Зайцев_Технмческие средства защиты информации

создавать тест-сигнал с уровнем 120…130 дБ относительно 10−6 м/с2

(рис. 7.13). Заметим, что акустическая колонка с уровнем звукового давления 100 дБ не способна создать в трубе вибрационный сигнал более

75…80 дБ [38].

ВП

Генератор

Точка измерения №1

Точка измерения №2

Граница КЗ

Рис. 7.13. Схема измерения в вибрационном канале с учетом реального затухания

Для определения затухания необходимо измерить уровень тестсигнала во всех пяти октавных полосах в 10…15 см от возбуждающего вибропреобразователя (точка № 1), а второй замер сделать на границе контролируемой зоны (точка № 2). Разность между значениями этих двух измеренных уровней вибросигнала и будет являться реальным затуханием в канале.

Обычно тест-сигнал удается выделить над уровнем шумов на расстоянии не менее 50…100 м от источника вибросигнала. Если тест-сигнал не выявляется на границе контролируемой зоны, то допустимо точку ввода тест-сигнала перенести к границе контролируемой зоны на расстояние, при котором тест-сигнал надежно выявляется, и измерить реальное затухание на этом участке.

370

Если реальное затухание удается измерить не во всех октавных полосах, то рекомендуется для тех октав, в которых затухание определить не удалось [38], принять минимальное значение из полученных затуханий по октавным полосам. В большинстве случаев значение уровня тест-сигнала в точке № 2 соизмеримо с уровнем шумов и фактически измеряется смесь сигнала с шумом. Поэтому в этой точке необходимо измерять раздельно уровни шума (при выключенном вибропреобразователе) и смесь сигнала с шумом (при включенном вибропреобразователе).

Реальное затухание в каждой октавной полосе рассчитывается по формуле:

уровень тест-сигнала в точке его ввода (точка № 1), дБ; V2i,с+ш– уровень тест-сигнала в смеси с шумом на границе контролируемой зоны (точка

№2), дБ; V2i,ш – уровень шума на границе контролируемой зоны (точка

№2), дБ.

Вслучае невыполнения норм защищенности по акустическим и виброакустическим каналам утечки при исчерпанных возможностях средств пассивной защиты применяются средства активной защиты (САЗ), принцип работы которых заключается в зашумлении каналов утечки речевой информации.

Основной недостаток САЗ состоит в создании для работающих в выделенном помещении дискомфорта, связанного с появлением дополнительных шумов на частотах звукового диапазона. Больше неудобств доставляет не акустическое зашумление с помощью колонок, а защищенные вибропреобразователями стекла окон. Стекла являются конструкцией мембранного типа и при возбуждении вибропреобразователями обладают хорошей звукоизлучающей способностью (особенно стекла больших размеров). В связи с этим оптимальное расположение вибродатчиков на стеклах и квалифицированная настройка амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) генератора шумовых сигналов являются важнейшей задачей для

специалистов. В среднем рекомендуется на 1м2 стекла размещать 2 вибродатчика. При большом числе фрамуг с различными свойствами необходимо с целью оптимизации применять генераторы типа «Шорох» с тремя независимо настраиваемыми по АЧХ каналами.

Сложным является и вопрос определения местоположения контрольных точек на плоскости стекла для проведения измерений и оценки эффективности САЗ с учетом недопустимости оценки по одной точке. Приблизительная схема размещения контрольных точек рекомендуется в [38].

371

Нет указаний в руководящих документах, какая из поверхностей многослойного остекления является самой опасной с точки зрения съема информации лазерными устройствами. Теоретически каждая из поверхностей способна отражать лазерный луч и поэтому опасна. Наиболее сложным для защиты является вариант, когда датчики зашумления располагаются на внутренней поверхности внутреннего стекла, а оценка защищенности проводится на самой наружной поверхности.

Зашумление ограждающих конструкций их твердых материалов производится установкой вибропреобразователей на каждый элемент конструкции.

Трубы водоснабжения, отопления, канализации зашумляются достаточно просто. Если имеется система жестко связанных труб, то допускается установка одного вибропреобразователя, размещенного примерно посередине этой системы, а контрольные точки выбираются вблизи выхода труб из выделенного помещения.

