Оценка защищенности ТС от утечки речевой информации за счет акустоэлектрических преобразований

3.2.3.1. Проверка защищенности ТС в речевом диапазоне частот. Задача измерений при проверке защищенности ТС, находящихся под механическим воздействием звуков речи, сводится к нахождению коэффициента акустоэлектрических преобразований и определению допустимого акустического давления на исследуемое ТС звуков речи, или к определению необходимых размеров контролируемой зоны относительно ТС. В ходе измерений сравниваются совокупности октавных отношений сигнал/шум по наведенному напряжению в отходящих линиях или напряженности полей в пространстве с нормированными значениями. Либо производится расчет словесной разборчивости в соответствии с методикой изложенной в главе 2.

Определение отношений сигнал/шум производится на линейных разъемах функциональных цепей ТС, при отключенных линейных нагрузках в семи или пяти октавных полосах частот, со среднегеометрическими частотами 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц или 250, 500, 1000, 2000, 4000 Гц соответственно.

В качестве измерителей выбираются приборы с много большим, относительно входного сопротивления со стороны проверяемой линии исследуемого устройств, входным сопротивлением и имеющие входные полосовые фильтры, например, анализатор спектра СК4-56. В качестве дополнительного примера на рис. 3.15 представлен нановольтметр UNIPAN 233 (237), который представляет собой низкочастотный прибор диапазона 1Гц…100 кГц. Позволяет измерять электрические сигналы с напряжением в несколько нановольт.

В качестве формирователей акустического тестового сигнала могут использоваться тональные генераторы типа Г3-109 или генераторы шума типа Г2-58. Иногда предпочтение может отдаваться механическим формирователям тестового сигнала.

По нашему мнению, основное преимущество при использовании механических формирователей тестового сигнала заключается в отсутствии, в момент их работы, электромагнитного излучения в окружающее пространство (в отличие от электродинамического источника тестового сигнала – звуковой колонки). Соответственно в исследуемой линии отсутствуют паразитные наводки, которые могут давать ошибку при измерениях.

Определение допустимой величины давления акустического поля в месте установки технических средств, не содержащих автогенераторы, производится с использованием измерительной установки, изображенной на рис. 3.16.

На исследуемое ТС воздействуют тестовым акустическим сигналом с уровнем достаточным для уверенной регистрации преобразованного в электрический вид информативного сигнала в месте подключения измерительного прибора (ИП).

В проверяемых линиях ТС в каждой i -й октавной полосе измерительным прибором производятся измерения напряжения сигнала при акустическом воздействии , и без акустического воздействия производится измерение сигнала объектовой помехи .

Величина напряжения шума U _шi на разъемах ТС измеряется при полосе пропускания прибора Δ F _пр, отвечающей условию Δ F _пр ≤ Δ F _окт. В случае невыполнения условия, выбирается полоса селективного измерителя ближайшая к Δ F _окт. Реальная величина напряжения шума в i -й октавной полосе рассчитывается по формуле

Напряжение наведенного информативного сигнала в каждой i -й октавной полосе рассчитывается по формуле

Коэффициент акустоэлектрического преобразования ТС рассчитывается по формуле

где – уровень акустического давления тестового сигнала (Па) в месте установки технического средства, контролируется с использованием акустических шумомеров.

Предполагаемое напряжение информативного сигнала после акустоэлектрических преобразований в реальных условиях эксплуатации объекта, исходя из уровня акустического давления Р _{р i} в месте установки ТС, рассчитывается по формуле

Отношение информативный сигнал/шум для реальных условий эксплуатации объекта рассчитывается по формуле

Здесь имеется ввиду, ощущение звуков речи при прослушивании на посту перехвата информации, после преобразования электрических сигналов в акустические.

При превышении словесной разборчивостью нормированного или желаемого значения производится пропорциональное для всех i -х октавных полос уменьшение напряжения до уровня U _{доп. i} и рассчитывается допустимый уровень акустического давления P _{доп. i} в месте установки ТС по формуле

В зависимости от полученного значения P _{доп. i} выбирается место установки (удаленность) ТС относительно источника информативного акустического сигнала (рабочего места пользователя).

В случаях, если измерения проводились непосредственно на объекте (в проверяемом помещении) и разнос ТС от источника звука не представляется удобным для пользователя, можно сделать оценку защищенности ТС с учетом затухания наведенного информативного сигнала при его распространении до границ контролируемой зоны. Именно с этой целью необходимо измерить погонное затухание конкретной (рабочей) линии.

