Огляд технічних засобів акустичного захисту

     3) можливе перехоплення (підслуховування) телефонних розмов шляхом гальванічного або через індукційний датчик підключення до телефонної лінії закладок (телефонних ретрансляторів), диктофонів і інших засобів несанкціонованого знімання інформації. Телефонний апарат має декілька елементів, здатних перетворювати акустичні коливання в електричні сигнали (мікрофонний ефект). До них відносяться ланцюг дзвінка, телефонний і, звичайно, мікрофонний капсулі. За рахунок електроакустичних перетворень в цих елементах виникають інформаційні (небезпечні) сигнали. При встановленій трубці телефонний і мікрофонний капсулі гальванічно відключені від телефонної лінії і при підключенні до неї спеціальних високочутливих низькочастотних підсилювачів можливе перехоплення небезпечних сигналів, що виникають в елементах тільки ланцюга дзвінка. Амплітуда цих небезпечних сигналів, як правило, не перевищує часток мВ. При використовуванні для знімання інформації методу «високочастот-ного нав'язування», не дивлячись на гальванічне відключення мікрофону від телефонної лінії, сигнал нав'язування завдяки високій частоті проходить в мікрофонний ланцюг і модулюється по амплітуді інформаційним сигналом. Отже, в телефонному апараті необхідно захищати як ланцюг дзвінка, так і ланцюг мікрофону. Для недопущення несанкціонованого використовування ТЛ застосовуються наступні технічні способи (ТС):

• застосування пасивних ТС захисти: сигналізаторів підключення, обриву ліні, лічильників часу розмови, у тому числі по межгороду;

• застосування активних ТС захисти: пристрої захисту від паралельного підключення, блокує виходу на міжмісські, пристрої кодування доступу до телефонної лінії, пристрої активного маскування інформації і ін. 

Захист мовної інформації в IP телефонії

В IP-телефонії існують два основні способи передачі пакетів з мовною інформацією по сіті: через сіть Інтернет і через корпоративні сіті + виділені канали. Між цими способами мало відмінностей, проте в другому випадку гарантується краща якість звуку і невелика фіксована затримка пакетів мовної інформації при їх передачі по IP-сіті. Для захисту мовної інформації, передаваної в IP-сітях, застосовуються криптографічні алгоритми шифрування початкових пакетів і повідомлень, які дозволяють забезпечити гарантовану стійкість IP-телефонії. Існують ефективні реалізовані на ПЕОМ криптографічні алгоритми, які при використовуванні 256-бітових секретних і 1024-бітових відкритих ключів шифрування (наприклад, по ГОСТ 28147–89) практично роблять неможливим дешифровку мовного пакету. Проте при використовуванні в IP-телефонії таких алгоритмів слід враховувати декілька важливих чинників, які можуть звести нанівець можливості багатьох сучасних засобів криптографічного захисту інформації. Для забезпечення прийнятної якості звуку на приймальній стороні при передачі мовних пакетів в IP-сіті затримка в їх доставці від приймальної сторони не повинна перевищувати 250 мс. Для зменшення затримки оцифрований мовний сигнал стискають, а потім зашифровують з використанням алгоритмів потокового шифрування і протоколів передачі в IP сіті.

Іншою проблемою захищеної IP телефонії є обмін криптографічними ключами шифрування між абонентами сіті. Як правило, використовуються криптографічні протоколи з відкритим ключем із застосуванням протоколу Діффі-Хеллмана, який не дає тому, хто перехоплює розмову, отримати яку-небудь корисну інформацію про ключі і в той же час дозволяє сторонам обмінятися інформацією для формування загального сеансового ключа. Цей ключ застосовується для зашифровуваної і розшифровки мовного потоку. Для того, щоб звести до мінімуму можливість перехоплення ключів шифрування, використовуються різні технології аутентифікації абонентів і ключів. Всі криптографічні протоколи і протокол стиснення мовного потоку вибираються програмами IP телефонії динамічно і непомітно для користувача, надаючи йому природний інтерфейс, подібний звичайному телефону. Реалізація ефективних криптографічних алгоритмів і забезпечення якості звуку вимагають значних обчислювальних ресурсів. В більшості випадків ці вимоги виконуються при використовуванні достатньо могутніх і продуктивних комп'ютерів, які, як правило, не уміщаються в корпусі телефонного апарату.

