Объект наблюдения

На рисунке объект высотой Н создает изображение высотой h. Точка изображения размером ДЬ соответствует элементу объек­та размером ДН. Объект расположен на удалении D от объекти­ва средства наблюдения. Объектив с фокусным расстоянием f на удалении d формирует изображение объекта. В общем случае d Ф f.

Величины D, d и f связаны формулой линзы: — + — = — . Так как

^{D d f} Н h

D » d, то d ~ f. При этом условии выполняется равенство — = —,

из которого следует, что h = Hf / D. Количество пикселей, уклады­вающихся в размер h, равно hR, где R — разрешающая способность средства наблюдения в лин/мм. Разрешающая способность средс­тва наблюдения рассчитывается как среднегеометрическая сумма разрешающих способностей объектива R и светочувствительно-

R R °

го элемента R, т. е. R = —^{0 3} . Окончательно, количество пиксе-

R₀ + R₃

лей N в h определяется как N = RHf / D. Пиксель же изображения соответствует участку объекта размером ДН = D / Rf.

После подстановки значения N в приведенную ранее формулу она приобретает вид: Р_о = 1 - exp(-0,25RHf / D). Так как риск утеч­ки информации определяется, прежде всего, вероятностью обна­ружения объектов, то в соответствии с этой формулой риск утеч­ки информации по оптическому каналу повышается с увеличени­ем линейного размера объекта, разрешающей способности средс­тва наблюдения и фокусного расстояния его объектива, а уменьша­ется с увеличением длины канала. Например, риск утечки инфор­мации при фотографировании лица человека на удалении 100 м фотоаппаратом с R_o = 50 лин/мм, R₃ = 100 лин/мм, длиннофокус­ным объективом (f = 30 см) составляет около 0,53. Для указанных Исходных данных вероятность прочтения текста документов стан­дартного формата А4 нулевая, но распознавание текста и рисунков fia листах формата А1 (плакатах) достаточно большая. I Разрешающая способность оптико-электронных средств на­блюдения (цифровых фотоаппаратов, видео- и телевизионных ка­мер), использующих в качестве светочувствительных элемен­тов ПЗС-матрицы, чаще оценивается количеством телевизионных строк кадра или пикселей, из которых формируется изображение наблюдаемого пространства. Эти характеристики оптико-элект­ронных средств наблюдения достаточно просто преобразовать в лин/мм, разделив число строк или пикселей по вертикали на разме­ры ПЗС матрицы применяемого средства наблюдения. Например, эквивалентное разрешение телевизионной камеры отечественно­го стандарта в 625 ТВС, использующей 1/3 дюймовую ПЗС-матри- цу (3,6 х 4,8 мм), достигает 160-180 лин/мм. Разрешающая способ­ность приборов ночного видения хуже и составляет 40-60 лин/мм.

Вероятность обнаружения и распознавания объектов наблюде­ния характеризует риск утечки информации по оптическому кана­лу.

27.3.2.2. Методические рекомендации по оценке угроз акустических каналов утечки информации

Защищенность речевой информации оценивается энергетичес­кими и информационными показателями. Как известно, в качестве энергетического показателя защищенности речевой информации используется отношение сигнал/шум на входе акустического при­емника. Так как в общем случае спектры речи и помехи не совпада­ют, то для гарантированного превышения спектральных составля­ющих помехи над всеми спектральными составляющими речи не­обходимо значительное превышение средних уровней помехи над средним уровнем речи. Понимание речи невозможно, если отноше­ние помеха/сигнал равно 6-8, а акустический сигнал не восприни­мается человеком как речевой, если отношение помеха/сигнал пре­вышает 8-10. Для гарантированной защищенности речевой ин­формации отношение сигнал/шум должно быть не более 0,1 или (- 10) дБ.

Для оценки значения энергетического показателя применяют­ся следующие методы:

• инструментальный контроль;

• инструментально-расчетный;

• расчетный.

а) Инструментальный контроль предусматривает измерение уровней акустических сигналов в зоне подслушивания, прежде всего, на границе контролируемой зоны. В качестве измеритель­ных приборов используются акустические спектральные анали­заторы (спектроанализатора) и шумомеры. На вход спектраль­ного анализатора подается электрический сигнал от микрофона или акселерометра (при измерении уровня структурного звука). Спектроанализаторы бывают последовательные и параллельные, аналоговые и цифровые.

