«А.А. Титов ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ Учебное пособие Томск – 2010 2 Федеральное агентство по образованию ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) Кафедра ...»

Переносимые сканирующие приемники предназначены для автоматического обнаружения сигналов, излучаемых нелегальными радиопередатчиками, представляют собой универсальное комбинированное устройство, сочетающее функции поискового приемника, радиочастотомера, интерсептора и постановщика помех.

Интерсептор это устройство, предназначенное для обнаружения излучений закладных устройств в ближней зоне. Интерсептор автоматически настраивается на частоту наиболее мощного сигнала, осуществляет его детектирование, прослушивание через динамик и определяет частоту обнаруженного сигнала и вид модуляции.

При регулировке чувствительности приемников с помощью входного аттенюатора и исключения из поиска частот известных сигналов, время сканирования всего диапазона не превышает 10…15 секунд. В этом случае приборы могут использоваться для непрерывного радиоконтроля с постоянным сканированием заданного диапазона частот.

Рис. 5.19 Сканирующие приемники «СКОРПИОН-XL», «ОРАКУЛ», Указанные переносимые сканирующие приемники позволяют:

производить изучение радиоэлектронной обстановки в конкретном месте его эксплуатации с запоминанием частот сигналов;

обнаруживать и определять местоположение нелегально существующего передатчика в контролируемом помещении;

подавлять канал приема сигнала обнаруженного нелегального передатчика путем постановки на его частоте прицельной помехи;

проверять работоспособность приемников, индикаторов поля, частотомеров и других технических средств с помощью встроенного тестового генератора;

определять виды модуляции обнаруживаемых аналоговых сигналов и стандарты обнаруживаемых цифровых сигналов.

Приёмники «ОРАКУЛ» и «СКОРПИОН-XL», удостоены медалями на VIII международном форуме "Технологии безопасности-2003", медалями "Гарантия качества и безопасности" на международном конкурсе "Национальная безопасность-2003", дипломами 5-ой межрегиональной выставки "Безопасность. Урал. Поволжье - 2004", золотой медали и диплома сибирской ярмарки "СИББЕЗОПАСНОСТЬ - 2004".

Некоторые характеристики приемников даны в таблице 5.1.

Таблица 5. Количество исключаемых каналов приёма Габаритные размеры Автоматизированные поисковые комплексы Для перехвата радиосигналов со сложной структурой, применяемых в сотовой, пейджинговой и других видах мобильной связи, создаются специальные приемные комплексы.

Выявление активных средств негласного съема акустической информации (радиомикрофонов, микрофонов с передачей информации по электросети переменного тока, радиотрансляционным и другим проводным сетям, телефонных передатчиков с передачей информации по радиоканалу, радиостетоскопов и др.), локализация их местоположения в пределах контролируемого помещения является первоочередной задачей служб безопасности по защите информации.

Другим важным направлением деятельности являются: постоянный или периодический контроль загрузки радиодиапазона, выявление и анализ новых излучений, оценка их опасности для учреждения, выявление потенциальных и специально организованных радиоканалов утечки информации (например, цифровых радиозакладных устройств или устройств с накоплением и последующей передачей).

Каждая из этих задач – многоэтапная, решается в условиях сложной электромагнитной обстановки как на объектах, так и на выезде, и требует широкой номенклатуры специальных технических средств. Эти средства должны обеспечивать:

• обнаружение за минимальный интервал времени устройств активного съема акустической информации и определение их местоположения;

• панорамный анализ широкого диапазона частот в реальном масштабе времени в условиях сложной электромагнитной обстановки, оценку параметров излучений, адаптацию к окружающей радиообстановке, выявление и анализ ее изменений;

• протоколирование (регистрацию) в течение длительного времени амплитудно-частотно-временной загрузки исследуемого диапазона с привязкой к реальному времени;

• статистический анализ зарегистрированных данных загрузки диапазона с возможностью протоколирования интегральных показателей по каждому радиоканалу (источнику), сравнение с базами данных и выявление корреляционных частотно-временных взаимосвязей между радиоканалами.

Для решения приведенных задач в последнее время все чаще используются автоматизированные программно-аппаратные комплексы ближней радиоразведки, которые позволяют автоматизировать весьма трудоемкие и требующие достаточно высокой квалификации персонала операции по обнаружению, идентификации и локализации источников несанкционированного радиоизлучения.