     Але міжкомп'ютерний обмін мовною інформацією не завжди влаштовує користувачів IP телефонії. Набагато зручніше використовувати невеликій, а краще мобільний апарат IP телефонії. Такі апарати вже з'явилися, хоча вони забезпечують стійкість шифрування мовного потоку значно нижче, ніж комп'ютерні системи IP телефонії. В таких телефонних апаратах для стиснення мовного сигналу використовується алгоритм GSM, а шифрування здійснюється по протоколу Wireless Transport Layer Security (WTLS), який є частиною протоколу Wireless Application Protocol (WAP), реалізованого в сітях мобільного зв'язку. За прогнозами експертів, майбутнє саме за такими телефонними апаратами: невеликими, мобільними, надійними, мають гарантовану стійкість захисту мовної інформації і високу якість звуку.

Акустичні канали витоку інформації.

Для людини слух є другим за інформативності після зору. Тому одним з досить поширених каналів витоку інформації є акустичний канал. Технічний канал витоку акустичної інформації являє собою сукупність джерела акустичної інформації, середовища розповсюдження (повітря, вода, земля, будівельні та інші конструкції) та технічних засобів розвідки. 
Джерела акустичних коливань розділяють на: 
первинні - механічні коливальні системи, наприклад, органи мовлення людини, музичні інструменти, струни, звуки працюючої техніки; 
вторинні - електроакустичні перетворювачі - пристрої для перетворення акустичних коливань в електричні і назад (п'єзоелементи, мікрофони, телефони, гучномовці та ін) і технічні пристрої в яких ці перетворювачі використовуються. 
В акустичних каналах витоку інформації технічними, демаскуючих (розвідувальним) ознакою об'єктів захисту- є акустичні (звукові) хвилі. 
Такі канали витоку інформації характерні для акустичної мовної розвідки (для перехоплення мовної інформації з місць комунікативної діяльності людини) та акустичної сигнальної розвідки (для отримання розвідданих про акустичні "портретах" різних технічних пристроїв, роботі яких супроводжують акустичні поля). 

     У акустичному каналі переносником інформації виступає звук, що лежить у смузі ультра (більше 20 000 Гц), чутного і інфразвукового діапазонів. Діапазон звукових частот, чутних людиною, лежить в межах від 16 до 20 000 Гц, і що містяться в людської мови - від 100 до 6000 Гц. Коли в повітрі поширюється акустична хвиля, частинки повітря набувають коливальні рухи, передаючи коливальну енергію один одному. Якщо на шляху звуку немає перешкоди, він поширюється рівномірно в усі сторони. Якщо ж на шляху звукової хвилі виникають будь-які перешкоди у вигляді перегородок, стін, вікон, дверей, стель і т. п., звукові хвилі надають на них відповідний тиск, приводячи їх також у коливальний режим. Ці дії звукових хвиль і є однією з основних причин утворення акустичного каналу витоку інформації. Розрізняють певні особливості поширення звукових хвиль в залежності від середовища. Це пряме розповсюдження звуку в повітряному просторі, поширення звуку в жорстких середовищах (структурний звук) (рис. 43). Крім того, вплив звукового тиску на елементи конструкції будівель і приміщень викликає їх вібрацію. У вільному повітряному просторі акустичні канали утворюються в приміщеннях при веденні переговорів у разі відкритих дверей, вікон, кватирок. Крім того, такі канали утворюються системою повітряної вентиляції приміщень. У цьому випадку освіта каналів істотно залежить від геометричних розмірів і форми повітроводів, акустичних характеристик фасонних елементів засувок і подібних елементів. Під структурним звуком розуміють механічні коливання у твердих середовищах. Механічні коливання стін, перекриттів або трубопроводів, що виникають в одному місці, передаються на значні відстані майже не затухаючи. Небезпека такого каналу витоку складається в неконтрольованій дальності поширення звуку. На рис. 44 представлена ​​схема акустичних та вібраційних каналів витоку інформації, що наочно показує, як розподіляються акустичні коливання і структурний звук в жорстких середовищах, в металевих конструкціях хвилеводу та інших елементах будівель і споруд. Перетворювальний, а точніше,акусто-перетворювальний канал - це зміна тих чи інших сигналів, електронних схем під впливом акустичних полів. На практиці таке явище прийнято називати мікрофонним ефектом.

