Рассмотренные выше каналы утечки информации разнообразны по физическим особенностям их проявления и требуют использования соответствующих способов и средств защиты информации, что в большинстве встречающихся на практике случаев приводит к использованию самой различной аппаратуры (и, соответственно, различных подкомплексов или подсистем) защиты - акустической, электромагнитной, визуально-оптической и т.п. Комплексирование и практическое использование подобных систем вызывают определенные затруднения, если подобная система состоит из довольно большого количества подсистем. Каждая из подсистем включает одно,а иногда и несколько технических средств защиты. Функции включения выключения и контроля их работоспособности в процессе эксплуатации возлагаются на специально подготовленных специалистов службы безопасности. Подобные функции выполнимы, если требуется обеспечить защиту одного помещения. Однако, если защите подлежит несколько удаленных друг от друга помещений, то практическое использование систем защиты может вызвать определенные трудности,связанные с порядком и последовательностью включения, выключения, контроля состояния и работоспособности технических средств защиты.

К основным недостаткам использования локальных подсистем можно отнести (Л.81):

- отсутствие гарантий своевременного включения средств защиты конечными пользователями;

- сложность оперативного обнаружения неисправностей аппаратуры защиты информации;

- невозможность обеспечения в реальном масштабе времени комплексного мониторинга технических каналов утечки информации на защищаемом объекте;

- невозможность обеспечения централизованного контроля эффективности функционирования системы защиты объекта в целом;

- необходимость использования значительного количества специалистов, со специальной подготовкой в области защиты информации, что связано с порочной системой коллективной ответственности (вернее безответственности) и сложность в доказательстве вины персонала нарушающего порядок применения средств защиты информации;

В качестве выхода из подобной ситуации в (Л.81) предложена технология автоматизированных систем защиты информации,основанная на сетевом подходе к проектированию систем комплексной безопасности объектов. Основой сетевого решения является индустриальная управляющая ши-на,которая объединяет разрозненные локальные подсистемы и оконечное оборудование в единую систему. К такой шине могут подключаться:

- активное оборудование защиты информации (генераторы радиошума, виброакустические генераторы, подавители средств аудиозаписи и сотовой связи и т.п.);

- контрольные датчики (акселерометры, детекторы поля и т.п.);

- модули автоматизированных комплексов мониторинга технических каналов утечки информации;

- центральная консоль для управления системой.

Каждое оконечное устройство имеет в системе свой адрес, благодаря которому становится возможным осуществлять взаимодействие этого устройства с центральной консолью, любым другим компонентом или группой компонентов,входящих в систему.Физическое соединение локальных устройств осуществляется по топологиям "звезда", "шина", "дерево". При таком построении системы выход из строя какого-либо локального устройства не влияет на работу остальных элементов системы.

Наличие специализированного управляющего програмного обеспечения позволяет программировать систему, получать данные объективного контроля в реальном масштабе времени и осуществлять централизованный мониторинг с помощью персонального компьютера.

Система, созданная с использованием такой технологии, обладает гибкостью, расширение системы и изменение её функций или характеристик достигается перестановкой, добавлением или перепрограммированием её компонентов.

ГЛАВА II. АКУСТИЧЕСКИЙ КАНАЛ УТЕЧКИ ИНФОРМАЦИИ

Основные физические характеристики акустических волн и восприятие их человеком

Звук - это распространяющиеся в упругих средах (газах, жидкостях и твердых телах) механические колебания, воспринимаемые органами слуха и техническими средствами приема акустических сигналов.

Звуки составляют основу речи, которая служит главным средством общения между людьми.

Акустические сигналы представляют собой возмущения упругой среды, проявляющиеся в возникновении акустических колебаний - механических колебаний частиц упругой среды, распространяющихся от источника колебаний в окружающее пространство в виде волн различной формы и длительности.

При колебаниях в воздухе или другом газе говорят о воздушном звуке, в жидкости (воде) - о звуке в жидкости (подводном звуке), в твердых телах - о структурном (вибрационном) звуке.

Источники акустических колебаний разделяют на:

первичные - механические колебательные системы, например, органы речи человека, музыкальные инструменты, струны, звуки работающей техники;

вторичные - электроакустические преобразователи - устройства для преобразования акустических колебаний в электрические и обратно (пьезоэлементы, микрофоны, телефоны, громкоговорители и др.) и технические устройства в которых эти преобразователи используются.

Органы слуха человека способны воспринимать колебания частотой от 16-20 Гц до 16-20 кГц. Колебания с указанными частотами называют звуковыми. Неслышимый звук с частотой ниже 16 Гц называют инфразвуком, выше 20 кГц- (в пределах 1,5*104- 109 Гц;) - ультразвуком, в пределах 109 - 1013 Гц. - гиперзвуком.

