Для цитирования: Титов А.А. Инженерно-техническая защита информации: Учебное пособие для студентов специальностей «Организация и технология защиты информации», "Комплексная защита объектов информатизации» и «Информационная безопасность телекоммуникационных систем». – Томск: Томск.гос.ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2010. – 197 с.
Основные звуки речи образуются следующим образом [Защита от утечки информации по техническим каналам: Учебное посо
бие / Г. А. Бузов, С. В. Калинин, А. В. Кондратьев. – М.: Горячая линия
Телеком, 2005. – 416 с.]:
• гласные образуются при прохождении воздуха через голосовые связки. Акустические колебания гласных звуков носят периодический, близкий к гармоническому характер и могут изменяться в значительном частотном диапазоне;
• глухие согласные (сонорные, щелевые, взрывные) образуются за счет преодоления воздухом препятствий в носовой и ротовой полостях и носят характер, как отдельных акустических импульсов, так и шумовых сигналов со сплошным спектром различной конфигурации;
• звонкие согласные образуются также как глухие, но при участии голосовых связок.
Таким образом, речевой сигнал представляет собой сложный частотно и амплитудно модулированный шумовой процесс, характеризующийся следующими основными статистическими параметрами:
• частотный диапазон;
• уровень речевых сигналов;
• динамический диапазон.
Частотный диапазон речи лежит в пределах 70...7000 Гц. Энергия акустических колебаний в пределах указанного диапазона распределена неравномерно. На рис. (кривая 1) представлен вид среднестатистического спектра русской речи, в которой порядка 95 % энергии речевого сигнала лежит в диапазоне 175...5600 Гц.
Важно отметить, что информативная насыщенность отдельных участков спектра речи неравномерна. Кривой 2 на представлен вклад отдельных участков спектра речи в суммарную разборчивость слов S сл.
Уровни речевых сигналов. В различных условиях человек обменивается устной информацией с различным уровнем громкости, при этом выделяют следующие уровни звукового давления:
• тихий шепот – 35...40 дБ;
• спокойная беседа – 55...60 дБ;
• выступление в аудитории без микрофона – 65...70 дБ.
Динамический диапазон. Уровень речи в процессе озвучивания одного сообщения может меняться в значительных пределах. Разность между максимальными и минимальными уровнями для различных видов речи составляет:
• дикторская речь – 25...35 дБ;
• телефонные переговоры – 35...45 дБ;
• драматическая речь – 45...55 дБ.
При своем распространении звуковая волна, доходя до какой-либо преграды (границы двух сред) и взаимодействуя с ней, частично отражается от нее, а частично продолжает распространяться по преграде. Количество акустической энергии Е, прошедшей из одной среды в другую, зависит от свойств этих сред
В строительной акустике используются следующие основные понятия:
Бетта = Eотраженной / Eпадающую - коэффициент отражения;
Фито = Eпринятая / Eпадающую - коэффициент звукопроницаемости;
В случае, когда источником информации является голосовой аппарат человека, информация называется речевой.
Речевой сигнал – сложный акустический сигнал, основная энергия которого сосредоточена в диапазоне частот от 300 до 4000 Гц.
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.
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 параметрические.
Акустические каналы.
В акустических каналах утечки информации средой распространения речевых сигналов является воздух, и для их перехвата используются высокочувствительные микрофоны и специальные направленные микрофоны, соединяющиеся с портативными звукозаписывающими устройствами или 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 систем пожарной и охранной сигнализации, посторонним проводникам, инженерным коммуникациям в ультразвуковом диапазоне частот, телефонной линии с вызовом от внешнего телефонного абонента.
Прием информации, передаваемой закладными устройствами, осуществляется, как правило, 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.
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 в этом случае 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. В основном для передачи информации используется радиоканал, поэтому такие устройства часто называют радиостетоскопами. Возможно использование закладных устройств с передачей информации по оптическому каналу в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн, а также по ультразвуковому каналу (по инженерным коммуникациям).
Акустоэлектрические каналы.
Акустоэлектрические каналы утечки информации возникают за счет преобразований акустических сигналов в электрические.
Некоторые элементы технических систем, в том числе 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. Изменение параметров приводит либо к появлению на данных элементах электродвижущей силы (ЭДС), либо к модуляции токов, протекающих по этим элементам в соответствии с изменениями воздействующего акустического поля.
Технические системы, кроме указанных элементов, могут содержать непосредственно акустоэлектрические преобразователи. К ним относятся некоторые типы датчиков охранной и пожарной сигнализации, громкоговорители ретрансляционной сети и т.д. Эффект акустоэлектрического преобразования в специальной литературе называют «микрофонным эффектом». Наибольшую чувствительность к акустическому полю имеют абонентские громкоговорители и некоторые датчики пожарной сигнализации.
