Защищенность речевой информации в научных организациях от утечки по техническим каналам

DOI:

В современном мире обеспечение конфиденциальности информации стало первостепенной задачей. Речевая информация, являясь наиболее распространенным видом информации, также подвержена компрометации. Утечка речевой информации может происходить по различным техническим каналам, которые могут быть использованы злоумышленниками для получения несанкционированного доступа к конфиденциальным данным. Для решения этой проблемы было разработано множество средств и методов, позволяющих контролировать безопасность речевой информации и предотвращать ее утечку. Одним из таких решений является использование генератора шумовых сигналов, похожих на речь [1-7].

Речевая информация возникает в основном при разговорах в помещениях, а также при использовании систем звукоусиления и звуковоспроизведения. Эта информация передается посредством акустических колебаний, которые представляют собой механические колебания частиц в упругой среде. Эти колебания распространяются в виде волн различной длины от источника в окружающее пространство. Речевой сигнал -это сложный акустический сигнал в звуковом диапазоне от 16 кГц до 20 кГц. Акустические колебания, несущие информацию, обладают определенными характеристиками, такими как мощность, скорость распространения, коэффициент затухания или поглощения, а также условия распространения, такие как коэффициент отражения от границ и дифракция.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Речевая информация может быть определена как "информация, источником которой является речевой аппарат человека и которая передается в процессе речевого общения, включая ее запись на материальный носитель и последующее воспроизведение". Технические каналы утечки информации можно классифицировать в зависимости от физической природы носителя, включая оптические, радиоэлектронные, акустические и материально-вещественные каналы. Для акустических и радиоэлектронных каналов обычно используются активные средства защиты. Поэтому алгоритм расчета мощности должен учитывать модели, связанные с этими каналами [815].

Технические каналы утечки информации по физической природе носителя делятся на оптические; радиоэлектронные; акустические; материально-вещественные [16-23].

Из вышеприведённых каналов средства активной защиты применяются для акустических и радиоэлектронных каналов. Следовательно, алгоритм вычисления мощности должен учитывать модели указанных каналов

Рисунок 1. Графическое изображение звуковых волн (источник: .

Figure 1. Graphical representation of sound waves (source: .

Перехват акустической информации из специально отведенных помещений может осуществляться различными средствами и методами. К ним относятся:

• •     Скрытно установленные в указанном помещении портативные

звукозаписывающие устройства.

• •     Электронные перехватывающие устройства с микрофонными датчиками,

скрытно установленные в указанном помещении и передающие информацию по различным каналам: радио, оптическим, электрическим сетям, телефонным линиям, линиям связи ВТСС, специально проложенным кабелям.

• •     Направленные микрофоны, установленные в близлежащих зданиях и

• транспортных средствах за пределами контролируемой зоны.

• •     Подслушивание посторонними лицами разговоров в коридорах и смежных

помещениях без использования технических средств.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Рассмотрим подход, основанный на акустической вибрации. Каналы акустической вибрации подразумевают распространение звуковых волн через физические объекты, такие как стены или пол. Эта уязвимость позволяет передавать звуковые волны через конструкцию здания, что потенциально дает возможность подслушивать разговоры людей в соседних помещениях [24-31].

Перехват информации по вибрационному каналу может осуществляться путем скрытого прослушивания и записи разговоров из соседних комнат с помощью электронных стетоскопов. Также могут быть скрытно установлены встраиваемые устройства с датчиками контактного типа для передачи информации по радио- или оптическим каналам.

Акустооптические каналы используют лазеры для передачи звуковых волн. Однако эти каналы уязвимы для перехвата или перенаправления информации неавторизованными лицами (рисунок 2). Акустоэлектрические каналы предполагают преобразование звуковых волн в электрические сигналы, которые могут передаваться по проводам или другим электрическим каналам. Эти каналы уязвимы для перехвата или подслушивания электрических сигналов.

Рисунок 2. Схема канала перехвата речевой информации с использованием лазерной акустической системы разведки (источник: .

Figure 2. Schematic of the channel for interception of speech information using laser acoustic reconnaissance system (source: .

Акустоэлектрические каналы относятся к преобразованию звуковых волн в электрические сигналы, которые затем могут передаваться по проводам или другим электрическим каналам. Уязвимость акустоэлектрических каналов заключается в том, что электрические сигналы могут быть перехвачены или прослушаны.

Акустоэлектрический канал утечки в основном используется в целях перехвата конфиденциальной речевой информации в помещении. Для того чтобы подключиться к линии телефонного аппарата, установленного в контролируемом помещении, злоумышленники могут использовать специальные устройства - низкочастотные усилители или аппаратуру "высокочастотного навязывания". Используя эти средства, перехват информации может быть осуществлен через соединительные линии ВТСС, которые обладают микрофонным эффектом. Это позволяет злоумышленнику перехватывать речевую информацию, которая передается через телефонный аппарат, чтобы получить ценную конфиденциальную информацию.