Последовательные спектроанализаторы применяются для из­мерения характеристик стационарных процессов путем последова­тельной перестройки его селективных элементов. Для измерения кратковременных акустических сигналов используют параллель­ные спектроанализаторы. Типовой параллельный спектроанализа- тор состоит из предварительного и входного усилителей, аттенюа­тора и п каналов, перекрывающих весь звуковой диапазон. Каждый канал включает октавный фильтр, детектор, интегратор и запоми­нающее устройство, с выхода которого сигнал подается на устройс­тво отображения — экран монитора. На нем наблюдается спектр (уровни спектральных составляющих в октавной полосе) входного акустического сигнала.

■ Шумомер представляет собой упрощенный вариант последо­вательного акустического спектроанализатора с встроенным мик­рофоном и стрелочной или цифровой индикацией уровня сигнала. Аналоговые сцектроанализаторы вытесняются цифровыми спект- роанализаторами, в которых аналоговый входной сигнал преобра­зуется в цифровой аналого-цифровым преобразователем. Цифровая обработка сигнала предоставляет более широкие возможности и высокие точности измерения акустических сигналов.

Учитывая, что современные звуковые карты компьютеров со­держат достаточно качественные стереофонические усилители (стереоусилителя) и аналогово-цифровые преобразователи (АЦП), компьютер с соответствующим программным обеспечением мо­жет использоваться в качестве прибора для инструментального контроля затухания среды потенциального акустического канала утечки информации. Разместив микрофон одного канала в месте нахождения источника речевого сигнала, а микрофон другого ка­нала — в месте возможного нахождения средства злоумышленни­ка, можно определить коэффициенты затухания среды распростра­нения в октавных полосах как отношение уровней соответствую­щих сигналов на выходе каналов стереоусилителя. С целью исклю­чения влияния несимметричности характеристик микрофонов, ка­налов стереоусилителя и АЦП звуковой карты измерения прово­дятся для двух вариантов размещения микрофонов. В ходе второ­го измерения микрофоны меняются местами, а результаты измере­ний усредняются.

б) При наличии измерительных приборов с ограниченными возможностями, позволяющими проводить только отдельные из­мерения, например измерять уровни громкости исходного речево­го сигнала, применяют инструментально-расчетные методы конт­роля. Получение итоговых результатов обеспечивается по извест­ным математическим формулам с получением недостающих дан­ных из справочников.

в) Расчетный контроль безопасности акустической информа­ции обеспечивается в результате проведения расчетов по извест­ным формулам с использованием справочных данных.

Если громкость речи в помещении равна L , а звукоизоляция среды на пути распространения звука — Q_c, то громкость речи в точке подслушивания человеком L_n = L_h - Q_c (рис. 27.5).

шшшт	Помещс Источник о речевого Л сигнала	:ние К Qc
г™——~ У Злоумышленник Т		L„ Коридор (LJ

Рис. 27.5. Схема подслушивания речи в коридоре

Если подслушивание проводится с использованием техничес­ких средств с частотной коррекцией, компенсирующей снижение чувствительности слуха человека в области низких частот на 6 дБ, то уровень громкости в коридоре определяется по уточненному выражению L = L - О +6.

~ пи ^с

На возможности подслушивания речи влияют акустические шумы, создаваемые на улице и в здании. Усредненные уровни шу­мов в помещении на частоте 1000 Гц указаны в табл. 27.6.

Таблица 27.6

№ п/п	Характеристика помещения	Громкость шума, дБ
1	Кабинет при одном работающем	20-25
2	Тихая комната	25-30
3	Бухгалтерия без посетителей	30-35
4	Коридоры	35-40
5	Комната шумная	40-50
6	Шумное собрание	65-70

Уровень сигнала с учетом акустических шумов Ь_ш в точке под­слушивания L_n = Ь_и - Q_c - Ь_щ. По этим выражениям легко оценива­ется возможность подслушивания в смежном помещении или в ко­ридоре. Например, если громкость источника речи в помещении составляет 60 дБ, звукоизоляция гипсобетонной стены толщиной 80 мм, отделяющей помещение от коридора, равна 41 дБ, а уровень шума — 30 дБ, то отношение сигнал/шум речевого сигнала в кори­

доре составит менее (-10) дБ и, следовательно, речь не слышна. Но если громкость повысится до 70 дБ, то отношение сигнал/шум уве­личится до 1, при котором речь становится различимой.

ftKQc-Qo)

(10'

-1)

1 + -

S +S,

Приведенная методика является упрощенной, не учитываю­щей неравномерность спектров речевого сигнала и шума, размеры и неоднородность звукоизолирующего ограждения, а также ампли- тудно-частотные характеристики среды и уха. Ухо человека име­ет максимальную чувствительность в области нескольких кГц, ко­торая ухудшается на низких и высоких частотах. Характеристики спектра речи, шума и среды указаны в табл. 27.7.