Перехват акустоэлектрических колебаний в данном канале утечки информации осуществляется путем непосредственного подключения к соединительным линиям технических систем специальных высокочувствительных низкочастотных усилителей. Например, подключая такие средства к соединительным линиям телефонных аппаратов с электромеханическими вызывными звонками, можно прослушивать разговоры, ведущиеся в помещениях, где установлены эти аппараты.
Технический канал утечки информации с использованием «высокочастотного навязывания» может быть осуществлен путем несанкционированного контактного введения токов высокой частоты от соответствующего генератора в линии, имеющей функциональные связи с нелинейными или параметрическими элементами технических систем, на которых происходит модуляция высокочастотного сигнала информационным. Информационный сигнал в данных элементах появляется вследствие акустоэлектрического преобразования акустических сигналов в электрические. Промоделированный сигнал отражается от указанных элементов и распространяется в обратном направлении по линии или излучается.
Наиболее часто такой канал используется для перехвата разговоров, ведущихся в помещении, через телефонный аппарат, имеющий выход за пределы контролируемой зоны.
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 организации такого канала предпочтительным является использование зеркального отражения лазерного луча. Однако при небольших расстояниях до отражающих поверхностей (порядка нескольких десятков метров) может быть использовано диффузное отражение лазерного излучения.
Для перехвата речевой информации по данному каналу используются сложные лазерные системы, которые в литературе часто называют «лазерными микрофонами». Работают они, как правило, в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн.
Параметрические каналы.
В результате воздействия акустического поля меняется давление на все элементы высокочастотных генераторов технических средств приема информации. При этом изменяется взаимное расположение элементов схем, проводов в катушках индуктивности и дросселей, что может привести к изменениям параметров высокочастотного сигнала, например, к модуляции его информационным сигналом. Поэтому этот канал утечки информации называется параметрическим. Наиболее часто наблюдается паразитная модуляция информационным сигналом излучений гетеродинов радиоприемных и телевизионных устройств, находящихся в помещениях, где ведутся конфиденциальные разговоры.
Параметрический канал утечки информации может быть реализован и путем «высокочастотного облучения» помещения, где установлены закладные устройства, имеющие элементы, параметры которых (например, добротность и резонансная частота объемного резонатора) изменяются под действием акустического (речевого) сигнала.
При облучении помещения мощным высокочастотным сигналом в таком закладном устройстве при взаимодействии облучающего электромагнитного поля со специальными элементами закладки (например, четверть-волновым вибратором) происходит образование вторичных радиоволн, т.е. переизлучение электромагнитного поля. А специальное устройство закладки (например, объемный резонатор) обеспечивает амплитудную, фазовую или частотную модуляцию переотраженного сигнала по закону изменения речевого сигнала.
Для реализации возможностей такого канала необходимы специальный передатчик с направленным излучением и приемник.
Рассмотрим чуть подробнее акустические и виброакустические каналы утечки речевой информации
На рисунке представлены основные варианты возможной утечки речевой информации из объемов, выделенного помещения:
Все их можно объединить в две группы:
• это акустические каналы (обозначены буквами а, б, в), т.е. такие каналы, по которым информация может быть перехвачена с помощью микрофонов воздушной проводимости или прослушана непосредственно человеком;
• виброакустические каналы (обозначены буквами г, д, е), т.е. каналы, по которым информация может быть зафиксирована с помощью микрофонов твердой среды (виброметров, акселерометров).
Наибольшую опасность представляют технологические окна и каналы с большой площадью поперечного сечения, такие как короба коммуникаций и воздуховоды вентиляции. Эти объекты являются, по сути, акустическими волноводами, и звуковые колебания могут распространяться по ним на значительные расстояния. Так, если поперечные размеры короба сравнимы с длиной звуковых волн, затухание при распространении по нему звука составляет 5 = 0,01... 1 дБ/м и зависит от размеров короба, материала стенок и пр.
Следующими по степени опасности являются звуководы с размерами значительно меньше длины звуковых волн. Таковыми могут быть отверстия электропроводки, щели и трещины в строительных конструкциях, неплотности дверных и оконных проемов. Затухание звука в таких каналах весьма значительно 5 = 1.. .20 дБ/м. Оно определяется вязкостью воздуха и зависит от поперечных размеров отверстий, шероховатости поверхности и продольной конфигурации отверстия.
Несмотря на заметную величину затухания, этого абсолютно недостаточно для обеспечения защиты информации. Так, если в стене толщиной 0,5 м имеется трещина с площадью поперечного сечения 5 мм2 и длиной 75 см, звукоизоляция в области выхода этой трещины на поверхность будет составлять 18 дБ, в то время как при отсутствии трещины такая стена может обеспечить звукоизоляцию более 65 дБ.