     Мікрофонний ефект - поява в ланцюгах радіоелектронної апаратури сторонніх (паразитних) електричних сигналів, обумовлених механічними впливами (звуком, струсами, вібраціями і т.п.). Свою назву мікрофонний ефект отримав за аналогією з відповідними процесами, що відбуваються в мікрофоні. Найбільш сильно мікрофонний ефект проявляється при роботі електронних приладів (у підсилювачах електричних коливань звукових частот, супергетеродинних приймачах і т.п.

Технічний канал  витоку акустичної інформації являє  собою сукупність джерела акустичної інформації, середовища розповсюдження (повітря, вода, земля, будівельні та інші конструкції) та технічних засобів розвідки. 
Джерела акустичних коливань розділяють на: 
первинні - механічні коливальні системи, наприклад, органи мовлення людини, музичні інструменти, струни, звуки працюючої техніки; 
вторинні - електроакустичні перетворювачі - пристрої для перетворення акустичних коливань в електричні і назад (п'єзоелементи, мікрофони, телефони, гучномовці та ін) і технічні пристрої в яких ці перетворювачі використовуються. 
В акустичних каналах витоку інформації технічними демаскуючих (розвідувальним) ознакою об'єктів захисту є акустичні (звукові) хвилі. 
Такі канали витоку інформації характерні для акустичної мовної розвідки (для перехоплення мовної інформації з місць комунікативної діяльності людини) та акустичної сигнальної розвідки (для отримання розвідданих про акустичні "портретах" різних технічних пристроїв, роботі яких супроводжують акустичні поля). При організації захисту акустичної (мовної) інформації необхідно враховувати можливість її витоку з систем звукопідсилення, магнітної звукозапису, при передачі по каналах зв'язку, систем звукового супроводу кінофільмів і т.п. Витік акустичної інформації може статися із-за дії акустичного сигналу на елементи тракту радіоелектронних систем - конденсатори, котушки індуктивності, елементи телефонного апарату, вторинних годин і т.п. У цьому випадку перетворений в електричний інформаційний акустичний сигнал може поширюватися на великі відстані (ріс.4г). Середа - "повітря - електроакустичний перетворювач - повітря (або струмопровідні ланцюга)". TCP - приймач електричних сигналів або електромагнітних хвиль (електроакустичний канал).

Акустоелектричний перетворювач

Акустоелектричний перетворювач - пристрій, що перетворює електро-магнітну енергію в енергію пружних хвиль в середовищі і назад. Залежно від напрямку перетворення розрізняють електроакустичні перетворювачі- випромінювачі і -приймачі.

   Електроакустичний перетворювач-приймач характеризується чутливістю в режимі холостого ходу Y = U '/ P і внутрішнім опором. По виду частотної залежності U '/ Р розрізняють широкосмугові і резонансні приймачі акустичного випромінювання. 
   Електроакустичний перетворювач-випромінювач характеризується: 
чутливістю, рівної відношенню Р на певній відстані від випромінювача на осі характеристики спрямованості до U або I; та внутрішнім опором, що представляє собою навантаження для джерела електричної енергії.

  З навколишніх нас пристроїв найбільш відомі такі електроакустичні перетворювачі як системи звукового мовлення, телефони, з акусто-електричних - мікрофони. Слід враховувати, що в більшості електроакустичних перетворювачів має місце подвійне перетворення енергії - електромеханічне, в результаті якого електрична енергія, що підводиться до перетворювача переходить в енергію коливань механічної системи (наприклад, дифузор динаміка), коливання якої і створює в середовищі звукове поле.

     Конструкції акусто-електричних перетворювачів істотно залежать від їх призначення та застосування і тому дуже різноманітні. 
До акусто-електричних перетворювачів меже бути віднесено досить широке коло оточуючих нас приладів, елементів різних електричних мереж, ліній зв'язку та управління, тощо.

