3.2. Оценка потенциальных возможностей предлагаемого устройства по эффективности использования частотных характеристик виброакустического канала утечки информации

Для оценки потенциальных возможностей предлагаемого прототипа по эффективности использования частотных характеристик виброакустического канала утечки информации была создана лабораторная измерительная установка. Блок–схема этой установки показана на рис. 3.3.

Зашумляющий сигнал, формируемый разработанным устройством (1), преобразовывался в виброколебания макета строительной конструкции (3) с помощью виброакустического преобразователя ЗП-3 (2). Для съема сигнала с макета строительной конструкции использовался многоканальный комплекс измерительной аппаратуры для контроля защищенности объекта информатизации по акустическому полю ПУЛЬС 3560С со штатным датчиком виброускорений (4).

Измерение частотной характеристики производилось анализатором спектра типа СК-4/72-2 (6). Данный анализатор спектра сопрягался с электронной вычислительной машиной типа х86 (8) посредством блока сопряжения (7), обеспечивающего аналого-цифровое преобразование исследуемых амплитудно-частотных характеристик, для автоматизации процесса измерения и выполнения цифровой обработки сигнала при проведении вычислений в среде программирования Mathcad 11 Professional. В качестве макетов строительных конструкций поочередно использовались стеклянные квадратные пластины различной толщины, жестко закрепленные деревянными рейками с одной стороны. Для генерации акустического (имитирующего защищаемый речевой сигнал) сигнала использовалось изделие "Бумеранг" (9).

Рис. 3.3. Структурная схема лабораторной измерительной установки, где 1 – генератор зашумляющего сигнала, 2 - виброакустический преобразователь ЗП-3, 3 - макет строительной конструкции, 4 - датчик виброускорений, 5 - шумомер, 6 - анализатор спектра типа СК-4/72-2, 7 - блок сопряжения, 8 - ПЭВМ, 9 – генератор звукового сигнала

В ходе проведения экспериментальных исследований получены результаты, полностью совпадающие с теоретическими исследованиями, что подтверждает работоспособность устройства.

В ходе эксперимента, при описанных условиях его проведения, установлено следующее. Снижение, предположительно асимптотическое, амплитуды защищаемого сигнала на различных частотах в спектре результирующего сигнала достигало, в среднем: 9,4 дБ – на частоте 300 Гц; 15,8 дБ – на частоте 500 Гц; 20,2 дБ – на частоте 1 кГц; 15,7 дБ – на частоте 2 кГц; 27,2 дБ – на частоте 4 кГц.

Максимальное снижение, примерно в 50 раз (34 дБ), наблюдалось на частоте 4 кГц для стеклянного макета строительной конструкции толщиной 4 мм.

При воздействии зашумляющего сигнала на строительную конструкцию наблюдается распределение энергии защищаемого сигнала (согласно закону сохранения энергии) по исследуемому спектру за счет появления модуляционных составляющих мультипликативной помехи, то есть наблюдается перераспределение энергии по гармоникам и субгармоникам.

Кроме работы в защищаемых помещениях возможна реализация разработанного прототипа устройства защиты акустической информации в виде некоторого мобильного решения для установки на передвижных защищаемых ОИ²⁾.

Вопросы для самоконтроля

1. Что образует совокупность физической, информационной и коммуникационной сред? Дайте краткую характеристику этих сред.

2. За счет чего происходит утечка обрабатываемой информации по техническим каналам?

3. Дайте определение понятиям «объект информатизации», «акустический канал утечки информации», «вибрационный информативный сигнал».

4. Что является источником виброакустических колебаний? Назовите среды распространения виброакустических колебаний.

5. Дайте характеристику аппаратуре перехвата акустических колебаний.

6. От чего зависит уровень речевого сигнала?

7. Какие существуют способы защиты информации от утечки по виброакустическому каналу?

8. Назовите основные проблемы обеспечения безопасности информации от утечки по виброакустическому каналу.

9. Какие функциональные возможности интерфейса предоставляет USB-технология?

10. Перечислите составляющие шины USB, дайте им краткую характеристику.

11. Как осуществляется взаимодействие компонентов USB при передаче данных?

12. Какой алгоритм положен в основу предлагаемого устройства защиты информации?

13. Перечислите и охарактеризуйте типы передачи данных по шине USB.

