4.13. Виды закладных устройств и способы их поиска. Состав и возможности автоматизированного комплекса мониторинга. Типы и принципы работы нелинейных локаторов. Рентгеновские поисковые установки.
К закладочным устройствам (ЗУ) в общем случае относятся любые технические средства, предварительно негласно размещаемые на объекте или в его коммуникациях с целью негласного получения информации (акустической, визуальной, текстовой, компьютерной). В качестве закладочных устройств могут использоваться:
ЗУ деляться по нескольким критериям: простейшие - непрерывно излучающие;
с включением на передачу при появлении в контролируемом помещении разговоров или шумов;
дистанционно управляемые - включающиеся и выключающиеся дистанционно на время, необходимое для контроля помещения.
Специальные устройства съема информации и передачи ее но радиоканалу можно классифицировать по следующим признакам: диапазону используемых частот (от 27 МГц до 1,5 ГГц и выше), > продолжительности работы (от 5 часов до 1 года); радиусу действия (от 15 м до 10 км); виду модуляции (AM, ЧМ, узкополосная ЧМ, однополосная AM, широко полосная шумолодобная). В общем случае закладное устройство представляет собой ретранслятор, на вход которого поступает первичный сигнал, несущий информацию, а на выходе — сигнал, согласованный с характеристиками среды, в котором он будет распространяться.
Деление ЗУ:
Проводные – установленные на проводах, носитель информации электрический ток.
Излучающие – носитель информации радио или ИК излучение.
Акустические содержат микрофон.
Аппаратные устанавливаются в различные приборы и устройства.
Простейшая акустическая радио-закладка содержит следующие основные устройства:
микрофон, микрофонный усилитель, генератор несущей частоты,
модулятор, усилитель мощности, антенну и источник электропитания.
Микрофон преобразует акустический сигнал с информацией в электрический, который усиливается доуровня входа модулятора. В модуляторе производится модуляция колебания несущей частоты усиленным сигналом с микрофона, т. е. информация переписывается с низкочастотного носителя на высокочастотный носитель. Для обеспечения необходимой мощности излучения модулированный сигнал усиливается в
усилителе мощности.
Для более 96% радиозакладок рабочие частоты сосредоточены в интервале 88-501 МГц, причем большая часть (52%) из них имеет частоты 373-475 МГц, около 42%— 92-169 МГц [4]. Наиболее интенсивно используется диапазон частот 450-75 МГц, в котором сосредоточены рабочие частоты 36% имеющихся на рынке радиозакладных устройств.
Способы поиска ЗУ:
- визуальный осмотр;
- нелинейная локация;
- мониторинг;
- рентгеновское просвечивание.
- индикаторы поля.
Визуальный осмотр заключается в тщательном осмотре помещения, строительных конструкций, коммуникаций, элементов интерьера, аппаратуры, канцелярских принадлежностей и т. п., по особой методике. При этом, особое внимание обращается на наличие специфических признаков закладочных устройств (антенны, микрофонные отверстия и пр.). В процессе осмотра, как правило, производится необходимый демонтаж или разборка аппаратуры, средств связи, мебели, иных предметов. Специалист, осуществляющий поиск ЗУ, должен быть знаком с внешним видом и конструктивными особенностями серийно выпускаемых ЗУ, а также иметь представление о радиолюбительских конструкциях. Обязательно наличие опыта работы в области защиты информации. В процессе визуального осмотра при необходимости используются досмотровые зеркала, осветительные приборы, эндоскопы и пр.
