Защита выделенных помещений

В случае дефицита акустической изоляции стен и перегородок, ограничивающих выделенное помещение, акустические излучатели систем зашумления располагаются в смежных помещениях на расстоянии 0,5 м от защищаемой поверхности. Акустическая ось излучателей направляется на защищаемую поверхность, а их количество выбирается из соображений обеспечения максимальной равномерности поля помехи в защищаемой плоскости.

1.2.3 Особенности постановки виброакустических помех

 

Несмотря  на то, что некоторые системы постановки виброакустических   помех   обладают  достаточно   мощными   генераторами и эффективными электроакустическими преобразователями, обеспечивающими значительные радиусы действия, критерием выбора количества преобразователей и мест их установки должны быть не максимальные параметры систем, а конкретные условия их эксплуатации.

Так, например, если здание, в котором находится  выделенное помещение, выполнено из сборного железобетона, электроакустические преобразователи системы зашумления должны располагаться на каждом элементе строительной конструкции, несмотря на то, что в процессе оборудования помещения измерения могут показать, что одного преобразователя достаточно для зашумления нескольких элементов (нескольких плит перекрытия или нескольких стеновых панелей). Необходимость такой методики установки преобразователей продиктована отсутствием временной стабильности акустической проводимости в стыках строительных конструкций. В пределах каждого элемента строительной конструкции предпочтительно выбирать места установки преобразователей в области геометрического центра этого элемента.

Следует отметить особую важность технологии крепления преобразователя к строительной конструкции. В акустическом плане крепежные приспособления являются согласующими элементами между источниками излучения - преобразователями и средой, в которой это излучение распространяется, т.е. строительной конструкцией. Поэтому крепежное устройство (помимо того, что оно должно быть точно рассчитано) должно не только прочно держаться в стене, но и обеспечивать полный акустический контакт своей поверхности с материалом строительной конструкции. Это достигается исключением щелей и зазоров в узле крепления с помощью клеев и вяжущих материалов с минимальными коэффициентами усадки.

Важным  параметром, характеризующим работу системы постановки виброакустических помех, является уровень паразитных акустических шумов, излучаемых в объем выделенного помещения. Эти шумы генерируются двумя источниками. Во-первых, это вибрация защищаемых строительных конструкций. В общем случае, если создана оптимальная вибрационная помеха, эти шумы не зависят от системы зашумления и могут быть минимизированы только путем увеличения равномерности плотности энергии помехи в плоскости защищаемой конструкции за счет увеличения количества преобразователей. Вторым источником акустических шумов является собственно работающий преобразователь. Акустическое излучение вибропреобразователей можно существенно снизить, размещая их в заранее подготовленных в строительных конструкциях нишах, закрытых, например, штукатуркой после установки преобразователя (рисунок 5).

Рисунок 5. Установка вибропреобразователя: 1 – основная строительная конструкция; 2 – преобразователь; 3 – крышка.

Более простым, но не менее эффективным способом снижения уровня паразитных акустических шумов является применение акустических экранов.

Экран представляет собой легкую жесткую конструкцию, отделяющую преобразователь от объема выделенного помещения. Схема установки и эффективность действия экранов показана на рисунке 6.

 

Рисунок 6. Схема установки (а) и эффективность действия экранов (б): 1 – основная строительная конструкция;  2 – преобразователь; 3 – акустический экран; 4 – стены и преобразователи без экрана; 5 – стены и преобразователи в экране; 6 – собственно стены.

На графике  видно, что применение экрана снижает  акустическое излучение преобразователя на 5...17дБ, причем наибольший эффект достигается в области средних и высоких частот, т.е. в области наибольшей слышимости. Экран следует устанавливать таким образом, чтобы его внутренняя поверхность не соприкасалась с корпусом преобразователя и в местах прилегания экрана к строительной конструкции отсутствовали щели и неплотности.

 

2. Защита информации  от утечки за счёт электроакустических преобразований

 

Образование электроакустического канала утечки информации связано с наличием во второстепенных технических средствах и системах (ВТСС) случайных электроакустических преобразователей, называемых случайными микрофонами. Эти элементы обладают способностью преобразовывать акустические колебания в электрические сигналы, хотя и не предназначены для этой цели. Элементы технических средств обработки информации, обладающие свойствами случайных электроакустических преобразователей, могут подвергаться воздействию акустических полей с достаточными интенсивностью и звуковым давлением. Воздействие акустического поля на элементы ВТСС может привести к изменению их взаимной ориентации положения или к их деформации. В результате на выходах случайных электроакустических преобразователей могут либо возникнуть электрические заряды, токи или ЭДС, либо произойти изменения параметров токов и напряжений, формирующихся в цепях технических средств при их функционировании, обусловленные опасными сигналами (например, нежелательная модуляция)

