Утечка информации за счет акустоэлектрических преобразований в радиоэлектронной аппаратуре

           Федеральное Агентство по Образованию и Науке РФ

Российский Государственный Гуманитарный Университет

 

Институт Информационных Наук и Технологий Безопасности (ИИНиТБ)

 

Факультет Защиты Информации

 

 

Реферат

по Инженерно-технической ЗИ

 

«Утечка информации за счет акустоэлектрических преобразований в радиоэлектронной аппаратуре.»

 

 

 

 

 

Студентки 3 курса

Коваленко Екатерины Анатольевны

 

2011г.

Содержание

 

 

 

Введение…………………………………………………………………………………………….....……………………………….….3

Определение и классификация акустоэлектрических преобразователей...………………………………..………………………………………………………………………….........4

 

Описание одного из шести типов преобразователей: электромагнитные

преобразователи ………………………………………………………………………………………………………………….…5

 

Утечка акустической информации за счет акустоэлектрических преобразователей, а также защита таких каналов утечки информации……….………….………………………….……………………….…………………….6

 

Заключение………………………………………………………………………….…………..…………..…………………………....9

Список литературы…………………………………………………….………………………………………………………………..9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

          Человеческая речь является естественным и наиболее распространенным способом обмена информацией между людьми, и попытки перехвата (подслушивание) этой информации ведутся с древнейших времен до настоящего времени.

          Каналы утечки информации, возникающие за счет наличия преобразовательных акустоэлектрических элементов в цепях различных технических устройств, находящихся в выделенном помещении, опасны тем что они сопутствуют работе этих устройств в их нормальных режимах работы и злоумышленник может воспользоваться ими без проникновения в помещение (или охраняемую зону), без установки специальных подслушивающих устройств.

          Хорошо известны способы получения информации об акустике помещения за счет подсоединения к линиям телефонных аппаратов(особенно в случаях, когда в помещении расположены аппараты с электромеханическими вызывными звонками), линиями диспетчерской или охранной сигнализации и т.п.

          Подобные каналы утечки информации могут возникнуть на основе так называемых акустоэлектрических преобразователей.

 

 

 

         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          Определение

          Акустоэлектрический преобразователь - это устройство, преобразующее акустическую энергию (т. е энергию упругих волн в воздушной среде) в электромагнитную энергию в схемах тех устройств, в которых находятся акустоэлектрические преобразователи (или наоборот, энергию электромагнитных волн в акустическую).

          Классификация акустоэлектрических преобразователей

 

 

 

 

 

 

 

• На выходе активных акустоэлектрических преобразователей под действием акустической волны возникают электрические сигналы.
• У пассивных акустоэлектрических преобразователей те же действия акустической волны вызывают лишь изменения параметров преобразователей.
• По способам формирования электрического сигнала активные акустоэлектрические преобразователи могут быть электродинамическими, электромагнитными и пьезоэлектрическими.

          Действие электродинамических преобразователей  основано на электродинамическом эффекте. Электродинамическими называют индукционные системы, электрический контур которых перемещается в магнитном поле, порожденном внешним по отношению к контуру источником МДС(таким источником может служить электромагнит или постоянный магнит, входящий в состав магнитной цепи системы). Величина ЭДС перемещения, наводимая в электродинамических системах при перемещении контура (провода).

          У электромагнитных преобразователей, в отличии от электродинамических, электрическая часть является неподвижным контуром. Так же, как у электродинамических систем, внешним источником МДС могут служить электромагнит или постоянный магнит, входящий в состав магнитной цепи системы. Действие подобных преобразователей основано на колебании ферромагнитного сердечника в переменном магнитном поле или изменении магнитного потока при движении сердечника.

        Пьезоэлектрические преобразования основаны на прямом и обратном пьезоэлектрическом эффекте. К пьезоэлектрическим относятся кристаллические вещества и специальные керамики, в которых при сжатии и растяжении в определенных направлениях возникает электрическое напряжение. Это так называемый прямой пьезоэффект, при обратном пьезоэффекте появляются механические деформации под действием электрического поля.

