Торокин А.А. Инженерно-техническая защита информации, 2005

15.4. Лазерные средства подслушивания

Подслушивание с помощью лазерных средств является срав­ нительно новым способом (первые рабочие образцы появились в 60-е годы) и предназначено для съема акустической информации с плоских вибрирующих под действием акустических волн поверх­ ностей. К таким поверхностям относятся, прежде всего, стекла за­ крытых окон.

451

Система лазерного подслушивания состоит из лазерного пе­ редатчика в инфракрасном диапазоне и оптического приемника. Лазерный луч с помощью оптического прицела направляется на окно помещения, в котором ведутся интересующие злоумышленни­ ка разговоры. При отражении лазерного луча от вибрирующей по­ верхности происходит его частотная, угловая и фазовая модуляция.

Частотная модуляция обусловлена эффектом Допплера вследс­ твие колебательных движений оконного стекла под воздействием акустического речевого сигнала. Но этот вид модуляции из-за про­ блемы измерения изменений частоты (длины волны) для добыва­ ния информации не используется.

Изменение угла отражения лазерного луча, т. е. угловая моду­ ляция, происходит из-за искривления поверхности стекла во время его колебания. Отраженный луч принимается оптическим прием­ ником, размещаемым в точке приема отраженного луча. Изменения направления отраженного луча при колебаниях стекла вызывают соответствующие изменения положения пятна света на светочувс­ твительном элементе (фотодиоде, фототранзисторе) оптического приемника. В результате этого изменяется освещенность светочувс­ твительного элемента приемника и амплитудная модуляция элект­ рического сигнала на выходе элемента. Сигнал после усиления про­ слушивается и записывается на аудиомагнитофон. Юстировка по­ ложения светочувствительного элемента оптического приемника производится по оценке оператором разборчивости речи.

Другой вариант построения системы лазерного подслушива­ ния предусматривает реализацию в оптическом приемнике фазо­ вой демодуляции путем сравнения фаз облучающего и отраженно­ го лучей. С этой целью исходный луч с помощью полупрозрачного зеркала расщепляется на два луча. Одним из них облучается стек­ ло, другой направляется к приемнику в качестве опорного сигнала. В оптическом приемнике создается электрический сигнал с уров­ нем, соответствующим разности фаз опорного и отраженного лу­ чей или колебаний стекла окна. Этот вариант обеспечивает более высокую чувствительность системы подслушивания, но сложен в реализации.

452

Примером средства лазерного подслушивания является сис­ тема РК-1035 фирмы РК Electronic. Система состоит из лазерных передатчика и приемника, магнитофона для записи перехвачен­ ной информации. Передатчик и приемник системы устанавлива­ ются на треноге. Лазерный передатчик имеет размеры 65 х 250 мм, вес 1,6 кг, мощность — 5 мВт, длина волны излучения — 850 мкм. Лазерный приемник имеет размеры 65 х 260 мм, вес 1,5 кг. Электропитание — от сети и автономное.

Данные о возможностях систем лазерного подслушивания противоречивые. В рекламных материалах дальность указывает­ ся для разных систем от сотен метров до км. Однако без ссылки на уровень внешних акустических шумов эти величины можно рас­ сматривать как потенциально достижимые в идеальных условиях. В городских условиях колебания внешнего стекла окна с двойным остеклением под действием шума улицы могут превышать амп­ литуду его колебания от акустического речевого сигнала. Следует также иметь в виду сложность практической установки излучате­ ля и приемника, при которой обеспечивается попадание зеркально отраженного от стекла невидимого лазерного луча на фотоприем­ ник. Оптимальный вариант применения— обеспечение перпен­ дикулярности лазерного луча по отношению к поверхности облу­ чаемого стекла. В этом случае отраженный луч вернется к фото­ приемнику, установленному рядом (в одном помещении) с излу­ чателем. Однако реализовать такой вариант можно лишь в редких случаях.

Уровни же диффузно отраженных от стекла лучей столь малы, что их не удается принять на фоне городских акустических шумов. Кроме того, следует отметить, что соотношение между стоимос­ тью систем лазерного подслушивания и затрат на эффективную за­ щиту от них не в пользу рассматриваемого метода добывания ин­ формации.

Следовательно, системы лазерного подслушивания, несмотря на их достаточно высокие гипотетические возможности, имеют ог­ раниченное применение, в особенности разведкой коммерческих структур.

