Хорев Анатолий Анатольевич, доктор технических наук, профессор
Поэтому при аттестации выделенных помещений проводится контроль ВТСС на подверженность акустоэлектрическим преобразованиям, измеряются параметры побочных электромагнитных излучений (ПЭМИ) ВТСС, а также проводится контроль эффективности средств, используемых для защиты ВТСС.
Проверке на подверженность акустоэлектрическим преобразованиям подлежат все ВТСС, установленные в выделенных помещениях, линии которых имеют выход за пределы контролируемой (охраняемой) зоны (КЗ). К таким ВТСС относятся телефонные аппараты внешних и внутренних систем связи, громкоговорители сетей оповещения, радиотрансляции и т.д.
Измерения параметров побочных электромагнитных излучений проводятся для ВТСС, имеющих в своем составе высокочастотные генераторы (например, радио-, телевизионные приемники и др.).
Контроль эффективности защиты ВТСС осуществляется инструментально-расчетным методом, который реализуется с использованием аттестованной измерительной аппаратуры общего применения.
При проведении контроля осуществляются следующие действия:
* оцениваются наличие и реальные границы КЗ;
* определяются вспомогательные технические средства и системы, имеющие соединительные линии, выходящие за пределы КЗ;
* определяются вспомогательные технические средства и системы, имеющие в своем составе высокочастотные генераторы;
* устанавливаются возможные места установки аппаратуры разведки за границей контролируемой зоны, а также места возможного доступа и подключения к соединительным линиям ВТСС аппаратуры разведки;
* осуществляется выбор аппаратуры контроля (метода контроля) и мест (контрольных точек) ее размещения;
* проводятся необходимые измерения и расчеты;
* оформляются результаты контроля.
Для контроля вспомогательных технических средств на подверженность акустоэлектрическим преобразованиям используется комплект аппаратуры, включающий 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 Г3-112, Г3-11, Г3-120, Г3-122 и др.
Для проведения измерений используются селективные нано- и микровольтметры звукового диапазона частот, а также специальные измерительные низкочастотные усилители типа «Хорда» и «Бумеранг-2Г».
Усилитель специальный низкочастотный измерительный «Хорда» [7] и универсальный полуавтоматический прибор «Бумеранг-2Г» [3] предназначены для измерения напряжения и напряженности электрической и магнитной составляющих синусоидального электромагнитного поля в диапазоне звуковых частот и 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.
В состав усилителя «Хорда» входят измерительный блок, устройство согласующее, трансформатор согласующий, делитель выносной, активная электрическая антенна, активная магнитная антенна, пассивная зондирующая антенна и зарядное устройство.
Измерительный блок предназначен для измерения напряжения сигналов в диапазонах частот:
1 – от 300 до 3400 Гц;
2 – от 300 до 10 000 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.
Устройство согласующее служит для обеспечения симметричного входа прибора при измерении напряжений и имеет коэффициент передачи на частоте 1000 Гц, равный 1 ± 0,05.
Трансформатор согласующий служит для согласования измерительного блока с низкоомными источниками сигналов и имеет коэффициент передачи на частоте 1000 Гц, равный 10 ± 0,5.
Делитель выносной 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 изделия «Бумеранг-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.
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, 1000, 2000 и 4000 Гц в режиме узкой или в режиме широкой полосы. Блок имеет встроенную электрическую (телескопическую) антенну и разъемы для подключения его к проверяемым ВТСС и 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); 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 0,3 до 5 кГц.
Чувствительность измерительного блока в режиме широкой полосы не более 10 мкВ, а в режиме узкой полосы - не более 1 мкВ.
Селективные нано- и микровольтметры предназначены для измерения среднеквадратических значений малых синусоидальных напряжений в селективном и широкополосном режимах работы.
При контроле эффективности защиты ВТСС наиболее широко используются отечественный селективный микровольтметр В6-9 и польские селективные нановольтметры «Unipan-233 (237)» и «Unipan-232В». Их основные характеристики приведены в табл. 4 [4].
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-233В» 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.