Звуковые колебания могут распространяться за пределы выделенного помещения не только за счет тех или иных воздушных каналов, но и за счет переизлучения колебаний ограждающими строительными конструкциями.
Переизлучение звука за пределы выделенного помещения происходит за счет колебаний строительных конструкций, вызванных падающими на них звуковыми волнами. Так как толщина подавляющего большинства строительных конструкций (стены, полы, потолки, двери, окна) значительно меньше их поперечных размеров, процессы, происходящие в них, хорошо описываются теорией колебания мембран и пластин.
Основные практические выводы, вытекающие из данных положений:
• акустическое сопротивление ограждающих строительных конструкций в направлении, перпендикулярном их поверхности невелико;
• строительные конструкции имеют большое количество собственных мод колебаний.
Последнее явление в строительной акустике носит название «волнового совпадения». Оно возникает, когда длина падающей звуковой волны совпадает с длиной изгибной волны в строительной конструкции и приводит к значительному снижению звукоизоляции.
Таким образом, строительные конструкции совершают значительные колебания под воздействием акустических волн. Чтобы перехватить информацию, переносимую этими колебаниями, не обязательно регистрировать акустические колебания, переизлученные этими конструкциями, достаточно зафиксировать колебания собственно строительных конструкций. Так, например, под воздействием звука Рак = 70 дБ кирпичная стена толщиной 5 см совершает вибрационные колебания с ускорением
При таких условиях современными средствами может быть прослушан даже шепот. При этом переизлученный акустический сигнал будет < 10 дБ, что практически исключает возможность съема информации. Таким образом, вибрационные колебания ограждающих конструкций под воздействием звуковых волн образуют один из наиболее опасных виброакустических каналов утечки информации.
Современные строительные материалы и конструкции (монолитный железобетон, сборные железобетонные конструкции, кирпичная кладка) обладают весьма низкими показателями затухания механических колебаний в области звуковых частот. Это обеспечивает возможность распространения колебаний на значительные расстояния и создает возможность перехвата информа ции, регистрируя вибрации не только ограждающих конструкций выделенного помещения, но и регистрируя колебания значительно удаленных (1-3 стыка) элементов здания. Например, существует реальная возможность перехвата информации по несущей стене из выделенного помещения, расположенного через 1…2 этажа от места установки аппаратуры съема информации.
В общем случае, в зависимости от конструкции здания и качества выполнения стыков между его элементами, затухание на стыках варьируется в пределах от 1…3 дБ до 10…15 дБ. Отсюда следует важная тактическая особенность и повышенная опасность виброакустического канала утечки информации – перехват информации возможен не только из смежных помещений, но и из помещений, значительно удаленных от источника информации.
Некоторые элементы строительных конструкций, как и в случае рассмотрения акустического канала, представляют собой волноводы вибрационных колебаний. К ним относятся трубы различных коммуникаций (отопления, водоснабжения, электропитания и пр.). Как и в случае воздушных волноводов, значительная разница в величинах акустического сопротивления материала труб и окружающей среды составляет 4…8 раз.
Создаются условия волноводного распространения сигналов на значительные расстояния. Данный канал становится особенно опасным, если трубопровод соединен с какой-то жесткой и развитой поверхностью, которая играет роль согласующего элемента при передаче энергии из воздуха в трубопровод. Таким согласующим элементом, например, являются современные легкие радиаторы отопления.
Технические средства подслушивания: акустические приемники; диктофоны; закладные устройства
Акустические приемники. Непосредственное (ушами) подслушивание ограничено малым расстоянием от источника звука – в лучшем случае около десяти метров. Малая дальность непосредственного подслушивания обусловлена не только малой мощностью акустических сигналов и большим затуханием их в среде распространения, но и тем, что уши человека имеют широкую диаграмму направленности (близкую к 180°), в силу чего на барабанную перепонку поступают практически все внешние акустические шумы.
Кроме того, шумы поднимают порог чувствительности слуховой системы человека. Но одновременно это физиологическое свойство слуховой системы человека позволяет ему адаптироваться к зашумленности среды обитания, например, в жилых помещениях возле транспортных магистралей большого города.
Для непосредственного подслушивания в условиях города злоумышленнику необходимо приблизиться к источнику информации на несколько метров, что существенно ухудшает скрытность добывания информации.
Технические средства подслушивания расширяют и дополняют возможности слуховой системы человека за счет:
• приема и прослушивания акустических сигналов, распространяющихся в воде и твердых телах;
• повышения дальности подслушивания речевой информации по сравнению с непосредственным подслушиванием;
• коррекции спектра акустического сигнала, распространяющегося в среде с неравномерной амплитудно-частотной характеристикой коэффициента передачи или затухания;
• выделения акустического сигнала из смеси его и шумов;
• прослушивания речи, выделяемой из перехваченных радио сигналов и электрических сигналов функциональных каналов связи и из сигналов побочных излучений и наводок;
• ретрансляции добываемой речевой информации на сколь угодно большое расстояние.
