Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Техническая защита информации» для студентов специальностей. Гончаров И.В., Остапенко А.Г

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

Кафедра систем информационной безопасности

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

клабораторным работам по дисциплине «Техническая защита информации» для студентов специальностей 090301 «Компьютерная безопасность», 090303 «Информационная безопасность автоматизированных систем»

очной формы обучения

Воронеж 2014

качественной оценкой характеризуется следующими данными: очень тихая речь (шепот) - 5-10 дБ, тихая речь - 30-40 дБ. речь умеренной громкости - 50-60 дБ, громкая речь - 60-70 дБ и более. Причем значения характеристик голоса конкретного человека индивидуальные и позволяют его легко идентифицировать [1].

Акустические сигналы машин и технических средств возникают в результате колебаний их поверхностей и частиц воздуха, проходящего через различные отверстия и полости машин и средств.

Акустические волны характеризуются величиной (коэффициентом) затухания или поглощения, что для определения коэффициентов виброизоляции защищаемых помещений, очень важная величина.

Дополнительные трудности вызывает однородность и неоднородной среды, образованной последовательными участками различных физических сред: воздуха, древесины дверей, стекол окон, бетона или кирпича стен, различными породами земной поверхности и т.д.

В однородной среде параметры волны не постоянные, могут существенно различаться в разных точках пространства.

По мере распространения в любой среде звуковые волны затухают. Затухание акустической волны в воздухе вызвано:

-расхождением акустической волны в пространстве;

-рассеянием акустической волны на неоднородностях воздушной среды (каплях дождя, снежинках, пыли, ветках деревьев и др.);

-турбулентностью воздушных потоков, вызванной неравномерным распределением в пространстве температуры, давления. силы и скорости ветра, которые искривляют акустическую волну и вызывают частичное ее отражение от границы раздела слоев воздуха с различными плотностями.

2

Затухание звука в среде распространения пропорционально квадрату частоты колебаний. Интенсивность сферической акустической волны в результате расхождения убывает обратно пропорционально расстоянию от источника. При распространении акустической волны ее траектория изменяется в результате отражений и дифракции. На границе сред с разной плотностью акустическая волна частично переходит из одной среды в другую и частично отражается [2].

Благодаря приближенной формуле Рэлея (когда акустическое сопротивление материала преграды существенно выше акустического сопротивления воздуха) можно определить коэффициент проникновения акустической волны в материал преграды. Он равен:

= 4в в/( ),

где в и - удельная плотность воздуха и материала преграды. в и скорость распространения акустической волны в воздухе и материале преграды.

Произведения в в и называются акустическим сопротивлением воздуха и материала преграды. Чем больше отличаются акустические сопротивления сред, тем больше коэффициент отражения акустической волны от границы их раздела. При падении звука из воздуха на воду, бетон, дерево в эти среды проникает не более сотых долей мощности звука. В помещении акустическая волна многократно отражается от ограждений, в результате чего в нем возникает сложное акустическое поле в виде совокупности волн, приходящих от источника и отраженных.

Акустические сигналы при прохождении через вентиляционные воздухопроводы ослабевают из-за поглощения в стенах короба. Затухание в прямых металлических воздуховодах составляет 0,15 дБ/м, в неметаллических - 0,2-0,3 дБ/м. При изгибах затухание достигает 3-7 дБ (на один изгиб), при изменениях сечения - 1-3 дБ. Ослабление сигнала на выходе из

3

воздуховода помещения может составить 10-16 дБ.

Энергетическое скрытие акустических сигналов является одним из основных методов противодействия подслушиванию и включает:

-звукоизоляция помещений;

-виброакустическая маскировка.

Звукоизоляция помещений направлена на локализацию источников акустических сигналов внутри них и проводится с целью исключения перехвата акустической (речевой) информации по прямому акустическому (через щели, окна, двери, вентиляционные каналы и т.д.) и вибрационному (через ограждающие конструкции, трубы водо-, тепло-, газоснабжения, канализации и т.д.) каналам [1].

Звукоизоляция оценивается величиной ослабления акустического сигнала, которое для сплошных однослойных или однородных ограждений на средних частотах приближенно рассчитывается по формуле:

Ког= 20 lg( qп f ) 47,5 , дБ,

где qп – масса 1м2 ограждения, кг; f – частота звука, Гц.

Звукоизоляция помещений обеспечивается с помощью архитектурных и инженерных решений, а также применением специальных строительных и отделочных материалов.

Одним из наиболее слабых звукоизолирующих элементов, ограждающих конструкции выделенных помещений, являются окна и двери. Увеличение звукоизолирующей способности дверей достигается плотной подгонкой полотна двери к коробке, устранением щелей между дверью и полом, применением уплотняющих прокладок, обивкой или облицовкой полотен дверей специальными материалами и т. д. Если применение обивки двери недостаточно для обеспечения звукоизоляции, то в помещении устанавливаются двойные двери, обра-

4

зующие тамбур. Внутренние поверхности тамбура также облицовываются поглощающими покрытиями.