Нелинейные локаторы:
Метод нелинейной локации реализуется путем использования специальных приборов – нелинейных локаторов – и основан на специфическом свойстве полупроводниковых материалов, которое заключается в том, что при их облучении высокочастотным радиосигналом происходит преобразование его частоты в кратные гармоники с последующим переизлучением в окружающее пространство. В отличие от большинства других методов нелинейный локатор позволяет обнаруживать: неработающие ЗУ (с отключенным электропитанием); ЗУ с дистанционным управлением, находящиеся в режиме ожидания; ЗУ со специальными технологиями передачи информации, служащими повышению скрытности их работы (узкополосная модуляция, передача сигналов короткими сериями после их предварительного накопления в запоминающем устройстве, использование нескольких несущих частот, различные сложные виды модуляции, пр.).Эта особенность нелинейных локаторов имеет важное практическое значение, поскольку позволяет при проведении поисковых работ не учитывать возможность дистанционного отключения ЗУ подслушивающей стороной, а также повышает вероятность обнаружения ЗУ.В то же время с помощью нелинейного локатора нельзя обнаружить, так называемые, полуактивные закладки, которые не содержат полупроводниковых элементов. Такие закладки используются относительно редко.В зависимости от режима излучения их делят на локаторы с непрерывным и импульсным излучением. Проникающая глубина электромагнитной волны зависит от мощности и частоты излучения. Так как с повышением частоты колебаний увеличиваются затухания электромагнитной волны в среде распространения, то уровень мощности переотраженного сигнала тем выше, чем ниже частота локатора. Но при более низкой частоте ухудшаются возможности локатора по локализации места нахождения нелинейности, так как при приемлемых размерах его антенны расширяется
ее диаграмма направленности. Очевидно, что чем выше мощность излучения локатора, тем глубже проникает электромагнитная волна и тем больше вероятность обнаружения помещенной в стену закладки. Но большая мощность излучения оказывает вредное воздействие на оператора. Для обеспечения его безопасности максимальная мощность излучения локатора в непрерывном режиме не должна превышать 3-5 Вт. При
импульсном режиме работы локатора мощность в импульсе достигает 300 Вт при средней мощности, не превышающей долей и единиц Вт. Приемники нелинейных локаторов обеспечивают дальность обнаружения полупроводниковых элементов 0,5-2 и более метров и точность определения их местонахождения — несколько см. Максимальная глубина обнаружения объектов в маскирующей среде составляет десятки см.
Рентгеновские поисковые установки
Для интерскопии предметов непонятного назначения применяют переносные рентгеновские установки. Переносные рентгеновские установки бывают двух видов:
• флюороскопы с отображением изображений на экране просмотровой приставки;
• рентгенотелевизионные установки.
Переносные флюороскопы состоят из излучателя, пульта дистанционного управления, просмотровой приставки с люминесцентным экраном, аккумуляторного блока, зарядного устройства, соединительных кабелей и сумок для переноса установки (транспортной упаковки). Обследуемый предмет размещается между излучателем и просмотровой приставкой на расстоянии около 50 см от излучателя и вплотную к просмотровой приставке.
Проникающая способность рентгеновских лучей пропорциональна анодному напряжению на рентгеновской трубке, которое достигает у некоторых переносных флюороскопов 250 кВ.
С целью повышения безопасности оператора в современных переносных рентгеновских флюроскопах используется люминесцентный экран с запоминанием, позволяющий рассматривать изображение после выключения высокого напряжения. В состав таких комплексов включается специализированный термоконтейнер для стирания изображения с люминесцентных экранов.
Уменьшение мощности рентгеновского излучения и масса-габаритных характеристик установки достигается усилением яркости изображения экрана. В рентгенотелевизионных установках теневое изображение преобразуется в телевизионное изображение на экране удаленного от излучателя монитора. Применение рентгеновских установок для исследования закладных устройств ограничивается сравнительно их высокой стоимостью.
Автоматизированные комплексы мониторинга.
Типовой комплекс включает:
• сканирующий радиоприемник с широкополосными антеннами;
• коммутатор антенн для комплексов, контролирующих несколько помещений;
• компьютер типа Notebook или микропроцессор;
• специальное математическое и программное обеспечение комплекса;
• контролер ввода информации с выхода радиоприемника в компьютер и формирования тестового сигнала;
• преобразователь спектра;
• акустический коррелятор;
• блок питания.