В простейшем случае такой комплекс может состоять из стандартного сканирующего приемника, управляемого компьютером, работающего под управлением специального программного обеспечения (далее СПО). Более сложные системы также построены на базе управляющего компьютера, сканирующего приемника (в большинстве случаев модернизированного) и различных дополнительных блоков, повышающих быстродействие (блоки аналогово-цифровой обработки и т.д.) и расширяющих функциональные возможности комплекса (аппаратные корреляторы, контроллеры, внешние микрофоны и т.п.).

Достоинствами таких комплексов являются сравнительно невысокая стоимость, модульная организация аппаратной части, допускающая простую модернизацию (замена отдельных функциональных блоков). Малый вес и сравнительно небольшие габариты в сочетании с универсальным питанием (220 В, 12 В) и встроенными аккумуляторными батареями позволяют эксплуатировать комплексы как в стационарных, так и в полевых условиях.

Принципы функционирования комплексов. Начальным этапом функционирования автоматизированного программно-аппаратного комплекса является адаптация к окружающей электромагнитной обстановке. На данном этапе автоматически формируется так называемый «файл образца», в который заносится амплитудно-частотная загрузка рабочего диапазона вне контролируемого помещения. Выполнение данной операции позволит впоследствии значительно ускорить обнаружение и анализ «неизвестных» сигналов в контролируемом помещении.

На этапе поиска несанкционированных передающих устройств, персональный компьютер перестраивает сканирующий радиоприемник в заданном диапазоне частот и на каждом шаге перестройки сравнивает уровень принимаемого сигнала с установленным порогом. В случае превышения порога несущая частота обнаруженного источника излучения измеряется и записывается в память. Для обнаруженного сигнала компьютер проверяет предположение о том, что источником излучения является находящийся в помещении радиомикрофон. Проверка может выполняться по следующим признакам:

• обнаруженный сигнал не содержится в списке «Известных»

• обнаруженный сигнал имеет вторую или третью гармоники (что характерно для любых близко расположенных миниатюрных радиопередатчиков);

• обнаруженный сигнал модулируется звуковыми сигналами, воспроизводимыми в помещении;

• спектральные характеристики сигнала изменяются при изменении акустического фона в помещении;

• сравнение уровня принимаемого сигнала от «опорной» (размещенной вне контролируемого помещения) и «рабочей» (находящейся в контролируемом помещении) антенн.

Оператор обычно имеет возможность настраивать специальное программное обеспечение таким образом, чтобы проверка обнаруженного излучения выполнялась сразу по всем этим признакам или только по некоторым из них.

Для проверки по первому признаку необходимо предварительно собрать данные о внешних излучениях (сформировать «файл образца»). Проверка по второй и третьей гармоникам выполняется автоматической настройкой приемника на частоту, соответственно в два или три раза большую несущей частоты обнаруженного излучения.

Окончательная идентификация излучений на принадлежность к классу радиомикрофонов осуществляется на основе взаимно корреляционной обработки демодулированного сигнала со специальным зондирующим акустическим сигналом, излучаемым распределенной в контролируемом помещении акустической системой (активное тестирование) или с использованием акустического фона помещения (пассивное тестирование).

Для определения местоположения выявленной закладки чаще всего используется метод акустической локации. В процессе акустической локации акустические системы, встроенные либо подключаемые к комплексу, излучают тестовый сигнал (обычно напоминающий щелчки импульса). При задержке звукового сигнала, принятого по радиоканалу относительно излученного, определяются расстояния от каждой из колонок акустической системы до обнаруженного радиомикрофона. При надлежащем выборе мест размещения колонок компьютер укажет координаты источника излучения на экране как точку пересечения окружностей с радиусами, равными измеренным расстояниям. В настоящее время большинство комплексов оснащено акустической системой, состоящей из двух колонок, что позволяет провести локализацию местоположения закладки только в одной плоскости. Поэтому для определения координат закладного устройства в трехмерном пространстве контролируемого помещения необходимо провести как минимум два теста, располагая колонки акустической системы в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно. Точность определения местоположения закладки напрямую зависит от местоположения и ориентации акустических систем и увеличивается с ростом числа проведенных акустических тестов.