453

15.5. Средства высокочастотного навязывания

Добывание речевой информации путем высокочастотного на­ вязывания достигается с помощью модуляции внешних высокочас­ тотных радиоили электрического сигналов первичным электри­ ческим сигналом, несущим речевую информацию. Для обеспече­ ния такой модуляции необходимо дистанционно подавать внешнее электромагнитное поле или высокочастотные электрические сиг­ налы на элементы, параметры которых или протекающие по ним токи меняются под действием речевых сигналов.

В качестве таких элементов могут использоваться различные полости с электропроводной поверхностью, представляющие со­ бой высокочастотные контуры с распределенными параметрами и объем которых меняется под действием акустической волны. Если частота такого контура совпадает с частотой высокочастотного навязывания, а поверхность полости находится под воздействием акустической информацией, то эквивалентный контур переизлучает и модулирует внешнее поле.

Более часто в качестве модулирующего применяется нелиней­ ный элемент, в том числе в схеме телефонного аппарата. В этом случае высокочастотное навязывание обеспечивается подведением к телефонному аппарату высокочастотного гармонического сигна­ ла путем подключения к телефонному кабелю высокочастотного генератора. В результате взаимодействия высокочастотного коле­ бания с речевыми сигналами на нелинейных элементах телефон­ ного аппарата происходит модуляция высокочастотного колебания, речевым низкочастотным сигналом и излучение промодулированного высокочастотного колебания проводами телефонного аппара­ та. Так как частота высокочатотного навязывания злоумышленни­ ку известна, то модулированные высокочастотные сигналы могут быть перехвачены его приемником.

Вопросы для самопроверки

1.Основные средства комплекса средств подслушивания.

2.Задачи, функции и состав акустического приемника.

3.Типы акустоэлектрических преобразователей для различных сред распространения.

454

визуально-оптические, фотографические и оптико-электрон­ ные. В визуально-оптических средствах наблюдения светочувс­ твительным элементом является сетчатка глаза человека, в тради­ ционных фото- и киноаппаратах — фотопленка, а в оптико-элект­ ронных приборах— мишень светоэлектрического преобразовате­ ля (СЭП).

Оптическая система или объектив проецирует световой поток от объекта наблюдения на поверхность светочувствительного эле­ мента (сетчатку глаза, фотопленку, фотодиод, фототранзистор, ми­ шень СЭП). Светочувствительный элемент преобразует оптичес­ кое изображение в эквивалентное распределение плотности хими­ ческого вещества или электронное изображение, количество «сво­ бодных» электронов каждой точки которого пропорционально яр­ кости соответствующей точки оптического изображения. Способы визуализации изображения для разных типов оптического прием­ ника могут существенно отличаться. Изображение в виде зритель­ ного образа формируется в мозгу человека, на фотопленке — в ре­ зультате химической обработки светочувствительного слоя, на эк­ ране технического средства— путем параллельного или после­ довательного съема электронов со светоэлектрического элемента, усиления электрических сигналов и формирования под их действи­ ем видимого изображения на экране оптического приемника.

Характеристики средств наблюдения определяются, прежде всего, параметрами оптической системы и светоэлектрического эле­ мента, а также зависят от способов обработки электрических сиг­ налов и формирования изображения при индикации. Основными характеристиками являются:

•диапазон длин волн световых лучей, воспринимаемых средс­ твом наблюдения;

•чувствительность;

•разрешающая способность;

•поле (угол) зрения и изображения;

•динамический диапазон интенсивности света на входе оптичес­ кого приемника, не вызывающий искажение изображения на его выходе.

Средства наблюдения в зависимости от назначения создают­ ся для видимого диапазона длин волн или его отдельных участков (зон), а также для различных участков инфракрасного диапазона.

457

Чувствительность средства наблюдения оценивается мини­ мальным уровнем световой энергии, при которой обеспечивается требуемое качество изображения объекта наблюдения. Качество изображения зависит как от яркости и контрастности проецируе­ мого изображения, так и от помех. Помехи создают лучи света, по­ падающие на вход приемника от других источников света, и теп­ ловые шумы светоэлектрического преобразователя. На экране све­ точувствительного элемента при посторонней внешней засветке ухудшается контраст изображения аналогично варианту прямого попадания на экран телевизионного приемника или монитора ком­ пьютера яркого солнечного света.

Разрешающая способность характеризуется минимальными линейными или угловыми размерами между двумя соседними точ­ ками изображения, которые наблюдаются как отдельные. Так как изображение формируется из точек (пикселей), размеры которых определяются разрешающей способностью средства наблюдения, то вероятность обнаружения и распознавания объекта возрастает с повышением разрешающей способности средства наблюдения (увеличением количества пикселей изображения объекта).