14. Какие с точки зрения модели WDM существуют типы драйверов?

15. Раскройте понятие «диссипативные свойства строительной конструкции».

16. Какие существуют модели, обеспечивающие основу для разработки традиционных способов защиты речевой информации от утечки по виброакустическому каналу?

17. Дайте математическое представление обобщенному процессу виброзашумления?

18. Что является необходимым при оценке эффективности защиты речевой информации от утечки по виброакустическому каналу?

19. В каком направлении осуществляется снятие со строительной конструкции вибрационного сигнала?

20. Что на практике используют для анализа результата виброзашумления?

21. Какими возможностями обладает предлагаемое устройство защиты информации?

Заключение

В ходе работы определены возможные направления эффективного использования частотных характеристик элементов различных каналов утечки информации (применение специальных помех той природы, сигнал которой передается по линии связи для обеспечения аддитивного и мультипликативного зашумления канала). Эти направления не существуют отдельно от возможных ТКУИ и соответствуют их природе проявления. Они могут подразумевать использование физических процессов проходящих в канале утечки информации для увеличения эффективности мероприятий по ЗИ.

На основе анализа количественного весового соотношения между акустической и всей обрабатываемой информацией в качестве исследуемого канала утечки информации был выбран виброакустический канал.

При воздействии на строительную конструкцию специальным сигналом, маскирующий шумовой сигнал формируется за счет возбуждения по случайному во времени закону собственных колебаний инерционной системы (вибропреобразователь – строительная конструкция) с последующим аддитивным и мультипликативным наложением на информативный сигнал в результате проявления параметрического эффекта модуляции этого информативного сигнала. Если учесть, что при ударном возбуждении строительной конструкции характеристика отклика пропорциональна упругой деформации данной строительной конструкции, то закон модуляции обусловлен нелинейностью – квадратичной зависимостью модуля величины деформации от модуля момента воздействующей силы. При воздействии специального сигнала наблюдается перераспределение энергии защищаемого сигнала (согласно закону сохранения энергии) по спектру за счет появления модуляционных составляющих мультипликативной помехи, то есть наблюдается перераспределение энергии по гармоникам и субгармоникам. Иначе говоря, происходит «разваливание» («размазывание») информативного сигнала непосредственно в канале перехвата, без причинения вреда данному сигналу вне данного канала.

Библиографический список

1. Железняк В.К. Неко­торые методические подходы к оценке эффективности защиты речевой информации/ В.К. Железняк, Ю.К. Макаров, А.А. Хореев // Спецтехника. - 2000. - № 4. - С.15-18.

2. Вибрация в технике. Измерения и испытания / под ред. М.Д. Генкина. - М.: Машиностроение, 1981. Т.5. -432 с.

3. Герасименко В.Г. Методическое обеспечение вопросов комплексного контроля выполнения требований защиты информации, циркулирующей в выделенном помещении, от утечки по техническим каналам / В.Г. Герасименко, И.В. Гончаров, С.С. Лютиков // Сб. науч. докл. науч.-техн. конф. органов по аттестации, аккредитованных в системе серти­фикации Государственной технической комиссии, и организа­ций-лицензиатов по Приволжскому Федеральному округу. - Пенза, 2002. - 320 с.

4. О возможности использования диссипативных свойств строительных конструкций для защиты акустической информации / В.Г. Герасименко, И.В. Гончаров, С.С. Лютиков, А.В. Яковлев // 58-я науч. сессия, посвященная Дню радио: тез. докл. - М.: Российское науч.-техн. общество ра­диотехники, электроники и связи им. А.С. Попова, 2003. Т. 2. -С. 14-15.

5. Балашов П.А. Защита речевой информации на объекте/ П.А. Балашов // Конфи­дент: информационно-методический журн. - 2000. - № 5. - С. 101-104.

6. Тюлин В.Н. Введение в теорию излучения и рас­сеяния звука / В.Н. Тюлин. - М.: Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», 1976. - 256 с.

7. Абрамов Ю.В. Опыт практических работ по виброакустической защите выделенных помещений от утечки речевой информации/ Ю.В. Абрамов, М.В. Калиниченко, В.Л. Каргашин // Научно-практическая конференция «Ключевые проблемы банковской безопасности» Третьего московского международного форума «Технология безопасности - 98»: сб. докл. - М.: Манеж, 1998.-247 с.

