Букало Максим Николаевич

1. Актуальность темы

Актуальность данного вопроса состоит в том, что в настоящее время остро стоит задача обеспечения защиты переговоров от скрытой записи электронными средствами регистрации. Сегодня приобретение и использование скрытых средств передачи информации по радиоканалу резко ограничено законодательством. В этой ситуации дешевым, простым в эксплуатации и законным способом регистрации речевой информации является применение диктофонов. Этот класс аппаратуры (в связи с бурным развитием электроники) стал сверхминиатюрным по размерам и позволяет производить записи больших объемов информации.

В настоящее время для защиты объекта от утечки информации предлагается большое количество моделей подавителей электронных устройств записи речевой информации, которые отличаются различными значениями их характеристик. Это приводит к сложности выбора оптимального метода подавления. Поэтому для решения этой проблемы необходимо предложить оптимальный метод, который позволит комплексно учитывать определяющие характеристики моделей подавителей электронных устройств перехвата речевой информации.

2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты

Исследование и выбор наиболее эффективных технических решений подавления электронных устройств перехвата и записи речевой информации.

Основные задачи исследования:

1. Исследование механизмов перехвата речевой информации.
2. Анализ методов и исследование механизмов подавления.
3. Выделение наиболее эффективного метода подавления записывающих устройств.
4. На основе выбранного метода предложить модель будущего устройства.

Объект исследования: электронные устройства перехвата речевой информации.

Предмет исследования: методы подавления электронных устройств перехвата и записи речевой информации.

3. Обзор исследований и разработок

Исследуемая тема является популярной как в международном научном сообществе, так и в локальном. Об этом свидетельствует большое количество исследований и разработок.

На данный момент существует большое число работ в области защиты информации. К ним можно отнести работы ряда ученых: Гарсиа М., 2003; Джексон Р.Г., 2007; Кадио Э.,2001; Фрайден Дж.,В., 2005; Зайцева А.П., 2009; Хорева А.А., 2000; Халяпина Д.Б., 2003; Торокина А.А., 2005; Каторина Ю.Ф., 2012; Воронова В.А., 2010; Козлачков С.Б., 2013; Филипов Д.Л., 2015 и др. в которых представлено о механизмах преобразования речевой информации в другие виды сигналов, связанные с ее перехватом по техническим каналам, о процессах подавления и противодействия утечек по речевому каналу.

В работе [1] предложен эффективный способом защиты речевой информации от ее перехвата техническими средствами — подавление приемных устройств этих средств активными электромагнитными помехами. Принцип действия этих устройств основан на генерации мощных импульсных высокочастотных шумовых сигналов. Излучаемые направленными антеннами сигналы помехи, воздействуя на элементы электронной схемы диктофона (в частности, усилитель низкой частоты), вызывают в них наводки шумовых сигналов. Вследствие этого одновременно с информационным сигналом (речью) осуществляется запись и детектированного шумового сигнала, что приводит к значительному искажению первого.

В работе [2] предложена акустическая система адаптивного подавления информационного сигнала. Принцип работы системы заключается в том, чтобы в пределах охранной зоны с помощью компенсирующих акустических систем создать область, в пределах которой уровень звука либо отсутствует, либо значительно ослабляется, либо искажается до неразборчивого состояния.

В работе [3] рассмотрен эффективный ультразвуковой излучатель для использования в системе защиты помещений от утечки речевой информации по акустическому каналу. Такие направленные излучатели можно применить для создания в заданной точке помещения ограниченных зон с разностными частотами, в которых необходимо обеспечить подавление записи.

4. Устройства подавления работающих звукозаписывающих устройств

Работающий на запись диктофон можно подавить, то есть создать условия, при которых запись невозможна. В последние годы чаще применяют различные подавители диктофонов, в которых могут использоваться как акустическая, так и электромагнитная помехи. Существуют следующие виды воздействия на диктофоны:

• на микрофоны в акустическом диапазоне;
• на электронные цепи звукозаписывающего устройства.

4.1. Системы противодействия, использующие принцип воздействия непосредственно на микрофон

Данные системы можно разделить на две группы:

• воздействие на микрофон в ультразвуковом диапазоне с целью перегрузки микрофонного усилителя;
• использование генератора активных акустических помех в речевом диапазоне.

Средства ультразвукового подавления излучают мощные, неслышимые человеческим ухом, ультразвуковые колебания (УЗК). Современные диктофоны оснащаются, как правило, либо электретным микрофоном, либо конденсаторным, верхний предел полосы пропускания которых составляет 25-27 кГц и попадает в ультразвуковой диапазон частот. То есть, такие диктофоны воспринимают УЗК вследствие чего применяют одночастотные и двухчастотные ультразвуковые подавители [4].

Достоинством систем ультразвукового подавления — одночастотной и двухчастотной — является скрытность противодействия. Однако эффективность их резко снижается, если заранее принять меры противодействия подавлению, как это делается в спецсредствах, а именно:

• микрофон диктофона прикрыть фильтром из специального материала, ограничивающего полосу пропускания пределами звукового диапазона;
• в тракт микрофонного усилителя установить фильтр нижних частот с граничной частотой ниже 0,3-4 кГц;
• использовать в диктофонах микрофоны с полосой пропускания до 4-5 кГц.

