Раздел 2. Технические средства выявления и контроля технических каналов утечки информации Лабораторная работа № 1

МЕТОДЫ РАДИОМОНИТОРИНГА ЗАЩИЩАЕМОГО ПОМЕЩЕНИЯ

Тема занятия: «Применение индикаторов электромагнитного поля для выявления и контроля средств нелегального съема информации на объектах информатизации»

1. Цели и учебные вопросы:

Цели лабораторной работы:

1. изучение методов и способов выявления и контроля средств нелегального съема информации при проведении радиомониторинга объекта информатизации с помощью индикаторов электромагнитного поля;

2. изучение назначения, общего устройства, характеристик, порядка подготовки к работе и эксплуатации индикаторов электромагнитного поля при выявлении и контроле излучений средств нелегального съема информации;

3. получение практических навыков по работе с индикаторами электромагнитного поля.

Учебные вопросы:

1. исследование характеристик и функциональных возможностей средств нелегального съема информации и индикаторов электромагнитного поля при их поиске и контроле в ходе проведения радиомониторинга;

2. подготовка к проведению радиомониторинга с использованием индикаторов электромагнитного поля в соответствии с исходными данными;

3. практическая реализация программы проведения радиомониторинга защищаемого помещения с использованием индикаторов электромагнитного поля.

Учебная группа: студенты 3 курса (0,5 учебной группы – 10-15 человек.

Время: 2 учебных часа.

Место: лаборатория «Инженерно-технических средств защити информации».

Используемые технические и программные средства:

• многофункциональный имитатор сигналов «Шиповник-2» – 1 шт.;

• детектор поля D006 – 1 шт.;

• радиочастотометр ROGER RFM-13 – 1 шт;

Литература:

1. Болдырев А.И., Василевский И.В., Сталенков С.Е. Методические рекомендации по поиску и нейтрализации средств негласного съема информации. М.НЕЛК. 2001 г.

2. Халяпин Д.Б. Защита информации. Вас подслушивают! Защищайтесь. М.:НОУ ШО «Баярд» 2004 г.

3. Рембовский А.М., Ашихмин А.В., Козьмин В.А. Радиомониторинг: задачи, методы, средства / Под ред. А. М. Рембовского. – 2-е изд., перераб. и доп. – М: Горячая линия– Телеком, 2010 г.

4. Учебные материалы по дисциплинам «Инженерно-техническая защита информации» и «Технические средства защиты информации».

2. Краткие теоретические сведения

Радиомониторинг коммерческих объектов. Радиомониторинг объекта защиты – деятельность по изучению и контролю радиообстановки в районе расположения объекта, поиску и обнаружению зарегистрированных радиопередатчиков и, с учётом загрузки эфира этими передатчиками, обнаружение нелегальных радиопередатчиков (приборов несанкционированного съёма информации, систем связи и т.п.) а так же нахождение других источников излучений, в т.ч. ПЭМИН аппаратуры, расположенной на объекте.

Для выполнения этих работ необходимо предварительно ознакомиться с основными сведениями по построению закладных устройств и содержанием документа «Распределение частот согласно международному регламенту радиосвязи». По регламенту международного союза электросвязи радиоволны разделены на диапазоны от 0.3*10^N Гц до 3*10^N Гц, где N - номер диапазона. Российский ГОСТ 24375-80 почти полностью повторяет эту классификацию, (приложение № 1).

Для проведения работ по радиомониторингу объекта в зависимости от поставленной задачи может быть использована различная аппаратура: от простых индикаторов электромагнитного поля и широкополосных приемников до сложных автоматизированных комплексов радиомониторинга с использованием радиоприемных устройств, управляемых с помощью специальных программ портативными ЭВМ. В цикле лабораторных работ по радиомониторингу объектов представлены различные приемные устройства.

Построение закладных устройств. Знание конструктивных особенностей и схемных решений построения закладных устройств позволяет выявить “сильные” и “слабые” стороны последних и выбрать оптимальные способы противодействия им.

Радиоэлектронные закладные устройства представляют собой организованный канал несанкционированного получения и передачи в пункт приема аудиовизуальной или обрабатываемой с помощью радиоэлектронной аппаратуры и передаваемой в сетях связи информации.

Закладные устройства можно классифицировать по нескольким признакам:

• радиозакладные устройства, излучающие в эфир;

• закладные устройства, не излучающие в эфир (с передачей перехваченной информации по сетям связи, управления, питания и т. д.);

• радиозакладные устройства с переизлучением;

• закладные устройства с передачей перехваченной информации по стандартному телефонному каналу (рис.1).

