125 Кібербезпека / 4 Курс / 4.1_Системи технічного захисту інформації / Лекції СТЗІ

Для захисту акустичної (мовний) інформації використовуються пасивні і активні методи і засоби.

Пасивні методи захисту акустичної (мовний) інформації спрямовані на:

-послаблення акустичних (мовних) сигналів на межі контрольованої зони до величин, що забезпечують неможливість їх виділення засобом розвідки на тлі природних шумів;

-послаблення інформаційних електричних сигналів в сполучних лініях ВТСС, що мають у своєму складі електроакустичні перетворювачі (що мають мікрофонний ефект), до величин, що забезпечують неможливість їх виділення засобом розвідки на тлі природних шумів;

-виключення (послаблення) проходження сигналів високочастотного нав'язування в допоміжні технічні засоби, що мають у своєму складі електроакустичні перетворювачі (що мають мікрофонний ефект);

-виявлення випромінювань акустичних закладок і побічних електромагнітних випромінювань диктофонів в режимі запису;

-виявлення несанкціонованих підключень до телефонних ліній зв'язку.

Активні методи захисту акустичної (мовний) інформації спрямовані на:

-створення маскуючих акустичних і вібраційних перешкод з метою зменшення відношення сигнал/ шум на межі контрольованої зони до величин, що забезпечують неможливість виділення інформаційного акустичного сигналу засобом розвідки;

-створення маскуючих електромагнітних завад в сполучних лініях ВТСС, що мають у своєму складі електроакустичні перетворювачі (що мають мікрофонний ефект), з метою зменшення відношення сигнал/шум до величин, що забезпечують неможливість виділення інформаційного сигналу засобом розвідки;

-електромагнітне пригнічення диктофонів в режимі запису;

-ультразвукове пригнічення диктофонів в режимі запису;

-створення маскуючих електромагнітних завад в лініях електроживлення ВТСС, що мають мікрофонний ефект, з метою зменшення відношення сигнал/шум до величин, що забезпечують неможливість виділення інформаційного сигналу засобом розвідки;

-створення прицільних радіоперешкод акустичним і телефонним радіозакладкам з метою зменшення відношення сигнал/шум до величин, що забезпечують неможливість виділення інформаційного сигналу засобом розвідки;

-пригнічення (порушення функціонування) засобів несанкціонованого підключення до телефонних ліній;

-знищення (виведення із ладу) засобів несанкціонованого підключення до телефонних ліній.

Послаблення акустичних (мовних) сигналів здійснюється шляхом звукоізоляції приміщень.

Послаблення інформаційних електричних сигналів в сполучних лініях ВТСС і виключення (послаблення) проходження сигналів високочастотного нав'язування в допоміжні технічні засоби здійснюється методами фільтрації сигналів.

У основі активних методів захисту акустичної інформації лежить використання різного типу генераторів перешкод, а також застосування інших спеціальних технічних засобів.

Звукоізоляція приміщень спрямована на локалізацію джерел акустичних сигналів усередині них і проводиться з метою виключення перехоплення акустичної (мовний) інформації по прямому акустичному (через щілини, вікна, двері, технологічні отвори, вентиляційні канали і так далі) і вібраційному (через конструкції, що захищають, труби водо-, тепло- і газопостачання, каналізації і так далі) каналам.

Основна вимога до звукоізоляції приміщень полягає в тому, щоб за його межами відношення акустичний сигнал/шум не перевищувало деякого допустимого значення, що виключає виділення мовного сигналу на тлі природних шумів засобом розвідки. Тому до приміщень, в яких проводяться закриті заходи, пред'являються певні вимоги по звукоізоляції.

Звукоізоляція оцінюється величиной послаблення акустичного сигналу, яке для суцільних одношарових або однорідних обгороджувань (будівельних конструкцій) на середніх частотах приблизно розраховується по формулі

Ког ≈ 20 ∙ lg (qп ∙ f) - 47,5, дБ

де qп - маса 1 м2 обгороджування, кг;

f - частота звуку, Гц.

Враховуючи, що середня гучність звуку того, що говорить в службовому приміщенні складає близько 50 ... 60 дБ, то залежно від категорії приміщення його звукоізоляція має бути не менше норм, приведених в таблицю. 3.1.

Таблиця 3.1

Вимоги до звукоізоляції приміщень

Звукоізоляція приміщень забезпечується за допомогою архітектурних і інженерних рішень, а також застосуванням спеціальних будівельних і обробних матеріалів.

