Акустичні канали витоку інформації - студопедія

Людська мова є одним з найдавніших, найприроднішим і найпоширенішим способом обміну інформацією між людьми. Незважаючи на появу в даний час великої кількості різних технічних засобів зберігання і передачі інформації, інтерес до перехоплення мовної інформації не пропадає. Це пов'язано з рядом специфічних особливостей поширення акустичних коливань, таких як обмежена дальність розповсюдження і обмежений час існування. Тому усно обговорюється найбільш важлива і цінна інформація, яка не може бути довірено іншому носієві або передана по засобам зв'язку. Мовна інформація має найвищу оперативністю, так як може бути перехоплена в момент озвучування, ще до її документування (якщо воно взагалі мається на увазі). Перераховані особливості роблять мовну інформацію найбільш цінною і пояснюють високу зацікавленість розвідок і злочинного співтовариства в її перехоплення.

Звуковий тиск - це змінний тиск в середовищі, обумовлене розповсюдженням в ній звукових хвиль. Величина звукового тиску оцінюється силою дії звукової хвилі на одиницю площі і виражається в ньютонах на квадратний метр (Паскаль).

Поріг чутності - найбільш тихий звук, який ще здатний чути людина на частоті 1000 Гц, що відповідає звуковому тиску Па.

Рівень звукового тиску вимірюється в децибелах і обчислюється як відношення величини звукового тиску до порогу чутності:

Порівняльні рівні гучності звуку наведені в табл. 5.1.

Порівняльні рівні гучності

Оцінка гучності звуку на слух

Артилерійські постріли (10-20 м) Звук сприймається як біль

Діапазон основних звукових частот мовлення лежить в межах від 70 до 1500 Гц. З урахуванням обертонів мовної діапазон розширюється до 5000- 8000 Гц. У російської мови максимум динамічного діапазону знаходиться в області частот 300-400 Гц.

В акустичному каналі витоку носієм інформації від джерела до несанкціонованого одержувачу є акустична хвиля в газоподібному, рідкому і твердому середовищі. Структура цього каналу витоку інформації наведена на рис. 5.13.

Мал. 5.13. Структура акустичного каналу витоку інформації

Джерелами акустичної хвилі можуть бути: людина, провідний розмова конфіденційного характеру, технічні засоби звуковідтворення, механічні вузли продукції, які при роботі видають акустичні хвилі. Класифікація акустичних каналів витоку інформації наведена на рис. 5.14.

Мал. 5.14. Класифікація акустичних каналів витоку інформації

Розглянемо представлені акустичні канали витоку інформації більш детально.

У повітряному каналі витоку середовищем поширення акустичних сигналів є повітряний простір (або інша газове середовище).

До технічних засобів добування інформації з цього каналу витоку відносяться мікрофони, класифікація яких представлена ​​на рис. 5.15.

Мал. 5.15. Класифікація мікрофонів

Принцип роботи вугільного мікрофона заснований на зміні опору вугільного порошку, що знаходиться між мембраною і нерухомим електродами.

В електромагнітному мікрофоні в результаті коливань мембрани з феромагнітного матеріалу виникає ЕРС індукції в обмотці нерухомої котушки з сердечником, по якій протікає постійний струм.

Конденсаторний мікрофон складається з нерухомої і рухомої (у вигляді мембрани) пластин, які утворюють конденсатор. Під впливом акустичних коливань ємність конденсатора змінюється, в результаті чого в ланцюзі виникає змінний струм пропорційний акустичному тиску на мембрану. Недоліком є ​​необхідність наявності джерела живлення.

Різновидом конденсаторного мікрофона є електретний мікрофон, мембрана якого виконана із спеціально обробленого діелектрика-Електрети, що представляє собою електрично поляризований діелектрик, який може зберігати свій заряд і поляризацію як завгодно довго. Таким чином, відпадає необхідність в джерелі живлення.

Дія п'єзоелектричного мікрофона заснований на виникненні ЕРС на поверхні пластинок з пьезоматеріала, механічно пов'язаних з мембраною. Пьезоматеріал має властивість виробляти різниця потенціалів при зміні своїх геометричних розмірів.

Для добування інформації використовуються також гостронаправлені мікрофони, які дозволяють істотно збільшити дальність підслуховування. Діаграми спрямованості різних типів мікрофонів представлені на рис. 5.16.