Для контроля эффективности защиты ВТСС разработаны и используются специальные программно-аппаратные комплексы типа «Аист» и «Талис». Комплексы позволяют проводить акустоэлектрические измерения в автоматическом режиме.
Программно-аппаратный комплекс «Аист» [6] предназначен для:
* 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:
* 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.
Комплекс «Аист» позволяет генерировать акустические сигналы произвольной формы в диапазоне частот 0 - 30 кГц с амплитудой до ± 10 В и динамическим диапазоном 102 дБ, измерять и анализировать сигналы в диапазоне звуковых частот.
Программно-аппаратный комплекс «Талис» [5] предназначен для автоматизации проведения инструментальных исследований технических средств в целях выявления «опасных» сигналов, возникающих за счет акустоэлектрических преобразований (АЭП), и расчета их характеристик.
В состав комплекса входят:
* комплект измерительных антенн;
* комплект измерительных средств для подключения к проводным линиям;
* канал формирования акустического тест-сигнала;
* блок высокочастотного (ВЧ) канала;
* блок низкочастотного (НЧ) канала;
* блок анализа сигналов;
* управляющая ПЭВМ (ноутбук);
* специальное программное обеспечение.
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 8 (10) кГц, амплитудой до 10-8 В в условиях больших помех;
* проводить многоуровневый корреляционный алгоритм автоматического распознавания сигналов АЭП;
* осуществлять визуализацию «опасных» сигналов АЭП в различном виде (частотный, временной, квадратурный, модуляционный).
1. Измерительный приемник (ИП) готовится к работе и калибруется.
2. Проверяемое техническое средство, линии которого имеют выход за пределы контролируемой зоны, отсоединяется от линейной стороны и подключается к входу измерительного приемника по симметричной схеме (рис. 1).
 |
Рис. 1. Схема подключения измерительного приемника к проверяемому техническому средству
3. Акустическая система (АС) излучателя генератора тестовых акустических сигналов (ГАС) размещается на расстоянии 1 м от проверяемого технического средства и направляется в его в сторону (рис. 2) [1].
 |
Рис. 2. Схема измерительной установки при контроле ВТСС на подверженность акустоэлектрическим преобразованиям
4. В месте размещения ВТСС (на расстоянии 1 м от АС) устанавливается измерительный микрофон шумомера со встроенными октавными фильтрами (рис. 3).
 |
Рис. 3. Схема измерительной установки при настройке акустической системы: М – измерительный микрофон
5. Включается генератор тестового сигнала (ГС) и система звукоусиления. Генератор тестовых сигналов настраивается на среднюю геометрическую частоту 1-й октавной полосы (f1 = 250 Гц).
В соответствии с табл. 2 устанавливается необходимый уровень звукового давления на частоте f1 = 250 Гц:
* 80 дБ при наличии в проверяемом помещении устройств звукоусиления, создающих акустическое поле информативного речевого сигнала;
* 72 дБ при отсутствии в проверяемом помещении устройств звукоусиления.
6. Измерительный прибор настраивается на частоту f1 = 250 Гц по максимуму принимаемого сигнала. При обнаружении контролируемого сигнала определяется его принадлежность проверяемому средству (путем выключения и включения ) и измеряется суммарное напряжение сигнала и шума в линии (Uс+ш).
При этом измерения проводятся как при включенном, так и при выключенном напряжении питания проверяемого технического средства.
7. Генератор тестовых сигналов выключается и измеряется напряжение шума (фона) в линии (Uш). Уровень шума определяется по минимальному показанию приемника, зафиксированному в течение 30 с непрерывного измерения.
8. Рассчитывается отношение сигнал/шум по формуле:
q = Uc / Uш. (2)
9. Далее измерения в соответствии с пп. 5 – 9 повторяются для средних геометрических частот 2 - 5 октавных полос (500; 1000; 2000 и 4000 Гц).
При отсутствии возможности проведения измерений на средних частотах всех октавных полос допускается проводить измерения только на частоте f3 = 1000 Гц.
