Ноу Інти, лекція, технічні канали витоку акустичної інформації

Наведено основні поняття в області акустики, розглянута структура звуку і його характеристики. Дана класифікація технічних каналів витоку акустичної інформації. Розглянуто основні засоби акустичної розвідки на прикладах.

Основні поняття в області акустики. Класифікація акустичних каналів витоку інформації

Перш ніж приступати до вивчення акустичних каналів витоку інформації, необхідно визначити основні поняття в області акустики.

Інформація, носієм якої є акустичні сигнали, називається акустичної. Якщо джерелом інформації є людська мова, її називають мовної. Первинними джерелами акустичних коливань є механічні системи, наприклад, органи промови людини, а вторинними - перетворювачі різного типу, в тому числі електроакустичні.

Звуковий тиск - це змінний тиск в середовищі, обумовлене розповсюдженням в ній звукових хвиль. Величина звукового тиску Р оцінюється силою дії звукової хвилі на одиницю площі і виражається в барах (Н / м2).

Рівень звукового тиску - це відношення величини звукового тиску до нульового рівня, за який прийнято звуковий тиск:

Звуковий тиск називається змінним через те, що передається від однієї частинки до іншої. Так, якщо в якомусь місці пружного середовища провести різке зміщення частинок, виникне підвищений тиск. Воно передасться сусіднім частинкам, які впливають на наступні і т.д. В результаті область підвищеного тиску буде як би переміщатися в пружною середовищі. При цьому буде спостерігатися чергування областей підвищеного і зниженого тиску, яке призведе до появи ряду областей стиснення і розтягування, що поширюються по пружною середовищі у вигляді хвилі. Кожна частинка середовища буде здійснювати коливальний рух.

У рідких і газоподібних середовищах, де відсутні значні коливання щільності, акустичні хвилі мають подовжній характер, тобто напрямок коливання частинок збігається з напрямком переміщення хвилі. У твердих тілах, крім поздовжніх деформацій, виникають також пружні деформації зсуву, що зумовлюють порушення поперечних (зсувних) хвиль; в цьому випадку частинки здійснюють коливання перпендикулярно напрямку поширення хвилі. Швидкість поширення поздовжніх хвиль значно більше швидкості поширення зсувних хвиль.

Сила (інтенсивність) звука - кількість звукової енергії, що проходить за одиницю часу через одиницю площі; вимірюється в ватах на квадратний метр (Вт / м2). Слід зазначити, що звуковий тиск і сила звуку пов'язані між собою квадратичною залежністю, тобто збільшення звукового тиску в 4 рази призводить до збільшення сили звуку в 16 разів.

Рівень сили звуку - відношення сили даного звуку I до нульового рівня, за який прийнята сила звуку I = 10 -12 Вт / м2, виражене в децибелах (дБ).

Рівні звукового тиску і сили звуку, виражені в децибелах, збігаються за величиною.

Поріг чутності - самий тихий звук, який здатний розрізнити людина на частоті 1000 Гц, що відповідає звуковому тиску.

Гучність звуку - інтенсивність звукового відчуття, викликана цим звуком у людини з нормальним слухом. Гучність залежить від сили звуку і його частоти, вимірюється пропорційно логарифму сили звуку і виражається кількістю децибел, на яке даний звук перевищує по інтенсивності звук, прийнятий за поріг чутності. Одиниця виміру гучності - фон.

Динамічний діапазон - діапазон гучності звуку або різницю рівнів звукового тиску найгучнішого і самого тихого звуків, виражена в децибелах.

Залежно від фізичної природи виникнення інформаційних сигналів, середовища поширення акустичних коливань і способів їх перехоплення технічні канали витоку акустичної (мовної) інформації можна розділити на повітряні, вібраційні, електроакустичні, оптико-електронний і параметричні (рисунок 13.1).

збільшити зображення
Мал. 13.1. Класифікація технічних каналів витоку акустичної інформації

Розглянемо більш докладно акустичні канали, представлені на малюнку 13.1 і засоби перехоплення інформації в них.

Зрозуміло, що в повітряних акустичних каналах витоку середовищем поширення акустичних сигналів є повітря, а в якості основного засобу перехоплення використовується мікрофон. Мікрофон перетворює акустичний сигнал в електричний і з'єднується або з записуючим пристроєм, або з якимось передавачем. Передача отриманих сигналів зловмисникові може відбуватися по багатьох каналах: радіоканалу, оптичного каналу, по електромережі і т.п.