8. Кученков Е.Б. Экспериментальная оценка акустической защищенности исследуемых помещений / Е.Б. Кученков, Е.А. Музалаев // Вопросы защищенности информации. - М., 1999. - № 3. – С. 75-78.

9. Яковлев А.В. Результаты экспериментальных исследований эффективности защиты акустической речевой информации на оконном стекле при использовании различных генераторов шума / А.В. Яковлев, С.Н. Степанов // Управление защитой информации: ежеквартальный российско-беларусский науч.-практ. журнал. - 1998. Т.З. – С. 83-86.

10. Использование модулирующих свойств оконных стекол при защите акустической информации в помещениях / А.В. Яковлев и др. // Информация и безопасность: регион. науч.-техн. журнал. - 2000.- № 1. - С. 105-108.

11. Применение импульсных помех при защите аку­стической речевой информации, циркулирующей в выделен­ном помещении, от утечки по виброакустическому каналу / И.В. Гончаров и др. // Информация и безопасность: регион. науч.-техн. журнал. - 2001. - № 1. - С. 84-90.

12. Герасименко В.Г. Перспективные направления способов защиты акустической речевой информации/ В.Г.Герасименко, И.В. Гончаров, А.В. Яковлев // Информация и безопасность: регион. науч.-техн. журнал. - 2001. - № 3. - С. 62-78.

13. Использование моделирующих свойств оконных стекол при защите акустической информации в помещениях/ А.В. Яковлев и др. // Информация и безопасность: регион. науч.-техн. журнал. – 2000. - № 1. – С. 31-44.

14. Яковлев А.В. Результаты экспериментальных исследований эффективности защиты акустической речевой информации на оконном стекле при использовании различных генераторов шума / А.В. Яковлев, С.Н. Степанов // Управление защитой информации: ежеквартальный российско-белорусский науч.-практ. журнал. -1998. Т.3 - № 1. – С. 87-101.

15. Применение импульсных помех при защите акустической речевой информации, циркулирующей в выделенном помещении, от утечки по виброакустическому каналу / И.В. Гончаров и др. // Информация и безопасность: регион. науч.-техн. журнал. – 2001. - № 1. – С. 56-66.

16. Вибрация в технике. Защита от вибрации и ударов / под ред. К.В. Фролова. - М.: Машиностроение, 1981. Т. 6.

17. Меньшаков Ю.К. Защита объектов и информации от технических средств разведки: учеб. пособие/ Ю.К. Меньшаков. - М.: Издательский центр РГГУ, 2002.

18. Формальная модель процесса виброзашумления/ И.В. Гончаров и др. // Информация и безопасность: регион. науч.-техн. журнал. – 2001. - № 2. – С.71-92.

19. Бендат Дж. Применение корреляционного и спектрального анализа: пер. с англ. / Дж. Бендат, А. Пирсол. – М.: Мир, 1983.

20. Стретт Дж. В. Теория звука / Дж. В. Стретт. – М: Гостехиздат, 1955. Т.1.

21. Снижение шума в зданиях и жилых районах / под ред. Г.Л. Осипова, Е.Я. Юдина. – М.: Стройиздат, 1987.

22. Справочник проектировщика. Защита от шума / под ред. Е.Я. Юдина. – М.: Стройиздат, 1974.

23. Агуров П.В. Интерфейсы USB. Практика использования и программирования / П.В. Агуров. - СПб: БХВ-Петербург, 2004.

24. Тук М. Аппаратные средства IBM PC: энциклопедия / М. Тук. 2-е изд. — СПб.: Питер Ком, 2001.

25. Тук М. Аппаратные средства IBM PC: энциклопедия / М. Тук. — СПб.: Питер Ком, 1998.

26. Тук М. Аппаратные средства локальных сетей: энциклопедия / М. Тук. — СПб.: Питер, 2000.

27. Тук М. Дисковая подсистема ПК / М. Тук. —СПб.: Питер, 2001.

28. Тук М. Интерфейсы ПК: справочник / М. Тук. — СПб.: Питер Ком, 1999.

29. Тук М. Процессоры Pentium 4, Athlon и другие / М. Тук, В. Юров. — СПб.: Питер, 2001.

