Акустические каналы утечки информации

В акустическом канале утечки носителем информации от источника к не­санкционированному получателю является акустическая волна в атмосфере, воле и твердой среде. Источниками ее могут быть:

· говорящий человек, речь которого подслушивается в реальном мас­штабе времени или озвучивается звуковоспроизводящим устройством;

· механические узлы механизмов и машин, которые при работе издают акустические волны.

Структура этого канала утечки информации принципиально не отличается от структуры рассмотренных каналов утечки информации и приведена на рис 33.

Источниками акусти-ческого сигнала могут быть люди, звучащие механические, электрические или электронные устройства, приборы и средства, воспроизводящие ранее записанные звуки. Источники сигналов характеризуются диапазоном частот, мощностью излучения в Вт, интенсивностью излучения в Вт/м² - мощностью акустической волны, прошедшей через перпендикулярную поверхность площадью 1 м², громкостью звука в дБ, измеряемой как десятичный логарифм отношения интенсивности звука к порогу слышимости. Порог слышимости соответствует мощности звука 10^-12 Вт или звуковому давлению на барабанную перепонку уха человека 2 10^-5Па. Уровни громкости различных звуков иллюстрируются данными табл. 9.

Среда распространения носителя информации от источника к приемнику может быть однородной (воздух, вода) и неоднородной, образованной последовательными участками различных физических сред: воздуха, древесины дверей, стекол окон, бетона или кирпича стен, различными породами земной поверхности и т. д. Но и в однородной среде ее параметры не постоянные, а могут существенно отличаться в разных точках пространства.

Таблица 9

Оценка громкости звука на слух	Уровень звука, дБ	Источник звука
Очень тихий		Усредненный порог чувствительности уха Тихий шепот (1.5 м)
Тихий		Тиканье настенных механических часов Шаги по мягкому ковру (3-4 м) Тихий разговор, шум в читальном зале
Умеренный		Шум в жилом помещении, легковой автомобиль (10-15 м) Улица средней шумности
Громкий		Спокойный разговор (1 м), зал большого магазина Радиоприемник громко (2 м), крик
Очень громкий		Шумная улица, гудок автомобиля Симфонический оркестр, автомобильная сирена
Оглушительный		Пневмомолот. очень шумный цех Гром над головой Звук воспринимается как боль

Акустические волны как носители информации характеризуются следующими показателями и свойствами:

- скоростью распространения носителя;

- величиной (коэффициентом) затухания или поглощения;

- условиями распространения акустической волны (коэффициентом отражения от границ различных сред, дифракцией).

Теоретически скорость звука определяется формулой Лапласа:

где К - модуль всесторонней упругости (когда сжатие производится без притока и отдачи тепла) вещества среды распространения;

r - плотность вещества среды распространения.

Для газов модуль всесторонней упругости равен их давлению. При сжатии газа увеличение давления сопровождается пропорциональным увеличением его плотности. Поэтому скорость звука в газе не зависит от его плотности, а пропорциональна корню квадратному из температуры газа, значению универсальной газовой постоянной, отношению величин теплоемкостей газа при постоянном объеме и давлении.

Скорость звука в морской воде зависит от ее температуры, солености и давления на рассматриваемой глубине, а в твердых телах определяется, в основном, плотностью и упругостью веществ.

Значение скорости распространения звука в некоторых типичных средах приведены в таблице. 10.

Таблица 10

Среда распространения	Скорость, м/с
Воздух при температуре: 0°С +20°С
Вода морская	1440-1540
Железо	4800-5160
Стекло	3500-5300
Дерево	4000-5000

При распространении звуковых колебаний движение частиц среды вызывает давление во фронте волны. Фронтом звуковой волны называется поверхность, соединяющей точки поля с одинаковой фазой колебания. По мере распространения в любой среде звуковые волны затухают. Затухание звуковых волн в морской воде больше, чем в дистиллированной и меньше (почти в 1000 раз), чем в воздухе. При этом величина затухания зависит от длины акустической волны. С увеличением частоты величина затухания быстро возрастает, поэтому при постоянной мощности излучения дальность распространения с ростом частоты падает.