Мал. 5.16 Діаграми спрямованості мікрофонів: а) ненаправленої; б) односторонній спрямованості; в) гостронаправлених.

Гостронаправлені мікрофони по конструкції можуть бути наступних типів: резонансний, параболічний, трубчастий, фазированной решітки (рис. 5.17).

Мал. 5.17 Спрямовані мікрофони: а) резонансний; б) параболічний; в) трубчастий; г) фазированной решітки

Резонансний спрямований мікрофон використовує явище резонансу звукових хвиль в спрямованих системах, призводить до збільшення звуковий енергії надходить в мікрофон і являє собою набір алюмінієвих трубок діаметром 10 мм. Довжина трубок визначає її резонансну частоту. Мікрофон розташовується в параболическом уловлювач, фокусом якого є напрямна система. Для подальшого посилення використовується високочутливий низько галасливий мікрофонний підсилювач. Для прослуховування розмови можна обмежитися набором з перших 9 трубок, так як частотний діапазон людської мови лежить в межах 180 - 3400 Гц.

Параболічний мікрофон має параболічний відбивач, у фокусі якого розміщується мікрофонний капсуль з ненаправленої або односпрямованої характеристикою спрямованості. Такі мікрофони іноді називають рефлекторними. Звукові хвилі, що прийшли з осьового напрямку параболи, відбиваються від відбивача і завдяки властивостям параболи після відображення концентруються в фазі в її фокусі, де розташований мікрофонний капсуль. Звукові хвилі, що приходять під кутом до осі параболи, розсіюються рефлектором, не потрапляючи на мікрофон.

Мікрофони «біжучої хвилі» (інтерференційні), часто звані трубчастими мікрофонами, складаються з трубки з отворами або прорізами, на задньому торці якої розташований ненаправленої або односпрямований мікрофонний капсуль. Отвори (прорізи) в трубці закриті тканиною або пористим матеріалом, акустичний опір якого зростає в міру наближення до капсулі. При русі фронту звуку паралельно осі трубки все парціальні хвилі приходять до рухомого елементу одночасно, в фазі. При поширенні звуку під кутом до осі ці хвилі доходять до капсуля з різною затримкою, яка визначається відстанню від відповідного отвору до капсуля, при цьому відбувається часткова або повна компенсація тиску, що діє на рухомий елемент. Трубчасті спрямовані мікрофони в порівнянні з параболічними більш компактні і використовуються в основному у випадках, коли необхідно забезпечити скритність прослуховування розмов. З використанням таких мікрофонів розвідку можна вести як з автомобіля, так і з вікна розташованого навпроти будівлі.

Віброакустичний канал витоку обумовлений поширенням механічних коливань з твердої середовища в повітряну і порушенням в останній акустичних коливань.

У вібраційному (структурному) каналі витоку середовищем поширення акустичних сигналів є огороджувальні конструкції будівель, споруд та інші тверді тіла. Для перехоплення акустичних коливань в цьому випадку використовуються контактні мікрофони (стетоскопи).

У гідроакустичному каналі витоку середовищем поширення акустичних сигналів є рідка (водна) вівторок. Для реєстрації акустичних коливань в цьому каналі витоку інформації служить спеціальний мікрофон, званий гідрофон.

Мікросейсмічних канал витоку обумовлений поширенням механічних коливань в твердому середовищі, в тому числі в надрах Землі.

Акустична хвиля, на відміну від електромагнітної, в значно більшій мірі поглинається в середовищі поширення. Тому дальність акустичного каналу витоку інформації, як правило, не забезпечує можливість її знімання за межами контрольованої території. Мова людини при звичайній гучності може бути безпосередньо підслухана зловмисником на видаленні одиниць і в рідкісних випадках - десятків метрів. Пошуки шляхів підвищення дальності добування мовної інформації привели до появи складових каналів витоку інформації.

Акустоелектричних канал витоку обумовлений перетворенням акустичних коливань в електричні і назад і поширенням цих коливань в різних притаманних їм середовищах (рис. 5.18).

Акустоелектромагнітний - канал, обумовлений перетворенням акустичних коливань в електричні, модуляції ними високочастотних сигналів з подальшим випромінюванням їх в простір (рис. 5.18);

Мал. 5.18. Структура акусто-електричного і акустоелектромагнітного каналу витоку інформації

Ефектом перетворення акустичних коливань в електричні можуть володіти деякі елементи допоміжних технічних засобів і систем (ВТСС). Такий ефект часто називають «мікрофонний ефект».