Комплекс при минимальном участии оператора определяет и запоминает уровни и частоты радиосигналов в контролируемом помещении, выявляет в результате корреляционной обработки спектрограмм вновь появившиеся излучения, с использованием тестового акустического сигнала распознает скрытно установленные в помещении радиомикрофоны и определяет их координаты. Возможности комплексов расширяют также включением в их состав блока контроля проводных линий, позволяющего обнаруживать подслушивающие устройства, подключенные к проводам кабелей.В комплект современных автоматизированных комплексов радиомониторинга включают генератор прицельных помех. Он обеспечивает возможность оперативно настраиваться на частоту обнаруженного закладного устройства и подавлять его сигналы в условиях, когда нет времени на поиск и нейтрализацию закладного ус-тройства, например, во время совещания.
Возможности автоматизированных комплексов определяются не столько техническими параметрами аппаратуры (большинство комплексов имеют близкие параметры, так как комплектуются в основном однотипными радиоприемниками и ПЭВМ), сколько программным обеспечением. Программные комплексы современных комплексов обладают большими возможностями: позволяют накапливать данные о радиоэлектронной обстановке, анализировать загрузку и спектральный состав радиосигналов в диапазоне частот радиоприемника, выявлять информативные электромагнитные излучения от любых РЭС, оценивать эффективность использования радиотехнических средств защиты информации и решать другие задачи. Дальнейшее развитие автоматизированных комплексов предусматривает:
• расширение видов обнаруживаемых закладных устройств;
• создание и включение в состав программного обеспечения комплекса базы данных о закладных устройствах с информационными портретами излучаемых сигналов для их автоматического обнаружения и распознавания;
• разработку на базе программно-аппаратных средств комплексов экспертной системы по обнаружению источников утечки информации в радиоэлектронном канале.
Индикаторы поля
Представляет собой широкополосный приемник прямого усиления (в простейшем случае— детекторный) с телескопической штыревой антенной. Усиленные сигналы, превышающие по уровню вручную устанавливаемое пороговое значение, подаются на световой и звуковой индикаторы, информирующие оператора о наличии в месте нахождения антенны электромагнитного поля с мощностью, превышающей пороговое значение. Перед поиском закладки индикатор поля настраивается на уровень фона в обследуемом помещении. С этой целью оператор, находясь в точке помещения на удалении нескольких метров от возможных мест размещения закладок, устанавливает регулятор чувствительности в такое положение, при котором индикатор находится на грани срабатывания. При приближении индикатора поля к излучающей закладке напряженность электромагнитного поля возрастает, повышается уровень сигнала в антенне и, соответственно, на входе индикатора поля. При превышении уровня порогового значения, определяемого положением регулятора чувствительности, индикатор срабатывает, оповещая о появлении в обследуемой зоне электромагнитного поля мощностью, превышающей мощность фона. С целью большей информативности световых индикаторов их выполняют в современных обнаружителях поля в виде линейки из 4-10 светодиодов. Каждый последующий светодиод излучает свет при повышении уровня электромагнитного поля. В силу широкой полосы детекторного приемника, существенно превышающей ширину спектра сигнала, чувствительность этих средств невелика и составляет единицы мВ. Кроме того, в помещении за счет многократных переотражений электромагнитных волн различных источников образуются
?стоячие? волны, которые могут маскировать излучение закладного устройства небольшой мощности и пучности которых могут обнаруживать индикаторы поля. Для повышения возможностей индикаторы поля дополнятся счетчиками частоты сигнала максимальной амплитуды, индикаторами уровня, малогабаритными громкоговорителями для обеспечения акустической завязки. Последняя достигается подачей усиленного демодулированного сигнала на громкоговоритель. При приближении индикатора поля с громкоговорителем, излучающим шумовой акустический шум, к скрытно установленному закладному устройству этот акустический сигнал им переизлучается и после детектирования и усиления озвучивается громкоговорителем. Возникает положительная акустическая обратная связь, которая приводит к резкому возрастанию громкости шумового акустического сигнала по мере приближения к закладному устройству. Такой индикатор поля позволяет не только примерно определить местонахождение источника излучения повышенной мощности, но и с высокой достоверностью идентифицировать закладное устройство. Хотя вероятность обнаружения закладного устройства с помощью обнаружителя поля невелика, простота схемы, низкая стоимость, малые размеры и масса обнаружителей поля обеспечивают их широкое применение в качестве средств поиска закладных радиоизлучающих в ходе визуального осмотра помещения, особенно в труднодоступных местах (под плинтусом, за картиной, в книжном шкафу и др.).