Вторая группа средств подавления, использующая генераторы активных акустических помех в речевом диапазоне, применяется в ограниченных случаях. Однако на сегодня создано большое количество активной виброакустической маскировки, успешно используемой для подавления средств перехвата речевой информации.

Для формирования виброакустических помех применяются специальные генераторы на основе электровакуумных, газоразрядных и полупроводниковых радиоэлементов. На практике наиболее широкое применение нашли генераторы шумовых колебаний.

Наряду с шумовыми помехами в целях активной акустической маскировки используют «речеподобные» помехи, хаотические последовательности импульсов и т.д.

Роль устройств, преобразующих электрические колебания в акустические колебания речевого диапазона частот, обычно выполняют малогабаритные широкополосные акустические колонки. Они обычно устанавливаются в помещении в местах наиболее вероятного размещения средств акустической разведки. Колонки должны устанавливаться с таким расчетом, чтобы места, где сидят посетители, были полностью «охвачены помехами».

При организации акустической маскировки необходимо помнить, что акустический шум может создавать дополнительный мешающий фактор для сотрудников, для участников переговоров, создавать дискомфорт и раздражающе воздействовать на нервную систему человека, вызывая различные функциональные отклонения, приводить к быстрой утомляемости. Действительно, трудно представить себе доверительный разговор между партнерами под аккомпанемент генератора шума мощностью в 75...90 дБ.

Оптимизация режима работы рассматриваемых систем акустического зашумления позволит снизить уровень побочных шумов и обеспечить большую комфортность ведения разговоров в защищаемом помещении.

Другим направлением повышения комфортности ведения разговоров является оптимизация спектра помехи, обеспечивающего выполнение требуемых норм по защите информации при минимальном интегральном уровне помехи [5].

В системах акустической маскировки используются шумовые, «речеподобные» и комбинированные помехи. Наиболее часто из шумовых используются следующие виды помех:

1. «Белый» шум (шум с постоянной спектральной плотностью в речевом диапазоне частот);
2. «Розовый» шум (шум с тенденцией спада спектральной плотности 3 дБ на октаву в сторону высоких частот); «розовый» шум (шум с тенденцией спада спектральной плотности 3 дБ на октаву в сторону высоких частот);
3. Шум с тенденцией спада спектральной плотности 6 дБ на октаву в сторону высоких частот;
4. Шумовая «речеподобная» помеха (шум с огибающей амплитудного спектра, подобной речевому сигналу).

В системах акустической маскировки, как правило, используются помехи типа «белого» и «розового» шумов. «Речеподобные» помехи формируются (синтезируются) из речевых сигналов. При этом возможно формирование помехи как из скрываемого сигнала, так и из некоррелированных со скрываемым сигналом речевых фрагментов (отрезков). Известно, что при одной и той же излучаемой мощности, несколько большим маскирующим эффектом обладают речеподобные шумы (помехи). Дополнительные маскирующие возможности таких помех, по сравнению с остальными вышеперечисленными, объясняются их структурной близостью к маскируемым речевым сигналам. В результате слуховой механизм человека не в состоянии выделить полезный речевой сигнал на фоне речеподобной помехи даже при соотношениях речь/шум более высоких, чем при маскировке дисперсными шумами [6].

4.2. Системы подавления диктофонов путем воздействия на электронные цепи звукозаписывающего устройства

Принцип действия электромагнитных подавителей диктофонов одинаков, они представляют собой генераторы электромагнитного излучения достаточно высокой мощности, работающий в диапазоне СВЧ (как правило, для этих генераторов радиопомех имеют относительно узкую полосу излучения, чтобы минимально создавать помехи радиоприемной аппаратуре различного назначения и максимально увеличить спектральную плотность сигнала). Частоты, на которых работают эти приборы, чаще находятся около 1 ГГц, хотя бывают исключения. Мощность — единицы ватт, например, 5-6 Вт [7].

Конструктивно подавители диктофонов состоят из генератора, источника питания и антенны. Электромагнитную помеху они излучают направленно: обычно это конус 60-70 градусов, направленный в одну сторону (задний лепесток излучения практически отсутствует). Именно в этой зоне и происходит подавление диктофонов. Направленный сигнал позволяет существенно увеличить напряженность электромагнитного поля в зоне подавления и снизить помехи, наводимые на радиоэлектронную аппаратуру, находящуюся вне зоны подавления (офисная оргтехника, компьютеры, телевизоры и т.д.). Поскольку шумовой сигнал наводится непосредственно во входных цепях, то одинаково хорошо подавляется и другая подслушивающая аппаратура, имеющая в своем составе микрофоны. Как и для обнаружителей диктофонов, важную роль играет степень экранировки диктофона или другого подслушивающего устройства, поэтому если диктофоны в пластмассовых корпусах подавляются на расстоянии до 5-6 метров, то в металлических — 1,5-2,5 метра. Если диктофон оборудован выносным микрофоном, то дальность подавления становится еще больше за счет того, что соединительный кабель выполняет роль антенны, принимающей излучение от аппаратуры подавления [8].

