Файл: Разработка методики расследования инцидентов информационной безопасности, связанных с преднамеренной утечкой информации.pdf

ВВЕДЕНИЕ

Без сомнения, большую ценность представляет информация, передаваемая устно. Это объясняется специфическими особенностями, свойственным речи. Чаще всего, устно сообщают сведения, которые не могут быть доверены техническим средствам передачи. Информация, полученная в момент ее озвучивания, является самой оперативной.

В наше время, организациям, не обращающим внимания на аспекты информационной безопасности сложно, а точнее невозможно существовать. В свою очередь, информационная безопасность включает в себя: инженерно-технические средства и организационно-правовые меры контроля безопасности информации при её передаче, хранении, обработке в автоматизированных системах.

Целью данной курсовой работы является разработка программно-аппаратного комплекса анализа утечек по акустическому и виброакустическому каналам утечки информации. Эти каналы являются техническими.

Одним из основных направлений в сфере информационной безопасности является техническая защита информации.

Технический канал утечки информации — это совокупность объекта разведки, технического средства разведки и среды распространения информационного сигнала.

В зависимости от физической природы сигналы распространяются в определенных физических средах. К средам распространения можно отнести воздушное пространство, конструкции зданий, соединительные линии и токопроводящие элементы, грунт и т.п.

Классификация каналов утечки информации:

• технические каналы утечки информации, обрабатываемые ТСПИ (электромагнитные, параметрические, вибрационные, электрические);
• технические каналы утечки информации, при передаче ее по каналам связи (электромагнитные, электрические, индукционные, паразитные связи);
• технические каналы утечки речевой информации (акустические, виброакустические, параметрические, акустоэлектрические, оптикоэлектронные);
• технические каналы утечки информации видовой информации (наблюдения за объектами, съемка объектов, съемка документов).

Акустическая информация – информация, носителем которой являются акустические сигналы. Если источником информации является человеческая речь, то акустическая информация называется речевой.

Если рассматривать виброакустические каналы утечки информации, то средой распространения акустических сигналов будут твердые среды (стены зданий, конструкции сооружений и т.д.).

Технические средства выявления каналов утечки информации весьма разнообразны и их принципы действия определяются физической природой и особенностями информационных сигналов.

---

Для радиотехнической разведки применяют такие устройства, как анализаторы спектра, радиочастотомеры, селективные микровольтметры. Особенностью является их портативное исполнение и высокая чувствительность.

Анализаторы спектра позволяют визуализировать спектр сигналов в заданном оператором диапазоне.

ГЛАВА 1. ОПИСАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ОСНОВ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО КАНАЛА УТЕЧКИ РЕЧЕВОЙ ИНФОРМАЦИИ И МЕТОДА РАСЧЕТА СЛОВЕСНОЙ РАЗБОРЧИВОСТИ

1.1 Характеристика технического канала утечки акустической и виброакустической речевой информации

Под акустической информацией обычно понимается информация, носителями которой являются акустические сигналы. В том случае если источником информации является человеческая речь, акустическая информация называется речевой.

Первичными источниками акустических сигналов являются механические колебательные системы, например, органы речи человека, а вторичными преобразователи различного типа, например, громкоговорители.

Акустические сигналы представляют собой продольные механические волны. Они испускаются источником колеблющимся телом и распространяются в твердых телах, жидкостях и газах в виде акустических колебаний (волн), то есть колебательных движений частиц среды под действием различных возмущений. Пространство, в котором происходит распространение акустических колебаний, называют акустическим полем, направление распространения акустических колебаний

• акустическим лучом, а поверхность, соединяющую все смежные точки поля с одинаковой фазой колебания частиц среды фронтом волны. В общем случае фронт волны имеет сложную форму, но на практике, в зависимости от конкретной решаемой задачи, обычно ограничиваются рассмотрением трех видов фронтов: плоского, сферического и цилиндрического.

Характеристики акустического поля подразделяются на линейные и энергетические [1].

Линейными характеристиками акустического поля являются:

• • акустическое давление р (Па) разность между мгновенным значением давления paм в точке среды при прохождении через нее акустической волны и статическим давлением р_ас в той же точке (1 Па = 1 Н/м2):

(1.1)

• • смещение u (м) отклонение частиц среды от ее статического положения под действием проходящей акустической волны;
  • скорость колебаний v(м/с) скорость движения частиц среды под действием проходящей акустической волны:

---

(1.2)

где и смещение частиц среды, м;

t время, с;

удельное акустическое сопротивление отношение звукового давления м????∙с р к скорости колебаний частиц среды v:

(1.3)

Энергетическими характеристиками акустического поля являются:

• интенсивность акустических колебаний I (Вт/м2) количество энергии, проходящее в секунду через единицу площади поверхности, перпендикулярной к направлению распространения волны;
• плотность энергии ε (Дж/м3) количество энергии акустических колебаний, находящейся в единице объема. Плотность энергии ε связана с интенсивностью акустических колебаний I соотношением:

(1.4)

где, v_зв– скорость звука.

В газообразных средах скорость звука зависит от плотности среды ρ (плотность воздуха зависит от его температуры) и статического атмосферного давления ρ_ас.

Для температуры воздуха 15 20°С и давления 101325 Па (760 мм рт. ст.) скорость звука составляет v_зв = 340 343 м/с.

Для колебаний с периодом Т длина звуковой волны λ, то есть расстояние между соседними фронтами волны с одинаковой фазой (например, между максимумами или минимумами колебаний), и частота колебаний f рассчитываются по формулам:

(1.5)

(1.6)

Частоты акустических колебаний в пределах 20 20000 Гц называют звуковыми (их может воспринимать человеческое ухо), ниже 20 Гц инфразвуковыми, а выше 20000 Гц ультразвуковыми.

