Энергетическое скрытие акустических сигналов в соответствии с рассмотренными методами защиты информации обеспечивается путем применения способов и средств, уменьшающих энергию носителя на входе акустического приемника злоумышленника или увеличивающих энергию помех.
Простейшим способом является уменьшение громкости речи во время разговора на конфиденциальные темы. Однако это возможно, если количество собеседников мало, а уровень шумов невелик. Громкость акустического сигнала уменьшают путем звукоизоляции, звукопоглощения и глушения звука. Для повышения Уровня акустических помех применяют активные средства — генераторы акустических помех.
Звукоизоляция обеспечивает локализацию акустических сигналов в замкнутом пространстве внутри контролируемых зон Основное требование к ней — за пределами этой зоны соотношение сигнал/помеха не должно превышать максимально-допустимые значения, исключающие добывание информации злоумышленниками. Звукоизоляция достигается за счет отражения и поглощения акустической волны.
|
|
При падении акустической волны на границу поверхностей с различными удельными плотностями большая часть падающей волны отражается. Отражательная способность поверхности преграды зависит от плотности ее материала и скорости распространения звука в ней. Отражение акустической волны, распространяющейся в воздухе, от твердой поверхности можно представить себе
как результат соударения молекул воздуха в виде движущихся со скоростью vb упругих шариков массой m с неподвижными шарами большей массы М, соответствующих молекулам поверхности
твердой среды. После соударения более массивный шар приобретает скорость V = V. Когда М» т, то скорость массивного ВМ + т шара близка к нулю. В этом случае почти вся кинетическая энергия акустической волны преобразуется в потенциальную энергию упругой деформации неподвижных шаров. При восстановлении формы деформированные шары сообщат ударяющим шарам близкую к первоначальной скорость, но в обратном направлении. Возникнет отраженная акустическая волна.
Меньшая часть волны проникает в материал звукоизолирующей конструкции и распространяется в нем, теряя свою энергию в зависимости от длины пути и акустических свойств материала. 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 средства звукоизоляции. В области резонансных частот (до 25-45 Гц) средств звукоизоляции ослабление зависит в основном от внутреннего трения в звукоизолирующем материале, на более высоких частотах — от его поверхностной плотности, измеряемой в кг на 1 м2 поверхности. С учетом действующих норм на звукоизоляцию в помещении поверхностная масса основных ограждающих конструкций должна составлять не менее 250-300 кг.
|
|
В соответствии с формулой Рэлея коэффициент проникновения
акустической волны в материал преграды х„р =
где v и v — скорость распространения акустической волны в воздухе и материале преграды, а рв и рп — удельная плотность воздуха и материала преграды. Произведение Уврв и vnpn называется акустическим сопротивлением воздуха и материала преграды. Когда акустическое сопротивление материала преграды существенно выше акустического сопротивления воздуха, то ^ ~ 4vepB/vnpn. Как следует из этой приближенной формулы, чем больше отличаются акустические сопротивления сред, тем больше коэффициент отражения акустической волны от границы их раздела. Например, коэффициент отражения акустической среды от гладкой бетонной стены составляет около 0,99.
Если обозначить интенсивность падающей на поверхность преграды акустической волны как 1пад, отраженной как 1от, поглощенной в преграде как 1погл, а прошедшей через преграду как 1п, то в соответствии с законом сохранения энергии при встрече акустической продольной волны с преградой выполняется условие: I + + 1 +1 =1 (рис. 11.7).
Разделив обе части равенства на 1пад, получим
= iot /I — коэффициент отражения падающей акустической волны поверхностью преграды; а = 1погл /I - коэффициент поглощения падающей акустической волны материалом преграды; у = 1прош/1пад — коэффициент пропускания преградой падающей акустической волны.
Коэффициент у косвенно характеризует звукоизоляцию преграды. Чем меньше коэффициент пропускания преградой акустической волны, тем выше ее звукоизоляция. Количественно звукоизоляция оценивается в логарифмическом масштабе обратной величиной, равной qjb = 201g(Inaa/In), и измеряется в дБ.
Так как у = 1 - а - р, то звукоизоляция речевого сигнала в выделенном помещении повышается за счет увеличения как а, так и р. Однако при большом значении коэффициента а и малом р уменьшается слышимость речи в местах помещения, удаленных от ее источника. При обратном соотношении значений этих коэффициентов может существенно увеличиться время реверберации, возникнет гулкость помещения и ухудшится понятность речи. Рациональное соотношение между этими коэффициентами обеспечивает время реверберации, близкое к оптимальному. Оно достигается как за счет количества звукопоглощающих материалов с определенными характеристиками в помещении, так и их распределения на ограждающих конструкциях с учетом конфигурации и геометрических размеров помещения.