Микрофонные свойства случайных электроакустических  преобразователей проявляются в результате различных физических явлений, приводящих к появлению тока или ЭДС при перемещении элемента или его деформации под действием акустического поля. Большую группу случайных электроакустических преобразователей составляют индукционные (индуктивные) преобразователи. Например, если поместить рамку (катушку индуктивности) в магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом, и изменять ее ориентацию относительно направления вектора магнитной индукции поля, то на выходе рамки появится ЭДС индукции. Перемещение рамки, изменяющее ее ориентацию, может быть вызвано воздушным потоком переменной плотности, возникающим при ведении разговора в помещении, где расположено техническое средство. К числу индуктивных случайных электроакустических преобразователей относят электрические звонки, громкоговорители, электромеханические реле, трансформаторы и т.д.

В состав телефонного аппарата входит вызывной звонок, который при положенной микротелефонной трубке подключен к линии через конденсатор. Этот звонок представляет собой электромагнитную систему , в которой под воздействием акустического поля происходит перемещение якоря, вызывающее появление ЭДС опасного сигнала Е_Мэ на обмотке звонка и в линии, подключенной к телефонному аппарату. Величина этой ЭДС определяется выражением:

Е_Мэ=η*ρ,                         (3)

где η  — акустическая чувствительность звонка;

ρ — акустическое давление.

Акустическая  чувствительность вызывного звонка может быть рассчитана по формуле:

,              (4)

где V —  магнитодвижущая сила постоянного  магнита;

S — площадь  якоря;

µ — магнитная  проницаемость сердечника;

ω — число витков катушки звонка;

S_M — площадь полюсного наконечника магнита;

d  —  величина зазора в магнитной  цепи якоря;

Z_M— механическое сопротивление акустико-механической системы звонка.

Акустическая  чувствительность вызывного звонка телефонных аппаратов в среднем составляет 50 мкВ/Па — 6 мВ/Па. В состав телефонного аппарата кроме вызывного звонка входят и другие элементы, чувствительные к акустическому полю, например телефон и микрофон микротелефонной трубки, трансформатор.

Достаточно  высокую чувствительность к акустическому  воздействию имеют электродинамические громкоговорители, используемые в системах звуковоспроизведения или в радиотрансляционной сети (2—3 мВ/Па), а также исполнительные устройства вторичных электрических часов, работающих от системы единого времени (100—500 мкВ/Па). Различные трансформаторы (входные, выходные, в сети питания и тд.) также могут выполнять роль электроакустических преобразователей. Трансформатор состоит из замкнутого сердечника, сделанного из мягкой стали или феррита, на котором имеются, как минимум, две изолированные друг от друга обмотки с разным числом витков W₁ и W₂ (рисунок 7).

Рисунок 7 – трансформатор.

Акустическое  воздействие на сердечник и обмотку  трансформатора может привести к появлению микрофонного эффекта. Если ЭДС индукции Е_Мэ появляется в первичной обмотке, то во вторичной ЭДС изменится на величину коэффициента трансформации.

В электромеханических  реле различного назначения появление микрофонного эффекта связано с теми же явлениями, которые имеют место при воздействии акустического поля на электромеханический вызывной звонок телефонного аппарата.

В случайных  магнитострикционных электроакустических  преобразователях, например в подстроечных сердечниках катушек индуктивности, при воздействии акустического поля изменяется их намагниченность, что приводит к появлению низкочастотного напряжения на выводах этих катушек.

При воздействии  акустического поля на технические  средства обработки информации в отдельных их элементах могут проявляться свойства случайных электроакустических преобразователей. Например, в результате действия звукового давления акустических колебаний может происходить перемещение витков контурных катушек и изменение расстояний между ними, что приводит к изменению индуктивности и собственной емкости катушек. При определенных условиях воздействие акустического поля на ВТСС вызывает случайные электроакустические преобразования, приводящие к нежелательной модуляции опасным сигналом электромагнитных колебаний, генерируемых или усиливаемых элементами технических средств. Например, при воздействии акустического давления на элементы гетеродина радиоприемного устройства, изображённых на рисунке 8 (элементы колебательного контура: конденсатор с переменной емкостью C₁ и катушки индуктивности L₁, L₂  c подстроечными сердечниками) может изменяться расстояние между пластинами переменного воздушного конденсатора и витками катушек индуктивности. Это приведет к изменению их параметров С и L следовательно, к изменению значения частоты гетеродина по закону изменения акустического давления. Таким образом осуществляется нежелательная модуляция частоты гетеродина опасным сигналом, соответствующим речевому сообщению.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 8 – колебательный контур.