Каналы утечки акустоэлектромагнитной информации могут быть пассивными или активными.

Пассивные акустоэлектромагнитные каналы утечки информации формируются за счет высокочастотных генераторов, присутствующих в некоторых технических средствах. Акустическое поле воздействует на давление на элементы высокочастотных генераторов, изменяя взаимное расположение элементов схемы и проводов, приводя к изменениям параметров высокочастотного сигнала и потенциальной модуляции информационным сигналом. Это называется параметрическим каналом утечки информации. Паразитная модуляция часто наблюдается в колебательных контурах гетеродинов в специальных помещениях с переменными конденсаторами с воздушным диэлектриком.

Активные акустоэлектромагнитные каналы утечки информации предполагают "высокочастотное облучение" помещения, содержащего технические средства с "микрофонным эффектом". При облучении мощным высокочастотным сигналом в технических средствах происходит амплитудная и фазовая модуляция вторичного излучения, которая может быть перехвачена специальным высокочастотным генератором и радиоприемником.

Для скрытия акустических сигналов используется метод увеличения энергии помех, что снижает уровень разборчивости речи до необходимых значений. Хотя закладные устройства злоумышленника могут продолжать работать, отделить полученную ими информацию от помех может быть затруднительно. Система состоит из генератора шума, виброизлучателей и акустоизлучателей, которые снижают уровень шума в помещении [32-38].

Эффективность защиты от утечек речевой информации может сильно различаться в зависимости от выбранного алгоритма генерации шума, так как злоумышленники могут использовать методы, позволяющие "очищать" полезный сигнал от нежелательных помех.

Наиболее распространенным типом шума является белый шум. Его спектр, несущий звук различных частот, равномерно распределен по всему диапазону и его можно сравнить со шумом бегущей воды. Часто белый шум используется в акустических системах защиты от утечек речевой информации, в том числе для создания условий приватности в большом количестве различных помещений, таких как конференц-залы, офисы, общественные зоны, а также для защиты коммерческой и государственной информации от несанкционированного доступа.

Одним из наиболее эффективных способов снижения негативного влияния шума на работоспособность человека является адаптивная генерация шума. Этот метод подразумевает использование генерации шума с обратной связью, когда встроенный микрофон анализирует полезные звуковые сигналы в помещении и регулирует уровень шума на определенных частотах, чтобы минимизировать пагубное влияние на работоспособность человека (рисунок 3). По сравнению с другими методами шумоподавления, адаптивная генерация шума считается более надежной.

Рисунок 3. Схема работы активного шумоподавления (источник: .

Figure 3. Schematic of active noise reduction operation (source:

.

ОБСУЖДЕНИЕ

Для максимальной эффективности считается, что адаптивный речеподобный шум является наиболее эффективным способом скрытия конфиденциального разговора. Этот шум создается из фрагментов самого разговора, которые с регулируемым уровнем интенсивности наслаиваются друг на друга. Начальные звуки разговора улавливаются генератором и отправляются на преобразование, которое включает умножение и деление их частотных составляющих. Результатом является помеха, которая озвучивается колонками. Этот шум смешивается с смысловыми сигналами, отражается от стен, потолков и предметов в интерьере и затем вновь улавливается микрофоном для непрерывного процесса создания генерируемого шума. Одним из преимуществ подобного генератора шума является его высокая надежность. Кроме того, он работает только тогда, когда происходит разговор, что уменьшает расход энергии.

Генераторы шума пересылают сигналы на акустоизлучатели или виброизлучатели. Тем не менее, действие последних ограничено радиусом, который не превышает 1,5-2 метров, поэтому для защищаемых помещений большого объема, защита может требовать затраты на подобное оборудование.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для обеспечения максимальной эффективности в сокрытии конфиденциальных разговоров настоятельно рекомендуется использовать адаптивный шум, похожий на речь. Этот тип шума создается путем наслоения фрагментов самого разговора с регулируемым уровнем интенсивности. Начальные звуки разговора улавливаются осциллятором и подвергаются процессу преобразования, включающему умножение и деление их частотных составляющих. Затем полученный шум смешивается со значимыми сигналами, отражается от различных поверхностей в комнате и снова улавливается микрофоном для непрерывного генерирования шума. Этот генератор шума отличается высокой надежностью и работает только во время разговора, что снижает потребление энергии.

Кроме того, генератор речеподобного шума способен создавать шум с высокой степенью неравномерности, что еще больше повышает его эффективность в сокрытии разговоров. Его универсальность позволяет настраивать его на определенные частоты и диапазоны, что делает его подходящим для различных сред и помещений. Кроме того, он удобен в использовании, требует минимальной настройки и обслуживания. В целом, генератор шума, напоминающего речь, является самым надежным и эффективным средством защиты конфиденциальных переговоров в охраняемых помещениях.