10. В соответствии с целями защиты информации рассчитывается предельно допустимое отношение сигнал/шум ? [9]:
? = (3,2 + ф-1(Pn)) / (3,16 - ф-1(Pn)), (3)
где –
интеграл вероятности, ?-1(x) – функция, обратная ?(x),
Pn – предельно допустимое значение вероятности правильного обнаружения сигнала средством разведки [9].
Измеренные значения отношения сигнал/шум в каждой октавной полосе qi сравниваются с предельно допустимым значением ?.
При выполнении условия qi ? ? считается, что проверяемое техническое средство не подвержено акустоэлектрическим преобразованиям.
В случае если это условие не выполняется для какой либо i-й частоты, то необходимо определить коэффициент затухания исследуемой линии на этой частоте Кli.
Для определения коэффициента затухания используется схема, приведенная на рис. 4.
 |
Рис. 4. Схема измерения коэффициента затухания исследуемой линии
Измерения сигналов в исследуемых линиях проводятся пробником напряжения, подключенным к входу измерительного приемника.
В точке отключения ВТСС на i-й частоте в исследуемую линию подают сигнал от генератора сигналов и измеряют пробником или с использованием токосъемных клещей напряжение этого сигнала в двух точках: вблизи подачи сигнала в линию в точке Т1 (U1i) и на границе КЗ в точке Т2 (U2i). При отсутствии доступа к линии на границе КЗ допускается измерять U2 в ближайшей к границе КЗ доступной точке.
Уровень подаваемого сигнала в линию подбирается таким образом, чтобы выполнялось условие:
U2i ? 10 U2шi, (4)
где U2шi - напряжение шумов в линии в точке Т2 при отсутствии в линии тестового сигнала.
Коэффициент затухания вычисляется по формуле:
Кli = U1i / U2i. (5)
С учетом коэффициента затухания Кli исследуемой линии на этой частоте отношение сигнал/шум на границе контролируемой зоны qi* будет равно:
qi* = qi / Кli . (6)
Рассчитанные по формуле (6) значения qi* сравнивают с допустимым значением ?.
Проверяемое техническое средство считается защищенным от утечки речевой информации за счет акустоэлектрических преобразований, если qi* ? ?.
Результаты измерений и расчетов оформляются протоколом.
В случае невыполнения данного условия необходимо либо не использовать данное техническое средство в выделенном помещении, либо использовать специальные технические средства для его защиты.
В случае использования пассивных средств защиты ВТСС порядок измерений не отличается от приведенного выше, но при этом измерительный приемник подключается к проверяемому техническому средству через средство защиты.
Если в качестве дополнительной меры защиты информации ВТСС применена система линейного зашумления (СЛЗ), то для расчета отношения сигнал/шум qi* необходимо при включенной СЛЗ произвести измерения в точке Т1 уровней помех на i-х частотах (Uni).
Измерения производят измерительным приемником в режиме среднеквадратичного детектирования. Уровень излучений генератора шума СЛЗ должен превышать уровень помех в линии не менее чем на 3 дБ.
Далее при выключенном генераторе шума производятся измерения и расчет напряжения информативного сигнала в линии (Uc) в соответствии с пп. 1 – 8 и рассчитывается отношение сигнал/шум по формуле:
qni = Uci / Uni. (7)
Рассчитанные по формуле (7) значения qni сравнивают с допустимым значением ?. СЛЗ считается эффективной, если qni ? ?.
Высокочастотное навязывание представляет собой способ получения информации путем подачи высокочастотного сигнала по линиям ВТСС и перехвата высокочастотного сигнала, отраженного от его нелинейных цепей. В основе метода лежит использование физического явления отражения высокочастотных сигналов от несогласованных нагрузок.