Эффективность случайных электроакустических  преобразователей определяется их свойствами и конструктивными особенностями, а также условиями их размещения относительно источника опасного акустического сигнала.

Технический контроль защиты объектов от утечки информации за счёт электроакустических преобразований предназначен для обнаружения и измерения уровней опасных сигналов, возникающих в технических средствах обработки информации и соединительных линиях за счет микрофонного эффекта (т.е. за счет преобразования акустических колебаний в электрические сигналы).

К элементам  технических средств, обладающим свойствами электроакустических преобразователей, относятся динамические головки громкоговорителей, микрофонные и телефонные капсюли, электрозвонки, электромагниты, трансформаторы и т.д.

Структурная схема установки для проведения контроля представлена на рисунке 9.

Рисунок 9 – структурная схема установки для проведения контроля на ЭАП.

С помощью  генератора акустического сигнала  формируется тональное звуковое колебание с частотой F = 1000 Гц и определенным звуковым давлением в районе размещения технического средства на штатном месте эксплуатации.

Измерительная аппаратура подключается к контролируемой линии через входное устройство экранированным проводом и настраивается на частоту 1000 Гц при минимальной полосе пропускания приемника. При наличии на выходе измерительного прибора сигнала необходимо убедиться в том, что этот сигнал обусловлен воздействием на техническое средство акустических колебаний генератора (путем выключения генератора акустических колебаний) и зафиксировать измеренное значение напряжения.

Поиск, обнаружение  и измерение уровня электрического сигнала на частоте F=1000 Гц осуществляется во всех линиях, связанных с контролируемым техническим средством и выходящих за пределы контролируемой территории, включая провода и шины систем электропитания и заземления.

 

3. Защита информации  от утечки за счёт высокочастотного навязывания

 

Перехват  обрабатываемой техническими средствами информации может осуществляться путем специальных воздействий на элементы технических средств. Одним из методов такого воздействия является высокочастотное навязывание, т.е. воздействие на технические средства высокочастотных сигналов. В настоящее время используется два способа высокочастотного навязывания:

- посредством контактного введения высокочастотного сигнала в электрические цепи, имеющие функциональные или паразитные связи с техническим средством;

- путем излучения высокочастотного электромагнитного поля.

Возможность утечки информации при использовании  высокочастотного навязывания связана с наличием в цепях технических средств нелинейных или параметрических элементов. Навязываемые высокочастотные колебания воздействуют на эти элементы одновременно с низкочастотными сигналами, возникающими при работе этих средств и содержащими охраняемые сведения. В результате взаимодействия на таких элементах высокочастотные навязываемые колебания оказываются промодулированными низкочастотными опасными сигналами. Распространение высокочастотных колебаний, модулированных опасными сигналами, по токоведущим цепям или излучение их в свободное пространство создают реальную возможность утечки закрытой информации.

На рисунке 10 представлена схема, иллюстрирующая принцип реализации высокочастотного навязывания в телефонном аппарате при положенной микротелефонной трубке (т.е. в ситуации, когда телефонный разговор не ведется и цепь питания микрофона разомкнута).

Рисунок 10 – схема высокочастотного навязывания.

В рассматриваемом  случае в телефонную линию от специального высокочастотного генератора подаются высокочастотные колебания с частотой более 100 кГц. Низкочастотные (опасные) сигналы формируются в ВТСС на элементах, обладающих свойствами электроакустических преобразователей (звонок, микрофон и т.д.), которые преобразуют акустические сигналы (разговорную речь в помещении, где расположен телефонный аппарат) в электрические. Несмотря на то что цепь микрофона телефонного аппарата разомкнута рычажковым переключателем, между цепью микрофона и выходом линии существует паразитная емкость С_п порядка 5—15 пФ. На достаточно высоких частотах емкостное сопротивление этого переключателя будет относительно невысоким. Поэтому навязываемые высокочастотные колебания через емкость С_п будут приложены к микрофону. Если в это время на микрофон действует достаточное звуковое давление опасного сигнала, обусловленное ведением разговоров в помещении, где расположен телефонный аппарат, то на выходе микрофона появится напряжение опасного сигнала. Происходит модуляция высокочастотных колебаний опасным речевым сигналом. Аналогичные явления наблюдаются и в звонковой цепи телефонного аппарата.