ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.06.2021
Просмотров: 3589
Скачиваний: 3
136
Глава
5.
Классификация
радиоканалов
утечки
информации
В
(5.6),
в
отличие
от
(5.5),
аргумент
λ
*
заменен
на
λ
и
,
что
допустимо
ввиду
практиче
-
ского
равенства
статических
характеристик
процессов
Z(
λ
*
)
и
Z(
λ
и
)
в
окрестности
оценки
.
Система
уравнений
(5.5)
в
матричной
форме
принимает
вид
B(
λ
*
–
λ
и
) =
η
,
откуда
(
λ
*
i
–
λ
и
i
)
=
n
Σ
j=1
B
–1
ij
η
j
(5.7)
и
вторые
начальные
моменты
ошибок
ε
ij
=
M[(
λ
*
i
–
λ
и
i
)
(
λ
*
j
–
λ
и
j
)]
=
Σ
k,1
n
B
–1
ik
B
–1
je
M[
η
k
η
e
]
, (5.8)
где
B
–1
ik
—
элементы
матрицы
B
–1
,
которая
является
обратной
по
отношению
к
матрице
B
.
Для
скалярной
величины
(
λ
=
λ
)
выражение
(5.8)
преобразуется
в
формулу
для
сред
-
него
квадрата
измерения
:
ε
=
M
⎣
⎡
⎦
⎤
⎩
⎨
⎧
⎭
⎬
⎫
d
d
λ
Z(
λ
и
)
2
⎩
⎨
⎧
⎭
⎬
⎫
d
2
d
λ
2
M
[
]
Z(
λ
и
)
2
, (5.9)
или
,
представляя
Z(
λ
и
)
согласно
(5.3)
в
форме
двух
слагаемых
,
получаем
ε
=
(
Δλ
)
2
+
σ
2
λ
=
⎩
⎨
⎧
⎭
⎬
⎫
d'
d
λ
M
[
]
Z(
λ
и
)
2
⎩
⎨
⎧
⎭
⎬
⎫
d
2
d
λ
2
M
[
]
Z(
λ
и
)
2
+
M
⎣
⎡
⎦
⎤
⎩
⎨
⎧
⎭
⎬
⎫
d
d
λ
o
Z (
λ
и
)
2
⎩
⎨
⎧
⎭
⎬
⎫
d
2
d
λ
2
M
[
]
Z(
λ
и
)
2
(5.10)
В
формулах
(5.9)
и
(5.10)
берутся
производные
по
λ
,
а
затем
подставляется
значение
параметра
λ
=
λ
и
.
Выражение
(5.10)
имеет
два
слагаемых
.
Первое
из
слагаемых
выража
-
ет
квадрат
постоянной
ошибки
(
Δλ
)
2
(
квадрат
смещения
оценки
).
Второе
слагаемое
есть
дисперсия
оценки
σ
2
λ
.
При
несмещенной
оценке
средний
квадрат
ошибки
измерения
ра
-
вен
второму
слагаемому
.
Воздействие
непреднамеренной
помехи
на
приемное
устройство
приводит
к
сниже
-
нию
точности
определения
сигнала
,
что
выражается
в
увеличении
среднего
квадрата
ошибки
измерения
.
При
этом
увеличение
ошибки
измерения
за
счет
воздействия
не
-
преднамеренной
помехи
не
должно
превышать
допустимую
величину
(
Δε
)
доп
=
ε
–
ε
0
,
где
ε
0
—
величина
среднего
квадрата
ошибки
измерения
при
отсутствии
непреднаме
-
ренной
помехи
.
Для
заданных
полезного
сигнала
и
непреднамеренной
помехи
,
когда
ρ
пс
(
λ
)
,
квадрат
ошибки
измерения
,
зависит
от
энергетических
параметров
q
с
и
q
п
,
энергетические
соот
-
ношения
,
удовлетворяющие
предыдущему
уравнению
,
определяют
защитное
отношение
для
приемника
Образование
радиоканалов
утечки
информации
137
k
защ
=
q
с
q
пдоп
=
1
q
псдоп
Так
,
при
согласованном
приеме
сигнала
со
случайной
начальной
фазой
и
амплитудой
на
фоне
квазидетерминированной
непреднамеренной
помехи
(
Δε
)
доп
= 0,5
q
псдоп
[
ρ
'
пс
(
λ
и
)]
2
/[
ρ
''
сс
(
λ
и
)]
2
Отсюда
искомое
защитное
отношение
k
защ
= 0,5
[
ρ
'
пс
(
λ
и
)]
2
/(
Δε
)
доп
[
ρ
''
сс
(
λ
и
)]
2
Для
шумовой
помехи
выражение
для
защитного
отношения
примет
вид
k
защ
= 0,5
(
Δε
)
доп
[
ρ
''
сс
(
λ
и
)]
Глава
6
Классификация
акустических
каналов
утечки
информации
Основные
определения
акустики
Прежде
чем
переходить
к
рассмотрению
собственно
акустических
каналов
утечки
информации
,
сформулируем
основные
определения
акустики
,
на
которых
базируются
сведения
,
приведенные
в
данной
главе
.
