LASER 3-DA SUPER. Источником излучения является гелий-неоновый лазер. В комплект системы помимо источника входят приемник с фильтрацией шумов, две пары телефонов, аккумулятор и штатив. Изменять угол расходимости выходящего пучка позволяет оптическая насадка, высокая стабильность параметров достигается благодаря использованию системы автоматического регулирования. Модель обеспечивает съем речевой информации с оконных рам с двойными стеклами с хорошим качеством на расстоянии до 250 м[13.7].
(рис 13.22) Лазерная акустическая система разведки SIPE LASER 3-DA SUPER
В данной лекции мы рассмотрели большое количество технических средств для ведения акустической разведки: от стандартных микрофонов до лазерных систем акустической разведки. Ценовой диапазон этих устройств достаточно широк – от 30 долларов за мини-диктофон до нескольких десятков тысяч долларов за лазерную систему акустической разведки. Помимо финансовых затрат применение того или иного средства акустической разведки требует от злоумышленника определенного уровня квалификации. Чтобы купить и установить мини-диктофон или микрофон в защищаемом помещении не нужно обладать знаниями о физических принципах его работы и большими деньгами. В то же время лазерная система акустической разведки может стать эффективным средством получения информации только при грамотной эксплуатации. Если же злоумышленник не обладает нужными знаниями, тысячи (а иногда и десятки тысяч) долларов могут быть потрачены впустую. Конечно, выбор того или иного средства для разведки осуществляется прежде всего исходя из ценности добываемой информации. В любом случае специалисту в области защиты информации необходимо знать, какие угрозы съема информации существуют, чтобы организовать защиту с учетом особенностей функционирования и расположения объектов защиты, технических и финансовых возможностей потенциального злоумышленника.
Для получения официальных документов о завершении программы дополнительного профессионального образования (удостоверения о повышении квалификации, дипломов о профессиональной переподготовке и MBA) необходимо предоставить:
Внимание! Вы можете не заказывать доставку бумажной версии официального документы, а скачать его в электронном виде и распечатать самостоятельно. Информация о выданном документе в течение 1 месяца загружается в Федеральную информационную систему «Федеральный реестр сведений о документах об образовании и (или) о квалификации, документах об обучении» - ФИС ФРДО.
Доступ на новый сайт осуществляется с использованием адреса электронной почты, который был указан вами при регистрации на "старом". Мы постарались перенести все ваши данные с прежнего ресурса, однако не исключена вероятность потери части информации.
При возникновении проблемы со входом, воспользуйтесь функцией сброса пароля
Если вы обнаружите несоответствия, пожалуйста, сообщите нам.