Дверные проемы обычно зашумляются установкой акустической колонки в тамбуре двойной двери, но значительно эффективнее осуществлять защиту установкой колонки у косяка наружной двери. В этом случае зашумляется опасный сигнал уже частично поглощенный двумя дверьми и требуемый уровень зашумляющего сигнала может быть установлен значительно ниже. В обратном направлении шумовой сигнал ослабляется также двумя дверьми, что приводит к нормальным условиям работы в выделенном помещении.

При защите систем вентиляции наиболее эффективна установка зашумляющей акустической колонки в канале на расстоянии не менее 1,5 м от плоскости его выхода в помещение. Этим обеспечивается необходимое зашумление при невысоких уровнях громкости колонки и отсутствии значительного шума в помещении.

7.2.3.2. Специальные исследования акустоэлектрических преобразований

Под акустоэлектрическим преобразованием понимают преобразование механической энергии акустического сигнала отдельными устройствами в электрический сигнал (напряжение, ток, заряд), модулированный по закону изменения акустического сигнала. В свою очередь, электрические сигналы создают электрическое и магнитное поля, которые также могут образовать канал утечки информации. Опасность акустоэлектрического канала утечки состоит в том, что наведенные электрические сигналы несмотря на свой низкий уровень могут распространяться по проводным линиям за пределы контролируемой зоны и перехватываться средствами технической разведки.

372

В большинстве случаев акустоэлектрическое преобразование имеет обратимый характер, и тогда имеют дело с электроакустическим преобразованием, которое с точки зрения утечки информации не представляет интереса.

Акустоэлектрическим эффектом обладают многие элементы электронных технических средств обработки информации и вспомогательных технических средств. Прежде всего, это моточные изделия (трансформаторы, дроссели, реле и т.п.), в которых в соответствии с законом электромагнитной индукции, открытым Фарадеем, наводится ЭДС при движении проводников в магнитном поле под действием энергии звуковой волны. Магнитное поле всегда присутствует в ферромагнитных сердечниках за счет остаточной индукции.

Акустоэлектрическими преобразователями являются также конденсаторы, у которых обкладки под действием звука могут перемещаться друг относительно друга в поперечном направлении, изменяя емкость конденсатора.

Достаточно часто причиной акустоэлектрических преобразований являются керамические конденсаторы, содержащие материалы с пьезострикционным эффектом и являющиеся подобием пьезоэлектрического микрофона.

Микрофонный эффект в перечисленных случаях не всегда ярко выражен, сигнал акустоэлектрического преобразования может быть меньше допустимой нормы, но это каждый раз необходимо доказывать исследованиями.

Кроме каналов прямого акустоэлектрического преобразования существуют и модуляционные высокочастотные каналы акустоэлектрических преобразований, суть которых сводится к модуляции сигналов высокочастотных генераторов по амплитуде или частоте речевым сигналом за счет воздействия последнего на конденсаторы или катушки индуктивности в задающих контурах. Модулированный высокочастотный сигнал генератора при относительно большой мощности может создавать информативные побочные электромагнитные излучения и распространяться по проводным линиям.

Для прямого акустоэлектрического преобразования измерение величины сигналов речевого диапазона частот исследуемого технического средства (ТС) рекомендуется типовая схема (рис. 7.14) [38]. В конкретных реальных условиях можно применять не только указанные приборы, но и другие сертифицированные их аналоги с не уступающими характеристиками.

373

ных наводок от колонки на техническое средство. Электромагнитные наводки тест-сигнала при неудачно выбранном удалении колонки от технического средства, неправильной схеме заземления измерительного комплекса и отсутствии экранирования симметричных кабелей могут превышать по величине сигнал акустоэлектрического преобразования (АЭП).

Чтобы убедиться в том, что измеряется именно сигнал АЭП, необходимо снизить уровень тест-сигнала, прикрыв лицевую панель колонки звукопоглощающей шторкой (ни в коем случае нельзя снижать уровень тестсигнала регулировкой генератора, так как в этом случае снизится уровень электромагнитной наводки). В результате таких действий при отсутствии электромагнитной наводки от колонки показания измерительного нановольтметра не должны измениться. В противном случае необходимо варьировать взаимным расположением генераторной и измерительной части комплекса до получения положительного результата.