Размеры наблюдаемой части пространства характеризуются полем и углом зрения. Поле зрения — часть пространства, изоб­ ражение которого проецируется на экран оптического приемника. Угол, под которым средство «видит» предметное пространство, на­ зывается углом поля зрения. Часть поля зрения, удовлетворяюще­ го требованиям к качеству изображения по резкости, называется

полем или, соответственно, углом поля изображения. Динамический диапазон оптического приемника определя­

ет в дБ интервал силы света на входе оптического приемника, при котором обеспечивается заданное качество изображения на выхо­ де. Чем шире динамический диапазон оптического приемника, тем больше оперативные возможности его применения. Несоответствие динамического диапазона приемника диапазону силы света от объ­ ектов наблюдения приводит не только к искажению добываемой информации, но и может вызвать нарушение в работе приемника вплоть до разрушения светочувствительного элемента. Например, если человек посмотрит открытыми глазами на Солнце, то он в те­ чение некоторого времени «слепнет».

458

Наиболее совершенным средством наблюдения в видимом диа­ пазоне является зрительная система человека, включающая глаза и области мозга, осуществляющие обработку сигналов, поступаю­ щих с сетчатки глаз. Возможности зрения человека характеризу­ ются следующими показателями:

•глаз воспринимает световые лучи в диапазоне 0,4-0,76 мкм, причем максимум его спектральной чувствительности в свет­ лое время суток приходится на голубой цвет (0,51 мкм), в тем­ ноте — на зеленый (0,55 мкм);

•порог угловых размеров, которые глаз различает как две разде­ льные точки на Объекте наблюдения, составляет днем 0,5-1 угл. мин, ночью — 30 угл. мин;

■ё диапазон освещенности объектов наблюдения, к которым адап-

•угловое поле зрения:

—в горизонтальной плоскости 65-95°;

—резкого изображения 30°;

•расстояние нг^илучшего зрения — 250 мм;

•время удержания взглядом изображения — 0,06 с.

Уникальные возможности зрительной системы человека обес­ печиваются, прежде всего, оптической системой глаза, выполняю­ щего функции объектива. Ее возможности и достигаются в ре­ зультате того, что его кривизна с помощью специальных глазных мышц изменяется таким образом, чтобы обеспечить на сетчатке глаза максимально четкое изображение объектов, расположенных на различных расстояниях от наблюдателя. Хотя ведутся исследо­ вания по созданию подобных искусственных объективов, но при­ близиться к возможностям глаза пока не удается.

16.1.1. Оптические системы

Основу оптических систем средств наблюдения составляют Иэбъективы, которые в силу постоянства сферической кривизны по­ верхностей линз и оптической плотности стекла проецируют изоб­

459

ражения с различного рода погрешностями. Наиболее заметны сле­ дующие из них:

•сферическая аберрация, проявляющаяся в отсутствии резкости изображения на всем поле зрения (оно резко в центре или по краям);

•астигматизм— отсутствие одновременной резкости на краях поля изображения для вертикальных и горизонтальных линий;

•дисторсия — искривление прямых линий на изображении;

•хроматическая аберрация — появление цветных окантовок на границах световых переходов изображения, вызванных различ­ ными коэффициентами преломления линзами объектива спект­ ральных составляющих световых лучей.

Сцелью уменьшения погрешностей объективы выполняются из большого (до 10 и более) количества сферических линз с раз­ личной кривизной поверхностей. Все или отдельные группы линз склеиваются между собой. Аберрации линз существенно умень­ шаются у асферических линз со сложной кривизной поверхнос­ ти. Технология полировки асферических линз сложна и дорога. Выпускаются для недорогих объективов литые асферические лин­ зы, уступающие по качеству стекла шлифованным сферическим линзам.

Возможности объективов описываются совокупностью харак­ теристик, основными из которых являются:

•фокусное расстояние;

•угол поля зрения и изображения;

•светосила;

•разрешающая способность;

•частотно-контрастная характеристика.

Фокусное расстояние объектива представляет собой рас­ стояние от оптической плоскости объектива до плоскости, где фокусируются входящие в объектив параллельные лучи света. По соотношению величины фокусного расстояния f объектива и длины диагонали кадра поля создаваемого им изображения d объ­ ективы делятся на короткофокусные, у которых f < d, нормальные или среднефокусные (f ~ d), длиннофокусные и телеобъективы с f > d, а также с переменным фокусным расстоянием. Фокусное рас­ стояние глаза человека составляет около 17 мм. Значения фокусно­

460