При распространении акустической волны в среде ее траектория изменяется в результате отражений и дифракции. На границе сред с разной плотностью акустическая волна частично переходит из одной среды в другую, частично отражается от границы между двумя средами. Доля проникшего или отраженного звука зависит от соотношения значений акустических сопротивлений сред, равных произведению удельной плотности вещества r на скорость звука в нем v.

При каждом отражении часть энергии звука теряется вследствие поглощения. Отношение поглощенной энергии звука к падающей называется коэффициентом поглощения. Коэффициенты поглощения звука а некоторых материалов приведены в табл. 11.

Таблица 11

Материалы	a
Оштукатуренная кирпичная стена	0.025
Бетонная стена	0.015
Стекло	0.027
Линолеум	0.12
Ковер	0.20
Паркет	0.06

Акустическая волна в отличие от электромагнитной в значительно большей степени поглощается в среде распространения. Поэтому дальность акустического канала утечки информации, в особенности от такого маломощного источника как человек, мала и, как правило, не обеспечивает возможность ее съема за пределами территории организации. Речь человека при обычной громкости может быть непосредственно подслушана злоумышленником на удалении единиц и в редких случаях - десятков метров, что, естественно, крайне мало.

Ухудшение разборчивости речи при прохождении звука через различных строительные конструкции иллюстрируются данными в табл. 12.

Акустические шумы и помехи вызываются многочисленными источниками - автомобильным транспортом, ветром, техническими средствами в помещениях, разговорами в помещениях и т. п. Средние значения акустических шумов на улице составляют 60-75 дБ в зависимости от интенсивности движения автомашин в районе расположения здания. Уровень шумов в помещениях по существующим нормам не должен превышать 50 дБ.

Таблица 12

Тип конструкции	Ожидаемая разборчивость слогов. %
Кирпичная стена(1 кирпич)	25/0
Гипсолитовая стена	90/0
Деревянная стена	99/63
Пластиковая стена	99/55
Дверь обычная филенчатая	100/73
Дверь двойная	95/36
Окно с одним стеклом 3 мм	90/33
Окно с одним стеклом 6 мм	87/15
Оконный блок 2х3 мм	82/0
Вентиляционный канал 20 м	90/2
Оконный кондиционер	95/63
Бетонная стена	88/0
Перегородка внутренняя	96/80

Акустические сигналы при прохождении через вентиляционные воздухопроводы ослабевают из-за поглощения в стенах короба и в изгибах. Затухание в прямых металлических воздуховодах составляет 0.15 дБ/м, в неметаллических - 0.2-0.3 дБ/м. При изгибах затухание достигает 3-7 дБ (на один изгиб), при изменениях сечения - 1-3 дБ. Ослабление сигнала на выходе из воздуховода помещения составляет 10-16 дБ.

Поиски путей повышения дальности добывания речевой информации привели к появлению составных каналов утечки информации. Применяются два вида составного канала утечки информации: акусто-радиоэлектронной и акусто-оптический.

Акусто-радиоэлектронный канал утечки информации состоит из двух последовательно сопряженных каналов: акустического и радиоэлектронного каналов утечки информации. Приемником акустического канала является функциональный или случайно образованный акустоэлектрический преобразователь. Электрический сигнал с его выхода поступает на вход радиоэлектронного канала утечки информации - источника электрических или радиосигналов.

Структура акусто-радиоэлектронного канала утечки информации приведена на рис.34.

Пара «акустоэлектрический преобразователь-источник сигнала» образуют источник опасных сигналов или реализуются в закладном устройстве, размещаемом злоумышленником в помещении. Закладные устройства создаются специально для подслушивания речевой информации и обеспечивают повышения дальности составного акустического канала до единиц км и возможность съема информации злоумышленником за пределами контролируемой зоны.

Закладное устройство как ретранслятор является более надежным элементом канала утечки, чем источник опасного сигнала, так как процесс образования канала утечки информации на основе закладки управляем злоумышленником.

Другой способ повышения дальности акустического канала утечки информации реализуется путем создания составного акусто-оптического канала утечки информации.

Составной акусто-оптический канал утечки информации образуется путем съема информации с плоской поверхности, колеблющейся под действием акустической волны с информацией, лазерным лучом в ИК-диапазоне. В качестве такой поверхности используется внешнее стекло закрытого окна в помещении, в котором циркулирует секретная (конфиденциальная) информация.