Звуковые колебания характеризуются звуковым давлением, интенсивностью звука, громкостью,мощностью звука.

Энергетической характеристикой звуковых колебаний является интен сивность звука, которая зависит от амплитуды звукового давления, а также от свойств среды распространения и формы волны (Л. 3,94,107).

Одной из характеристик любой произвольной точки звукового поля является звуковое давление, вызываемое переменной составляющей звуковой волны.

Звуковое давление - это переменная часть давления , возникающего при прохождении звуковой волны в среде распространения.Измеряется эта сила, действующая на единицу площади в паскалях (Па).

Звуковое давление в воздухе изменяется от 10'5 Па вблизи порога слышимости до~103Па- болевой порог при самых громких звуках (шум реактивного самолета). При средней громкости разговора переменная составляющая звукового давления порядка 0,1 Па.

Минимальное звуковое давление, на которое реагирует человеческое ухо, составляет 2*10'5 Па, максимально же воспринимаемое без ощущения боли звуковое давление 102 Па (рис. 2.1 и 2.2). Следовательно, диапазон звуковых давлений, воспринимаемых человеческим ухом, составляет 107.

Иногда для характеристики звука применяется уровень звукового давления, выраженного в децибелах (дБ) - отношение величины данного звукового давления Р к пороговому значению звукового давления равному Р0 = 2105 Па:

N = 20 18 (Р/Р0) дБ

Плоскость между порогом слышимости и болевым порогом называют плоскостью слышимости. Эта плоскость характеризуется следующими данными:

- по частоте колебаний - 20Гц - 20 кГц;

- по звуковому давлению - 0-_140 дБ.

Область разговорной речи (рис.2.1) обозначена горизонтальной штриховкой (по частоте колебаний 0,2-4,0 кГц, по звуковому давлению 35-85 дБ), негромкой музыки- вертикальной штриховкой (Л.И, 41).

Среднее по времени значение мощности звука, отнесенное к единице площади, называют интенсивностью звука (силой звука).

Интенсивность звука оценивается уровнем интенсивности по шкале децибел (Л.94):

N = 10 1Е0),

где I - интенсивность данного звука, 10 = 1012 Вт/м2.

С интенсивностью звука связана громкость звука - величина, характеризующая слуховое ощущение от данного звука (рис.2.2). Громкость звука сложным образом зависит от звукового давления (интенсивности звука). При неизменной частоте и форме колебаний громкость звука растет с увеличением интенсивности звука (звукового давления). При одинаковом звуковом давлении громкость звука гармонических колебаний различной частоты различна, т.е. на разных частотах одинаковую громкость могут иметь звуки разной интенсивности.

Громкость звука данной частоты оценивают, сравнивая ее с громкостью чистого тона частотой 1000 Гц. Уровень звукового давления (в дБ) чистого тона с частотой 1000 Гц, столь же громкого, как и измеряемый звук, называют уровнем громкости данного звука в фонах (рис.2.2).

Как видно из приведенных кривых равной громкости, для того, чтобы получить уровень громкости в 4 фона на частоте 500 Гц, необходимо звуковое давление в 20 дБ, а для такого же уровня громкости на частоте 20 Гц необходимо звуковое давление в 60 дБ.

Из кривых,приведенных на графике видно что при уровне 30-40 фон на частоте 1000 Гц в диапазоне частот 250-500 Гц происходит уменьшение громкости примерно на 6 дБ. Это уменьшение при приеме речевого сообщения с помощью технических средств можно компенсировать частотной коррекцией (при приеме сообщений артикулянтами такая коррекция невозможна).

Весь диапазон интенсивностей, при которых волна вызывает в человеческом ухе звуковое ощущение (от 10'12 до 10 Вт/м2), соответствует значениям уровня громкости от 0 до 130 дБ. В табл. 2.1 приведены ориентировочные значения уровня громкости для некоторых звуков.

Таблица 2.1

Оценка громкости Уровень звука, Источник звука
звука на слух дБ
Очень тихий 0 Усредненный порог чувствительности уха
Тихий шепот (1,5м) 10
Тихий 20 Тиканье настенных механических часов
30 Шаги по мягкому ковру (3-4м)
40 Тихий разговор
Умеренный 50 Легковой автомобиль (10-15м)
60 Улица средней шумности
Громкий 70 Спокойный разговор (1м)
80 Крик
Очень громкий 90 Шумная улица
100 Симфонический оркестр
Оглушительный 110 Пневмомолот
120 Гром над головой
130 Звук воспринимается как боль
Плоскость слышимости уха

Рис.2.1.Плоскость слышимости уха.

