Проектирование систем защиты акустической речевой информации

В данной статье кратко изложены этапы проектирования системы защиты акустической речевой информации, которые включают в себя:

1) предпроектную стадию, включающую обследование объекта информатизации, проведение инструментальных измерений и расчётов, разработку технического задания на создание системы защиты акустической речевой информации;

2) стадию разработки проектов.

Проведение инструментальных измерений на предпроектной стадии вызвана необходимостью оценки достаточности звукоизолирующих свойств ограждающих конструкций защищаемого помещения.

В акустическом канале утечки носителем информации от источника к несанкционированному получателю является акустическая волна в атмосфере, воде и твердой среде. Структура акустического канала утечки информации  приведена на рисунке 1.

Рис. 1. Структура акустического канала утечки информации.

Источники акустического сигнала характеризуются: диапазоном частот, мощностью излучения в Вт, интенсивностью излучения в Вт/м² — мощностью акустической волны, прошедшей через перпендикулярную поверхность площадью 1 м², громкостью звука в дБ, измеряемой как десятичный логарифм отношения интенсивности звука к интенсивности звука порога слышимости. Порог слышимости соответствует мощности звука 10^-12 Вт или звуковому давлению на барабанную перепонку уха человека 2*10^-5 Па.

Среда распространения носителя информации от источника к приемнику может быть однородной (воздух, вода) и неоднородной, образованной последовательными участками различных физических сред: воздуха, древесины дверей, стекол окон, бетона или кирпича стен, различными по­родами земной поверхности и т. д. Но и в однородной среде ее параметры не постоянные, а могут существенно отличаться в разных точках пространства.

Акустические волны как носители информации характеризуются следующими показателями и свойствами:

• скоростью распространения носителя;
• величиной (коэффициентом) затухания или поглощения;
• условиями распространения акустической волны.

По мере распространения в любой среде звуковые волны затухают. При этом величина затухания зависит от длины акустической волны. С увеличением частоты величина затухания быстро возрастает, поэтому при постоянной мощности излучения дальность распространения с ростом частоты падает. При распространении акустической волны в среде распространения траектория луча изменяется в результате отражений и дифракции.

Когда звук переходит из одной среды в другую, он частично отражается от границы между двумя средами. Доля отраженного звука зависит от соотношения плотностей поверхностей сред. В случае падения звука из воздуха на твердые или жидкие поверхности или наоборот звук отражается почти полностью. Например, когда звук попадает в воду из воздуха или из воды в воздух, то только малая часть звуковой волны проходит в новую среду, а большая ее часть отражается от границы сред.

За счет многократных переотражений в замкнутой среде распространения, например, в закрытом помещении возникает остаточное звучание — реверберация, сохраняющееся после прекращения действия источника звука. Чем больше размеры помещения и меньше коэффициент поглощения ограждающих поверхностей, тем больше время реверберации.

Акустические шумы и помехи вызываются многочисленными источниками — автомобильным транспортом, ветром, техническими средствами в помещениях, разговорами в помещениях и т. п. Уровни шумов изменяются в течение суток, дней недели, зависят от погодных условий. Ночью и в выходные дни помехи меньше. Средние значения акустических шумов на улице составляют 60-75 дБ в зависимости от интенсивности движения автомашин в районе расположения здания. Уровень шумов в помещениях по существующим нормам не должен превышать 50 дБ. В трубопроводах отопления помехи изменяются от 10-15 дБ в отсутствие воды и 15-20 дБ при ее наличии.

При утечке акустической информации через вентиляционные воздухопроводы они ослабевают из-за изменения их сечения, поглощений в изгибах. Затухание в прямых металлических воздуховодах составляет 0.15 дБ/м, в неметаллических — 0.2-0.3 дБ/м. При изгибах затухание достигает 3-7 дБ (на один изгиб), при изменениях сечения — 1-3 дБ. Ослабление сигнала на выходе из воздуховода помещения составляет 10-16 дБ.