В первую группу устройств входят радиозакладные устройства, предназначение для получения аудиоинформации по акустике помещения, телевизионные закладные устройства, предназначенные для получения аудио- и визуальной информации, и радиозакладные устройства в телефонных линиях связи, устройствах обработки и передачи информации, сетях питания и управления. Передача перехваченной информации происходит радио- или телевизионным радиосигналом.

Рис.1. Классификация закладных устройств

К закладным устройствам с передачей информации без излучения в эфир можно отнести группу закладных устройств в линиях связи, питания, управления и охранной сигнализации с использованием этих линий связи для передач перехваченной информации.

В ряде закладных устройств передача перехваченной информации осуществляется по стандартному телефонному каналу. Это так называемые закладки типа “длинное ухо”, “с искусственно поднятой трубкой”.

Существует целая группа закладных устройств, обеспечивающих получение информации по акустике помещения за счет модуляции акустическим сигналом отраженного микроволнового или ИК-сигналов от элементов, на которые воздействует акустический сигнал. Это могут быть стекла, окна, различные перегородки, резонаторы, специальные схемы и т. д.

Проявление рассмотренных выше групп закладных устройств при их передаче перехваченной информации различно, т. к. они могут проявляться в радиодиапазоне, как радиоизлучения с различными видами модуляции или кодирования, в ИК-диапазоне, как низкочастотные излучения в линиях связи, управления, питания, в стандартных телефонных каналах или в виде облучающих сигналов.

В зависимости от предназначения закладных устройств выделяется, прежде всего, “зона несанкционированного получения информации”. Это может быть воздушное пространство (для воздушной акустической волны), несущие конструкции, трубы водопроводной или паровой сети для структурной акустической волны, элементы тракта обработки и передачи информации и т. п.

Общие характеристики закладных устройств:

1. Исполнение:

• В виде технических модулей;

• Закамуфлированные под технические элементы и устройства, элементы одежды, бытовые предметы;

2. Мощность излучения:

• до 10 мВт – малая;

• от 10 до 100 мВт – средняя;

• более 100 мВт – большая;

• с регулируемой мощностью излучения;

3. Используемый вид модуляции:

• AM – Амплитудная:

• FM – Фазовая;

• NFM – Узкополосная частотная ΔF £ 10 кГц;

• WFM – Широкополосная частотная ΔF £ 50 кГц;

• с частотной мозаикой;

• дельта модуляция (адаптивная дельта модуляция);

• шумоподобные сигналы [ШПС];

• скачкообразная перестройка частоты [ППРЧ];

4. По стабилизации частоты:

• нестабилизированные;

• со схемотехнической стабилизацией частоты;

• с кварцевой стабилизацией;

Одним из ограничивающих моментов использования закладных устройств является гарантированная дальность перехвата информации. Эта дальность в ряде случаев является определяющей в организации поиска закладных устройств. Применительно к закладным устройствам, обеспечивающим перехват аудиоинформации, важна максимальная дальность перехвата либо воздушной, либо структурной волны датчиками съема подобной информации. В качестве таких датчиков используются микрофоны, стетоскопы или геофоны. Возможная дальность перехвата аудиоинформации, разговоров, передаваемых воздушной волной в пределах 10 метров, структурной волной - через кирпичные и бетонные стены - 0,8 - 1,0 м и сейсмической волны - до10 метров при малых акустических шумах (до 5 метров при средних акустических шумах).

Установка закладных устройств перехвата информации из каналов обработки информации или систем передачи данных и связи определяется либо местом установки комплекса, либо возможностью установки закладного устройства на линии связи.

Например, радиозакладное устройство для перехвата телефонных переговоров может быть установлено в телефонной трубке, телефонном аппарате, соединительной коробке, разделительной телефонной коробке, на отрезках линий, соединяющих эти устройства и т. д., вплоть до АТС. Место установки комбинированной телефонной закладки (перехват телефонных переговоров и акустики помещения) определяется зоной гарантированного перехвата акустической информации из определенного помещения (как правило, порядка 10 метров от интересующего источника).

Характеристика радиозакладных устройств. Перехваченная информация может быть передана по воздуху (радиозакладки), по сетям питания, управления, связи (закладные устройства (рис.2)).

Для выявления излучающих в эфир радиозакладок необходимо определить возможный диапазон их работы и используемые виды модуляции и закрытия. Как следует из анализа существующих радиозакладных устройств диапазон их работы достаточно широк и имеет тенденцию к продвижению в более высокие диапазоны.