Під ВТСС розуміються технічні засоби і системи, не призначені для передачі, обробки та зберігання інформації обмеженого доступу, що встановлюються спільно з основними технічними засобами і системами або у приміщеннях.

Найбільш чутливими до акустичних впливів елементами радіоелектронної апаратури є котушки індуктивності (індуктивні, електромагнітні перетворювачі) і конденсатори змінної ємності (ємнісні перетворювачі).

Мал. 5.19. Схема виникнення ЕРС на викличної дзвінку

За таким же принципом (принципу електромеханічного викличного дзвінка) утворюється мікрофонний ефект і в окремих типах електромеханічних реле різного призначення і навіть в електричних викличних дзвінках побутового призначення.

Для прослуховування розмов, які ведуться в приміщеннях, які захищаються, можуть впроваджуватися заставні пристрої, класифікація яких представлена ​​на рис. 5.20.

Мал. 5.20. Класифікація закладних пристроїв

За характером носія інформації від закладних пристроїв до зловмисника їх ділять на провідні (мікрофонні, невипромінюючі в ефір) і радіозакладки.

Провідні закладки являють собою субмініатюрние мікрофони, таємно встановлені в предметах меблів та інтер'єру і з'єднані тонким дротом з мікрофонним підсилювачем або аудиомагнитофонами, розміщеними в інших приміщеннях. Такі закладки мають високу чутливість і завадостійкість, але наявність дроти демаскує закладки і ускладнює їх установку, особливо в умовах дефіциту часу. Тому мікрофонні закладки можуть встановлюватися під час ремонту або в приміщеннях з досить простим і тривалим доступом, наприклад, в номерах готелів.

Радіозакладки позбавлені недоліків дротових, але у них проявляється інший демаскирующий ознака - радіовипромінювання. Залежно від виду первинного сигналу радіозакладки можна розділити на апаратні і акустичні.

Іноді знаходять застосування пасивні закладки, без власних джерел електроживлення. Для їх активізації проводиться опромінення їх зовнішнім електромагнітним полем.

Акустооптичний (лазерний) канал витоку - канал, обумовлений процесом модуляції лазерного променя при зондуванні вібруючих в акустичному полі тонких відображають поверхонь (скла вікон, дзеркала і т.п.), і прийомом відбитого променя оптичним (лазерним) приймачем рис. 5.21,

. Структура акусто-оптичного канал витоку інформації

Лазерне підслуховування призначене для знімання акустичної інформації з плоских вібруючих під дією акустичних хвиль поверхонь. До таких поверхонь відносяться, в більшості випадків, скла закритих вікон. Система лазерного підслуховування ( «лазерні мікрофони») складається з лазера в інфрачервоному діапазоні і оптичного приймача.

На рис. 5.22 зображений найпростіший варіант подібної системи. Промінь лазера падає на скло вікна під деяким кутом. На кордоні скло - повітря відбувається модуляція променя звуковими коливаннями. Відбитий промінь вловлюється фотодетектором, розташованому на осі відбитого променя, і здійснюється амплітудна демодуляція відбитого випромінювання.

Мал. 5.22. лазерне прослуховування

Незважаючи на високі потенційні можливості засобів лазерного підслуховування, їх застосування досить обмежена через труднощі практичного вибору місць установки випромінювача і приймача, при яких забезпечується потрапляння відбитого від скла лазерного променя на фотоприймач.

Параметричний канал витоку - канал витоку, обумовлений зміною параметрів окремих елементів під впливом акустичного тиску, що приводить до витоку інформації при певних умовах. Однією з умов може бути дія високочастотним сигналом (діапазону радіочастот) на ВТСС, що містять такі елементи. Такий вплив, що приводить до витоку інформації, називається ВЧ-нав'язування.

Можливі акустичні канали витоку інформації в приміщенні, що підлягає представлені на рис. 5.23.

Мал. 5.23 Схема акустичних каналів витоку інформації в ЗП:
1 - мікрофон; 2 - стетоскоп; 3 - батарея опалення;
4 - порожнина для кабелів; 5 - двері; 6 - вентиляція; 7 - вікно;
- напрям поширення вібраційних коливань;
- напрямок поширення акустичних коливань.