          Магнитострикционные(механнострикционные) преобразователи использующие прямой и обратный эффект магнитострикции. Магнитострикция - изменение размеров и формы кристаллического тела при намагничивании - вызывается изменением энергетического состояния кристаллической решетки в магнитном поле, и, как следствие, расстояний между узлами решетки. Наибольших значений магнитострикция достигает в ферро - и ферритомагнетиках, в которых взаимодействие частиц особенно велико. В магнитострикционном преобразователе используется линейная магнитострикция ферромагнетиков в области технического намагничивания. Магнитострикционный преобразователь представляет собой сердечник из магнитострикционных материалов с нанесенной на него обмоткой (такие конструкции используются в фильтрах, резонаторах и других устройствах акустоэлектроники). В подобном преобразователе энергия переменного магнитного поля, создаваемого в сердечнике протекающем по обмотке переменным электрическим током, преобразуется в энергию механических колебаний сердечника или наоборот, энергия механических колебаний, наведенная, например, акустическим сигналом, воздействующим на сердечник преобразуется в энергию магнитного поля наводящего переменную ЭДС в обмотке.

          Активными акустоэлектрическими преобразователями являются также некоторые кристаллические вещества (кварц, сегнетовая соль, титанат и ниобат бария и др.), которые широко применяются в радиоаппаратуре для стабилизации частоты и фильтрации сигналов, в качестве акустических излучателей сигналов вызова в современных телефонных аппаратах вместо электромеханических звонков. На поверхности этих веществ при механической деформации их кристаллической решетки (давлении на поверхность, изгибе, кручении) возникают электрические заряды.

          В пассивных акустоэлектрических преобразователях акустическая волна изменяет параметры элементов схем средств, в результате чего изменяются параметры циркулирующих в этих схемах электрических сигналов. В большинстве случаях под действием акустической волны изменяются параметры индуктивностей и емкостей электрических цепей. В соответствии с этим акустоэлектрические преобразователи называются индуктивными и емкостными.

 

 

          Описание одного из шести типов преобразователей: электромагнитные преобразователи

         Принцип преобразования состоит в индуцировании ЭДС сигнала в обмотке при изменении магнитного потока Eис=Pис*з где: з=V*S*м0*щ*S'/a2*Zм

S' - площадь полюсного наконечника  со стороны зазора,

S - площадь якоря,

V - магнитодвижущая сила постоянного  магнита,

щ -число витков,

a - величина зазора

Eис=(Pис* V*S*м0*щ*S') /a2*Zм

          Примерами преобразователей электромагнитной системы являются электромагнитные капсюли, электрические звонки постоянного и переменного тока, электромагнитные реле.

          Следует обратить внимание на то, что и в этом случае не представляется возможным уменьшить коэффициент преобразования у подобных систем при сохранении требуемых рабочих параметров этих элементов.

          Утечка акустической информации за счет акустоэлектрических преобразователей, а также защита таких каналов утечки информации

          Источники акустических колебаний разделяют на:

• первичные - механические колебательные системы, например, органы речи человека, музыкальные инструменты, струны, звуки работающей техники;
• вторичные - электроакустические преобразователи - устройства для преобразования акустических колебаний в электрические и обратно (пьезоэлементы, микрофоны, телефоны, громкоговорители и др.) и технические устройства в которых эти преобразователи используются.

 

Рис.1. Канал утечки акустической информации за счет акустоэлектрических преобразователей.

 

При организации защиты акустической (речевой) информации необходимо учитывать возможность её утечки из систем звукоусиления, магнитной звукозаписи, при передаче по каналам связи, систем звукового сопровождения кинофильмов и т.п. Утечка акустической информации может произойти из-за воздействия акустического сигнала на элементы тракта радиоэлектронных систем - конденсаторы, катушки индуктивности, элементы телефонного аппарата, вторичных часов и т.п. В этом случае преобразованный в электрический информационный акустический сигнал может распространяться на большие расстояния (рис.1). Среда - "воздух - электроакустический преобразователь - воздух (или токопроводящие цепи)". TCP (техническое средство разведки) - приемник электрических сигналов или электромагнитных волн (электроакустический канал).

          Степень возможной опасности создания акустоэлектрического канала утечки информации зависит от коэффициента преобразования акустоэлектрического преобразователя - чем он выше, тем больше мощность (напряжение) преобразованного в электрический опасного сигнала при одинаковой мощности акустического сигнала.

          Для подавления акустопреобразовательного канала утечки могут быть использованы организационно-технические и технические способы защиты. 