При падінні акустичної хвилі на межу поверхонь з різною питомою щільністю велика частина хвилі, що падає, відбивається. Менша частина хвилі проникає в матеріал звукоізолюючої конструкції і поширюється в нім, втрачаючи свою енергію залежно від довжини шляху і його акустичних властивостей. Під дією акустичної хвилі звукоізолююча поверхня здійснює складні коливання, що також поглинають енергію хвилі, що падає.

Характер цього поглинання визначається співвідношенням частот акустичної хвилі, що падає, і

спектральних характеристик поверхні засобу звукоізоляції.

Одним з найбільш слабких звукоізолюючих елементів конструкцій виділених приміщень, що захищають, є двері і вікна.

Двері мають істотно менші в порівнянні із стінами і межэтажными перекриттями поверхнева щільність і трудноуплотняемые проміжки і щілини. Стандартні двері не задовольняють вимогам по захисту інформації (див. таблицю. 3.2).

Таблиця 3.2

Звукоізоляція звичайних дверей

Збільшення звукоізолюючої здатності дверей досягається щільним пригоном полотна дверей до коробки, усуненням щілин між дверима і підлогою, застосуванням ущільнюючих прокладень, оббивкою або облицюванням полотен дверей спеціальними матеріалами і так далі.

Як видно з таблиці. 3.2, застосування ущільнюючих прокладень підвищує звукоізоляцію дверей, проте при цьому необхідно враховувати, що в процесі експлуатації в результаті обтискання, зносу, тверднучи гумових прокладень звукоізоляція істотно знижується.

Для захисту інформації в особливо важливих приміщеннях використовуються двері з тамбуром, а також спеціальні двері з підвищеною звукоізоляцією (див. таблицю. 3.3).

Таблиця 3.3

Звукоізоляція спеціальних дверей

Для підвищення звукоізоляції проводиться облицювання внутрішніх поверхонь тамбура звукопоглинальними покриттями, а двері оббиваються матеріалами з шарами вати або повсті і використовуються додаткові прокладення ущільнювачів.

Звукопоглинальна здатність вікон, так само як і дверей, залежить, головним чином, від поверхневої щільності скла і міри притиснення притворів. У таблиці. 3.4 вказані деякі дані по звукоізоляції

найбільш поширених варіантів скління приміщень.

Звукоізоляція вікон з одинарним склінням порівняна зі звукоізоляцією одинарних дверей і недостатня для надійного захисту інформації в приміщенні. Істотно велику звукоізоляцію мають вікна із склінням в роздільних палітурках з шириною повітряного проміжку більше 200 мм або потрійне комбіноване скління.

Звичайні вікна з подвійними палітурками мають більш високу (на 4 ... 5 дБ) звукоізолюючу здатність в порівнянні з вікнами із спареними палітурками. Застосування пружних прокладень значно покращує звукоізоляційні якості вікон. У випадках, коли необхідно забезпечити підвищену звукоізоляцію, застосовують вікна спеціальної конструкції (наприклад, подвійне вікно із заповненням віконного отвору органічним склом завтовшки 20 ... 40 мм і з повітряним проміжком між стеклами не менше 100 мм).

Розроблені конструкції вікон з підвищеним звукопоглинанням на основі склопакетів з герметизацією повітряного проміжку між стеклами і із заповненням його різними газовими сумішами або створення в нім вакууму. Підвищення звукоізоляції до 5 дБ спостерігається при облицюванні міжскляного простору по периметру звукопоглинальним покриттям.

Необхідно відмітити, що збільшення числа стекол не завжди призводить до збільшення звукоізоляції в діапазоні частот мовного сигналу внаслідок резонансних явищ в повітряних проміжках і ефекту хвилевого збігу.

Для підвищення звукоізоляції в приміщеннях застосовують акустичні екрани, що встановлюються на шляху поширення звуку на найбільш небезпечних (з точки зору розвідки) напрямах.

Дія акустичних екранів грунтована на відображенні звукових хвиль і освіті за екраном звукових тіней. З урахуванням дифракції ефективність екрану підвищується зі збільшенням співвідношення розмірів екрану і довжини акустичної хвилі. Розміри ефективних екранів перевищують більш ніж в 2-3 рази довжину хвилі. Ефективність акустичного екранування, що реально досягається, складає 8 ... 10 дБ.

Застосування акустичного екранування доцільне при тимчасовому використанні приміщення для захисту акустичної інформації. Найчастіше застосовуються доладні акустичні екрани, використовувані для додаткової звукоізоляції дверей, вікон, технологічних отворів, систем кондиціонування, проточної вентиляції і інших елементів конструкцій, що захищають, мають звукоізоляцію, що не відповідає діючим нормам.

Для підвищення звукоізоляції приміщень також застосовують звукопоглинальні матеріали.