Рисунок 1 – Подавление речевого сигнала в реальном времени
(анимация: 9 кадров, 10 циклов повторения, 134 килобайта)

У ЭМ подавителей диктофонов есть недостатки:

1. Неблагоприятное воздействие на организм человека. Многие приборы этого класса имеют медицинские сертификаты. Как правило, в них указано, на каком расстоянии и сколько по времени может безопасно находиться человек в зоне основного лепестка. Например, для одного из изделий при расстояниях 1,5 м это время составляет до 40 минут в день, на расстоянии 2,0 м до 1 часа, а в зоне заднего и боковых лепестков время нахождения не ограничено. Здесь можно привести такое сравнение: сотовые телефоны при всей своей распространенности имеют большее влияние (вредное) на организм человека, чем подавители [9].
2. Источник шумового электромагнитного излучения наводит помехи в обычной радиоэлектронной аппаратуре. Наибольшему воздействию подвержены радиоприемники, активные акустические колонки, обычные телефонные аппараты, офисные радиотелефоны с аналоговыми радиоканалами, аудио- и видеодомофоны, бытовые телевизоры, мониторы компьютеров. При неудачном расположении подавителей могут быть ложные срабатывания охранной и пожарной сигнализации. На самом деле, практически все эти проблемы можно решить грамотной установкой, расположением относительно других радиоэлектронных приборов и, как уже говорилось выше, правильным расположением относительно владельца.

Выводы

Системы ультразвукового подавления способны обеспечить надежное подавление диктофонов и акустических закладок в помещении довольно большого объема. Однако системы ультразвукового подавления имеют важный недостаток: эффективность их резко снижается, если микрофон диктофона или «закладки» оборудован фильтром из специального материала или в усилителе с низкой частотой установить фильтр низких частот с граничной частотой 3,4...4 кГц.

Генераторы акустических помех: преимущества акустических генераторов в том, что они подавляют любую подслушивающую аппаратуру, в составе которой есть микрофон. Недостаток — акустические помехи слышны, они мешают разговору и демаскируют работу аппаратуры защиты. При всех своих недостатках данный способ является гораздо менее затратным, более безопасным и надежным способом сохранения конфиденциальности разговоров по сравнению со средствами обнаружения диктофонов. Целесообразно его применять ограниченно, в случаях, где требуется максимальная защищенность переговоров (в данном случае все мелкие неприятности отходят на второй план).

«Подавители» диктофонов (системы подавления диктофонов путем воздействия на электронные цепи звукозаписывающего устройства): Эти устройства получили наибольшее распространение на практике вследствие их эффективности и относительно недорогой цене. Данная аппаратура одинаково эффективна как против кинематических, так и цифровых диктофонов. К недостаткам «подавителей» можно отнести: неблагоприятное воздействие на организм человека, а также то, что источник шумового электромагнитного излучения наводит помехи в обычной радиоэлектронной аппаратуре. Однако при грамотной установке прибора, выполнении правил эксплуатации их можно в большей части избежать.

При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: май 2018 года. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Список источников

1. Хорев А.А. Способы и средства защиты информации: Учеб. пособие. – М.: МО РФ, 2000, c. 316.[Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ess.ru/sites/default/files/files/articles/2006/05/2006_05_05.pdf
2. Сазонов Р., Журиленко Б., Акустическая система адаптивного подавления информационного сигнала / Правове, нормативне та метрологічне забезпечення системи захисту інформації в Україні, вип. 1 (22). - 2011 [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ela.kpi.ua/bitstream/123456789/9068/1/22_p96.pdf
3. Кизима В., Науменко И., Ультразвуковой излучатель для защиты помещений от утечки речевой информации по акустическому каналу / Правове, нормативне та метрологічне забезпечення системи захисту інформації в Україні, вип. 5, — 2002 [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ela.kpi.ua/bitstream/123456789/12599/1/05_p70.pdf
4. Олейников А.Н. Ультразвуковые методы защиты речевой информации // Журнал «Радиотехника» Вып. 169, 2012. — 176c. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.irbis-nbuv.gov.ua
5. Исхаков Б.С., Каргашин В.Л., Юдин Л.М. Подавление диктофонов – возможности и практическое применение // Журнал «Специальная Техника» № 5 2001 г. Режим доступа: Библиотека
6. Энциклопедия промышленного шпионажа / Ю.Ф. Каторин, Е.В. Куренков, А.В. Лысов, А.Н. Остапенко/ под общ. Ред. Е.В. Куренкова. — С. — Петербург: ООО «Издательство Полигон», 2000. — 512 с.
7. Торокин А.А. Инженерно-техническая защита информации: учебное пособие для студентов, обучающихся по специальностям в обл. информ. Безопасности / А.А. Торокин. — М.: Гелиос АРВ, 2005. — 960 с.
8. Хорев А.А. Защита информации от утечки по техническим каналам. Ч. 1. Технические каналы утечки информации: учеб. пособие / А.А. Хорев. — М.: Гостехкомиссия России, 1998. — 320 с.
9. Санитарные правила и нормы «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)»: СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 — введ. 8.05.1996 г.