          Организационно-технические мероприятия нацелены на оперативное решение вопросов защиты конфиденциальной акустической информации наиболее простыми средствами и организационными мерами ограничительного характера, регламентирующими порядок пользования техническими средствами, находящимися в выделенных помещениях.

          В частности, при проведении таких защитных мероприятий целесообразно определить те технические средства, которые могут послужить источником акустоэлектрического канала утечки информации. Ими могут быть:

телефонные аппараты (городской и внутренней связи);

системы проводной радиотрансляционной сети;

приемные и телевизионные системы;

системы звукозаписи;

внутренняя служебная связь, переговорные устройства типа "директор-секретарь";

системы охранной сигнализации;

системы звуковой сигнализации;

системы электрочасофикации

и т.п.

          Проведение таких защитных мероприятий направлено также на исключение из защищаемого помещения всех технических средств, наличие которых не вызвано производственной необходимостью.

          На этапе организационно-технических мероприятий по защите от акустопреобразовательных каналов утечки информации могут быть приняты меры ограничительного характера, регламентирующие порядок пользования техническими средствами, например, отключение акустопреобразовательных элементов от проводных систем или выключение систем, имеющих в своем составе такие элементы.

          Например, отключение звонковых цепей телефонных аппаратов (всего телефонного аппарата), выключение радиоприемных и телевизионных устройств, систем проводной радиотрансляционной сети и т.п. на период проведения конфиденциальных мероприятий.

          Определение контролируемой зоны на этом этапе позволяет выделить наиболее опасные с точки зрения утечки информации устройства и обратить на них особое внимание и первоочередную защиту техническими средствами защиты.

         Организационно-технические мероприятия определяют возможную контролируемую зону на защищаемом объекте - зону, где гарантировано исключение пребывания лиц, не допущенных к охраняемой информации (не имеющих постоянного или разового пропуска на объект).

          Применительно к акустоэлектрическому каналу утечки информации требуемая зона может быть значительной, так как необходимо учитывать возможность утечки преобразованной информации как по проводным каналам, так и по радиоканалу.

          Установление такой контролируемой обширной зоны возможно только для предприятий с достаточно большой территорией и мощными службами безопасности.

          Проведение подобных мероприятий направлено также на исключение из выделенного помещения всех технических средств, наличие которых не вызвано производственной необходимостью. Использование устройств защиты проводится на этапе технических мероприятий.

          Технические мероприятия по инженерно-технической защите информации предусматривают блокирование каналов возможной утечки информации с помощью инженерных конструкций, уменьшающих величину опасного акустического сигнала, воздействующего на акустопреобразовательный элемент, либо уменьшение величины преобразованного в электромагнитный информативного сигнала.

          Возможно также повышение уровня шумового сигнала, обеспечивающего условия подавления информативного либо акустического, либо преобразованного сигнала.

          Как видно из анализа возможных механизмов создания акустопреобразовательных каналов утечки информации, защита от утечки по подобным каналам возможна:

а) понижением мощности информативного акустического канала, воздействующего на акустопреобразовательный элемент до уровня, когда преобразованный в электрический информативный сигнал не может быть перехвачен TCP, т. е использование способов и методов пассивной акустической защиты.

б) понижением мощности (напряжения) преобразованного в электрический информативного сигнала или повышением уровня шума в линии до уровня, при котором соотношение этого сигнала по напряжению (мощности) к шумам в линии приема станет меньшим, чем необходимое соотношение для приема сигнала TCP (как в разделе "а");

в) уменьшением (в тех случаях, когда это возможно) коэффициента передачи акустоэлектрического преобразователя до величины, при которой преобразованный электрический сигнал не может быть перехвачен соответствующим TCP (т.е. также выполняется условие, как в разделе "а");

г) понижением мощности преобразованного в радиосигнал информативного акустического сигнала (например, экранированием) или подавление этого сигнала (зашумление).

          Таким образом возможны направления защиты с использованием как пассивных, так и активных (и комбинированных) способов защиты акустической информации от утечки через цепи с акустопреобразовательными элементами.

          Например, установка наиболее опасных акустопреобразовательных элементов в кожухи позволяет уменьшить (легкие кожухи) или устранить (тяжелые кожухи) возможные каналы утечки информации через эти элементы.