Защита по виброакустическому каналу утечки информации

Метод съема информации по виброакустическому каналу относится к так называемым беззаходовым методам, и это является важным его преимуществом. Обнаружить аппаратуру такого съема информации крайне трудно, так как она устанавливается за пределами контролируемого помещения, а в ряде случаев существенно удалена от него.

Кратко о физическом принципе, который лежит в основе этого метода. Речь, вызывающая акустические сигналы, представляет собой механические колебания воздушной среды. Попадая на твердые поверхности(стены, перегородки), они преобразуются в структурные вибрационные сигналы, которые, оставаясь по своей природе механическими, распространяется по строительным конструкциям здания. Можно выделить следующие типовые конструкции, по которым передаются речевые сигналы:

• В акустическом сигнале это- несущие стены зданий, перегородки,
перекрытия зданий, окна, двери, вентиляционные воздуховоды;

• В вибрационном канале это- стены и перегородки, перекрытия,
оконные рамы, дверные коробки, трубопроводы, короба вентиляции.

Если акустические датчики установлены на этих конструкциях за пределами помещения, это дает возможность принять речевые сигналы и

проконтролировать разговоры внутри него. При этом необязательно скрытно проникать в помещение- достаточно приблизится к нему снаружи. Установить датчик можно и дистанционным способом- с помощью специальных выстреливающих устройств. Иногда используют лазерные устройства и направленные микрофоны. Действие лазерных устройств основано на принципе снятия вибрации(речевых сигналов) с оконного стекла, а направленные микрофоны снимают речевую информацию по акустическому каналу.

Для обратного преобразования механических колебаний в акустический сигнал служат контактные микрофоны, известные под названием стетоскопы. Электронные стетоскопы сначала преобразуют механические колебания в электрический сигнал, который затем усиливается и уже тогда преобразуется в акустический.

Итак, вибрационным каналом утечки информации здесь уже является не воздух, а другая среда распространения акустического сигнала. Такие каналы возникают при падении первичной акустической волны в воздухе на другую среду и дальнейшем распространении ее в новой среде. На практике - это стены, пол, потолок, двери и косяки, стекла, оконные рамы и коробки, инженерные коммуникации проходящие или выходящие из помещения.

Предотвращение утечки информации по этим каналам сводится, как и в случае с акустическими каналами, к двум направлениям:

1. Максимально ослабить акустический сигнал от источника звука,
попадающий в другую среду распространения, где его могут перехватить.
Заставить акустическую волну пройти сначала среду с высоким затуханием,
например. Это означает, что отделка стен звукопоглощающими материалами
предпочтительнее, чем простая оклейка обоями. Тяжелые портьеры на окнах
значительно ослабляют акустический сигнал, попадающий на стекла. Красивые
дубовые сплошные одинарные двери явно проигрывают по этому параметру
двойным, обитым дерматином.

2. Создать в "опасной" среде распространения сильный помеховый
сигнал, который невозможно отфильтровать от полезного. Само собой
разумеется, что помехи и так есть - бульканье воды в трубах отопления,
сверление бетонных стен соседями по дому, шум от проезжающих по улице
тяжелых грузовиков и трамваев. Для зашумления используют уже
упоминавшиеся генераторы белого шума,к которым подсоединяют
специальные излучатели, устанавливаемые на стенах, стеклах, рамах, косяках,
трубах отопления и т.д.

Из всего вышесказанного можно сделать следующие выводы:

• В общем случае акустический сигнал распространяется в упругих
средах с затуханием, зависящем от свойств среды распространения.

• При переходе из одной среды в другую часть сигнала теряется (
отражение, поглощение).

• Виброакустическими каналами утечки информации является
совокупность сред распространения сигнала от источника до приемника.

Анализ возможных каналов утечки информации, в нашем случае по виброакустическому каналу, требует методичного, кропотливого подхода. Не