Приведенные данные по возможному количеству различных радиозакладных устройств, составленные по материалам печати и в различных диапазонах работы, приведены на рис. 3. Основные диапазоны (по количеству известных образцов): 270 – 480 МГц, 115 – 200 МГц, 75 – 115 МГц.

За последнее время увеличилось количество радиозакладных устройств, работающих в диапазоне 640 – 1000 МГц [SIM DSS-2000- 850-950 МГц, COF-335- 890-980 МГц и т.п.] и выше 1000 МГц.

Таким образом, радиозакладные устройства могут работать во всем диапазоне от 20 до 1000 МГц и выше.

Это существенно усложняет задачу поиска радиозакладных устройств по их излучениям. Серьезное усложнение в поиске закладных устройств вызывает изменяющиеся и совершенствующиеся виды модуляции и закрытия.

Так, например, широко распространенные на начальном этапе радиозакладные устройства строились с использованием амплитудной модуляции, что позволяло использовать в качестве приемного устройства комплекса обычные бытовые приемные устройства. Однако это положительное качество часто превращалось в отрицательное – так как перехваченная и переданная в эфир информация легко обнаруживалась теми, кому она не предназначалась – обыватели, которые, прокручивая ручку своего бытового приемника, вдруг обнаруживали в эфире разговор своего соседа. Естественно, что такое обнаружение, как правило, приводило к последующему уничтожению, иногда с очень большим трудом установленных закладных устройств.

а)

б)

в )

г)

д)

Рис.2. Блок-схемы наиболее широко используемых закладных устройств

В радиозакладных устройствах в основном применяется модуляция несущей частоты передатчика, однако, встречаются радиозакладные устройства с модуляцией сигнала промежуточной частоты или двойной модуляции (например, радиозакладка РК – 1970 – SS). Прием таких сигналов на обычный супергетеродинный приемник невозможен (после детектирования прослушивается обычный шум). Для приема может быть использован только специальный приемник.

Виды модуляции, используемой в радиозакладных устройствах в процессе их развития на нашем рынке, приведены на рис.3. И хотя в наше время все еще широко используются радиозакладки с WFM (широкополосной) и NFM (узкополосной) модуляцией, появился принципиально новый класс радиозакладных устройств с дельта модуляцией, адаптивной дельта модуляцией, ППРЧ и т.п.. Кроме того, в наиболее профессиональных радиозакладках используют такие сложные сигналы, как шумоподобные или с псевдослучайной перестановкой несущей частоты. Например, в радиозакладках SIM-PR-9000T и РК-1970 используются шумоподобные сигналы с фазовой манипуляцией и шириной спектра 4 и 5 мГц (Л. 2).

AM

ЧМ

NFM

WFM

ИНВЕРСИЯ СПЕКТРА

ЧАСТОТНАЯ МОЗАИКА

МОДУЛЯЦИЯ СИГНАЛА ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ

С ЦИФРОВЫМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ НИЗКОЧАСТОТНОГО СИГНАЛА

ШУМОПОДОБНЫЕ СИГНАЛЫ

ДЕЛЬТА МОДУЛЯЦИЯ

АДР-АДАПТИВНАЯ ДЕЛЬТА МОДУЛЯЦИЯ

Рис.3. Количество образцов радиозакладных устройств в различных участках частотного спектра. Используемые виды модуляции

При кодировании перехваченной информации часто применяется аналоговое скремблирование, изменяющее характеристики речевого сигнала таким образом, что он становится неразборчивым. Так в радиозакладке РК – 2010 S используется простая инверсия спектра с точкой инверсии 1,862 кГц, а в радиозакладке “ Брусок – ЛЗБ ДУ”, РК – 1380 SS – сложная инверсия спектра. В ряде закладок используется преобразование речевой информации в цифровой вид (радиозакладки РК – 1195 – SS, РК – 2050), а в радиозакладках SIM – PR – 9000Т и РК – 1970 наряду с преобразованием информации в цифровой вид используется ее шифрование.

Использование новых видов модуляции и кодирования передаваемой радиозакладочными устройствами перехваченной информации существенно затрудняют поиск радиозакладочных устройств супергетеродинными приемными устройствами и системами. В этом отношении использование широкополосных индикаторов поля воспринимающих энергетику излучений радиозакладочных устройств и не реагирующих на используемый вид модуляции является особо положительным для проведения их поиска.