Альтернативой методу акустической локации может служить метод сравнения уровней сигнала, излучаемого закладным устройством и принимаемого с нескольких антенн, установленных в контролируемом помещении.

Для использования данного метода комплекс должен быть оснащен управляемым коммутатором для подключения распределенной антенной системы, что не всегда возможно. Точность данного метода локализации местоположения закладки много ниже, чем у метода акустической локации, однако он может быть более эффективным в случае обнаружения дистанционно управляемых закладных устройств.

Фотографии типовых поисковых комплексов «RS GigaJet», «РСК4БЕЛАН 220», «ICOM IC-R9500» приведены на рис. 5.20,а,б,в соответственно [22]. Комплексы предназначены для решения задач радиомониторинга, обнаружения несанкционированных передатчиков, в том числе использующих короткие сигналы с большой скважностью, задач измерения параметров радиосигналов, получения спектральных оценок и т.д.

Рис. 5.20. Типовые поисковые комплексы «RS GigaJet», «РСК4-БЕЛАН Поисковые комплексы содержат линейный приемник, или тюнер, цифровой вычислитель, преобразующий сигналы в цифровую форму и производящий основные математические операции для обнаружения, накопления, фильтрации и демодуляции сигналов, а также встроенный коммуникационный компьютер, осуществляющий общее управление приемниками, ввод данных, визуальное отображение настроек и результатов текущего мониторинга и их передачу по стандартным интерфейсам конечному пользователю.

Встроенное программное обеспечение позволяет регистрировать любые новые, в том числе кратковременные, сигналы на фоне ранее подготовленной усредненной панорамы. Они способны автоматически в течение долей секунды, просмотреть диапазон от единиц до нескольких тысяч мегагерц, зафиксировать частоту сигнала, уровень которого превышает интенсивность радиофона на 15...20 дБ, и обеспечить в реальном масштабе времени прослушивание информации, передаваемой по радиоканалам.

Некоторые характеристики комплексов даны в таблице 5.2.

Таблица 5. Чувствительность Коэффициент шума Габаритные размеры Нелинейные локаторы Свойство электропроводящих материалов отражать радиоволны, было положено в основу радиолокационного обнаружения. Этими свойствами в полной мере обладают электронные средства перехвата информации. Поскольку для опознавания объектов используются нелинейные свойства полупроводниковых схемных элементов, данный вид локации назвали нелинейной, а приборы – нелинейными локаторами.

Принцип работы нелинейного локатора. В состав нелинейного локатора (НЛ) входят: передатчик, приемник, приемо-передающая антенная система, устройства индикации.

Способность локатора обнаруживать объекты, содержащие электронные компоненты, основана на следующем. Любые радиоэлектронные устройства (РЭУ) состоят из печатных плат с проводниками (антеннами), к которым подключены полупроводниковые элементы: диоды, транзисторы, микросхемы, представляющие для высокочастотного зондирующего сигнала локатора набор нелинейных отражателей (НО). В результате облучения на этих антеннах наводятся переменные ЭДС. Элементами с нелинейной вольт-амперной характеристикой они преобразуются в высокочастотные сигналы кратных частот (гармоники), переизлучаемые в пространство. Переизлученный сигнал поступает на вход приемного устройства локатора, настроенного на частоты гармоник 2-го или 3-го порядка. По наличию в спектре принимаемого сигнала высших гармоник частоты собственного передатчика устанавливается факт присутствия в зоне зондирования любого РЭУ независимо от того, включено оно или выключено.

Помехами для нелинейного локатора могут быть отражения от соприкасающихся металлических поверхностей. При контакте таких слоев возникает полупроводниковый нелинейный элемент с неустойчивым «р-n» переходом.

В физике полупроводников такое образование известно как металл-окиселметалл, а возникающий элемент называется МОМ-диод. МОМ-структура преобразовывает спектр зондирующего сигнала в частотный спектр, отличающийся от спектра сигнала, отраженного от электронного элемента. Различие обусловлено временной и механической нестабильностью МОМструктуры и проявляется в соотношении уровней компонентов спектра, являющихся продуктами нелинейных преобразований второго и третьего порядка. Источником помех могут служить и радиопередатчики, работающие на частотах, близких или кратных частоте зондирующего сигнала.