Звукопоглощающие материалы могут быть сплошными и пористыми. Обычно пористые материалы используют в сочетании со сплошными. Пористые звукопоглощающие материалы малоэффективны на низких частотах. Отдельные звукопоглощающие материалы составляют резонансные поглотители. Они подразделяются на мембранные и резонаторные.

Перфорированные резонаторные поглотители представляют собой систему воздушных резонаторов (резонатор Гельмгольца), в устье которых расположен демпфирующий материал. Повышение звуковой изоляции стен и перегородок помещений достигается применением однослойных и многослойных (чаще - двойных) ограждений. Уровень акустического сигнала за ограждением можно приближенно оценить по формуле:

Rог Rc 6 10 lg Sог Kог , дБ,

где Rc – уровень речевого сигнала в помещении (перед ограждением), дБ;

Sог – площадь ограждения, дБ;

Ког – звукоизоляция ограждения, дБ.

В случае, если используемые пассивные средства защиты помещений не обеспечивают требуемых норм по звукоизоляции, необходимо использовать активные меры защиты. Активные меры защиты заключаются в создании маскирующих акустических помех средствам разведки, т.е. в использовании виброакустической маскировки информационных сигналов. В отличии от звукоизоляции помещений, обеспечивающей требуемое ослабление интенсивности звуковой волны за их пределами, использование активной акустической маскировки снижает отношение с/ш на входе технического средства разведки за счет увеличения уровня шума (помехи).

5

Виброакустическая маскировка эффективно используется для защиты речевой информации от утечки по прямому акустическому, виброакустическому и оптико-электронному каналам утечки информации.

Для формирования акустических помех применяются специальные генераторы, к выходам которых подключены звуковые колонки (громкоговорители) или вибрационные излучатели (вибродатчики). Временной случайный процесс, близкий по своим свойствам к шумовым колебаниям, может быть получен и с помощью цифровых генераторов шума, формирующих последовательность двоичных символов, называемую псевдослучайной [3].

Наряду с шумовыми помехами в целях активной акустической маскировки используют и другие помехи.. При организации акустической маскировки необходимо помнить, что акустический шум может создавать дополнительный мешающий фактор для сотрудников и раздражающее воздействие на нервную систему человека, вызывая различные функциональные отклонения и приводить к быстрой и повышенной утомляемости работающих в помещении. Степень влияния мешающих помех определяется санитарными нормативами на величину акустического шума. В соответствии с нормами для учреждения величина мешающего шума не должна превышать суммарный уровень 45 дБ.

6

Ход выполнения работы

Принципиальная схема установки показана на рис. 1:

Рис. 1. Схема опыта

Здесь: Г - генератор шумовых сигналов, У - усилитель, АИ - акустический излучатель, М - микрофон,

А - акселерометр, Ш - шумомер, Т1 - точка измерений 1, Т2 - точка измерений 2, Т3 - точка измерений 3.

Измерения необходимо проводить при минимальных уровнях акустических и вибрационных шумов в помещении и КТ (при отсутствии персонала в помещении, выключенных системах вентиляции, кондиционирования и других источников дискретных шумов, при отсутствии транспортных шумов и пр.).

Оценка нормативных значений:

1. Провести осмотр и анализ архитектурнопланировочных решений помещения. Определить характер и особенности ОК и ИТС, включая их коммуникации, особенностей смежных помещений и прилегающих к помещению улич-

7

ных пространств.

2. Составить план-схему рассматриваемого помеще-

ния.

3.Выбрать местоположение КТ и отметить их на план-схеме.

4.Подготовить аппаратурный комплекс для работы по формированию и измерению тест-сигнала.

5.Для каждой октавной полосы частот измерить излучаемые уровни тест-сигнала в помещении перед контроли-

руемыми ОК и элементами ИТС ( 1 и 1).

6. Для каждой октавной полосы частот измерить уровни акустических (вибрационных) шумов и суммарных

7.Для каждой октавной полосы частот определить уровни акустических (вибрационных) сигналов в выбранных КТ.

8.Определить для каждой КТ октавные коэффициен-

ты звукоизоляции (виброизоляции)- , и .

9.Сопоставить полученные значения октавных коэффициентов звукоизоляции (виброизоляции) с их нормативными значениями (см. таблицу 1 – приложение).

10.Оформить документально результаты оценки защищенности помещения от утечки речевой конфиденциальной информации по акустическому и виброакустическому каналам.

Получение октавных коэффициентов звукоизоляции: 11. При выключенном АИ в КТ с помощью микрофона,

акселерометра и шумомера измерить уровень акустического

(вибрационного) шума ( , ).

12. При включенном АИ в КТ измерить суммарный уровень акустического (вибрационного) сигнала и шума ( (+) , (+) ). Уровень излучаемого тест-сигнала выбрать из условия его надежной фиксации средствами измерения в КТ на уровне шума.

8