спешите, попробуйте с учетом всего вышесказанного посмотреть на эту проблему другими глазами. Начните с наиболее простого - акустического канала. Допустим, кабинет Вашего шефа расположен на втором этаже, окна выходят в тихий скверик. В жаркую погоду окна в течение рабочего дня открыты. Значит канал утечки есть. Можно ли им воспользоваться? Да, в 20 метрах от окна под деревом стоит скамейка. Расположившись на ней с закамуфлированным направленным микрофоном, злоумышленник, в принципе, может подслушать разговор в кабинете. Нужно защищать этот канал? Несомненно. Окна необходимо закрыть, в помещении установить кондиционер. Есть ли в помещении вентиляционные решетки? Да, есть. Выясняем, куда ведет уходит вентиляционный канал. Обычно на верхние этажи. Кто у нас сосед сверху? Трудно сказать, фирма какая-то арендует помещение. Вот и еще один возможный канал утечки информации. Необходимо применить защиту -устанавливаем в вентиляционное отверстие акустический излучатель генератора белого шума. И так далее, стараясь ничего не пропустить, но и реально оценивая возможности потенциального противника по использованию канала утечки информации. Очень полезно свои соображения по поводу обнаруженных каналов утечки и способов защиты изложить на бумаге. Это значительно облегчает как анализ угроз перехвата информации, так и выбор соответствующей аппаратуры защиты, в частности, в плане выбора ее технических параметров, количества приборов и определения общей стоимости защитных мероприятий.

В заключение несколько слов о выборе виброакустических генераторов шума. Прибор должен быть укомплектован излучателями, крепящимися на стенах, на инженерных коммуникациях, стеклах, а также акустическими колонками. Обратите внимание на способ крепления излучателей - сможете ли Вы обеспечить требования изготовителя по установке. Каждый излучатель, особенно устанавливаемые на стенах, "закрывает" определенную площадь. Подсчитайте, сколько излучателей Вам потребуется и проверьте способен ли генератор обеспечить нормальную работу всех подключаемых излучателей (большую роль здесь играет выходная мощность генератора). Одна из новейших разработок - "Прибор виброакустической защиты S1-3001".

В отличие от других генераторов он имеет два независимых канала, что позволяет дифференцированно подходить к конфигурированию ветвей виброакустической защиты. Повышенная выходная мощность каждого канала обеспечивает нормальную работу значительно большего, чем у других моделей, числа излучателей. При этом изделие работает со всеми типами излучателей, имеющимися на рынке. Это очень удобно, если Вы наращиваете или модернизируете свою систему защиты. Еще одной отличительной чертой является генерация наряду с обычным белым шумом речеподобной помехи, что значительно повышает степень защиты информации. Кроме того, использование речеподобной помехи позволяет снизить уровень шумовой помехи, подводимой к излучателю, что приводит к уменьшению паразитного шума в помещении. Особенностью прибора является также формирование шумовой помехи с автоматически регулируемым уровнем, чем громче Вы

говорите, т.е. чем больше опасность перехвата, тем больше уровень шумового сигнала и наоборот.

Звукоизоляция помещенийнаправлена на локализацию источников акустических сигналов внутри них и проводится с целью исключения перехвата акустической (речевой) информации по прямому акустическому (через щели, окна, двери, технологические проемы, вентиляционные каналы и т.д.) и вибрационному (через ограждающие конструкции, трубы водо-, тепло- и газоснабжения, канализации и т.д.) каналам.

Основное требование к звукоизоляции помещений заключается в том, чтобы за его пределами отношение акустический сигнал/шум не превышало некоторого допустимого значения, исключающего выделение речевого сигнала на фоне естественных шумов средством разведки. Поэтому к помещениям, в которых проводятся закрытые мероприятия, предъявляются определенные требования по звукоизоляции.

Учитывая, что средняя громкость звука говорящего в служебном помещении составляет около 50 ... 60 дБ, то в зависимости от категории помещения его звукоизоляция должна быть не менее норм, приведенных в табл. 4.1.

Таблица4.1

Требования к звукоизоляции помещений

„ Категория выделенного помещения, дБ Частота, Гц

12 3

500 ;53 48 43

1000 J56 51 46 ;

2000 -56 :51 46

4000 i55 50................. 45

Звукоизоляция помещений обеспечивается с помощью архитектурных и инженерных решений, а также применением специальных строительных и отделочных материалов.

При падении акустической волны на границу поверхностей с различными удельными плотностями большая часть падающей волны отражается. Меньшая часть волны проникает в материал звукоизолирующей конструкции и распространяется в нем, теряя свою энергию в зависимости от длины пути и его акустических свойств. Под действием акустической волны звукоизолирующая поверхность совершает сложные колебания, также поглощающие энергию падающей волны.

Характер этого поглощения определяется соотношением частот падающей акустической волны и спектральных характеристик поверхности средства звукоизоляции.

Одним из наиболее слабых звукоизолирующих элементов ограждающих конструкций выделенных помещений являются двери и окна.

Двери имеют существенно меньшие по сравнению со стенами и межэтажными перекрытиями поверхностные плотности и трудноуплотняемые зазоры и щели. Стандартные двери не удовлетворяют требованиям по защите информации (табл. 4.2).