Уровень тестирующего звукового сигнала непосредственно у технического средства измеряется шумомером.

Рекомендуется следующий порядок проведения измерений. После включения, прогрева и калибровки всех средств измерения оператор плавно изменяет частоту звукового генератора в заданном диапазоне частот при звуковом давлении 74…94 дБ. Как правило, огибающая сигнала АЭП характеризуется пиками и провалами. Рекомендуется фиксировать наибольшие пики. При использовании нановольтметра Unipan 232b надо следить за подстройкой фазы опорного сигнала на «подозрительных» частотах.

Задавать перестройку частоты шагами более 10 Гц недопустимо во избежание пропуска узкополосных сигналов АЭП.

Исследуемое техническое средство необходимо проверять во всех возможных режимах его работы и принимать за результат наибольшее значение опасного сигнала.

Опасными являются каналы утечки информации, образованные встроенными в ТС автогенераторами и усилителями с обратной связью, способными модулировать колебания под воздействием звуковых сигналов. Высокочастотные сигналы автогенераторов (несущая частота) могут быть модулированы по различным видам модуляции, чаще всего по амплитудной или частотной.

Паразитная генерация усилителей возникает из-за неконтролируемой положительной обратной связи за счет конструктивных особенностей схемы или за счет старения элементов. Самовозбуждение может возникнуть и при отрицательной обратной связи из-за того, что на частотах, где усилитель вместе с цепью обратной связи вносит сдвиг фазы на 180°, отрицательная обратная связь превращается в положительную. Усилитель может находиться на границе устойчивости и при малейших изменениях коэффи-

375

циента передачи перейти в неустойчивый режим с паразитной высокочастотной генерацией.

Самовозбуждение усилителей обычно происходит на высоких частотах, выходящих за пределы рабочей полосы частот (вплоть до KB и УКВ диапазонов).

Частота самовозбуждения модулируется акустическим сигналом, поступающим на усилитель, и излучается в эфир как обычным радиопередатчиком. Дальность распространения такого сигнала определяется мощностью усилителя и особенностями диапазона радиоволн.

Независимо от схемотехнических особенностей усилителей с отрицательной обратной связью их структурная схема может быть приведена к виду, показанному на рис. 7.15, а.

На структурной схеме обозначены: K( jω) – комплексный коэффициент передачи собственно усилителя, β( jω) – комплексный коэффициент передачи звена отрицательной обратной связи. В простейшем случае β может являться безынерционным звеном и показывать какая часть выходного напряжения U&вых поступает на вход усилителя в качестве сигнала обратной связи U&oc .

U&oc

β( jω)

Рис. 7.15. Замкнутая (а) и разомкнутая (б) структурные схемы усилителя

Согласно теории автоматического управления амплитудно-фазовая характеристика (АФХ) замкнутой схемы с отрицательной обратной связью

определяется выражением Kзамк( jω) = K( jω) , а АФХ разомкнутой

1+K( jω)β( jω)

структурной схемы в согласно рис. 7.15, б соответствует выражение

Kp ( jω) =K( jω) β( jω) .

АФХ разомкнутой структурной схемы усилителя при наличии более двух инерционных звеньев, необходимая для определения устойчивости усилителя в замкнутом состоянии по критерию Найквиста (кривая 1), показана на комплексной плоскости рис. 7.16.

376

Напомним, что согласно критерию Найквиста работа усилителя в замкнутом состоянии будет устойчива, если его АФХ в разомкнутом состоянии не охватывает критическую точку с координатами (–1; j0), а структурная схема разомкнутой системы состоит из устойчивых звеньев. j Второе условие в усилителях

обычно всегда выполняется.

структурной схемы усилителя

На рис. 7.16 для некоторой частоты ω1 на кривой 1, соответствующей

устойчивой работе усилителя, показано положение изображающего вектора Kp ( jω1) (его модуль и аргумент ϕ1, являющийся фазовым сдвигом ме-

жду входным и выходным напряжениями).