30. Тук М. Процессоры Pentium III, Athlon и другие/ М. Тук, В. Юров. — СПб.: Питер, 2000.

31. Кулаков В. Программирование на аппаратном уровне: специальный справоч­ник / В. Кулаков. - СПб.: Питер, 2001.

32. Кулаков В. Программирование дисковых подсистем / В. Кулаков. — СПб.: Питер, 2002.

33. Alexon Jan. USB Complite / Jan. Alexon. - Lakeview Research, 2001.

34. Гук М. Аппаратные средства IBM PC: энциклопедия / М. Гук. – СПб: Питер 2002.

35. Солдатов В. П. Программирование драйверов Windows/ В. Солдатов. - М.: Бином, 2004.

36. Atmel Corporation 8-bit RISC Microcontrollers Data Book - August, 1999.

37. Водовозов А.М. Микроконтроллеры для систем автоматики: учеб. пособие /А.М. Водовозов. – Вологда: ВоГТУ, 2002 -123 с.

38. Atmega 163, Atmega 163L. Advance Information. Data Sheet.

39. Сорокина С. Программирование драйверов и систем безопасности / С. Сорокина, А. Тихонов, А. Щербаков. - М.: Радио и связь, 2001. - 416 с.

40. Торокин А.А. Основы инженерно-технической защиты информации / А.А. Торокин. - М.: Ось, 1989. - 365 с.

41. Хорев А.А. Способы и средства защиты инфор­мации/ А.А. Хореев. - М.: МО РФ, 2000. - 362 с.

42. Петраков А.В. Основы практической защиты информации / А.В. Петраков. - М.: Радио и связь, 1999. - 368 с.

43. Абалмазов Э.И. Методы и инженерно-технические средства противодействия информационным уг­розам / Э.И. Абалмазов. - М.: Гротек, 1997. - 248 с.

44. ГОСТ Р 5127599. Защита информации. Объекты информатизации. Факторы, воздействующие на информацию.

45. Петраков А.В. Охрана и защита современного предприятия / А.В. Петраков, П.С. Дорошенко, Н.В. Савлуков. - М.: Энерго-атомиздат, 1999. - 568 с.

46. Халяпин Д.Г. Утечка информации / Д.Г. Халяпин // Частный сыск, охрана и безопасность. - 1995. - № 3. - С. 88-91.

47. Барсуков B.C. Современные технологии безопасности / В.С. Барсуков, В.В. Водолазский - М.: Нолидж, 2000. - 496 с.

48. Вентцель Е.С. Теория вероятностей / Е.С. Вентцель – М.: Наука, 1969. -576 с.

49. Ковалева В.Д. Те­лефония и телефонные станции/ В.Д. Ковалева, В.П. Калинина, Д.П. Козлов - М.: Связь, 1967. - 323 с.

50. Справочник по радиовещанию / А.В. Выходец, В.М. Захарин, Е.М. Рудый, В.И. Денисов; под общ. ред. А.В. Вы­ходца. - Киев: Техника, 1981. - 264 с.

51. Хоровиц П. Искусство схемотехники: пер. с англ./ П. Хоровиц, У. Хилл. - М: Мир, 1986. Т.1. -590 с.

52. Синклер Ян. Введение в цифровую звукотехнику: пер. с англ. / Ян. Синклер. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 80 с.

53. Справочник по теории вероятностей и матема­тической статистике / B.C. Королюк, Н.И. Портенко, А.В. Ско­роход, А.Ф. Турбин. - М.: Наука, 1985. - 640 с.

54. Бесслер Р. Проектирование сетей связи: справочник: пер. с нем. / Р. Бесслер, А. Дойч. - М.: Радио и связь, 1988. - 272 с.

55. Левин Б.Р. Теоретические основы статистиче­ской радиотехники: Кн. 1/ Б.Р. Левин. - М.: Советское радио, 1969. -752 с.

56. Кухлинг X. Справочник по физике: пер. с нем. / Х. Кухлинг. 2-е изд. - М.: Мир, 1985. - 520 с.

57. Справочная книга по технике автоматического регулирования: пер. с англ. / под общ. ред. Дж. Дж. Траксела; под ред. Т.М. Райцына, А.В. Фатеева - Л.: Государственное энергетическое издательство, 1962. - 783 с.

58. Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров: пер. с англ. / Г.Корн, Т. Корн. - М.: Наука, 1978.-831 с.

59. Темников Ф.Е. Теоретические основы информационной техники / Ф.Е. Темников, В.А. Афонин, В.И. Дмитриев. - М.: Энер­гия, 1979.-350 с.

60. Современная радиолокация (анализ, расчет и проектирование систем): пер. с англ. / под ред. Ю.Б. Кобзарева - М.: Советское радио, 1969. - 704 с.

61. Справочник по основам радиолокационной тех­ники / под ред. В.В. Дружинина - М.: Военное издательство, 1967.-768 с.

62. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сиг­налы: учебник для вузов / И.С. Гоноровский - М.: Совет­ское радио, 1971. - 672 с.

63. Теоретические основы радиолокации: учеб. по­собие для вузов / под ред. Я.Д. Ширмана. - М.: Советское ра­дио, 1970. - 560 с.

64. Закон Российской Федерации "Об информации, информатизации и защите информации".

65. Технические средства разведки / под ред. В.И. Мухина – М.: РВСН, 1992. – 335 с.

66. Лунегов А.Н. Технические средства и способы добывания и защиты информации / А.Н. Лунегов, А.Л. Рыжов. – М.: ВНИИ «Стандарт», 1993. – 95 с.

67. Ярочкин В.И. Безопасность информационных систем / В.И. Ярочкин. – М.: Ось – 89, 1996. – 320 с.

68. Терминология в области защиты информации: справочник. – М.: ВНИИ «Стандарт», 1993. – 110 с.

69. Хорев А.А. Защита информации от утечки по техническим каналам. Часть 1. Технические каналы утечки информации: учеб. пособие / А.А. Хореев. - М.: Гостехкомиссия России, 1998. – 320 с.

70. Ярочкин В.И. Предпринимательство и безопасность. Часть 1. Несанкционированный доступ к источнику конфиденциальной информации / В.И. Ярочкин. – М.: Экспрессное бюро, 1994. – 64 с.

71. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника / В.И. Тихонов. - М: Радио и связь, 1982.

72. Минаев В.А. Основы информационной безопасности: учебник / В.А. Минаев, С.В. Скрыль – Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2001. – 404 с.

73. Закон Российской Федерации «О государственной тайне» (Постановление Верховного Совета Российской Федерации от 21.07.93 №5485 -, 5486 –1).

74. Андрианов В.И. Шпионские штучки и устройства для защиты объектов информации: справ. пособие / В.И. Андрианов, В.А. Бородин, А.В. Соколов. – СПб.: Лань, 1996. – 272 с.

75. Млагутин В. С. Утечка и защита информации в телефонных каналах / В.С. Млагутин, А.В. Петраков. – М.: Энергоатомиздат, 1996. – 324 с.

76. Трофимова Т. И. Курс физики: учебное пособие для ВУЗов / Т.И.Трофимова – М.: Высш. шк., 1998. –542 с.

77. Вовченко В.В. Проблемы защиты информации от экономического шпионажа / В.В. Вовченко, И.О. Степанов // Защита информации. – 1994.- №1. – С. 48-64.

78. ГОСТ Р 50840 – 95. Государственный стандарт Российской Федерации. Передача речи по трактам связи. Методы оценки качества, разборчивости и узнаваемости. Издание официальное. – М.: Госстандарт России, 1997.

79. Организация, планирование и управление предприятиями электронной промышленности / под ред. П.М. Стуколова. - М.: Высш. шк., 1986. - 319с.

Учебное издание

Гончаров Игорь Васильевич

Мешкова Алла Федоровна

Программно-аппаратная защита речевой информации от утечки по виброакустическому каналу

В авторской редакции

Компьютерный набор Г.Н. Симонова

Подписано к изданию 21.05.2007.

Уч.-изд. л. 4,2.

ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»

394026 Воронеж, Московский просп., 14

1⁾ Октавный анализ спектра был произведен с помощью многоканального комплекса измерительной аппаратуры для контроля защищенности объекта информатизации по акустическому полю ПУЛЬС 3560С и вибродатчика Bruel & Kjear 4508 B 002

2⁾ Под передвижным защищаемым ОИ понимается транспортное средство, в котором во время движения или остановки возможно проведение закрытых совещаний.

9