Дипломная (вкр): Разработка системы защиты речевой информации в защищаемом помещении от утечки по акустическому каналу

Разработка системы защиты речевой информации в защищаемом помещении от утечки по акустическому каналу

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

БАЛТИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. И.КАНТА

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

КАФЕДРА РАДИОФИЗИКИ И ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Тема: «Разработка системы защиты речевой информации в защищаемом помещении от утечки по акустическому каналу»

Специальность -090103.65 - Организация и технология защиты информации

Квалификация: специалист по защите информации

Калининград

Оглавление

Введение

. Теоретическая часть

.1 Обзор каналов утечки речевой информации

.2 Методы защиты речевой информации

. Описание защищаемого помещения

.1 Ограждающие конструкции защищаемого помещения

.2 Схема электропитания, освещения и отопления помещения

.3 Схема охранно-пожарной сигнализации

.4 Основные технические средства и системы

.5 Вспомогательные технические средства и системы

. Проведение оценки защищенности защищаемого помещения

.1 Описание специальных технических средств

.2 Порядок измерений показателей защищенности от утечки по акустическому и виброакустическому каналу связи

.3 Проведение измерений показателей защищенности от утечки по акустическому и виброакустическому каналу связи

. Обзор средств защиты информации, предотвращающих утечку информации по акустическому и виброакустическому каналу связи

.1 Пассивные методы защиты от утечки информации по акустическому и виброакустическому каналу связи организационного характера

.2 Генератор виброакустического шума "ЛГШ-401"

.3 Соната-АВ

. Установка средств активной защиты информации от утечки по виброакустическому каналу связи

. Экономическое обоснование предложенной системы защиты от утечки по виброакустическому каналу связи

Заключение

Список используемой литературы

Список используемых сокращений

Введение

Актуальность задач защиты речевой информации от утечки по акустическим каналам, порождаемым речевой деятельностью человека, несомненна и занимает ведущее место в области безопасности информации. С другой стороны, ряд аспектов, влияющих на эффективность защиты речевой информации, зачастую остается за пределами внимания при организации системы информационной безопасности объектов, разработке и производстве средств защиты речевой информации, их практическом применении.

Для того чтобы обезопасить себя от рисков потери информации необходимо предпринять ряд мероприятий организационного и технического характера, направленных на построение системы защиты информации.

Целью данной работы является построение системы защиты защищаемого помещения (ЗП), предназначенного для ведения конфиденциальных переговоров по требованиям безопасности информации.

В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:

Рассмотрение каналов утечки речевой информации и способов ее предотвращения

Описание защищаемого помещения с учетом архитектурных и конструктивных особенностей

Проведение оценки защищенности защищаемого помещения путем измерения акустических и виброакустических показателей звукоизоляции специальными техническими средствами

Рассмотрение существующих средств защиты, предотвращающих утечку информации по акустическому каналу связи и выбор оптимальных технических средств

Монтаж и настройка выбранных САЗ

Проведение повторных измерений коэффициентов виброизоляции с установленными САЗ

Составление сметы затрат на создание системы защиты ЗП

1. Теоретическая часть

.1 Обзор каналов утечки речевой информации

Голосовой аппарат человека является первичным источником акустических колебаний, которые представляют собой возмущения воздушной среды в виде волн сжатия и растяжения (продольных волн). Под действием акустических колебаний в ограждающих строительных конструкциях и инженерных коммуникациях помещения, в котором находится речевой источник, возникают вибрационные колебания. Таким образом, в своем первоначальном состоянии речевой сигнал в помещении присутствует в виде акустических и вибрационных колебаний.

Звук - это распространяющееся в упругих средах механические колебания, воспринимаемые органами слуха и техническими средствами приема акустических сигналов.

Акустические сигналы представляют собой возмущения упругой среды, проявляющиеся в возникновении акустических колебаний - механических колебаний частиц упругой среды, распространяющихся от источника колебаний в окружающее пространство в виде волн различной формы и длительности.

Различного рода преобразователи акустических и вибрационных колебаний являются вторичными источниками. К последним относятся: громкоговорители, телефоны, микрофоны, акселерометры и другие устройства.

В зависимости от среды распространения речевых сигналов и способов их перехвата технические каналы утечки информации можно разделить на: акустические, вибрационные, акустоэлектрические, оптоэлектронные и параметрические.

Рассмотрим эти каналы более подробно.