     Можливі напрямки захисту акустичної інформації від витоку через канали, утворені акусто-перетворювальними елементами. Для придушення акусто-перетворювального каналу-витоку можуть бути використані організаційно-технічні і технічні способи захисту. 
Організаційно-технічні заходи націлені на оперативне вирішення питань захисту конфіденційної акустичної інформації найбільш простими засобами і організаційними заходами обмежувального характеру, що регламентують порядок користування технічними засобами, що перебувають у виділених приміщеннях. Зокрема, при проведенні таких захисних заходів доцільно визначити ті технічні засоби, які можуть послужити джерелом акусто-електричного каналу витоку інформації. Ними можуть бути: 
  1.  телефонні апарати (міський і внутрішнього зв'язку); 
  2. системи провідний радіотрансляційної мережі; 
  3. приймальні та телевізійні системи; 
  4. системи звукозапису; 
  5. внутрішня службова зв'язок, переговорні пристрої типу "директор-секретар"; 
  6. системи охоронної сигналізації; 
  7. системи звукової сигналізації; 
  8. системи електрочасофікації і т.п. 
Проведення таких захисних заходів спрямовано також на виключення з приміщення, що захищається всіх технічних засобів, наявність яких не викликано виробничою необхідністю. На етапі організаційно-технічних заходів щодо захисту від акусто-перетворювальних каналів витоку інформації можуть бути вжиті заходи обмежувального характеру, що регламентують порядок користування технічними засобами, наприклад, відключення акустоперетворювальних елементів від провідних систем або відключення таких систем, що мають у своєму складі такі елементи. 
Наприклад, відключення дзвінкових ланцюгів телефонних апаратів (всього телефонного апарату), вимкнення радіоприймальних і телевізійних пристроїв, систем радіотрансляційної мережі тощо на період проведення конфіденційних заходів. 
Визначення контрольованої зони на цьому етапі дозволяє виділити найбільш небезпечні з точки зору витоку інформації пристрою і звернути на них особливу увагу і першочергову захист технічними засобами захисту. 
        Стосовно до акусто-електричного каналу витоку інформації необхідна зона може бути значною, тому що необхідно враховувати можливість витоку перетвореної інформації як по провідних каналах, так і по радіоканалу. 
Встановлення такої контрольованої великої зони можливо тільки для підприємств з досить великою територією і потужними службами безпеки. 
Проведення подібних заходів спрямоване також на виключення з виділеного приміщення всіх технічних засобів, наявність яких не викликано виробничою необхідністю. Використання пристроїв захисту проводиться на етапі технічних заходів. 
Технічні заходи щодо інженерно-технічного захисту інформації передбачають блокування каналів можливого витоку інформації за допомогою інженерних конструкцій, що зменшують величину небезпечного акустичного сигналу, що впливає на акусто-перетворювальний елемент, або зменшення величини перетвореного в електромагнітний інформативного сигналу. 
Можливо також підвищення рівня шумового сигналу, що забезпечує умови придушення інформативного акустичного, або перетвореного сигналу. 
Як видно з аналізу можливих механізмів створення акустоперетворювальних каналів витоку інформації, захист від витоку подібним каналам можлива: 
а) пониженням потужності інформативного акустичного каналу (Ріа), що впливає на акустоперетворювальний елемент до рівня, коли перетворений в електричний інформативний сигнал не може бути перехоплений TCP, тобто використання способів і методів пасивного акустичного захисту: 
(Uісел / Uш)> = (Uc / Uш) перед 
б) зниженням потужності (напруги) перетвореного в електричний інформативного сигналу (Pісел) або підвищенням рівня шуму (Pш) в лінії до рівня, при якому співвідношення цього сигналу за напругою (потужності) до шумів в лінії прийому стане меншим, ніж необхідне співвідношення для прийому сигналу TCP (як у розділі "а"); 
в) зменшенням (в тих випадках, коли це можливо) коефіцієнта передачі акусто-електричного перетворювача до величини, при якій перетворений електричний сигнал не може бути перехоплений відповідним TCP (тобто також виконується умова, як у розділі "а"); 
г) пониженням потужності перетвореного в радіосигнал інформативного акустичного сигналу (наприклад, екрануванням) чи придушення цього сигналу (зашумлення). 
Таким чином можливі напрямки захисту з використанням як пасивних, так і активних (і комбінованих) способів захисту акустичної інформації від витоку через кола з акустоперетворювальними елементами. 
Слід зазначити, що в ряді випадків, коли інформативний акустичний сигнал перетвориться в радіосигнал, обмежуються і можливі способи захисту.