Звуком
называются
механические
колебание
частиц
упругой
среды
(
воздуха
,
воды
,
металла
и
т
.
д
.),
субъективно
воспринимаемые
органом
слуха
.
Звуковые
ощущения
вы
-
зываются
колебаниями
среды
,
происходящими
в
диапазоне
частот
от
16
до
20000
Гц
.
Звуковое
давление
—
это
переменное
давление
в
среде
,
обусловленное
распростра
-
нением
в
ней
звуковых
волн
.
Величина
звукового
давления
Р
оценивается
силой
дейст
-
вия
звуковой
волны
на
единицу
площади
и
выражается
в
ньютонах
на
квадратный
метр
(1
Н
/
м
2
= 10
бар
).
Уровень
звукового
давления
отношение
величины
звукового
давления
Р
к
нулевому
уровню
,
за
который
принято
звуковое
давление
Р
0
= 2
⋅
10
–5
Н
/
м
2
N = 20 lg
P
Р
0
Сила
(
интенсивность
)
звука
—
количество
звуковой
энергии
,
проходящей
за
еди
-
ницу
времени
через
единицу
площади
;
измеряется
в
ваттах
на
квадратный
метр
(
Вт
/
м
2
).
Следует
отметить
,
что
звуковое
давление
и
сила
звука
связаны
между
собой
квадратич
-
ной
зависимостью
,
т
.
е
.
увеличение
звукового
давления
в
2
раза
приводит
к
увеличению
силы
звука
в
4
раза
.
Уровень
силы
звука
—
отношение
силы
данного
звука
I
к
нулевому
(
стандартному
)
уровню
,
за
который
принята
сила
звука
I
0
= 10
–12
Вт
/
м
2
,
выраженное
в
децибелах
(
дБ
)
N = 10 lg
I
I
0
Уровни
звукового
давления
и
силы
звука
,
выраженные
в
децибелах
,
совпадают
по
величине
.
Порог
слышимости
—
наиболее
тихий
звук
,
который
еще
способен
слышать
че
-
ловек
на
частоте
1000
Гц
,
что
соответствует
звуковому
давлению
2
⋅
10
-5
Н
/
м
2
.
Громкость
звука
—
интенсивность
звукового
ощущения
,
вызванная
данным
звуком
у
человека
с
нормальным
слухом
.
Громкость
зависит
от
силы
звука
и
его
частоты
,
изме
-
ряется
пропорционально
логарифму
силы
звука
и
выражается
количеством
децибел
,
на
Основные
определения
акустики
139
которое
данный
звук
превышает
по
интенсивности
звук
,
принятый
за
порог
слышимо
-
сти
.
Единица
измерения
громкости
—
фон
.
Динамический
диапазон
—
диапазон
громкостей
звука
или
разность
уровней
звуко
-
вого
давления
самого
громкого
и
самого
тихого
звуков
,
выраженная
в
децибелах
.
Диапазон
основных
звуковых
частот
речи
лежит
в
пределах
от
70
до
1500
Гц
.
Однако
с
учетом
обертонов
речевой
диапазон
звучания
расширяется
до
5000–8000
Гц
(
рис
. 6.1).
У
русской
речи
максимум
динамического
диапазона
находится
в
области
частот
300–400
Гц
(
рис
. 6.2).
Рис
. 6.1.
Диапазон
звучания
обычной
речи
Рис
. 6.2.
Максимум
динамического
диапазона
русской
речи
Спектральный
уровень
речи
(
табл
. 6.1).
B = 10 lg
I
Δ
F
Δ
FI
0
= L
0
Δ
F
– 10 lg
Δ
F
;
B
1000
= 65 – 10 lg 1000 = 35
дБ
Восприятие
звука
человеком
субъективно
.