Таблица 4.'.	г
Звукоизоляция обычных дверей
Условия применения	Звукоизоляция (дБ) на частотах, Гц 125 250 500 1000 2000
без прокладки					;24	23 :
с прокладкой из пористой резины
без прокладки
с прокладкой из

Конструкция двери

Щитовая дверь, облицованная фанерой с двух сторон

Типовая дверь П-327

[пористой резины i ; : ;

Увеличение звукоизолирующей способности дверей достигается плотной пригонкой полотна двери к коробке, устранением щелей между дверью и полом, применением уплотняющих прокладок, обивкой или облицовкой полотен дверей специальными материалами и т.д.

Как видно из табл. 4.2, применение уплотняющих прокладок повышает звукоизоляцию дверей, однако при этом необходимо учитывать, что в процессе эксплуатации в результате обжатия, износа, затвердевая резиновых прокладок звукоизоляция существенно снижается.

Таблица 4.4

Звукоизоляция окон

 

|3вукоизоляция (дБ) на частотах,
Схема остекления	Гц
Одинарное остекление:
толщина 3 мм	{17			|28....	]зГ	,32....... i
толщина 4 мм				":31.	"J32
толщина 6 мм				|30	. ;27	:25 :
Двойное остекление с воздушным
промежутком:
57 мм (толщина 3 мм)	:i5	!20..
90 мм (толщина 3 мм)
57 мм (толщина 4 мм)
90 мм (толщина 4 мм)

Для повышения звукоизоляции проводится облицовка внутренних поверхностей тамбура звукопоглощающими покрытиями, а двери обиваются материалами со слоями ваты или войлока и используются дополнительные уплотнительные прокладки.

Звукопоглощающая способность окон, так же как и дверей, зависит, главным образом, от поверхностной плотности стекла и степени прижатия притворов. В табл. 4.4 указаны некоторые данные по звукоизоляции наиболее распространенных вариантов остекления помещений.

Звукоизоляция окон с одинарным остеклением соизмерима со звукоизоляцией одинарных дверей и недостаточна для надежной защиты информации в помещении. Существенно большую звукоизоляцию имеют окна с остеклением в раздельных переплетах с шириной воздушного промежутка более 200 мм или тройное комбинированное остекление.

Обычные окна с двойными переплетами обладают более высокой (на 4 ... 5 дБ) звукоизолирующей способностью по сравнению с окнами со спаренными переплетами. Применение упругих прокладок значительно улучшает звукоизоляционные качества окон. В случаях, когда необходимо обеспечить повышенную звукоизоляцию, применяют окна специальной конструкции (например, двойное окно с заполнением оконного проема органическим стеклом толщиной 20 ... 40 мм и с воздушным зазором между стеклами не менее 100 мм). Разработаны конструкции окон с повышенным звукопоглощением на основе стеклопакетов с герметизацией воздушного промежутка между стеклами и с заполнением его различными газовыми смесями или создание в нем вакуума. Повышение звукоизоляции до 5 дБ наблюдается при облицовке межстекольного пространства по периметру звукопоглощающим покрытием.

Необходимо отметить, что увеличение числа стекол не всегда приводит к увеличению звукоизоляции в диапазоне частот речевого сигнала вследствие резонансных явлений в воздушных промежутках и эффекта волнового совпадения.

Для повышения звукоизоляции в помещениях применяют акустические экраны, устанавливаемые на пути распространения звука на наиболее опасных (с точки зрения разведки) направлениях.

Действие акустических экранов основано на отражении звуковых волн и образовании за экраном звуковых теней. С учетом дифракции эффективность экрана повышается с увеличением соотношения размеров экрана и длины акустической волны. Размеры эффективных экранов превышают более чем в 2-3 раза длину волны. Реально достигаемая эффективность акустического экранирования составляет 8... ЮдБ.

Применение акустического экранирования целесообразно при временном использовании помещения для защиты акустической информации. Наиболее часто применяются складные акустические экраны, используемые для дополнительной звукоизоляции дверей, окон, технологических проемов, систем кондиционирования, проточной вентиляции и других элементов

ограждающих конструкции, имеющих звукоизоляцию, не удовлетворяющую действующим нормам.

Для повышения звукоизоляции помещений также применяют звукопоглощающие материалы.

Звукопоглощение обеспечивается путем преобразования кинетической энергии акустической волны в тепловую энергию в звукопоглощающем материале. Звукопоглощающие свойства материалов оцениваются коэффициентом звукопоглощения, определяемым отношением энергии звуковых волн, поглощенной в материале, к падающей на поверхность материала и проникающей (неотраженной) в звукопоглощающий материал.