Демаскирующие признаки радиозакладных устройств. Демаскирующие признаки радиозакладных устройств являются:

-энергетический признак (уровень сигнала);

- временной признак (время появления сигнала);

- частотный признак (частота сигнала).

Демаскирующие признаки радиоизлучений определяются техническими характеристиками радиосигналов – энергетическими, временными, частотными, спектральными, фазовыми, поляризационными, пространственно-энергетическими.

К энергетическим характеристикам можно отнести мощность излучения радиозакладки (относительная мощность по распределению в помещении), напряженность электромагнитного поля, плотность потока мощности, спектральную плотность мощности и т.п.

К временным характеристикам относятся – время включения на передачу перехваченной информации (по команде, после накопления определенного объема информации, одновременно с появлением речевого сигнала и т.д.), при использовании импульсной передачи – период следования импульсов, форма импульса и его длительность, длительность серии импульсов и ее период, структура кодовой посылки и т.д.

Спектральные характеристики определяют ширину спектра, вид спектра, форму огибающей спектра, относительную величину отдельных спектральных составляющих и т.д.

К фазовым демаскирующим признакам можно отнести вид фазовой модуляции, параметры этой модуляции, значения и количество дискретных скачков фазы и т.д.

Пространственно-энергетические признаки определяют направление излучения, направление максимума излучения, характеристики диаграммы направленности антенны – ширина диаграммы направленности, уровень боковых лепестков, форму диаграммы и т.д,

Поляризационные характеристи – вид поляризации (линейная, эллиптическая, круговая), направление вращения вектора электрического поля.

Демаскирующими характеристиками радиозакладочных устройств является превышение мощности излучаемого радиозакладкой излучения над уровнем электромагнитного поля помещения. Для более четкого определения места расположения радиозакладки важно настроить индикатор поля в режим реагирования на минимальное превышение уровня поля, усредненное для проверяемого помещения. В этом случае обеспечивается максимальная зона определения радиозакладки. Важным условием повышения чувствительности индикаторов поля является совпадение поляризационных характеристик антенных систем радиозакладки и индикатора поля (предусмотрена возможность поворота антенны индикатора в различных плоскостях).

Характеристика принципа действия индикаторов электромагнитного поля и частотометров. Индикаторы (детекторы) электромагнит­ного поля позволяют выявлять закладные устройства (ЗУ), внедрённые в защищаемые помещения и на объекты информатизации и использующие для передачи инфор­мации радиоканал, а также диктофоны и устройства скрытой видеозаписи.

Индикаторы поля эффективно используются для обнаружения и локализации малогабаритных радиозакладочных устройств ("жучков") независимо от используемого в них вида модуляции. Принцип поиска заключается в выявлении максимума уровня излучения. Индикаторы поля, как правило, снабжены световой и звуковой сигнализацией, иногда виброиндикацией. Многие из них могут работать в режиме "акустозавязки", а также обладают возможностью ручного или автоматического изменения чувствительности (вычитание фона) для работы в условиях высокого уровня радиочастотного фона.

Принцип действия индикаторов электромагнитного поля основан на интегральном методе измерения уровня элек­тромагнитного поля в точке их расположения. В состав индикаторов поля входят антенна, фильтр высокой часто­ты, усилитель высокой частоты (при необходимости), дио­дный детектор, усилитель постоянного тока с логарифми­ческой зависимостью коэффициента усиления, звуковой генератор с изменяющейся частотой и индикатор принимаемых сигналов – устройство инди­кации уровня входного сигнала.

Принцип работы такого индикатора состоит в следующем. Сигнал, наведенный в антенне, через фильтр высоких частот поступает на широкополосный апериодический усилитель, нагрузкой которого служит эмиттерный повторитель, с него на диодный детектор. Высокочастотные составляющие сигнала фильтруются фильтрами, а низкочастотный сигнал поступает на усилитель постоянного тока, коэффициент усиления которого определяется величиной сопротивления в цепи отрицательной обратной связи. Чувствительность индикатора регулируется изменением сопротивления резистора на выходе эмиттерного повто­рителя. С выхода усилителя сигнал поступает на устройс­тво индикации уровня сигнала и звуковой генератор. Относительный уровень сигнала входного сигнала отображается на стрелочном, жидкокристаллическом или световом индикаторе.