Конкретный способ подслушивания реализуется с использованием соответствующих технических средств. Совокупность технических средств, обеспечивающих функции добывания семантической и признаковой акустической информации, представляет собой комплекс средств подслушивания.
Структурная схема типового комплекса средств подслушивания приведена на рис.:
Основной частью комплекса является акустический приемник. Он производит селекцию по пространству и частоте акустических сигналов, распространяющихся в атмосфере, воде, твердых телах, преобразует их в электрические сигналы, усиливает и обрабатывает электрические сигналы и преобразует их в акустическую волну для обеспечения восприятия информации слуховой системой человека. Акустический приемник содержит акустоэлектрический преобразователь, селективный усилитель и электроакустический преобразователь (телефон, громкоговоритель).
Акустические приемники для приема акустической волны, распространяющейся в воздухе, воде, твердой среде (в инженерных конструкциях), в грунте, отличаются видом акустоэлектрического преобразователя. Иногда по виду акустоэлектрического преобразователя называют весь акустический приемник. Акустоэлектрический преобразователь акустической волны, распространяющейся в воздухе, называется микрофоном, преобразователь волны, распространяющейся в твердой среде, – стетоскопом и акселерометром, в земной поверхности – геофоном, а в воде – гидрофоном. Основную долю функциональных акустоэлектрических преобразователей акустических приемников составляют микрофоны.
Так как электрические сигналы на выходе акустоэлектрических преобразователей крайне малы и могут принимать значения единиц мкВ, то для их усиления до необходимых для последующего применения величин (единиц В) используется селективный усилитель. Его селективность обеспечивается регулируемой полосой пропускания, необходимой для устранения помех на частотах вне спектра акустического сигнала. Учитывая, что затухание среды распространения акустического сигнала увеличивается с повышением его частоты, коэффициент усиления селективного усилителя соответственно повышают для более высоких спектральных составляющих принимаемого сигнала. Такая компенсация эквивалентна повышению уровня акустического сигнала в точке приема до 6 дБ.
Электрический сигнал преобразуют в акустический сигнал, воспринимаемый человеком, громкоговорители и телефоны. По способу преобразования электрических сигналов громкоговорители разделяются на электродинамические, электромагнитные, электростатические, пьезоэлектрические и др., по виду излучения – на громкоговорители непосредственного излучения, диффузорные и рупорные, по воспроизводимому диапазону частот – на широкополосные, низкочастотные, средне- и высокочастотные. Значения мощности громкоговорителей образуют стандартный ряд в диапазоне 0,1-50 Вт.
Чем уже диапазон частот динамической головки громкоговорителя, тем равномернее ее амплитудно-частотная характеристика, тем меньше головка искажает сигнал. Для высококачественной электроакустической аппаратуры к выходу усилителя подключают несколько динамических головок с разными диапазонами частот, перекрывающими весь звуковой диапазон (16-20000 Гц). Для воспроизводства речи средствами добывания требования к электродинамическим головкам более чем скромные: единицы Вт по мощности и по диапазону частот, соответствующему стандартному телефонному каналу (300-3400 Гц).
Для консервации акустической информации электрический сигнал с выхода акустического приемника подается на аудиомагнитофон. Для записи акустических сигналов применяют многоканальные стационарные ленточные магнитофоны, портативные лентопротяжные кассетные магнитофоны и специальные носимые лентопротяжные и цифровые диктофоны.
Сигнальные демаскирующие признаки определяются с помощью средств технического анализа. Если акустический сигнал на выходе приемника сильно зашумлен, то его электрический аналог подвергают для снижения уровня шума дополнительной обработке. Основу методов очистки электрического сигнала от шума составляют методы адаптивной фильтрации. Суть адаптивной фильтрации состоит в том, что на основе анализа поступающего на вход фильтра зашумленного речевого сигнала непрерывно фильтром линейного предсказания «предсказывается» помеховый сигнал, который вычитается затем из смеси речевого сигнала и шума. В результате этого отношение сигнал/шум на выходе фильтра увеличивается.
Возможности акустического приемника характеризуются набором показателей:
• диапазоном частот принимаемого акустического сигнала;
• чувствительностью;
• динамическим диапазоном;
• массогабаритными характеристиками.
Так как речь является основным видом информации при подслушивании, то большинство акустических приемников для добывания информации работают в речевом диапазоне частот. В отдельных случаях ценной является информация, переносимая акустической волной в инфразвуковом и ультразвуковом диапазонах. К такой информации относятся звуки движущихся объектов (людей, техники, подводных и надводных кораблей и др.), акустические сигналы взрывов новых боеприпасов, разрабатываемых работающих двигателей и других объектов разведки.