С использованием схемы на рис. 3.17, погонное затухание определяется методом измерения уровней тестового (наведенного или специально созданного) сигнала U _{с.р. i} в двух различно удаленных от ТС точках.

При этом коэффициент погонного затухания K_i рассчитывается по формуле

где 1 U _{с.р. i} – результат измерения в ближней 1-й точке; 2 U _{с.р. i} – результат измерения в дальней 2-й точке; l – расстояние между точками измерения.

Соответственно реальные отношения уровней сигнал/помеха на границе контролируемой зоны (относительно уровней измеренных в помещении) будут определяться простым вычислением по формуле

Таким образом, в расчеты уровня допустимого акустического давления в месте установки ТС вносится дополнительная (объектовая) поправка.

Напряженности электрического и магнитного полей низкой частоты, создаваемые в пространстве окружающем ТС за счет микрофонного эффекта, бывают, как правило, незначительные. При необходимости, измерения производятся по аналогии с линейными измерениями, но с использованием низкочастотных антенн, подключенных на вход измерителя. Расчет ослабления низкочастотного поля излучения до границы контролируемой зоны производится в соответствии с методикой, изложенной в следующем разделе.

3.2.3.2. Измерения и расчет параметров модулированных высокочастотных колебаний ТС. Задача измерений в радиодиапазоне в первом случае сводится к определению коэффициентов модуляций побочных линейных сигналов или излучений, возникающих при работе различных генераторов, входящих в состав ТС, или из-за паразитных генераций в электронных схемах ТС. Далее производится расчет допустимого уровня акустического давления речевого сигнала в месте установки ТС, когда обеспечивается невозможность восстановления из модулированного колебания информативного сигнала.

Задача измерений в радиодиапазоне во втором случае сводится к определению отношений модулированный сигнал (излучение)/шум на границе контролируемой зоны. Далее делается вывод о защищенности ТС, либо производится расчет дополнительно необходимых размеров контролируемой зоны, когда обеспечивается невозможность восстановления информативного сигнала из смеси сигнала и помехи

В качестве измерителей используются селективные микровольтметры и анализаторы спектра, или измерительные комплексы, по примеру приведенных на рис. 3.18.

Селективный микровольтметр SMV-11 позволяет проводить измерения радиосигналов в пространстве и в проводных линиях в диапазоне частот 9кГц…30 МГц. Чувствительность по входу приемника – не менее 0,1 мкВ. Имеет встроенный амплитудный детектор, с возможностью прослушивания информативного сигнала на головные телефоны.

Селективный микровольтметр SMV-8 позволяет проводить измерения радиосигналов в пространстве и в проводных линиях в диапазоне частот 20…1000 МГ при чувствительности измерительного приемника не менее 1 мкВ. Имеет встроенные частотный и амплитудный детекторы. Реализует удобный компенсационный метод измерения пиковых значений импульсных сигналов.

Автоматизированный комплекс «Сигурд» использует оригинальный корреляционный алгоритм распознавания сигналов по реальному или синтезированному образу, обеспечивает расчет результатов без участия оператора. Базовыми измерителями являются высокочастотные анализаторы спектра типа СК4-56, СК4-83, «Белан» и другие.

Методика измерения опасных излучений и наводок в радиодиапазоне предусматривает активное акустическое воздействие тональным, с частотой 1000 Гц, или шумовым звуком, посредством акустического излучателя, на ТС, которое предполагается к установке в непосредственной близости от источника информативного речевого сигнала (человека). Уровень акустического тестового сигнала устанавливается исходя из реальных условий размещения ТС на защищаемом объекте. Так, например, если при воздействии на ТС тестовым сигналом с уровнем 1 Па (94 дБ) модуляций не обнаружено, можно уверенно заключить, что утечка информации будет исключена при установке ТС на расстоянии 1 метр от рабочего места. Уровень звука для громкого разговора на расстоянии 1 метр не будет превышать 0,1 Па (74 дБ).

Для анализа структуры модулированного сигнала и расчета коэффициентов модуляции к выходу промежуточной частоты (ПЧ) измерительного приемника подключают анализатор спектра (АС) или осциллограф, в соответствии со схемой на рис. 3.19.

Представленной установкой производится измерение побочных излучений в пространстве. При наличии функциональных цепей ТС, имеющих выход за пределы контролируемой зоны, а также для измерений по цепям питания, измерительный прибор (ИП) подключается к указанным цепям непосредственно или через поставляемые в комплекте с ИП переходные устройства.