4.14 Требования к экранам электромагнитных полей на низких и высоких частотах. Способы снижения излучений симметричных и несимметричных кабелей. Материалы, применяемые для экранирования электромагнитных полей.
Для предотвращения утечки информации по радиоэлектронным техническим каналам утечки информации, вызванных ПЭМИН и радиозакладными устройствами, на опасных направлениях применяют электромагнитные экраны.
Способность экрана ослаблять энергию полей оценивается эффективностью экранирования (коэффициентом ослабления). Если напряженность поля до экрана равна Е0 и Н0,а за экраном — Еэ и Нэ, то Se = E0 / Eэ и Sн = Н0 / Нэ
На практике эффективность экранирования измеряется в децибелах (дБ) и неперах (Нп).
Электромагнитное экранирование обеспечивается за счет отражения части от экрана и поглощения части, проникшей в экран электромагнитного поля. Следовательно, эффективность экранирования Sэ = Sэ, отр + Sэ, погл , где Sэ, отр = ∑ Sэ, отр, i – эффективность экранирования за счет отражения электромагнитной волны от поверхности экрана; Sэ, погл = ∑ Sэ, погл, i —эффективность экранирования за счет поглощения электромагнитной волны в экране.
Эффективность экранирования в дБ за счет отражения электромагнитного поля рассчитывается по формуле:
Sэ, отр ≈ 151 – 10 lg fμρ
Величина эффективности экранирования в дБ за счет поглощения в экране толщиной d мм оценивается по формуле:
Sэ, погл ≈ 0,0173d √(fμ/ρ)
Как следует из приведенных формул, в зависимости от частоты, показателей магнитных и электрических свойств материала экрана влияние отражения и поглощения на разных частотах существенно отличается. На низких частотах наибольший вклад в эффективность экранирования вносит отражение от экрана электромагнитной волны, на высоких — ее поглощение в экране. Доля этих составляющих в суммарной величине эффективности электромагнитного экранирования одинаковая для немагнитных (μ ≈ 1) экранов на частотах в сотни кГц (для меди — 500 кГц), для магнитных (μ >> 1) — на частотах в доли и единицы кГц, например для пермаллоя — 200 Гц. Магнитные материалы обеспечивают лучшее экранирование электромагнитной волны за счет поглощения, а немагнитные, но с малым значением удельного сопротивления — за счет отражения.
Кроме того, учитывая, что электромагнитная волна содержит электрическую и магнитную составляющие, то при электромагнитном экранировании проявляются явления, характерные для электрического и магнитного экранирования.
Следовательно, на низких частотах материал для экрана должен быть толстым, иметь высокие значения магнитной проницаемости и электропроводности. На высоких частотах экран должен иметь малые значения электрического сопротивления, а требования к его толщине и магнитной проницаемости материала существенно снижаются. Для обеспечения экранирования электрической составляющей электромагнитный экран надо заземлять.
Экранирование провода несимметричного кабеля производится путем размещения его в экране — металлической (железной, медной, цинковой, свинцовой) трубе и металлической сетчатой оплетке (плетенке). Для экранирования электрической составляющей экран заземляется.