Дальность подслушивания (длина простого акустического канала утечки информации) зависит от ряда факторов, в том числе от чувствительности акустического приемника. Под его чувствительностью понимается минимальная энергия акустической волны или оказываемое ею минимальное давление, при котором обеспечивается определенный уровень электрического или акустического сигналов на выходе акустического приемника.
Динамический диапазон акустического приемника характеризуется диапазоном в дБ мощности акустического сигнала на его входе (громкости звука), при котором обеспечивается требуемый или допустимый уровень сигнала на выходе акустического приемника. Учитывая, что акустический приемник при добывании информации размещается скрытно, далеко не в оптимальных условиях, его динамический диапазон является важнейшей характеристикой акустического приемника. Например, если динамический диапазон закладного подслушивающего устройства мал, то приемлемое качество добываемой речевой информации обеспечивается лишь в небольшом интервале расстояний от микрофона говорящего человека. Когда разговаривающий человек ходит по комнате, то добываемая информация может содержать участки с плохим качеством речи.
Так как акустические каналы утечки информации имеют малую протяженность и акустический приемник необходимо приблизить к источнику акустического сигнала, то большинство акустических приемников относятся к классу носимой аппаратуры с автономными источниками питания. Поэтому важное значение для практического применения акустического приемника имеют его вес и габариты, а также длительность непрерывной работы.
Для запоминания (записи) добываемой информации сигнал с выхода передается по организуемому каналу связи к запоминающему устройству или записывается в запоминающем устройстве, размещенном в месте нахождения акустического приемника. В последнем варианте к запоминающему устрой ству предъявляются такие же жесткие требования, как к акустическому при емнику.
Для записи речевой информации широко применяются специальные диктофоны, конструктивно объединяющие акустический приемник и запоминающее устройство (лентопротяжный и цифровой магнитофоны). Основными характеристиками запоминающих устройств являются объем памяти в МБайтах, время записи речевой информации в минутах или часах, время непрерывной работы в часах.
Средства технического анализа измеряют технические характеристики (сигнальные признаки) акустических сигналов, которые могут использоваться для обнаружения и распознавания их источников: частоту колебаний, характеристики спектра, амплитуду и мощность сигнала и др. Каждый объект с движущимися механическими частями имеет индивидуальную сигнальную признаковую структуру, по которой с достаточно высокой вероятностью можно обнаружить объект и распознать его отдельные свойства. Средства анализа акустических сигналов устанавливаются, например, на подводных лодках для обнаружения и распознавания типов (вплоть до номера) надводных и подводных кораблей.
Диктофоны . Для скрытого подслушивания речевой информации и ее регистрации широко применяются диктофоны с встроенными и вынесенными микрофонами. Скрытая запись информации производится с целью:
• «документирования» беседы или телефонного разговора для экономии времени при составлении отчета или для последующего анализа разговора;
• регистрации трудно запоминаемой во время разговора информации;
• использования записи для оказания влияния на собеседника или предоставления ее в качестве доказательства каких-либо его обещаний и высказываний, сбора материалов о конкурентах, злоумышленниках и др.;
• получения голосового образца собеседника для последующей идентификации при подслушивании;
• регистрации собственных предложений для их последующего анализа;
• записи разговора в помещении во время отсутствия владельца диктофона.
Диктофоны по принципам работы делятся на кинематические (с лентопротяжным механизмом для обеспечения записи на магнитную ленту или металлическую проволоку) и цифровые.
Кинематические диктофоны для скрытного подслушивания отличаются от бытовых или профессиональных (используемых журналистами) демаскирующими признаками с пониженной информативностью и возможностью скрытного управления режимами работы.
Запись речи в диктофонах производится на микрокассете со скоростью 2,4 или 1,2 см/с, длительность записи в зависимости от скорости и типа кассеты составляет от 15 мин до 3 часов.
Металлические корпуса диктофона и дополнительного кожуха-экрана существенно ослабляют электромагнитное излучение коллекторного двигателя, но не исключают его обнаружение на небольшом удалении в десятки см.
В цифровых диктофонах лентопротяжный механизм отсутствует, а запись речевой информации производится в цифровой форме на полупроводниковых запоминающих устройствах. Отсутствие в цифровых диктофонах лентопротяжного механизма исключает акустические шумы, но в качестве его демаскирующего признака проявляются высокочастотные излучения, создаваемые импульсами тактовой частоты аналого-цифрового преобразователя и полупроводниковой памяти.
Закладные устройства. Радиоэлектронные закладные устройства представляют собой организованный канал несанкционированного получения и передачи в пункт приема аудио и визуальной информации, а также информации передаваемой по сетям связи.
Закладные устройства можно классифицировать по нескольким признакам:
• радиозакладные устройства, излучающие в эфир;
• закладные устройства, не излучающие в эфир (с передачей перехваченной информации по сетям связи, управления, питания и т.д.);
• радиозакладные устройства с переизлучением;
• закладные устройства с передачей перехваченной информации по стандартному телефонному каналу.