Кривые равной громкости

Рис. 2.2. Кривые равной громкости

Устройство уха человека

Рис.2.3. Устройство уха человека.

Спектр-огибающая фонемы "з"

Рис. 2.4. Спектр-огибающая фонемы "з":

1 - 4 - форманты; 5, 6 - антиформанты.

Различаются звуки и по диапазону занимаемых частот (табл. 2.2)

Таблица 2.2

Источник звука

Граничная частота, Гц

Нижняя Верхняя
Мужской голос 100 7000
Женский голос 200 9000
Рояль 100 500
Скрипка 200 14000
Шум шагов 100 10000
Аплодисменты 150 15000

Человек как приемник звука.

Человек воспринимает звук посредством органа слуха, костей черепа, а при особо сильном звуке - всем телом.

Применительно к утечке акустической информации следует вести речь о возможностях нашего органа слуха.

Орган слуха - ухо и следующие за ним органы обработки сигнала на пути к мозгу позволяют человеку воспринимать звуковой процесс в обшир ной частотной области и в области изменения интенсивности звука, различать его по силе, высоте тона и окраски , а также узнавать направление на источник звука.

Чувствительность нашего органа слуха превосходит во многих отношениях свойства лучшей акустоэлектрической техники. Например, порог слышимости лежит настолько низко и рационально, что его дальнейшее снижение может привести к восприятию шумов в системе кровообращения и пищеварения, что, естественно, было бы ненормально.

Анатомически наше ухо состоит из трех составных частей - наружное ухо, среднее ухо, внутреннее ухо (рис.2.3).

Звук, воспринимаемый слуховым каналом уха, вызывает колебания барабанной перепонки, передающиеся затем на слуховые косточки. Слуховые косточки образуют рычаг, один конец которого в форме улитки образует звуковые колебания. К улитке подходят нервные волокна, связанные со слуховым нервом. Кортиев орган, в котором сосредоточены нервные волокна, находится в спиральном лабиринте улитки.

Следует отметить, что человеческая барабанная перепонка работает как приемник давления (у некоторых обитателей животного мира как приемник градиента давления (кузнечик, саранча) или как приемник колебательной скорости (некоторые членистоногие).

Одно из основных свойств слуха - возможность определения направления звука в горизонтальной и вертикальной плоскостях и оценки расстояния до источника звука. Наиболее точно человек определяет направление в горизонтальной плоскости. Достигается это благодаря бинауральному эффекту - звуки от одного и того же источника к правому и левому уху приходят неодинаковыми. Они могут отличаться по интенсивности, фазе колебания и времени прихода. Эти различия приводят к возникновению в центральной нервной системе психофизиологического суждения (представления) о направлении звука.

Главную роль в локализации направления на источник звука создают частоты от 1000 до 3200 Гц. Для звука более низкой частоты (200 - 300 Гц) определить направление прихода звука трудно, так как длина звуковых волн на этих частотах велика и они, свободно огибая голову, создают примерно одинаковые звуковые давления у левого и правого уха.

Механические колебания, которые в слуховом канале превращаются в электрические, приводят к слуховому восприятию, если их частота лежит в диапазоне 16 - 20000 Гц и эффективное звуковое давление на частоте 1000 Гц находится между 2-10'5 Па и 20 Па (рис.2.1 и 2.2).

Величина звукового давления,при которой начинается слуховое восприятие,зависит от частоты.Она минимальна в области между 1000 и 6000 Гц.

В соответствии с законом ощущения звука,сформулированным Вебером и Фехнером, одинаковые относительные изменения раздражающей силы вызывают одинаковые приращения слухового ощущения.Т.о.слуховое ощу щение пропорционально логарифму раздражающий силы. Уровень ощущения -Е равен:

Е= Ю^Шпс;

Где 1пс-раздражающая сила на пороге слышимости.

Е=М1-№1с;

Где N1 = 10^1+120-уровень интенсивности звука1,Вт/м2.

Т.о. уровень ощущения представляет собой уровень над порогом слышимости.

Т.к. уровень ощущения неточно характеризует субъективное ощущение, в акустике применяется понятие уровня громкости звука.

Работы по созданию системы защиты информации (сзи). | Защита информации. Вас подслушивают? Защищайтесь! | Особенности образования речевого сигнала.


Защита информации. Вас подслушивают? Защищайтесь!



Новости за месяц

  • Май
    2020
  • Пн
  • Вт
  • Ср
  • Чт
  • Пт
  • Сб
  • Вс