Плоский слой звукопоглощающего материала облицовок устанавливается на жестком основании, которое крепится непосредственно или с воздушным промежутком на поверхности ограждения, к потолку или стенам. Для дополнительного звукопоглощения и уменьшения числа переотражений от ограждений с целью снижения времени реверберации используются штучные звукопог-лотители. Они представляют собой одно- или многослойные объемные звукопоглощающие конструкции (в виде куба, параллелепипеда, конуса), подвешиваемые к потолку помещения. Размеры граней штучных звукопоглотителей составляют 40-400 см.
Каналы вентиляции и систем кондиционирования также способствуют утечке информации из помещения. Передача звука через вентиляционный канал происходит по воздуху, находящемуся в полости канала, и по элементам его конструкции. Наиболее эффективной мерой предотвращения утечки информации через воздухопроводы является глушение звука.
|
|
Глушение звука достигается путем интенсивного поглощения энергии акустической волны при распространении ее в специальной конструкции, называемой глушителем. Например, в момент выхода газов из цилиндра двигателя автомобиля в выходном коллекторе создается акустическая волна большой интенсивности. Она направляется по трубе в глушитель, в котором, проходя через многочисленные преграды, теряет энергию и выходит из выхлопной трубы с энергией, сравнимой с энергией акустического фона. При прогорании глушителя или его съеме, что делают иногда на спортивных автомобилях для повышения их мощности, работа двигателя сопровождается интенсивным шумом.
Громкость звука, воспринимаемого человеком, зависит не только от его собственной интенсивности, но и от других звуков, действующих одновременно на барабанную перепонку уха. В силу психофизиологических особенностей восприятия звука человеком интенсивность маскирующих звуков обладает асимметричностью. Она проявляется в том, что маскирующий звук оказывает относительно небольшое влияние на тоны маскируемого звука ниже его собственной частоты, но сильно затрудняет восприятие более высоких звуков. Поэтому для маскировки акустических сигналов эффективны низкочастотные акустические шумовые сигналы. Причем речеподобными помехами обеспечивается более эффективное зашумление, чем «белым» шумом. Это объясняется большей восприимчивостью слухового анализатора к речеподобным звукам, чем к акустическому шуму с равномерным спектром.
Следует отметить, что акустическое зашумление помещения обеспечивает эффективную защиту информации в нем, если акустический генератор расположен к акустическому приемнику злоумышленника ближе, чем источник информации. Например, когда подслушивание возможно через дверь или открытое окно, то акустический генератор целесообразно разместить возле двери или на подоконнике окна. Если неизвестно местонахождение акустического приемника злоумышленника, например закладного устройства, то размещение акустического генератора между говорящими людьми, как рекомендуют некоторые фирмы, не гарантирует надежную защиту информации. Кроме того, повышение уровня шума вынуждает собеседников к более громкой речи, что создает дискомфорт и снижает эффект от зашумления.
|
|
Снижение дискомфорта, вызванного акустическими шумами в помещении, достигается использованием специальных переговорных телефонов и акустических приемников, в которых устраняется акустический шум.
Более эффективным и активным универсальным способом защиты информации, передаваемым структурным звуком, является вибрационное зашу мление. Шум в звуковом диапазоне в твердых телах создают пьезокерамические вибраторы акустического генератора, прикрепляемые (приклеиваемые) к поверхности зашумляемого ограждения (окна, стены, потолка и др.) или твердотельного звукопровода (батареи отопления, трубы и др.). Так как уровень структурного шума, создаваемого генератором, выше уровня речевого сигнала в твердых телах, но ниже уровня слышимости, то вибрационное зашумление целесообразно применять во всех случаях, когда существует возможность утечки с помощью структурного звука.
Пассивное энергетическое скрытие акустинеской информации от подслушивания лазерным микрофоном заключается в ослаблении энергии акустической волны, воздействующей на оконное стекло. Оно достигается использованием штор и жалюзей, а также двойных оконных рам. Активные способы энергетического скрытия акустической информации предусматривают применение генераторов шумов в акустическом диапазоне, датчики которых приклеиваются к стеклу и вызывают его колебание по случайному закону с амплитудой, превышающей амплитуду колебаний стекла от акустической волны.