Так
,
люди
обладают
способностью
восприни
-
мать
звуковые
колебания
в
очень
широких
диапазонах
частоты
и
интенсивности
.
Однако
,
степень
точности
, c
которой
каждый
человек
может
опре
-
Таблица
6.1.
Зависимость
уровня
звучания
речи
от
динамического
диапазона
F
ср
,
Гц
B
,
дБ
Δ
F
,
Гц
350
45,5 175
500
41,5 350
1000
33,5 700
2000
25,5 1400
4000
18,5 2800
делить
высоту
звука
(
частоту
звуковых
колебаний
)
на
слух
,
зависит
от
остроты
,
музы
-
кальности
и
тренированности
слуха
.
Помимо
этого
,
чувствительность
человеческого
уха
к
различным
по
частоте
звуковым
колебаниям
неодинакова
.
Большинство
людей
лучше
всего
различают
звуки
в
диапазоне
частот
от
1000
до
3000
Гц
.
Восприятие
звука
человеком
субъективно
.
Так
,
люди
обладают
способностью
воспри
-
нимать
звуковые
колебания
в
очень
широких
диапазонах
частоты
и
интенсивности
.
Однако
,
степень
точности
,
с
которой
каждый
человек
может
определить
высоту
звука
(
частоту
зву
-
ковых
колебаний
)
на
слух
,
зависит
от
остроты
,
музыкальности
и
тренированности
слуха
.
Помимо
этого
,
чувствительность
человеческого
уха
к
различным
по
частоте
звуковым
ко
-
лебаниям
неодинакова
.
Большинство
людей
лучше
всего
различают
звуки
в
диапазоне
час
-
тот
от
1000
до
3000
Гц
.
Такая
характеристика
воспринимаемого
человеком
звука
,
как
громкость
,
является
субъективной
оценкой
силы
звука
.
Однако
громкость
зависит
не
только
от
интенсивно
-
140
Глава
6.
Классификация
акустических
каналов
утечки
информации
сти
звука
(
звукового
давления
),
но
еще
и
от
частоты
.
Субъективность
восприятия
гром
-
кости
в
зависимости
от
силы
звука
подчиняется
основному
психофизиологическому
за
-
кону
,
который
устанавливает
,
что
громкость
звука
растет
не
пропорционально
интен
-
сивности
звука
,
а
пропорционально
логарифму
интенсивности
звука
.
Источником
образования
акустического
канала
утечки
информации
являются
виб
-
рирующие
,
колеблющиеся
тела
и
механизмы
,
такие
как
голосовые
связки
человека
,
дви
-
жущиеся
элементы
машин
,
телефонные
аппараты
,
звукоусилительные
системы
и
т
.
д
.
Классификация
акустических
каналов
утечки
информации
представлена
на
рис
. 6.3.
Рис
. 6.3.
Классификация
акустических
каналов
Распространение
звука
в
пространстве
Распространение
звука
в
пространстве
осуществляется
звуковыми
волнами
.
Упруги
-
ми
,
или
механическими
,
волнами
называются
механические
возмущения
(
деформации
),
распространяющиеся
в
упругой
среде
.
Тела
,
которые
,
воздействуя
на
среду
,
вызывают
эти
возмущения
,
называются
источниками
волн
.
Распространение
упругих
волн
в
среде
не
связано
с
переносом
вещества
.
В
неограниченной
среде
оно
состоит
в
вовлечении
в
вынужденные
колебания
все
более
и
более
удаленных
от
источника
волн
частей
среды
.
Упругая
волна
является
продольной
и
связана
с
объемной
деформацией
упругой
сре
-
ды
,
вследствие
чего
может
распространяться
в
любой
среде
—
твердой
,
жидкой
и
газо
-
образной
.
Когда
в
воздухе
распространяется
акустическая
волна
,
его
частицы
образуют
упру
-
гую
волну
и
приобретают
колебательное
движение
,
распространяясь
во
все
стороны
,
ес
-
ли
на
их
пути
нет
препятствий
.
В
условиях
помещений
или
иных
ограниченных
про
-
странств
на
пути
звуковых
волн
возникает
множество
препятствий
,
на
которые
волны
оказывают
переменное
давление
(
двери
,
окна
,
стены
,
потолки
,
полы
и
т
.
п
.),
приводя
их
в
колебательный
режим
.
Это
воздействие
звуковых
волн
и
является
причиной
образования
акустического
канала
утечки
информации
.
Акустические
каналы
утечки
информации
образуются
за
счет
(
рис
. 6.4):