В первую группу входят радиозакладные устройства, предназначенные для получения аудиоинформации по акустике помещения, телевизионные закладные устройства, предназначенные для получения аудио - и визуальной информации, и радиозакладные устройства в телефонных линиях связи, устройствах обработки и передачи информации, сетях питания и управления. Передача перехваченной информации происходит радио- или телевизионным радиосигналом.
К закладным устройствам с передачей информации без излучения в эфир можно отнести группу закладных устройств в линиях связи, питания, управления и охранной сигнализации с использованием этих линий связи для передачи перехваченной информации.
В ряде закладных устройств передача перехваченной информации осуществляется по стандартному телефонному каналу. Это так называемые закладки типа «длинное ухо», «с искусственно поднятой трубкой».
Существует целая группа закладных устройств, обеспечивающих получение информации по акустике помещения за счет модуляции акустическим сигналом отраженного микроволнового или ИК-сигналов от элементов, на которые воздействует акустический сигнал. Это могут быть: стекла, окна, различные перегородки, резонаторы, специальные схемы и т. д.
Проявление рассмотренных выше групп закладных устройств при их передаче перехваченной информации различно, т.к. они могут проявляться в радиодиапазоне, как радиоизлучения с различными видами модуляции или кодирования, в ИК-диапазоне, как низкочастотные излучения в линиях связи, управления, питания, в стандартных телефонных каналах или в виде облуча ющих сигналов.
В зависимости от предназначения закладных устройств выделяется, прежде всего, «зона несанкционированного получения информации». Это может быть воздушное пространство (для воздушной акустической волны), несущие конструкции, трубы водопроводной или паровой сети для структурной акустической волны, элементы тракта обработки и передачи информации и т.п.
Один из ограничивающих моментов использования закладных устройств – гарантированная дальность перехвата информации. Эта дальность в ряде случаев является определяющей в организации поиска закладных устройств. Применительно к закладным устройствам, обеспечивающим перехват аудиоинформации, важна максимальная дальность перехвата либо воздушной, либо структурной волны датчиками съема подобной информации. В качестве таких датчиков используются микрофоны, стетоскопы или геофоны. Возможная дальность перехвата аудиоинформации, разговоров, передаваемых воздушной волной в пределах 10 м, структурной волной – через кирпичные и бетонные стены – 0,8…1,0 м и сейсмической волны – до 10 м при малых акустических шумах (до 5 м при средних акустических шумах).
Радиозакладные устройства
Перехваченная информация может быть передана по воздуху (радиозакладки), по сетям питания, управления, связи (закладные устройства).
Для выявления излучающих в эфир радиозакладок необходимо определить возможный диапазон их работы и используемые виды модуляции и закрытия. Как следует из анализа существующих радиозакладных устройств, диапазон их работы достаточно широк и имеет тенденцию к продвижению в более высокие диапазоны, к использованию устройств с «прыгающими» частотами.
В настоящее время на специальные технические средства в России для радиозакладных устройств выделен диапазон частот 415...420 МГц. Однако в эксплуатации можно встретить большое количество радиозакладках диапазона 20…2000 МГц.
В радиозакладных устройствах в основном применяется модуляция несущей частоты передатчика, однако встречаются радиозакладные устройства с модуляцией сигнала промежуточной частоты или двойной модуляции. Прием таких сигналов на обычный супергетеродинный приемник невозможен (после детектирования прослушивается обычный шум). Для приема может быть использован только специальный приемник.
В процессе появления и развития радиозакладок на нашем рынке существенное изменение претерпели и виды модуляции, используемой в них. И хотя в наше время все еще широко используются радиозакладки с WFM (широкополосной) и NFM (узкополосной) модуляцией, появился принципиально новый класс радиозакладных устройств с дельта-модуляцией. Кроме того, в наиболее профессиональных радиозакладках используют такие сложные сигналы, как шумоподобные или с псевдослучайной перестановкой несущей ча стоты.
При кодировании перехваченной информации часто применяется аналоговое скремблирование, изменяющее характеристики речевого сигнала таким образом, что он становится неразборчивым. В ряде закладок используется преобразование речевой информации в цифровой вид и наряду с преобразованием информации в цифровой вид используется ее шифрование.
В технических характеристиках ряда радиоприемных устройств поиска радиозакладок количество возможных, для гарантированного перехвата, видов модуляции и кодирования не перекрывает возможностей, заложенных в закладных устройствах. Это существенно усложняет поиск закладных устройств по их излучению, требует постоянной модернизации радиокомплексов для обеспечения поиска и перехвата, постоянно обновляемых и появляющихся новых видов модуляции и закрытия передаваемой перехваченной закладными устройствами информации.
