Разработка лабораторной установки по исследованию каналов утечки речевой информации (стр. 3 из 14)
- для октавного анализа средние частоты определяются по формуле
fср.п = 103n / 10 (Гц), (1.8)
где –1 £n£ 14, то есть всего 16 полос;
нижние частоты октавной полосы –
;верхние частоты октавной полосы –
.для третьоктавного анализа средние частоты определяются по формуле
fср.п = 10n / 10 (Гц), (1.9)
где –4 £n£ 43, то есть всего 48 полос;
нижние частоты октавной полосы –
;верхние частоты октавной полосы –
.Исследование спектральных характеристик в октавных полосах используется для определения эффективности принятых мер защиты информации в соответствии с требованиями Гостехкомиссии России.
Линейный и третьоктавный анализы предназначены для более детального исследования спектра сигналов и помех.
1.6 Основные критерии защищенности каналов утечки речевой информации
Защита речевой информации является одной из важнейших задач в общем комплексе мероприятий по обеспечению информационной безопасности объекта или учреждения.
Для ее перехвата предполагаемый «противник» (лицо или группа лиц, заинтересованных в получении информации) может использовать широкий арсенал портативных средств акустической речевой разведки, позволяющих перехватывать речевую информацию по прямому акустическому, вибрационному, акустоэлектрическому и оптико-электронному каналам, к основным из которых относятся [3]:
- портативная аппаратура звукозаписи (малогабаритные диктофоны, магнитофоны и устройства записи на основе цифровой схемотехники);
- направленные микрофоны;
- электронные стетоскопы;
- электронные устройства перехвата речевой информации (закладные устройства) с датчиками микрофонного и контактного типов с передачей перехваченной информации по радио, оптическому (в инфракрасном диапазоне длин волн) и ультразвуковому каналам, сети электропитания, телефонным линиям связи, соединительным линиям вспомогательных технических средств или специально проложенным линиям;
- оптико-электронные (лазерные) акустические системы и т.д. Портативная аппаратура звукозаписи и закладные устройства с датчиками микрофонного типа (преобразователями акустических сигналов, распространяющихся в воздушной и газовой средах) могут быть установлены при неконтролируемом пребывании физических лиц («агентов») непосредственно в выделенных (защищаемых) помещениях. Данная аппаратура обеспечивает регистрацию речи средней громкости при удалении микрофона на расстояние до 10-15 м от источника речи [3].
Электронные стетоскопы и закладные устройства с датчиками контактного типа позволяют перехватывать речевую информацию без физического доступа «агентов» в выделенные помещения. При этом датчики закладных устройств наиболее часто устанавливаются вблизи мест возможной утечки речевой информации:
- микрофонного типа (в выходах кондиционеров и каналах систем вентиляции);
- контактного типа (преобразователи виброакустических сигналов, распространяющихся по строительным конструкциям зданий, инженерным коммуникациям и т. п.) (на наружных поверхностях зданий, на оконных проемах и рамах, в смежных (служебных и технических) помещениях за дверными проемами, ограждающими конструкциями, на перегородках, трубах систем отопления и водоснабжения, коробах воздуховодов вентиляционных и других систем).
Экспериментальные исследования показали, что с использованием данных средств разведки обеспечивается перехват речевой информации с высоким качеством через ограждающие конструкции в железобетонных зданиях через 1-2 этажа, по трубопроводам через 2-3 этажа и по вентиляционным каналам на расстоянии до 20-30 м [4].
Применение для ведения разведки направленных микрофонов и оптико-электронных (лазерных) акустических систем не требует проникновения «агентов» не только в выделенные и смежные с ними помещения, но и на охраняемую территорию объекта. Разведка может вестись из соседних зданий или автомашин, находящихся на автостоянках, прилегающих к зданию.
С использованием направленных микрофонов возможен перехват речевой информации из выделенных помещений при наличии открытых оконных проемов (форточек или фрамуг) в условиях города (на фоне транспортных шумов) на расстояниях до 50 м [I]. За городом при оптимальных условиях дальность разведки может составлять до 80-100 м днем и до 200 м в ночное время.
Максимальная дальность разведки с использованием оптико-электронных (лазерных) акустических систем, снимающих информацию с внутренних стекол, составляет 150-200 м в городских условиях (наличие интенсивных акустических помех, запыленность атмосферы) и до 500 м в загородных условиях [5].
Защита речевой информации достигается проектно-архитектурными решениями, проведением организационных и технических мероприятий, а также выявлением электронных устройств перехвата информации.
Использование тех или иных методов и средств определяется характеристиками объекта защиты и аппаратуры разведки, условиями ее ведения, а также требованиями, предъявляемыми к эффективности защиты акустической (речевой) информации.
Для оценки защищенности каналов утечки информации используются два критерия: энергетический и смысловой.
Энергетическим показателем является распределение отношений "сигнал / шум", дБ, в октавных полосах частот в контрольных точках для нормированного энергетического спектра речевого сигнала.
Смысловым критерием является словесная разборчивость речи - относительное или процентное количество принятых специально тренированными слушателями (артикулянтами) слов из общего количества переданных по тракту.
Для оценки разборчивости речи целесообразно использовать инструментально-расчетный метод, основанным на результатах экспериментальных исследований, проведенных Н. Б. Покровским. [3] Суть этого метода заключается в следующем.
Энергетический спектр речи разбивается на N частотных полос, в общем случае произвольной ширины Df = fBi – fHi (fBi - -верхнее значение частоты i-й полосы, fHi - нижнее значение частоты i-й полосы).
Для каждой i-й (i = 1... N) частотной полосы инструментальным методом измеряются уровень сигнала Lc.i, дБ и уровень шума (помехи) Lшi., дБ.
Далее для каждой 1-й частоты расчетным методом определяются:
- отношение «уровень речевого сигнала / уровень акустического шума (помехи);
. (1.10)- формантный параметр DАi, на среднегеометрической частоте полосы
, характеризующий энергетическую избыточность дискретной составляющей речевого сигнала в полосе, по формуле (1.11): 
(1.11)- весовой коэффициент полосы кi, характеризующий вероятность наличия формант речи в данной полосе, по формуле (1.12):
,(1.12)где к(
) и к( 
) - значения весового коэффициента для верхней и нижней граничных частот, рассчитываемые по формуле (1.13): 
(1.13)- спектральный индекс артикуляции (понимаемости) речи Ri (информационной вес i-й спектральной полосы частотного диапазона речи), по формуле (1.14):
, (1.14)где коэффициент рi определяется по формуле (1.15):
(1.15)Далее для общей частотной полосы спектра речевого сигнала рассчитываются:
- интегральный индекс артикуляции речи R, по формуле ()1.16:
.(1.16)- зависимость словесной разборчивости от интегрального индекса артикуляции речи по формуле (1.17):
(1.17)Критерии эффективности защиты акустической (речевой) информации во многом зависят от целей, преследуемых при организации защиты, например:
- скрыть смысловое содержание ведущегося разговора;
- скрыть тематику ведущегося разговора и т.д.
1.7 Основные принципы оценки защищенности каналов утечки речевой информации
1.7.1 .Воздушный и вибрационный каналы
Оценка защищенности воздушного и вибрационного каналов основывается на инструментально-расчетном способе определения отношений "речевой сигнал / акустический (вибрационный) шум" (далее "сигал / шум") в контрольных точках в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 250, 500, 1000, 2000, 4000 Гц с последующим сравнением полученных отношений "сигнал / шум" с нормированными значениями, или с последующим пересчетом полученных значений "сигнал / шум" в числовую величину словесной разборчивости речи и сравнения ее с нормированным значением.