Применение звукопоглощающих материалов при защите акустической информации имеет некоторые особенности по сравнению с звукоизоляцией. Одной из особенностей является необходимость создания непосредственно в помещении акустических условий для обеспечения разборчивости речи в различных его зонах. Таким условием является прежде всего обеспечение оптимального соотношения прямого и отраженного от ограждений акустических сигналов. Чрезмерное звукопоглощение приводит к ухудшению уровня сигнала в различных точках помещения, а большое время реверберации - к ухудшению разборчивости в результате наложения различных звуков.

Обеспечение рациональных значений рассмотренных условий определяется как общим количеством звукопоглощающих материалов в помещении, так и распределением звукопоглощающих материалов по ограждающим конструкциям с учетом конфигурации и геометрических размеров помещений.

Звукопоглощающие материалы могут быть сплошными и пористыми. Обычно пористые материалы используют в сочетании со сплошными.

Один из распространенных видов пористых материалов - облицовочные звукопоглощающие материалы. Их изготавливают в виде плоских плит (плиты минераловатные «Акмигран», «Акмант», «Силаклор», «Винипор», ПА/С, ПА/О, ПП-80, ППМ, ПММ) или рельефных конструкций (пирамид, клиньев и т.д.), располагаемых или вплотную, или на небольшом расстоянии от сплошной строительной конструкции (стены, перегородки, ограждения и т.п.). Используются также звукопоглощающие облицовки из слоя пористо-волокнистого материала (стеклянного или базальтового волокна, минеральной ваты) в защитной оболочке из ткани или пленки с перфорированным покрытием (металлическим, гипсовым и др.).

Пористые звукопоглощающие материалы малоэффективны на низких частотах.

Отдельную группу звукопоглощающих материалов составляют резонансные поглотители. Они подразделяются на мембранные и резонаторные. Мембранные поглотители представляют собой натянутый холст (ткань), тонкий фанерный (картонный) лист, под которым располагают хорошо демпфирующий материал (материал с большой вязкостью, например, поролон, губчатую резину, строительный войлок и т.д.). В такого рода поглотителях максимум поглощения достигается на резонансных частотах.

Перфорированные резонаторные поглотители представляют собой систему воздушных резонаторов (например, резонаторов Гельмгольца), в устье которых расположен демпфирующий материал.

Средние значения звукоизоляции некоторых материалов приведены в таблице 4.5.

Повышение звукоизоляции стен и перегородок помещений достигается применением однослойных и многослойных (чаще - двойных) ограждений. В многослойных ограждениях целесообразно подбирать материалы слоев с резко отличающимися акустическими сопротивлениями (например, бетон -поролон).

Значения ослабления звука ограждениями, выполненными из некоторых часто применяемых строительных материалов, указаны в таблице 4.6.

Таблица 4.5

Звукопоглощающие свойства некоторых материалов

_, Коэффициент поглощения на частотах, Гц

Материал. ч"г^ '

0,024	0,025	0,032	0,041	0,049	0,07
0,1	0,11	:о,п	0,08	0,082	0,11
0,03	'*	;0,027	*	0,02	*
0,025	0,04	0,06	0,085	0,043	0,058
0,18	0,36	0,71	0,8	0,82	0,85
0,09	0,08	|0,21	0,27	0,27	.0,37
0,32	0,4	0,51	0,6	0,65	.0,6
0,03	0,04	0,11	,0,17	0,24	0,35

Кирпичная стена Деревянная обивка Стекло одинарное Штукатурка известковая Войлок (толщина 25 мм) Ковер с ворсом

Стеклянная вата(толщиной 9 мм) Хлопчатобумажная ткань

Между помещениями зданий и сооружений проходит много технологических коммуникаций (трубы тепло-, газо-, водоснабжения и канализации, кабельная сеть энергоснабжения, вентиляционные короба и т.д.). Для них в стенах и перекрытиях сооружений делают соответствующие отверстия и проемы. Их надежная звукоизоляция обеспечивается применением специальных гильз, коробов, прокладок, глушителей, вязкоупругих заполнителей и т.д. Обеспечение требуемой звукоизоляции в вентиляционных каналах достигается использованием сложных акустических фильтров и глушителей.

Следует иметь в виду, что в общем случае звукоизоляция ограждающих конструкций, содержащих несколько элементов, должна оцениваться звукоизоляцией наиболее слабого из них.

Таблица 4.6 Звукопоглощающие свойства некоторых строительных конструкций Звукоизоляция на частотах Материал Толщина (Гц), дБ Кирпична: Отштукатуренная с двух сторон стена

Кирпичная стена

20 см