Звукопоглинання забезпечується шляхом перетворення кінетичної енергії акустичної хвилі в теплову енергію в звукопоглинальному матеріалі. Звукопоглинальні властивості матеріалів оцінюються коефіцієнтом звукопоглинання, визначуваним відношенням енергії звукових хвиль, поглиненої в матеріалі, до тієї, що падає на поверхню матеріалу і проникаючій (невідбитою) в звукопоглинальний матеріал.

Застосування звукопоглинальних матеріалів при захисті акустичної інформації має деякі особливості в порівнянні із звукоізоляцією. Однією з особливостей є необхідність створення безпосередньо в приміщенні акустичних умов для забезпечення розбірливості мови в різних його зонах. Такою умовою є передусім забезпечення оптимального співвідношення прямого і відбитого від обгороджувань акустичних сигналів.

Надмірне звукопоглинання призводить до погіршення рівня сигналу в різних точках приміщення, а великий час реверберації - до погіршення розбірливості в результаті накладення різних звуків.

Забезпечення раціональних значень розглянутих умов визначається як загальною кількістю звукопоглинальних матеріалів в приміщенні, так і розподілом звукопоглинальних матеріалів по конструкціях, що захищають, з урахуванням конфігурації і геометричних розмірів приміщень.

Звукопоглинальні матеріали можуть бути суцільними і пористими. Зазвичай пористі матеріали

використовують у поєднанні з суцільними.

Один з поширених видів пористих матеріалів - облицювальні звукопоглинальні матеріали. Їх виготовляють у вигляді плоских плит (плити минераловатные "Акмигран", "Акмант", "Силаклор", "Винипор", ПА/З, ПА/О, ПП80, ППМ, ПММ) або рельєфних конструкцій (пірамід, клинів і так далі), що розташовуються або впритул, або на невеликій відстані від суцільної будівельної конструкції (стіни, перегородки, обгороджування і тому подібне).

Використовуються також звукопоглинальні облицювання з шару пористо-волокнистого матеріалу (скляного або базальтового волокна, мінеральної вати) в захисній оболонці з тканини або плівки з перфорованим покриттям (металевим, гіпсовим та ін.).

Пористі звукопоглинальні матеріали малоефективні на низьких частотах.

Окрему групу звукопоглинальних матеріалів складають резонансні поглиначі. Вони підрозділяються на мембранні і резонатори. Мембранні поглиначі є натягнутим полотном (тканина), тонким фанерним (картонний) листом, під яким розташовують добре демпфуючий матеріал (матеріал з великою в'язкістю, наприклад, поролон, губчасту гуму, будівельну повсть і так далі). У такого роду поглиначах максимум поглинання досягається на резонансних частотах.

Перфоровані поглиначі резонаторів є системою повітряних резонаторів (наприклад, резонаторів Гельмгольца), в гирлі яких розташований демпфуючий матеріал.

Середні значення звукоізоляції деяких матеріалів приведені в таблицю. 3.5.

Підвищення звукоізоляції стін і перегородок приміщень досягається застосуванням одношарових і багатошарових (частіше - подвійних) обгороджувань. У багатошарових обгороджуваннях доцільно підбирати матеріали шарів з акустичними опорами (наприклад, бетон - поролон), що різко відрізняються.

Значення послаблення звуку обгороджуваннями, виконаними з деяких часто вживаних будівельних матеріалів, вказані в таблиці. 3.6.

Рівень акустичного сигналу за обгороджуванням можна приблизно оцінити по формулі:

Rог ≈ Rс 6 10∙lg Sог - Ког, дБ

де Rс - рівень мовного сигналу в приміщенні (перед обгороджуванням), дБ;

Sог - площа обгороджування, дБ;

Ког - звукоізоляція обгороджування, дБ.

Таблиця 3.5

Звукопоглинальні властивості деяких матеріалів

Цегляна стіна

Між приміщеннями будівель і споруд проходить багато технологічних комунікацій (труби тепло-, газо-, водопостачання і каналізації, кабельна мережа енергопостачання, вентиляційні короби і так далі). Для них в стінах і перекриттях споруд роблять відповідні відповідні отвори і отвори. Їх надійна звукоізоляція забезпечується застосуванням спеціальних гільз, коробів, прокладень, глушників, в'язкопружних заповнювачів і так далі

Забезпечення необхідної звукоізоляції у вентиляційних каналах досягається використанням складних акустичних фільтрів і глушників.

Слід мати на увазі, що в загальному випадку звукоізоляція конструкцій, що захищають, містять декілька елементів, повинна оцінюватися звукоізоляцією найбільш слабкого з них.