Акустические каналы. В акустических каналах утечки информации средой распространения речевых сигналов является воздух и для их перехвата используются высокочувствительные микрофоны и специальные направленные микрофоны, которые соединяются со специальными миниатюрными передатчиками. Автономные устройства, конструктивно объединяющие микрофоны и передатчики, называют закладными устройствами (ЗУ) перехвата речевой информации. Перехваченная ЗУ речевая информация может передаваться по радиоканалу, сети электропитания, оптическому (ИК) каналу, соединительным линиям вспомогательных технических средств (ВТСС), посторонним проводникам, инженерным коммуникациям в ультразвуковом (УЗ) диапазоне частот, телефонной линии с вызовом от внешнего телефонного абонента. Прием информации, передаваемой закладными устройствами, осуществляется, на специальные приемные устройства, работающие в соответствующем диапазоне длин волн. Использование портативных диктофонов и закладных устройств требует проникновения в контролируемое помещение. В том случае, когда это не удается, для перехвата речевой информации используются направленные микрофоны.

Виброакустические каналы[5]. В виброакустических каналах утечки информации средой распространения речевых сигналов являются ограждающие строительные конструкции помещений (стены, потолки, полы) и инженерные коммуникации (трубы водоснабжения, отопления, вентиляции и т.п.). Для перехвата речевых сигналов используются вибродатчики (акселерометры). Вибродатчик, соединенный с электронным усилителем, называют электронным стетоскопом. Электронный стетоскоп позволяет осуществлять прослушивание речи с помощью головных телефонов и ее запись на диктофон. По виброакустическому каналу также возможен перехват информации с использованием закладных устройств. Для передачи информации используется радиоканал, а устройства называются радиостетоскопами. Еще используются закладные устройства с передачей информации по оптическому каналу в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн и по ультразвуковому каналу (по инженерным коммуникациям).

Акустоэлектрические каналы. Акустоэлектрические каналы утечки информации возникают за счет преобразований акустических сигналов в электрические. Некоторые элементы ВТСС, трансформаторы, катушки индуктивности, электромагниты вторичных электрочасов, звонков телефонных аппаратов и т.п., обладают свойством изменять свои параметры (емкость, индуктивность, сопротивление) под действием акустического поля, создаваемого источником речевого сигнала. ВТСС могут содержать акустоэлектрические преобразователи. К ним относятся некоторые типы датчиков охранной и пожарной сигнализации, громкоговорители ретрансляционной сети и т.д. Перехват акустоэлектрических колебаний осуществляется путем непосредственного подключения к соединительным линиям ВТСС специальных высокочувствительных низкочастотных усилителей.

Оптико-электронный (лазерный) канал. Оптико-электронный (лазерный) канал утечки акустической информации образуется при облучении лазерным лучом вибрирующих под действием акустического речевого сигнала отражающих поверхностей помещений (оконных стекол, зеркал и т.д.). Отраженное лазерное излучение модулируется по амплитуде и фазе и принимается приемником оптического (лазерного) излучения, при демодуляции которого выделяется речевая информация. Для перехвата используются сложные лазерные системы.

Параметрический канал. Акустоэлектромагнитный, или как его еще называют параметрический канал утечки информации, образуется в результате воздействия акустического поля на элементы высокочастотных генераторов. В результате такого воздействия происходят незначительные изменения взаимного расположения элементов схем, проводов в катушках индуктивности (межвиткового расстояния), дросселей, расстояний между пластинами воздушных конденсаторов и т. п., что может привести к изменениям параметров высокочастотного сигнала, например, к модуляции его информационным сигналом. Промодулированные информационным сигналом высокочастотные колебания излучаются в окружающее пространство и могут быть перехвачены и детектированы средствами радиоразведки.

Параметрический канал утечки информации может быть реализован и путем “высокочастотного облучения” помещения, где установлены полуактивные закладные устройства, имеющие элементы, некоторые параметры которых (например, добротность и резонансная частота объемного резонатора) изменяются по закону изменения акустического (речевого) сигнала (эндовибратор Термена).

Для перехвата информации по данному каналу кроме закладного устройства необходимы специальный передатчик с направленной антенной и приемник.

.2 Методы защиты речевой информации

Методы и средства защиты речевой информации от утечки по акустическому и виброакустическому каналам основаны на уменьшении отношения «сигнал/шум». При этом различают пассивные и активные методы[6].

Пассивные методы направлены на уменьшение уровня информативного сигнала за счет улучшения звуко- и виброизоляции инженерных конструкций и установки фильтрующих устройств в проводных коммуникациях.