Существенное значение для организации каналов передачи перехваченной информации в радиодиапазоне имеет используемая в закладном устройстве антенная система. В качестве таковой могут быть использованы: собственное антенное устройство случайная антенна.
Для противодействия перехвату излучений радиозакладных устройств в последних используется включение радиозакладки только на момент проведения переговоров в помещении, где установлена радиозакладка. Это может быть осуществлено путем включения в схему радиозакладки системы управления включения передатчика от голоса. В этом случае радиозакладка работает (при отсутствии источника акустического сигнала) в дежурном режиме как приемник акустического сигнала, что требует минимального потребления от источника питания. При появлении в помещении источника акустического сигнала система включает радиопередатчик, и закладка работает в полном режиме с передачей перехваченного акустического сигнала. Включение такой системы в состав радиозакладки позволяет повысить ее скрытность и увеличивает срок ее действия.
Для этих же целей может быть использована система дистанционного управления. Как правило, эта система используется для включения и выключения передатчика радиозакладки, а также для изменения режима работы передатчика, величины излучаемой мощности и параметров излучаемого сигнала.
Это довольно сложные системы, имеющие канал приема сигналов управления. В такой системе в дежурном режиме работает только радиоприемное устройство контроля управления, после подачи сигнала управления включается передающее устройство радиозакладки. Для передачи сигнала управления используется, как правило, УКВ диапазон, сигналы управления кодируются в целях избежания ложных срабатываний.
Еще одним способом повышения скрытности передаваемой радиозакладкой информации является использование промежуточного накопления перехваченной информации. В состав такого радиозакладного устройства
входит цифровой накопитель, передатчик для ускоренной передачи накоплен ной информации и канал управления работой радиозакладки. В подобной радиозакладке в течение нескольких часов (6...14 ч) накапливается перехватываемая информация, а затем в течение 7...14 мин передается в эфир. Естественно, что использование возможных способов сокрытия передаваемой информации существенно сказывается на требовании к радиоприемному устройству поиска закладных устройств по их излучению.
Радиозакладные устройства выполняются в виде технологических модулей или закамуфлированными в определенные устройства.
Радиозакладные переизлучающие устройства.
Первые сведения о радиозакладных устройствах с переизлучением относятся к середине 1940-х годов, когда в одном из патентов было описано устройство, в конструкцию которого был определенным образом включен четвертьволновый резонатор, настроенный на частоту 330 МГц
1 – крышка из диэлектрического материала;
2 – место стыковки с металлическим цилиндрическим стаканом;
3 – вставная крышка из ферритового материала;
4 – кольцо из изолятора;
5 – антенна (четвертьволновый вибратор на частоту 330 МГц);
6 – согласующий подстроечный конденсатор;
7 – специальная жидкость;
8 – стакан;
9 – слой маслянистой жидкости, реагирующей на звуковые колебания;
10 – металлический цилиндр (катушка индуктивности);
11 – металлический цилиндр;
12 – отверстие для установки резонатора с антенной
Оболочка резонатора «прозрачна» для волн УКВ диапазона и поэтому волна от внешнего источника этой частоты эффективно отражается от резонатора. С другой стороны, его расположение на слое маслянистой жидкости приводит к тому, что при возникновении акустического поля резонатор при ходит вместе с этим слоем в микроколебания, соответствующие акустическо му (речевому) сигналу, и в такт с этими колебаниями изменяется добротность и резонансная частота резонатора.
Отраженный сигнал, таким образом, модулируется информационным акустическим сигналом и в месте приема может быть довольно легко выделен.
Промодулированный отраженный сигнал переизлучается в целях его маскировки на фоне более мощного облучающего сигнала, его частоту несколько сдвигают относительно частоты облучающего сигнала.
Закладные устройства типа «длинное ухо».
Отдельной по принципу работы является группа закладных устройств, относящаяся к закладкам типа «длинное (телефонное) ухо» или закладка «с искусственно поднятой трубкой». Последнее название достаточно точно определяет принцип работы этого типа закладного устройства.
При опущенной телефонной трубке на телефонную линию замкнута система вызова (механическая или электрическая), которую инициирует сигнал вызова. Когда абонент поднимает трубку, к линии подсоединяется телефонный аппарат и обеспечивается связь. Закладка с «искусственно поднятой трубкой» обеспечивает подсоединение телефонного аппарата и, следовательно, микрофона телефонной трубки (или дополнительного микрофона) к линии без механического подъема телефонной трубки.
Особенностью подобных закладных устройств является их большая дальность действия - практически по всему земному шару.
Телефонные закладки.