Усиления звукоизоляции помещений можно достичь с помощью установки тамбура с двойными дверями, дополнительного слоя остекления рам в оконных проемах, уплотнительных прокладок в дверных и оконных притворах и применения надежных шумопоглотителей для вентиляционных отверстий. Конструкции стыков между ограждениями должны обеспечивать надежную звукоизоляцию и не допускать в них щелей и трещин.

Акустическая волна в отличии от электромагнитной в значительно большей степени поглощается в среде распространения. Поэтому дальность акустического канала утечки информации, в особенности от такого маломощного источника как человек, мала и, как пра­вило, не обеспечивает возможность ее съема за пределами территории предприятия. Речь человека при обычной громкости может быть непосредственно подслушана злоумышленником на удалении единиц и в редких случаях — десятков метров, что, естественно, крайне мало.

С целью повышения дальности добывания речевой информации применяются составные каналы утечки информа­ции: электроакустические, параметрические, вибрационные, оптико-электронный. Обобщённая структура канала утечки информации  приведена на рисунке 2.

Рис. 2. Обобщённая структура канала утечки информации.

Проблема защиты акустической речевой информации решается комплексно с применением различного рода мероприятий, в том числе и с использованием технических средств. Важным этапом в деятельности по  обеспечению информационной безопасности является проектирование систем защиты акустической речевой информации. Это позволяет всесторонне учитывать особенности защищаемых объектов, экономить материальные и финансовые средства при развёртывании систем защиты и в особенности их дальнейшей эксплуатации. Простейший пример, даже при элементарном косметическом ремонте объектов информатизации отсутствие схем прокладки линий электропитания или передачи данных к акустическим и виброакустическим излучателям часто приводит к нарушению функционирования систем защиты.

В случае, если пассивным (строительным) методом достижение требуемой звукоизоляции невозможно или экономически нецелесообразно следует применять активный метод защиты — метод акустического маскирующего зашумления. Основным преимуществом акустического маскирующего зашумления, в сравнении со строительным методом, является возможность его быстрой и сравнительно дешевой реализации.

При проведении нами аттестации помещений по требованиям безопасности информации в редких случаях собственником объекта информатизации на испытания представлялась проектная документация. Из опыта проектирования и развёртывания систем защиты акустической речевой информации установлено, что разработка проектной документации не увеличивает стоимость комплекса работ по защите информации. Это обусловлено комплексным подходом и более эффективным выбором методов и способов  к защите акустической речевой информации при проектировании. Что, собственно, и очевидно.

Минимальный набор документов, который должен, на наш взгляд, войти в проектную документацию следующий:

• Спецификация оборудования.
• Ведомость документов
• Пояснительная записка.
• Руководство по эксплуатации на систему защиты акустической речевой информации.
• Альбом схем.
• Уровни маскирующего сигнала генераторов-излучателей для различных режимов эксплуатации объекта информатизации.

Пояснительная записка содержит общие сведения об объекте, описание и условия его функционирования, основные технические решения и обоснование выбранных технических средств защиты информации, функции и задачи, решаемые системой защиты речевой информации.

В Руководстве по эксплуатации систему защиты акустической речевой информации отмечаются технические характеристики системы, условия и порядок эксплуатации, а так же ограничения функционирования.

Альбом схем включает в себя рабочие чертежи, планы размещения средств защиты информации, а так же спецификацию установленного оборудования с установленными настройками.

При проектировании  мы, как правило, используем технические средства защиты, позволяющие:

• применение цифровых формирователей шума;
• централизованное управление излучателями шума;
• быструю перенастройку уровней шума излучателей в соответствии установленными конфигурациями при проведении инструментальных измерений;
• включение средств защиты акустической речевой информации в единую систему управления комплексной системой защиты информации от утечки по техническим каналам;
• использование минимального пробега проводных линий электропитания и передачи данных.

При проектировании необходимо использовать сертифицированные средства акустической защиты.

 

На нашем сайте Вы можете изучить примеры некоторых документов проекта по защите акустической речевой информации на объекте информатизации.

 

Ознакомьтесь с презентацией, посвященной технической защите акустической информации.