Переменными нагрузками являются нелинейные элементы, характеристические сопротивления которых меняются под воздействием проходящих через них информативных сигналов. В цепи тракта опасного сигнала высокочастотный сигнал может проникнуть за счет наличия электрических и магнитных связей этих цепей с цепями, уходящими за пределы КЗ. Отражаясь от нелинейных элементов с меняющимся характеристическим сопротивлением, высокочастотный сигнал модулируется по амплитуде и фазе и направляется обратно в цепь, по которой поступил, а также в любые другие цепи и, кроме того, излучается в пространство. Высокочастотный сигнал, несущий информацию, можно принять с помощью специальных приемников. Навязывание и прием промодулированных информативным сигналом высокочастотных колебаний могут осуществляться как с помощью независимых высокочастотных генераторов и селективных приемников, так и с помощью специально синхронно перестраиваемых приемопередатчиков.
Оценка возможности перехвата речевой информации методом высокочастотного навязывания осуществляется при помощи специальной аппаратуры контроля, в состав которой входят перестраиваемый генератор и измерительный приемник.
Исследования проводятся дискретной перестройкой частоты в диапазоне от 20 – 60 кГц до 30 – 300 МГц, так как эффект высокочастотного навязывания, как правило, обнаруживается не на одной частоте, а в некоторых полосах частот, зависящих от конкретных параметров цепей, по которым распространяются навязываемые и отраженные высокочастотные сигналы. Причем, чем выше частота навязываемого высокочастотного сигнала, тем шире участки диапазона частот, где может проявляться эффект. Рекомендуется использовать следующий шаг перестройки по частоте:
* 25 кГц – в диапазоне до 0,3 МГц;
* 100 кГц – в диапазоне от 0,3 до 1 МГц;
* 250 кГц – в диапазоне от 1 до 30 МГц;
* 1000 кГц – в диапазоне свыше 30 МГц.
Схема измерительной установки при контроле ВТСС на подверженность акустоэлектрическим преобразованиям методом высокочастоного навязывания аналогична приведенной на рис. 5.
 |
Рис. 5. Схема измерительной установки при контроле ВТСС на подверженность акустоэлектрическим преобразованиям методом высокочастоного навязывания
Поиск информативного сигнала проводится путем синхронной перестройки генератора и измерительного приемника в рабочем диапазоне частот. Фактом наличия в исследуемом техническом средстве эффекта высокочастотного навязывания является обнаружение тестового сигнала. Контроль перехватываемого сигнала осуществляется с помощью головных телефонов.
Исследования должны проводиться во всех режимах работы, а также при крайних допустимых значениях напряжения питания исследуемого технического средства в следующем порядке:
* подготовить к работе и откалибровать приборы, входящие в схему исследований;
* подключить схему к выбранной для исследования линии;
* синхронно перестраивать высокочастотный генератор и измерительный приемник.
В случае обнаружения сигнала необходимо убедиться в его принадлежности к тестовому, затем зафиксировать диапазоны, в которых ВТСС оказалось подвержено эффекту навязывания, и частоты зондирующего сигнала. При обнаружении эффекта навязывания необходимо принять меры защиты технического средства.
Типовым средством контроля ВТСС на подверженность акустоэлектрическим преобразованиям методом высокочастоного навязывания является изделие «Арфа» [2].
Изделие «Арфа» является индикаторным прибором для проверки радиоэлектронной аппаратуры, подключаемой к проводным силовым и коммуникационным линиям, на наличие возможных каналов утечки информации под воздействием сигнала высокочастотного навязывания.
В комплект изделия входят:
* изделие «Арфа»;
* сетевой блок питания;
* зарядное устройство;
* комплект аккумуляторов;
* имитатор параметрического микрофона;
* комплект соединительных кабелей;
* наушники;
* активная акустическая колонка;
* комплект документации;
* специальное программное обеспечение.
Основные технические характеристики изделия «Арфа» приведены в табл. 5.
Внешний адаптер подключается к гнезду «DC9V» на задней панели изделия.
Блок управления формирует сигналы для настройки синтезаторов частот изделия и управления регулируемыми усилителями и обеспечивает интерфейс взаимодействия с оператором изделия.
В автоматическом режиме используется тестовый акустический сигнал, формируемый блоком управления и усиленный выносной активной акустической системой.
Регистрации подлежат частотные каналы, на которых было зафиксировано превышение соотношения сигнал/шум над порогом, установленным оператором.