Таблица 27.7

■Nb п/п	Характеристики элемен­тов акустического канала утечки информации	Уровни сигналов и их затухание в дБ в октавных полосах со средней гео­метрической частотой в Гц
		250	500	1000	2000	4000	8000
1	Речь при средней громкос­ти 70 дБ	70	67	62	57	53	49
2	Шум при средней громкос­ти 40 дБ	40	34	30	27	25	23
3	Звукоизоляция гипсобетон- ной стены толщиной 80 мм	33	39	47	54	60	60

Более точные аналитические зависимости учитывают размеры и структуру звукоизолирующего ограждения. Звукоизоляция не­однородной поверхности, состоящей из элементов с разной звуко­изоляцией, площадью S определяется по формуле [3]:

Q„_n=Qc-ioig

где Q_c и Q_o — величина звукоизоляции стены и окна (двери) соот­ветственно; S_c и S_o — площадь стены и окна (двери) соответствен­но.

В качестве информационного критерия используется разбор­чивость речи. В зависимости от рассматриваемого элемента речи различают формантную, слоговую, словесную и фразовую разбор­чивость речи. Если количество элементов речи рассматривать как

косвенную меру информации на выходе и входе акустического ка­нала утечки, то разборчивость речи характеризует относительную пропускную способность акустического канала утечки.

Формантная разборчивость речи характеризует разборчи­вость наименьших элементов речи — звуков или фонем. В русском языке фонем больше, чем букв (40-41 фонем, 32 буквы), так как многим буквам соответствуют 2 звука, например мягкие и твер­дые звуки одинаковых букв. Звуки речи имеют неравномерный спектр. Области спектра, в которых сосредоточена энергия зву­ка, называются формантами. Форманты звуков речи заполняют ее частотный диапазон 15-7000 Гц. Каждая форманта вносит опреде­ленный вклад в разборчивость речи. С целью оценки формантной разборчивости частотный диапазон разбивают на 20 полос равной разборчивости. Если обозначить через К коэффициент разборчи­вости форманты в i-й полосе равной разборчивости, то формант­ная разборчивость определяется как «взвешенная» сумма разбор-

го \

чивости формант: А = 0,05

i=i

Значение коэффициента разборчивости форманты в i-й полосе зависит от субъективного уровня ощущения формант Е_ф = В_ф - В_п, где В_ф и В_п— средние спектральные значения уровней речевого сигнала и помех в полосе равной разборчивости, в дБ. Связь между значениями Е. и К иллюстрируется данными табл. 27.8.

Таблица 27.8

ЕФ	Ф	Ф	к, Ф	Е. Ф	кь Ф
-12	0,010	-1	0,17	22	0,900
-И	0,015	0	0,20	23	0,915
-10	0,020	3	0,30	24	0,030
-9	0,030	6	0,40	25	0,945
-8	0,040	9	0,50	26	0,960
-7	0,050	12	0,60	27	0,970
-6	0,060	15	0,70	28	0,980
-5	0,075	18	0,80	29	0,985
-4	0,095	19	0,83	30	0,990
-3	0,110	20	0,86	33	0,995
-2	0,140	21	0,88	36	1,000

Как следует из данных таблицы, разборчивость приближается к нулевому значению (речь не воспринимается) при Е_ф < -10 - (-12) дБ, что соответствует отношению помеха/сигнал менее 10.

Так как полосы равной разборчивости неравномерные и не совпадают у разных людей и, следовательно, возникают большие проблемы при их определении, то на практике диапазон речево­го сигнала делят на 6 октавных полос. Граничные значения сосед­них октавных полос отличаются в 2 раза и воспринимаются чело- - веком как равноудаленные, Среднегеометрические частоты октав­ных полос, охватывающие речевой диапазон, имеют значения 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Форманты каждой октавной поло­сы в отличие от полос равной разборчивости вносят разный вклад в формантную разборчивость речи (см. табл. 27.9).

Таблица 27.9

Среднегеометрическая частота октавной полосы, Гц	250	500	1000	2000	4000	8000
Вклад октавной полосы в фор­мантную разборчивость речи, %	6,7	12,'5	21,2	29,4	25	5,2

Наибольший вклад в разборчивость речи вносят форманты в диапазоне частот стандартного телефонного канала 300-4000 Гц, что и позволило сузить стандартный телефонный канал до диапа­зона 300-3400 Гц. С учетом вклада каждой октавной полосы фор- мантная разборчивость вычисляется по формуле:

А_ф = 0,067w_| + 0,125w, + 0,212w₃ + 0,294w₄ + 0,25w₅ + 0,052w₆,

где Wj — разборчивость речи в i-й октавной полосе.