Таблиця 3.6

Звукопоглинальні властивості деяких будівельних конструкцій

Для ведення конфіденційних розмов розроблені спеціальні звукоізолюючі кабіни. У конструктивному відношенні вони діляться на каркасні і безкаркасні. У першому випадку на металевий каркас кріпляться звукопоглинальні панелі. Прикладом таких кабін є кабіни міжміського телефонного зв'язку. Кабіни з двошаровими звукопоглинальними плитами забезпечують послаблення звуку до 35 ...

40 дБ.

Більш високу акустичну ефективність (великим коефіцієнтом послаблення) мають кабіни безкаркасного типу. Вони збираються з готових багатошарових щитів, сполучених між собою через звукоізолюючі пружні прокладення. Такі кабіни дороги у виготовленні, але зниження рівня звуку в них може досягати 50 ... 55 дБ. Для підвищення звукоізоляції кабіни мінімізують можливе число стикувальних з'єднань окремих панелей між собою і з каркасом кабіни.

Ретельно герметизують і ущільнюють стикувальні з'єднання, застосовують звукопоглинальні облицювання стін і стелі. У системах вентиляції і кондиціонування повітря встановлюють спеціальні глушники звуку.

Звукоізолюючі кабіни залежно від вимог до звукоізоляції підрозділяються на 4 класи. У діапазоні 63 ...

8000 Гц кабіни повинні забезпечувати послаблення звуку : кабіни 1-го класу - на 25 ... 50 дБ; 2-го класу - на 15 ... 49 дБ; 3-го і 4-го класів - 15 ... 39 і 15 ... 29 дБ відповідно [114]. Найменші значення відповідають низьким частотам, найбільші - високим (2000 ... 4000 Гц).

У разі, якщо використовувані пасивні засоби захисту приміщень не забезпечують необхідних норм по звукоізоляції необхідно використати активні заходи захисту.

Активні заходи захисту полягають в створенні маскуючих акустичних перешкод засобам розвідки, тобто використанням віброакустичного маскування інформаційних сигналів. На відміну від звукоізоляції приміщень, що забезпечує необхідне послаблення інтенсивності звукової хвилі за їх межами, використання активного акустичного маскування знижує відношення сигнал/шум на вході технічного засобу розвідки за рахунок збільшення рівня шуму (перешкоди).

Віброакустичне маскування ефективно використовується для захисту мовної інформації від витоку по прямому акустичному, віброакустичному і оптико-електронному каналам просочування інформації.

Для формування акустичних перешкод застосовуються спеціальні генератори, до виходів яких підключені звукові колонки (гучномовці) або вібраційні випромінювачі (вібродатчики).

На практиці найбільш широке застосування знайшли генератори шумових коливань. Саме тому активне акустичне маскування часто називають акустичним зашумлением. Велику групу генераторів шуму складають пристрої, принцип дії яких грунтований на посиленні коливань первинних джерел шумів. Як джерела шумових коливань використовуються електровакуумні, газорозрядні, напівпровідникові і інші електронні прилади і елементи.

Часовий випадковий процес, близький за своїми властивостями до шумових коливань, може бути отриманий і за допомогою цифрових генераторів шуму, двійкових символів, що формують послідовності, що називаються псевдовипадковими.

Разом з шумовими перешкодами в цілях активного акустичного маскування використовують і інші перешкоди, наприклад, "одночасна розмова кількох чоловік", хаотичні послідовності імпульсів і так далі

Роль крайових пристроїв, що здійснюють перетворення електричних коливань в акустичні коливання мовного діапазону довжин хвиль, зазвичай виконують малогабаритні широкосмугові гучномовці, а електричних коливань, що здійснюють перетворення, у вібраційні - вібраційні випромінювачі (вібродатчики).

Гучномовці систем зашумления встановлюються в приміщенні в місцях найбільш вірогідного розміщення засобів акустичної розвідки, а вібродатчики кріпляться на рамах, стеклах, коробах, трубопроводах, стінах, стелях і так далі

Створювані вібродатчиками шумові коливання в конструкціях, що захищають, трубах, шибці і так далі призводять до значного підвищення в них рівня вібраційних шумів і тим самим - до істотного погіршення умов прийому і відновлення мовних повідомлень засобами розвідки.

Нині створена велика кількість різних систем активного віброакустичного маскування, успішно використовуваних для пригнічення засобів перехоплення мовної інформації. До них відносяться: системи "Заслін", "Кабінет", "Барон", "Фон-В", VNG - 006, ANG - 2000, NG - 101 та ін. (див. таблицю. 3.7).

Таблиця 3.7

Основні характеристики систем віброакустичного зашумления