Активные методы основаны на увеличении уровня шума по отношению к естественному (фоновому) и реализуются с помощью технических средств, основу которых составляют различные генераторы шума.

На практике чаще всего используют так называемые «белый», «розовый» и речеподобный шумы (рисунок 1), (графики 1, 2, 3 соответственно), различающиеся формой огибающей спектра.

Рисунок 1 - Виды шумов

Целесообразность использования того или иного вида помех определяется многими факторами (в частности преследуемыми целями: маскирование, имитация, обеспечение максимальной комфортности переговоров и т.п.). С точки зрения обеспечения минимума интегрального уровня помех, наиболее эффективной является речеподобная помеха.

С точки зрения защиты речевой информации при проведении конфиденциальных переговоров технические средства защиты можно подразделить на две группы: средства защиты помещений и средства защиты собственно речевой информации.

К первой группе относится аппаратура постановки помехи на границе защищаемого помещения («вдоль» ограждающих конструкций) - это генераторы акустического и виброакустического шума. Ко второй группе - аппаратура акустического зашумления, располагающаяся в непосредственной близости от места нахождения участников переговоров.

Очевидно, что в первом случае при достаточно комфортных условиях для находящихся в помещении людей не гарантируется защита речевой информации по всему объему помещения (например, от утечки за счет скрытно установленных внутри помещения специальные технические средства (СТС) типа радиомикрофонов, диктофонов и т.п.). Следовательно, требуются дополнительные организационно-технические меры по выявлению и/или блокированию таких СТС.

Во втором случае вероятность утечки речевой информации за счет любых СТС, содержащих микрофоны, близка к нулю, но возникает проблема обеспечения комфортности переговоров, поскольку участники находятся под непосредственным воздействием акустического шума.

2. Описание защищаемого помещения

Адрес защищаемого помещения: Россия, Калининградская область, город Калининград, улица Александра Невского, 14, корпус 1, аудитория «Скворечник».

Защищаемое помещение находится на втором этаже здания.

Рассматриваемый объект является теоретическим макетом помещения для ведения конфиденциальных переговоров, на базе которого возможно построение реальной системы защиты речевой информации от утечки по акустическому каналу связи.

Помещение находится на втором этаже здания возле лестничного пролета. В помещении находится как основные технические средства, обрабатывающие конфиденциальную информацию, так и второстепенные технические средства, в обработке защищаемых сведений участия не принимающие.

Через помещение проходят посторонние проводники такие как: линии электропитания и освещения, охранно-пожарная сигнализация и трубы отопления.

Исследуемое помещение не имеет ограждающих конструкций, смежных с помещениями других организаций.

Контролируемая зона (КЗ) ограничена ограждающими конструкциями защищаемого помещения.

.1 Ограждающие конструкции защищаемого помещения

Ограждающими конструкциями помещения являются пол, потолок, стены, окна и двери.

Расположение ограждающих конструкций представлено на рисунке 2.

Параметры ограждающих конструкций:

Потолок - железобетонная панель толщиной 160 мм;

Пол - паркетное покрытие толщиной паркетной доски 25 мм, под паркетом железобетонное перекрытие толщиной 160 мм;

Входная дверь - звукоизолирующая двустворчатая дверь с уплотняющими прокладками из пористой резины с остеклением с толщиной стекла 20 мм;

Дверь в актовый зал - звукоизолирующая двустворчатая дверь с уплотняющими прокладками из пористой резины без остекления;

Дверь в столовую ректора - стандартное пластиковое полотно толщиной 40 мм;

Окна - неоткрывающееся окно справа от входной двери от пола до потолка, двойной стеклопакет; четыре трехстворчатых окна, выходящих на улицу (открываются две створки), двойной стеклопакет; десять неоткрывающихся окон, выходящих в фойе, университета двойной стеклопакет.

Рисунок 2 - Ограждающие конструкции защищаемого помещения

Доступ в защищаемое помещение осуществляется через входную дверь, оборудованную магнитоуправляемым извещателем открытия двери, который ограничивает круг лиц, имеющих доступ к данному объекту. Ключом к двери является намагниченная карта, имеющаяся в наличии у высшего руководства университета (ректора и его заместителей), а также у сотрудников технической службы, занимающихся организацией конференций и переговоров в ЗП.

Каждое окно оборудовано тканевыми роллетами.

.2 Схема электропитания, освещения и отопления защищаемого помещения

Схема электропитания, освещения и отопления изображена на рисунке 3. Система электропитания осуществляется через распределительные щиты. Важно отметить, что заземление в защищаемом помещении отсутствует.