Световые индикаторы выполняют в виде линейки из 4 - 12 светодиодов, каждый последующий из которых загорается при повышении уровня входного сигнала на определённую величину, как правило, в соответствии с логарифмической шкалой. Яркость свечения светодиодов или поддерживается постоянной, или увеличивается при повышении уровня входного сигнала. Светодиоды могут быть одного или разных цветов. При использовании свето­диодов разного цвета последние 2 - 4 диода, как правило, выбираются красного цвета.

На жидкокристаллическом индикаторе относительный уровень сигнала отображается в цифровом виде или на (10 - 32)-сегментной линейке, при этом очередной сегмент загорается при повышении уровня сигнала на некоторую величину (чаще всего - на 3 дБ). Нулевой относительный уровень сигнала устанавливается оператором с помощью регулятора чувствительности индикатора или автомати­чески при калибровке прибора.

Определение уровня входного сигнала фиксируется также звуковым генератором, который формирует прямоугольные импульсы, частота следования которых возрастает с увеличением напряжения на выходе усилителя постоянного тока. Эти импульсы пьезокерамическим преобразователем преобразуются в звуковые и оператор имеет возможность контроля по звуку приближение к радиозакладочному устройству.

Ряд индикаторов электромагнитного поля снабжены блоком измерения частоты радиозакладки, позволяющим проводить анализ достаточно мощного излучения радиозакладки (на практике антенна индикатора приближается на минимально возможное расстояние - кладется на радиозакладку) с помощью микропроцессора, включенного в состав индикатора. Значение частоты в цифровой форме отображается на жидкокристаллическом экране.

     Большинство современных  индикаторов поля оборуду­ются блоком измерения частоты сигнала.

В основу рабо­ты такого блока положен  принцип «захвата»  частоты радиосигнала с  максимальным уровнем (как  правило, уровень такого сигнала на 10 - 15 дБ должен превышать интегральный уровень остальных сигналов) и последу­ющим анализом его характеристик микропроцессором. Микропроцессор производит запись сигнала  во внут­реннюю память, цифровую фильтрацию, проверку на стабильность и когерентность сигнала и измерение его частоты. Значение частоты в цифровой форме отобража­ется на жидкокристаллическом экране.

Приборы, у которых измерение частоты сигнала является основной функцией, а относительного уровня сигнала - дополнительной,  часто  называют радиочастотомерами. По сравнению с индикаторами поля они имеют большую точность измерения частоты сигнала.      К основным параметрам и характеристикам, определя­ющим эффективность индикаторов поля при поиске ЗУ, можно отнести:

• частотный диапазон;

• чувствительность индикатора;

• динамический диапазон измерения уровня входного сигнала;

• диапазон регулировки относительного нулевого уров­ня сигнала (чувствительности);

• чувствительность частотомера;

• диапазон регулировки чувствительности индикатора.

Частотный диапазон является одной из основных харак­теристик индикатора поля, определяющих его возможнос­ти по поиску ЗУ. Нижняя частота диапазона определяется главным образом граничной частотой фильтра высоких частот и, как правило, находится в пределах 30 - 50 МГц. Верхняя частота диапазона во многом зависит от харак­теристик антенны, входного каскада и диода детектора и составляет от 2,5 до 8,0 ГГц. Некоторые индикаторы поля способны принимать сигналы в диапазоне до 14 ГГц и более.

Чувствительность индикатора поля определяет предель­ные возможности по обнаружению сигналов, то есть мак­симальную дальность обнаружения ЗУ.

Эта характеристика важна при поиске ЗУ в местах с отно­сительно низким уровнем фонового излучения. Например, при чувствительности индикатора поля 1 - 1,5 мВ и уров­не «фонового излучения» менее 0,5 мВ  максимальная дальность обнаружения радиозакладки с типовой мощ­ностью излучения 5-7 мВт может составлять 5 - 8 м. Для реальных условий поиска эта характеристика не явля­ется определяющей, так как уровень фонового излучения, как правило, всегда превышает чувствительность инди­катора  поля. Учитывая, что для обнаружения сигнала необходимо, чтобы его уровень превышал «естественный фон» на 5 - 10 дБ, дальность обнаружения радиозакладки с мощностью излучения 5-7 мВт для реальных условий обычно не превышает 1 - 2 м.

Интегральная чувствительность современных индикато­ров поля составляет от 0,6 до 5 мВ. Спектральная чувстви­тельность индикатора поля во многом зависит от характе­ристик антенны и входного каскада. В качестве примера на рис. 4 приведена спектральная чувствительность инди­катора поля РИЧ-3 и радиочастотомера Scout-40.

 Рис 4. Спектральная чувствительность индикатора поля РИЧ-3 и