При увеличении коэффициента передачи разомкнутой схемы Kp ( jω) ,

что возможно за счет увеличения K и β, АФХ разомкнутой структурной схемы может охватить критическую точку (пунктирная кривая 2 на рис. 7.16) и усилитель перейдет в неустойчивый (колебательный) режим работы. На некоторой частоте ω2 фазовый сдвиг станет равным 180°, а вход-

ное и выходное напряжения окажутся в фазе, т.е. отрицательная обратная связь станет положительной. Равенство фазового сдвига ста восьмидесяти градусам при достаточных запасах устойчивости по модулю и по фазе не приводит к самовозбуждению усилителей.

Усилители должны исследоваться при изменении напряжения питания в допустимых пределах и при перегрузках по входу и выходу.

Для измерений сигнала модуляционного акустоэлектрического преобразования в высокочастотной области применяются другие измерительные приборы и схема выглядит несколько иначе (рис. 7.17).

Основным элементом измерительного комплекса является измерительный приемник (анализатор спектра), имеющий выходы по промежуточной частоте (ПЧ) и по низкой частоте (НЧ). На вход приемника могут подключаться либо антенна (если проводятся измерения ПЭМИ), либо пробник (если проводятся измерения в отходящей линии). К выходу ПЧ измерительного приемника могут подключаться измеритель модуляции или низкочастотные анализаторы спектра. В первом случае проводится непосредственное измерение, а во втором – измерение методом боковых частот.

377

Измерительный

приемник

Рис. 7.17. Схема измерения сигнала модуляционного АЭП

Для выявления факта модуляции на слух к низкочастотному выходу приемника подключаются головные телефоны. Подготовка к проведению измерений сводится к тщательному изучению исследуемого технического средства с целью выявления мест и режимов с наиболее вероятным появлением сигналов АЭП. Далее оператор измеряет все выявленные излучаемые или присутствующие в отходящих линиях сигналы автогенераторов, работающих в составе технических средств. Кроме этого, необходимо обязательно проводить дополнительный поиск сигналов в диапазоне частот от 10 кГц до 1000 МГц [38]. Все выявленные сигналы в этом диапазоне частот должны также проверяться на наличие модуляции.

7.2.3.3.Специальные исследования технических средств

исистем на возможность утечки информации за счет побочных электромагнитных излучений и наводок

Побочные электромагнитные излучения и наводки (ПЭМИН) можно разделить на [39]:

•не предусмотренные в работе технических средств акустоэлектрические преобразования;

•паразитные связи и наводки;

•побочные низкочастотные излучения;

•побочные высокочастотные излучения.

378

Под низкочастотными излучениями понимают электромагнитные излучения с частотами слышимого звукового диапазона. Источниками таких излучений являются устройства и цепи, содержащие случайные и не случайные акустоэлектрические преобразователи с соединительными линиями.

К высокочастотным опасным излучениям относятся электромагнитные излучения от высокочастотных цепей, по которым циркулирует секретная или конфиденциальная информация. Источником таких излучений могут являться:

•усилители и логические элементы в режиме паразитной генерации;

•генераторы подмагничивания и стирания магнитофонов;

•гетеродины радио– и телевизионных приемников;

•элементы ВЧ-навязывания;

•устройства и узлы компьютерной техники.

Сигналы можно представлять функциями времени или в виде частотных спектров. При исследовании ПЭМИН сигналы обычно представляются в виде частотных спектров.

Если сигнал определяется гармонической функцией Acos(ωt +ψ) , то

на шкале частот она определяется заданной амплитудой A и начальной фа-

зой ψ ((рис. 7.18, а).

При комплексной форме записи косинусоиды

вводится чисто математическое понятие отрицательной угловой частоты, а шкала частот дополняется отрицательной полуосью. Амплитудный и фазовый спектр в этом случае изображаются парами ординат (рис. 7.18, б), соответствующих положительны и отрицательным значениям угловой частоты.

A

Несинусоидальные сигналы могут быть разложены в ряд Фурье, т.е. представлены в виде дискретного ряда гармоник.

Напомним, что для тригонометрической формы записи ряда Фурье для функции

379