Экранирование проводов симметричных кабелей с целью снижения излучений, вызванных несимметричностью проводов относительно иной токопроводящей поверхности или земли, производится аналогично
Наибольший экранирующий эффект достигается при применении металлических водогазовых труб, достаточно большая толщина стенок которых обеспечивает большое ослабление магнитного поля на низких частотах. Более удобно прокладывать кабели в свинцовой оболочке, так как они обеспечивают возможность изгиба кабеля в любом месте трассы. Эти кабели обеспечивают высокую устойчивость против агрессивной среды и эффективное электрическое экранирование.
Еще большей эластичностью обладают экраны в виде оплетки из сетки, допускающей многократные перегибы. Оплетка перекрывает 60-90% поверхности изолированного провода. Но наличие отверстий в оплетке ухудшает магнитное экранирование по сравнению со сплошным экраном на 5 — 30 дБ.
Если экранирование проводов несимметричных кабелей представляет собой наиболее эффективный способ существенного снижения их побочных электромагнитных излучений, то для симметричных кабелей существуют иные и более дешевые способы. Они предусматривают меры, обеспечивающие более полную компенсацию полей, создаваемых токами противоположного направления в проводах (жилах) симметричного кабеля.
Материалы для экранов:
1. Металлические материалы: Ввиду экономических и конструктивных соображений предпочтение отдается стальным конструкция экранов. И лишь преимущества стали, теряются при экранировании токонесущих элементов, критичных к вносимым в них потерям, (т.е. применение стальных экранов ограничено из-за больших потерь, вносимых ими).
Применение стали для экранов обусловлено еще тем, что при монтаже такого экрана можно широко использовать сварку.
Толщина стали, выбирается исходя из вида и назначения конструкции, условий ее монтажа и из возможности осуществления сплошных сварных швов.
К недостаткам листовых металлических экранов можно отнести:
высокую стоимость (бронза, серебро и т.д.)
значительный вес и габариты.
сложность пространственного решения конструкции.
низкую эффективность самого металла, реализуемую лишь на 10-20% из-за несовершенства конструкции.
2. Сеточные материалы: Металлические сетки значительно легче листовых материалов, проще в изготовление, удобны в сборке и эксплуатации, обеспечивают достаточный обмен воздуха, светопроницаемы, они обладают достаточной эффективностью экранирования во всем диапазоне радиочастот. Однако, сетки имеют не высокую механическую прочность, быстро теряют эффективность экранирования из-за старения (эта потеря происходит за счет коррозии сеток, поэтому сетки специально покрывают антикоррозийным лаком).
Экранирующие свойства металлических сеток проявляются главным образом в результате отражения электромагнитные волны от их поверхности. Параметрами сетки, определяющими ее экранирующие свойства, являются шаг сетки S, равный расстоянию между соседними центрами проволоки, радиус проволоки r и удельная проводимость материала сетки. Различают густые и редкие сетки.
3. Фольговые материалы: К ним относятся электрически тонкие материалы толщиной 0,01…0,05 мм. В сортамент фольговых материалов входят в основном диамагнитные материалы – алюминий, латунь, цинк. Стальные фольговые материалы промышленность не выпускает.
Монтаж фольговых экранов несложен, т.к. крепление фольги к основе экрана проводится приклепыванием.
Эффективность экранирования фольговыми материалами достаточно высока для электромагнитного поля и электрической составляющей. Магнитную составляющую такие материалы ослабляют сравнительно мало и тем меньше, чем больше длина волны.
4. Токопроводящие краски: Токопроводящие краски создаются на основе диэлектрического пленкообразующего материала с добавлением в него проводящих составляющих, пластификатора и отвердителя. В качестве токопроводящих пигментов используют коллоидное серебро, графит, сажу, оксиды металлов, порошковую медь, алюминий. Токопроводящая краска обычно устойчива и сохраняет свои начальные свойства в условиях резких климатических изменений и механических нагрузок.