МЕТОДЫ И СРЕДСТВА АУДИТА КОНТРОЛЯ УТЕЧКИ ИНФОРМАЦИИ ПО ВИБРО-АКУСТИЧЕСКОМУ КАНАЛУ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЛЕКСА «ШЕПОТ»

Аудит информационной безопасности позволяет получить наиболее полную и объективную оценку защищенности информационных ресурсов объекта защиты, локализовать имеющиеся каналы утечки, разработать наиболее эффективную политику защиты информации.

Одними из основных каналов утечки речевой информации являются акустический и виброакустический каналы.

Частотный диапазонданного канала лежит в пределах 50…10000 Гц. Энергия колебаний в каждом диапазоне распределена неравномерно. На рисунке 1 кривой 1показан вид среднестатистического спектра русской речи. По кривой видно, что примерно 95 % энергии сигнала находится в диапазоне 170…5700 Гц.

Рисунок 1. Среднестатистический спектр русской речи

Кривой 2 на рисунке 1 показан вклад отдельных участков спектра в суммарную разборчивость речи.

При распространении в воздухе звуковая волна взаимодействует с преградами, частично отражается от них, а частично продолжает распространяться внутри преграды. Внутренняя поверхность преграды начинает колебаться, создавая вибрационные волны внутри нее. Вибрационные волны дойдя до внешней поверхности преграды вызывают колебания внешней поверхности. И внешняя и внутренняя поверхности при колебаниях движутся с ускорениями, которые можно измерить.

Измерив звуковое давление до и после преграды L₁ и L₂ можно оценить звукоизоляцию Q:

Q = L₁ - L_2,   (1)

Измерив уровень вибрационного ускорения на внутренней и внешней сторонах преграды V₁ и V₂ можно оценить виброизоляцию:

Q = V₁ - V_2,(2)

Данные выражения верны, если уровни  звукового давления и вибрационные ускорения измерены в децибеллах.

В настоящий момент все оценки технических каналов утечки речевой информации осуществляются путём измерений отношений сигнал/шум в тех или иных полосах частот речевого диапазона. Определив отношение сигнал/шум можно количественно оценить словесную разборчивость речи (W). Зависимость Wот отношения сигнал/шум представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Зависимость Wот отношения сигнал/шум.

Учитывая то, что характеристики речи каждого человека индивидуальны, при проведении измерений речь реального человека заменяется тестовым сигналом. Практически во всех измерительных комплексах в качестве тестового сигнала используется шум. Нормированный уровень тестового сигнала (модель русской речи) представлен на рисунке.

На верхней части рисунка 3 представлена модель русской речи для помещения без средств звукоусиления, на нижней части - модель русской речи для помещений со средствами звукоусиления.

Рисунок 3. Модель русской речи.

Интегральный уровень звукового давления по пяти октавам рассчитывается по формуле:

        (3)

Wоценивается инструментально-расчетным методом. Для этого оценивается октавное отношение сигнал/шум E_i за пределами преграды, а разборчивость речи W рассчитывается в соответствии с выражением:

  (4)

где: R ‒ интегральный индекс артикуляции речи,

                                                                           (5)

   (6)

– значение весового коэффициента в i-й октавной полосе;

;

 – отношение "уровень сигнала/уровень шума" в месте измерения в i-й октавной полосе, дБ;

L_c,i –уровень сигнала в месте измерения в i-й октавной полосе, дБ;

L_ш,i – минимальный уровень шума (помехи) в месте измерения в i-й октавной полосе, дБ.

В зависимости от поставленной цели защиты требуемую разборчивость речи можно определить исходя из таблицы 1 [2].

Таблица 1.

Показатели разборчивости.

В аппаратуре контроля речевого канала утечки применяются первичные преобразователи: микрофоны и акселерометры, внешний вид которых представлен на рисунке 5. В преобразователях этого типа механические колебания преобразуются в колебания электрические.

а)   б) 

Рисунок 5. Первичные преобразователи: а)измерительный акселерометр; б) измерительный микрофон

Средствами измерения для звукового давления и виброускорения являются приборы под названиями «шумомер» и «виброметр». Достаточно часто они объединяются в одном приборе, поскольку отличаются только различной калибровкой.

Существует несколько методик проведения измерений. Рассмотрим одну из них. Акустическая колонка размещается внутри защищаемого помещения на удалении 1м от контрольной точки на высоте 1,5м. При проведении акустических измерений, микрофон размещается на удалении 0,5м от контрольной точки за ограждающей конструкцией, как показано на рисунке 6.

Рисунок 6. Схема расстановки оборудования для акустических измерений.

Для получения более достоверных результатов целесообразно акустическую колонку размещать напротив контрольной точки.

Включается тестовый акустический сигнал (озвучка) и измеряется уровень звукового давления за пределами ограждающей конструкции. Сигнал, прошедший через ограждающую конструкции может быть ослаблен и, кроме этого, за пределами помещения существует шум. Таким образом результатом измерения является сумма сигнала+шума в каждой октаве L_С+Шi.

Акустическая система выключается и проводятся измерения шума в каждой из пяти октавL_Шi. При измерении L_ТСi и L_С+Шi за результат принимаются средние значения, а при измерении шума L_Шi - минимальные за время измерения значения.

Результаты измерения записываются в таблицу. Вариант акустических измерений показан в таблице 2.

Таблица 2.

Результаты акустических измерений и расчетов в контрольной точке (вариант).

Рассчитывается уровень сигнала за ограждающей конструкцией. Расчет выполняется с использованием выражения:

                           (6)

Можно использовать следующий прием: если L_С+Шi- L_Шi>10дБ, то L_Сi= L_С+Шi.

Измерения можно считать корректными если L_С+Шi- L_Шi>6дБ, т.е. сигнал за пределами ограждающей конструкции уверенно обнаруживается.

На конструкциях с высокой степенью звуко- и виброизоляции или при высоком уровне шумов за пределами ограждающей конструкции выполнить корректные измерения не всегда удается. Тогда можно использовать следующий прием:

если L_С+Шi- L_Шi< 1дБ, то L_Сi = L_С+Шi - 7дБ.

Звукоизоляция ограждающей конструкции вычисляется по формуле Q = L_ТСi - L_Сi.

В том случае, если рассчитанные значения звукоизоляции не соответствуют нормативным требованиям, происходит утечка информации по данному каналу и делается вывод о необходимости  защиты помещений системамипассивной или активной защиты.

Список литературы:

1. Дураковский А.П., Куницын И.В., Лаврухин Ю.Н. Контроль защищенности речевой информации в помещениях. Аттестационные испытания вспомогательных технических средств и систем по требованиям безопасности информации: Учебное пособие. –М: НИЯУ МИФИ, 2015. -152 с.
2. Пащенко Н.В. Шёпот [http://www.mascom.ru/equipment/sistemy-otsenki-zashchishchennosti-informatsii/sistemy-otsenki-kanala-avak/shepot.php]/Пащенко Н.-2010 13с.