Середовищем поширення акустичних коливань в вібраційних каналах є конструкції будівель, стіни, стелі, труби та інші тверді тіла. Для перехоплення такої інформації використовуються стетоскопи. в яких в якості датчиків використовуються контактні мікрофони. Таким чином, електронні стетоскопи дозволяють перехоплювати інформацію без доступу в захищені приміщення. Зовнішній вигляд портативного стетоскопа представлений на малюнку 13.2.

Мал. 13.2. Малогабаритний електронний стетоскоп PKI 2850 з контактним мікрофоном

Типовим представникам портативних електронних стетоскопов є стетоскоп PKI 2850. Розміри підсилювального блоку - 95х60х25 мм, а контактного мікрофона - 50х35х15 мм. Незважаючи на маленькі розміри, коефіцієнт посилення стетоскопа не менше 80 дБ. Час роботи від вбудованого акумулятора - до 800 ч.

Сучасні електронні стетоскопи мають коефіцієнт посилення близько 80 - 100 дБ і здатні вловлювати навіть такі слабкі звукові коливання, як шурхіт і цокання годинника. Датчики електронних стетоскопов можуть встановлюватися на стінах, за дверними отворами, під підвісними стелями, на перегородках, трубах систем опалення та водопостачання, коробах повітроводів вентиляційних систем і з'єднуватися з блоком посилення спеціально прокладених кабелем, так само, як в дротяних мікрофонних системах.

Оптико-електронний канал. Знімання інформації в такому каналі реалізується за допомогою лазера, тому іноді цей канал називають лазерним. Під дією звукової хвилі тонкі відображають поверхні, наприклад, скло або дзеркало, починають вібрувати. Якщо направити на них лазер, відбите лазерне випромінювання модулюється і надходить на вхід приймача оптичного випромінювання. У приймальнику отриманий сигнал демодулируется і посилюється, і зловмисник може отримати вихідний акустичний сигнал.

Виникнення параметричних каналів обумовлено тим, що під тиском звукової хвилі може змінитися взаємне розташування елементів схем, проводів і т.п. в ВТСС і ОТСС. Разом з розташуванням змінюються індуктивність і ємність. Відповідно, буде спостерігатися модуляція сигналів, що проходять через ВТСС і ОТСС, інформаційним сигналом, що містяться в акустичної хвилі. Промодулірованной сигнали випромінюються в простір, де можуть бути перехоплені засобами радіорозвідки.

Якщо в приміщенні встановлені напівактивні закладні пристрої з елементами, параметри яких можуть змінюватися під дією акустичної хвилі, можливий з'їм інформації з допомогою ВЧ-опромінення. При опроміненні потужним високочастотним сигналом приміщення, в якому встановлено таке закладний пристрій, в останньому при взаємодії облучающего електромагнітного поля зі спеціальними елементами закладки (наприклад, чвертьхвильові вібратором) відбувається утворення вторинних радіохвиль, тобто переизлучение електромагнітного поля. А спеціальний пристрій закладки (наприклад, об'ємний резонатор) забезпечує амплітудну, фазову або частотну модуляцію переотраженного сигналу за законом зміни мовного сигналу. Такого виду закладки іноді називають напівактивними. Для перехоплення інформації з даного каналу крім закладного устрою необхідні спеціальний передавач з направленим випромінюванням і приймач [13.2]. Схема витоку акустичної інформації за допомогою ВЧ-нав'язування показана на малюнку 13.3.

Мал. 13.3. Схема витоку акустичної інформації за допомогою ВЧ-нав'язування

Для ВЧ - нав'язування не обов'язково використовувати заставні пристрої. Можна опромінювати будь-які пристрої, що володіють "мікрофонним ефектом", і отримувати в відбитої хвилі модульований інформаційним сигнал. Такі параметричні канали витоку інформації іноді називають пасивними, так як вони не вимагають від зловмисника попередньої установки закладних пристроїв і виникають в результаті природних фізичних процесів. Цікавим фактом є те, що апаратура високочастотного нав'язування може підключатися до сполучної лінії ВТСС на видаленні до декількох сот метрів від контрольованого приміщення.