Слоговая, словесная и фразовая разборчивость определяет­ся в результате артикуляционных измерений. В ходе этих измере­ний отобранные (не имеющие дефектов речи и имеющие хороший слух) и предварительно тренированные люди — артикулянты раз­мещаются в местах, соответствующих границам исследуемого ка­нала связи или утечки информации. Один участник (артикулянт) читает слоги, слова или фразы специальных артикуляционных таблиц, другой участник измерения записывает услышанные эле­менты речи. Путем сравнения переданных и принятых элементов речи рассчитывается соответствующая разборчивость как процент

правильно понятых. Слоги, слова и фразы артикуляционных таб лиц подбираются из условия отсутствия между ними корреляцион ных связей, которые повышают условную вероятность распознава ния элементов речи после приема предшествующих.

Для обеспечения гарантированной защиты речевой информа ции по информационному критерию разборчивость речи в мест< подслушивания должна быть меньше предельно допустимой в 1,5- 2 раза.

Между значениями разборчивости и отношения сигнал/шу\ существует однозначная связь. Чем больше отношение сигнал/шум тем выше разборчивость. По значению отношения сигнал/шум оп­ределяют разборчивость, а по разборчивости — понятность речи Чем выше понятность речи, тем большую угрозу создает акусти­ческий канал утечки информации. В первом приближении мож­но каждому значению градации понятности речи поставить в со­ответствие качественное значение риска утечки: отличная понят­ность —> очень большой риск утечки, хорошая понятность —> боль­шой риск, удовлетворительная понятность —> средний риск, пре­дельно допустимая понятность —> малый риск, отсутствие понят­ности —> очень малый риск.

Физическое моделирование акустического канала утечки ин­формации можно осуществить путем непосредственного или с по­мощью технических средств подслушивания речи, имитируемой с помощью аудиомагнитофона в помещении в условиях малых акус­тических помех, например после работы в вечернее время. Если при соответствующей громкости речи источника информации по­нятность речи в местах возможного нахождения акустического приемника злоумышленника ниже предельно допустимой, то безо­пасность речевой информации обеспечивается. В противном слу­чае необходимо принимать меры по дополнительной звукоизоля­ции источника речевого сигнала.

27.3.2.3. Методические рекомендации по оценке угроз

радиоэлектронных каналов утечки информации

Утечка информации возможна по радиоканалу и проводам. Условия предотвращения утечки по радиоэлектронному каналу: • напряженность электромагнитного поля на границе контроли­руемой зоны меньше нормативного значения;

• напряжение электрического тока в линии (цепях электропита­ния) на границе контролируемой зоны менее нормированного значения.

а) Оценка утечки информации по радиоканалу

Источниками радиосигналов с речевой информацией, цирку­лирующей в помещении, являются:

• передающие устройства закладных устройств;

• источники побочных электромагнитных излучений.

Напряженность электромагнитного поля на границе контро­лируемой зоны зависит от:

• мощности источника радиоизлучений;

• характера изменения напряженности электромагнитного поля при его распространении от источника излучения к приемнику сигналов;

• величины затухания энергии поля в среде распространения до границы контролируемой зоны;

• расстояния источника излучения до границы контролируемой зоны.

1) Мощность передатчиков закладных устройств колеблется в широких пределах: от единиц мВт до единиц Вт. Максимальная дальность распространения радиосигналов оценивается по форму-

ле:

где Р_ис— мощность источника (передатчика); Р_пр— предельная чувствительность приемника; G_hc и G_np— коэффициенты усиле­ния антенн передатчика и приемника; у_п — коэффициент, учиты­вающий несовпадение углов поляризации передающей и приемной антенн; q_np — отношение сигнал/шум на входе приемника, при ко­тором обеспечивается требуемое качество информации на его вы­ходе.

Пример. Для закладного устройства с Р_ис = 10 мВт и G_hc = 0,05, приемника с Р_пр = 10~¹³ Вт, G_np = 0,1 и q_np = 10, а также для у_пр = 0,5 и X = 6 м (f = 500 МГц) D < 2500 м (без учета затухания электромаг­нитной волны в среде распространения и внешних помех).

Электромагнитная волна из помещения затухает, в основном, в элементах здания (табл. 27.10) [3].