С помощью установленного программного обеспечения блок управления позволяет проводить работу под управлением от ПЭВМ через последовательный интерфейс типа RS-232.
Приемник изделия осуществляет селекцию и амплитудно-фазовую демодуляцию сигнала в линии. Чувствительность приема и уровень сигнала возбуждения определяются коэффициентом усиления соответствующих регулируемых усилителей. Управление изделием производится на основе выбора оператором режимов и параметров в системе вложенных меню. Аппаратура может работать в нескольких режимах. Выбор режима проводится нажатием клавиш на клавиатуре изделия.
Режим «Ручной поиск» обеспечивает работу по исследованию линий непосредственно оператором.
Режим «Автоматический поиск» позволяет автоматически оценить качество сигнала в линии в диапазоне заданных частот при параметрах сигнала возбуждения (мощность сигнала), установленных в режиме ручного поиска.
Режим «Протокол» позволяет работать с протоколом в оперативной или постоянной перепрограммируемой памяти изделия.
Режим «Работа с IBM-PC» выбирается для передачи протокола, находящегося в оперативной памяти ПЭВМ, и проведения исследования полностью под ее управлением.
При подготовке к проведению контроля оператор устанавливает начальную частоту сканирования (кГц), мощность возбуждения (глубина введенного аттенюатора усилителя мощности) (дБ), шаг перестройки по частоте (кГц), время анализа на установленной частоте при автоматической перестройке, относительный уровень усиления низкочастотного тракта.
В начале автоматического сканирования на дисплее частота начнет изменяться на значение шага через заданный интервал времени. При обнаружении отклика значение настроек изделия можно сохранить в протоколе исследования, новые записи добавляются в конец протокола.
При работе изделия в режиме «Автоматический поиск» на дисплее отображаются текущие параметры проведения поиска – частота, качество сигнала отклика и количество обнаруженных каналов. Режим поиска прекратится автоматически по окончании сканирования диапазона или принудительно нажатием клавиши «DEL» оператором. При этом на экране появится информация о результатах поиска.
На прием модулированных сигналов отклика при воздействии ВЧ-навязывания значительно влияет картина распределения стоячих волн в линии связи, что определяет реальную мощность сигнала навязывания и глубину возникающих модуляций. Поэтому уровень демодулированного НЧ-сигнала определяется не только величиной амплитудно-фазовой модуляции в исследуемой радиоаппаратуре, но и разностью фаз сигналов возбуждения линии и сигнала, отраженного от объекта исследования.
Для избежания этого эффекта влияния длинной линии на результаты поиска каналов утечки информации рекомендуется проводить исследование в нескольких точках подключения к линии, отличающихся расстоянием до исследуемого объекта на 1 – 2 м.
Окончание статьи № 3 2007 год
1. Бузов Г.А., Калинин С.В., Кондратьев А.В. Защита от утечки по информации техническим каналам: Учебное пособие. – М.: Горячая линия – Телеком, 2005, с. 416.
2. Изделие «Арфа – автомат». Техническое описание и инструкция по эксплуатации. – М.: Нера – С, 2005, с. 14.
3. Изделие «Бумеранг-2Г». Техническое описание и инструкция по эксплуатации. – Б.м.: Гранит, 1987, с. 28.
4. Контрольно-измерительные приборы. Каталог продукции. – СПб: Веста, 2003.
5. Технические системы обеспечения безопасности. Каталог продукции. – М.: Маском, 2007.
6. Технические системы обеспечения безопасности. Каталог продукции. – М.: Нелк, 2007.
7. Усилитель специальный низкочастотный измерительный. Паспорт. – Б.м.: 1982, с. 90.
8. Хорев А.А., Макаров Ю.К. К оценке эффективности защиты акустической (речевой) информации. / Специальная техника, 2000, № 5, с. 46 – 56.
9. Хорев А.А. Оценка эффективности защиты информации от утечки по техническим каналам. / Специальная техника, 2006, № 6, с. 53 – 61.