В акустике в качестве уровней характеристик акустического поля принимают величины, пропорциональные логарифмам относительных значений (относительно нулевого значения) этих характеристик.

За условное (нормированное) значение нулевого уровня интенсивности акустических колебаний принята интенсивность, равная 1₀=10-12 Вт/м2, при этом относительный уровень интенсивности L₁, дБ, будет равен:

(1.7)

Уровень акустического давления для воздуха L_p, дБ, определяют относительно акустического давления, соответствующего нулевому значению уровня интенсивности для удельного акустического сопротивления, равного ???? = 400кг/(м² ∙ с)

(1.8)

где р₀=2‧10-5 Па условное значение нулевого уровня акустического давления.

---

Величины р₀и 1₀примерно соответствуют порогу слухового восприятия (слышимости).

Единицей относительного уровня является децибел (дБ). Приращению уровня на 1 дБ соответствует увеличение звукового давления на 12%, а интенсивности звука на 26% [2].

Акустическое поле при наличии единичного источника мощности характеризуется интенсивностью акустических колебаний I, Вт/м2, рассчитываемой по формуле:

(1.9)

где P_wмощность источника излучения, Вт;

χ коэффициент, учитывающий влияние ближнего акустического поля (для открытого пространства χ ≈ 1);

r расстояние от источника до расчетной точки, м;

G коэффициент направленности источника излучения (при расположении источника с равномерным излучением на отражающей плоскости (на полу, в середине стены) G = 2, при расположении такого источника вблизи двугранного угла G

= 4, вблизи трехгранного угла G = 8).

Теоретически рассчитать уровень интенсивности акустических колебаний от реальных объектов довольно сложно. Поэтому наиболее часто уровень интенсивности акустических колебаний измеряют в определенном направлении на расстоянии от объекта r_Q, а затем пересчитывают на любое другое расстояние r в том же направлении по формуле [3]:

(1.10)

где L_I(r)уровень интенсивности акустических колебаний на расстоянии

r, дБ;

????????(????0)) измеренный уровень интенсивности акустических колебаний на расстоянии r₀, дБ;

r₀расстояние, на котором производилось измерение уровня интенсивности акустических колебаний ????????(????0) (в большинстве случаев r₀1м).

При r₀= 1 м уровень интенсивности акустических колебаний на расстоянии r от источника будет равен:

(1.11)

С учетом ослабления акустического сигнала ограждающими конструкциями уровень интенсивности акустических колебаний можно рассчитать по формуле:

(1.12)

где Z_OKкоэффициент затухания акустического сигнала в ограждающей конструкции (коэффициент звукоизоляции), дБ.

Аналогичным образом можно рассчитать и уровень акустического давления L_p(r), дБ,

(1.13)

В зависимости от формы акустических колебаний различают простые (тональные) и сложные сигналы. Тональный это сигнал, вызываемый колебанием, совершающимся по синусоидальному закону. Сложный сигнал включает целый спектр гармонических составляющих. Речевой сигнал является сложным акустическим сигналом.

---

Речь может быть охарактеризована тремя группами характеристик:

• семантическая или смысловая сторона речи характеризует смысл тех понятий, которые передаются при ее помощи;
• фонетические характеристики речи данные, характеризующие речь с точки зрения ее звукового состава. Основной фонетической характеристикой звукового состава является частота встречаемости в речи различных звуков и их сочетаний;
• физические характеристики величины и зависимости, характеризующие речь как акустический сигнал.

Помимо того, что звуки речи, объединяясь в определенные фонетические комбинации, образуют некоторые смысловые элементы, они также различаются и чисто физическими параметрами: мощностью, звуковым давлением, частотным спектром, длительностью звучания.

В образовании звуков речи принимают участие лёгкие, гортань с голосовыми связками, область носоглотки, язык, зубы и губы [4]. В процессе произношения речи лёгкие через бронхи продувают воздух в гортань и далее через вибрирующие голосовые связки в полость рта. Голосовые связки, то сжимая, то открывая голосовую щель, пропускают воздух импульсами, частота которых лежит в пределах от 80 до 180 Гц у мужчин и от 160 до 300 Гц у женщин. Согласно современным исследованиям частота основного тона изменяется в пределах от 60 -70 Гц (для низких мужских голосов) до 450 500 Гц (для высоких женских голосов). Средняя частота основного тона составляет для мужских голосов 130-150 Гц и 250 Гц-для женских.

Частотный спектр, образованный голосовой щелью звуков речи, содержит большое число гармонических составляющих, амплитуды которых уменьшаются с ростом частоты. Высота основного тона (первой гармоники) этого ряда характеризует собой тип голоса, говорящего: бас, баритон, тенор, альт, контральто, сопрано. Однако это в большинстве случаев почти не играет роли для различения друг от друга звуков речи.

Далее воздушная струя встречает на своём пути систему резонаторов, которые образуются воздушными объёмами полости рта и носоглотки и видоизменяются в процессе произнесения различных звуков положением языка и зубов.

Проходя через эту систему резонаторов, одни гармонические составляющие получают усиление, а другие, наоборот, подавляются. Эти усиленные области частот называются формантными областями или просто формантами, а подавленные антиформантами. Поскольку форманты значительно мощнее других составляющих, то они-то главным образом и воздействуют на ухо слушающего, формируя звучание того или иного звука. Некоторое влияние на этот процесс оказывают и антиформанты.

---