На рис. 3.20 приведены примеры осциллограмм и спектрограмм для типичных случаев с амплитудной и частотной модуляцией В автоматизированных измерительных комплексах осциллограммы и спектрограммы излучений и (или) линейных сигналов выводятся на экран монитора.

При наличии в измерительном приемнике встроенного амплитудного и частотного детекторов, оценка возможности выделения из модулированного сигнала или излучения речи может производиться оператором на слух.

.

Если имеется необходимость сравнения коэффициентов модуляции с нормированными значениями, их расчеты производятся в соответствии с типовыми методиками измерений. Так, например, из осциллограммы и спектрограммы амплитудно-модулированного колебания коэффициент амплитудной модуляции вычисляется по формулам М=Δ U/U, или М= 2U_б/U _н, по обозначенным на рис. 3.21 значениям:

Индекс модуляции измеряется при одинаковом уровне опасного сигнала при приеме первой и второй гармоники. Если произошло удвоение индекса модуляции, то модуляция – частотная, если нет, то амплитудная.

В случаях, когда содержание разговоров из сигналов побочных излучений модулированных речью реально восстанавливается, а схемно-техническими методами устранить излучения или их модуляцию не удается, используется метод, при котором эффективность защиты ТС определяется через соотношение напряженность поля информативного сигнала/напряженность поля объектового шума на границе контролируемой зоны объекта.

Считается, что эффективность защиты ТС на каждой i -й частоте побочного излучения информативного сигнала обеспечивается, если на границе контролируемой зоны уровень излучения в полосе огибающей речевого сигнала будет приближен к уровню шума.

Поле электромагнитного излучения описывается электрической E (В/м) и магнитной H (А/м) составляющими, которые в зоне свободного распространения (дальняя зона) связанны волновым сопротивлением свободного пространства Z₀ = E / H = 377 Ом.

Зависимость напряженности электромагнитного поля от расстояния описывается аппроксимирующей кривой типа 1/τ ⁿ.

Напряженности электрических E ₁ и E ₂ и магнитных H ₁ и H ₂ составляющих электромагнитного поля на расстояниях R ₁ и R ₂ от излучателя соответственно связаны соотношением

где степень n, описывающая закон убывания поля, для общего случая можно определить через измерения напряженности полей в двух точках по формулам

Зная параметр n можно рассчитать составляющие напряженности поля ПЭМИ для i -й частоты на границе заданной контролируемой зоны с заданным радиусом R _к.з. по формулам

Если расчеты производятся относительно заданных (нормированных) значений E _{к.з. i} и H _{к.з. i} радиус требуемой контролируемой зоны рассчитывается по формулам

Когда свойства излучающих цепей, по излучающим характеристикам, приближаются к свойствам вибраторов (преобладает электрическая составляющая поля), то для ближней зоны излучения принимается n_Е = 3 и n_H = 2;.для промежуточной зоны излучения принимается n_Е =2 и n_H = 2, а.для дальней зоны излучения принимается. n_Е = n_H = 1.

Когда свойства излучающих цепей приближаются к свойствам рамки с током (преобладает магнитная составляющая поля), указанные значения коэффициентов n меняются местами.

Первоначально проверяются ТС имеющиеся радиопередатчики, затем проверяются все электронные средства, содержащие в своем составе автогенераторы. Масштабы проверки по частотному диапазону определяются тем, что диапазон возможных излучений РЭС примерно в два раза превышает рабочий диапазон активных радиоэлементов электронных схем.

3.2.3..3 Измерение и расчет параметров модулированных высокочастотных сигналов «навязывания». Методы измерения и расчета параметров отражаемых от ТС сигналов полностью идентичны методам измерения и расчета параметров модулированных высокочастотных колебаний, возникающих при работе генераторов технических средств, изложенным выше.

Суть проверки защищенности ТС от высокочастотного «навязывания» заключается в том, что при отсутствии в электронных схемах ТС автогенераторов процесс переизлучения модулированных высокочастотных колебаний информативным речевым сигналом быть активирован «со стороны». По схеме представленной на рис. 3.22 высокочастотные колебания привносятся в схему ТС от внешнего генератора, или активатора (источника высокочастотного сигнала навязывания).

В качестве измерителей используются приемники, имеющие, как правило, встроенные синхронные генераторы (СГ) (те же приемники типа SMV –11 и SMV –8, или специализированные изделия типа «Ожерелье»). Модуляция также может быть выявлена и оценена на слух оператором, с использованием простейших амплитудного и частотного детекторов.