Телефонными закладками называются закладки, предназначенные для перехвата информации, передаваемой по телефонным линиям связи. Перехваченная информация может записываться на диктофоны или передаваться по радиоканалу с использованием микропередатчиков. Телефонные закладки так же, как и акустические, можно классифицировать по виду исполнения, месту установки, источнику питания, способу передачи информации и ее кодирования, способу управления и т.д.
Выполняются они или в виде отдельного модуля, или камуфлируются под элементы телефонного аппарата, например, телефонный или микрофонный капсюли, телефонный штекер или розетку и т.д. Телефонные закладки могут быть установлены последовательно в разрыв одного из телефонных проводов, параллельно или через индукционный датчик.
Сетевые закладные устройства
Электросеть здания и ее элементы могут быть использованы злоумышленником для установки и питания закладных устройств, а также передачи перехваченной информации. Проводные системы скрытого аудиоконтроля предназначены для негласного съема и передачи аудиоинформации по проводным линиям.
Закладные устройства, связанные с электросетью, могут быть условно разделены на две группы:
• закладные устройства, обеспечивающие контроль акустической инфор мации помещения с передачей перехваченной информации по сети электропитания;
• радиозакладные устройства, обеспечивающие акустический контроль помещения с питанием от сети электропитания и передачей перехваченной информации по радиоканалу.
Одной из существенных особенностей подобных закладных устройств является неограниченное время их работы (пока есть сеть питания). Закамуфлированные под широко используемые в быту и работе такие приборы, как удлинители, тройники, настенные лампы и другие бытовые электроприборы, подобные закладные устройства довольно просто могут быть «внедрены» в интересующее помещение.
В подобных устройствах акустический канал микрофона выполняется как конструктивные зазоры устройства, в которые камуфлируется закладка.
Габариты устройств камуфляжа обеспечивают расположение передающих устройств и при необходимости антенных систем.
Все устройства камуфляжа сохраняют свое прямое предназначение. Включение закладных устройств обеспечивается, как правило, включением камуфлирующего устройства (удлинитель, тройник и т.п.) в сеть.
Однако для таких устройств существует ряд ограничений. Например, не рекомендуется использовать изделие для подключения приборов с большим потреблением электроэнергии (более 0,5 кВт), так как иначе может появиться сетевой фон в акустическом канале. Не рекомендуется устанавливать радиомикрофон вблизи источников акустических помех – холодильника, вентилятора, трансформатора, телевизора и т.п.
Для обеспечения большей скрытности закладных устройств используется дистанционное управление, позволяющее включать закладное устройство только на необходимое время.
С использованием сетевых закладок возможна передача информации на значительные расстояния (до 300..500 м) в пределах одного или нескольких зданий, питающихся от одной низковольтной шины трансформаторной подстанции. Несущая частота в сетевых закладках выбирается, как правило, в диапазоне 40...600 кГц. Но для передачи информации могут использоваться частоты и более высокого диапазона (например, 3…7 МГц). В этом случае принцип работы сетевой закладки мало чем отличается от принципа работы обычной радиозакладки, у которой в качестве антенны используется силовой провод. Для приема информации, передаваемой такой закладкой, не обязательно подключаться к силовой линии, достаточно поместит приемник вблизи нее.
Электронные стетоскопы.
Выше говорилось, что в виброакустических каналах утечки информации средой распространения речевых сигналов являются ограждающие строительные конструкции помещений (стены, потолки, полы). Для перехвата речевых сигналов в этом случае используются вибродатчики (акселерометры). Вибродатчик, соединенный с электронным усилителем называют электрон ным стетоскопом. Электронный стетоскоп позволяет осуществлять прослу шивание речи с помощью головных телефонов и ее запись на диктофон.
Если доступ в контролируемое помещение невозможен, но не исключен доступ в соседние помещения, то для снятия информации могут использоваться радиостетоскопы. Тактика их применения аналогична применению обычных стетоскопов, но наличие радиоканала исключает необходимость присутствия агента или записывающей аппаратуры в момент снятия информации, что дает возможность скрытно устанавливать радиостетоскопы в небольших по размеру малодоступных местах. Способы установки радиостетоскопов приведены на рис.
Для съема информации с внешних оконных стекол могут использоваться сверхминиатюрные радиостетоскопы, обвалованные липкой резиновой массой и по внешнему виду напоминающие шарик или комочек грязи. Такой шарик путем броска приклеивается с наружной стороны окна и передает информацию в течение 1…2 дней. По их истечении резиновая масса высыхает, закладка отлипает от поверхности, на которой была прикреплена, и падает вниз. Для установки закладок в местах, физический доступ к которым невозможен, используются специальные бесшумные пистолеты (арбалеты), стреляющие “стрелами-радиозакладками”. Стрела с миниатюрной радиозакладкой, в удароустойчивом исполнении, надежно прикрепляется к поверхностям из любого материала: металла, дерева, пластмассы, стекла, камня, бетона и т.п. при выстреле с расстояния до 25 м.