Главное достоинство нелинейных локаторов – способность обнаруживать электронные схемы как во включенном, так и выключенном состоянии, недостаток – сравнительно большое число «ложных» обнаружений естественных нелинейных отражателей типа MOM.

Эксплуатационно-технические характеристики нелинейных локаторов. Основными параметрами, используемыми при сравнении эксплуатационных качеств нелинейных локаторов, являются: режим работы, мощность и частота зондирующего излучения передатчика, чувствительность приемника, направленные свойства антенной системы, точность устройств индикации, а также сервисные возможности приборов.

В зависимости от режима работы передатчика различают нелинейные локаторы непрерывного и импульсного излучения. Мощность излучения в значительной степени определяет коэффициент преобразования («Кп») энергии зондирующего сигнала в энергию высших гармоник. Повышение мощности улучшает характеристики нелинейных локаторов, но одновременно приводит к увеличению опасного воздействия на оператора. Средняя мощность локаторов непрерывного излучения составляет от 0,3 до 3 Вт. Пиковая мощность импульсных нелинейных локаторов при сравнимой или меньшей средней составляет от 150 до 400 Вт, т.е. почти на 30 дБ превышает мощность приборов непрерывного излучения.

Так как эффективность преобразования определяется не средней мощностью излучения, а ее пиковым значением, дальность действия локаторов, работающих в импульсном режиме, оказывается выше, чем у приборов с непрерывным излучением при прочих равных условиях.

Чем выше частота излучения, тем меньше геометрические размеры антенной системы, тем удобнее работа с прибором. Но с увеличением частоты по экспоненциальному закону растет доля энергии, поглощаемой материальной средой, укрывающей средство съема. Вместе с тем при приближении частоты излучения НЛ к рабочей частоте закладки из-за околорезонансных явлений возрастает уровень переотраженных сигналов и, следовательно, вероятность ее обнаружения. Приборы, предлагаемые в настоящее время, работают в частотном диапазоне 100...2000 МГц. Чувствительностью приемника определяется максимальная дальность действия НЛ. Для современных приборов этот показатель составляет минус 110…145 дБ/Вт.

Передающие устройства локаторов, генерирующие зондирующий сигнал, характеризуются:

• режимом работы (непрерывным или импульсным);

• пределами регулирования выходной мощности (дБ);

• частотой непрерывного излучения;

• частотой следования и длительностью радиоимпульса (мкс).

Качество приемного устройства, регистрирующего переизлученные сигналы, отражается следующими показателями:

частотами настройки на регистрируемые гармоники (2 и 3);

реальной чувствительностью при определенном соотношении с/ш пределами регулирования чувствительности (дБ).

Основными параметрами антенной системы, излучающей зондирующие сигналы и принимающей переотраженные излучения на частотах высших гармоник, являются:

• коэффициент направленного действия (КНД);

• ширина главного лепестка диаграммы направленности по уровню половинной мощности (град);

• уровень подавления задних лепестков диаграммы направленности (дБ);

Эксплуатационные показатели локаторов определяются во многом качеством устройств индикации режимов работы и параметров сигналов. Большинство современных нелинейных локаторов оборудованы многосегментными светодиодными индикаторами и звуковыми сигнализаторами переменного тона.

Для повышения точности идентификации объекта в нелинейных локаторах предусматриваются режимы приема на частотах 2 и 3 гармоник зондирующего излучения, а также прослушивания сигналов, транслируемых средствами съема за пределы обследуемого помещения.

Методика работы с локатором. Нелинейный локатор выполняет три основные функции: обнаружение НО, определение местоположения и идентификацию средства съема информации.

Зондирующее излучение легко проникает во многие материалы, мебель, может проходить (с ослаблением) через внутренние перегородки помещений, бетонные стены и полы.

Обнаружительная характеристика нелинейного локатора нормируется только для свободного пространства. В условиях поиска скрытых средств съема информации (ССИ) речь идет не о дальности, а о максимальной глубине обнаружения объектов в маскирующей среде. Оценка ведется по уровню отклика, увеличивающемуся при приближении к объекту, что позволяет определить точное местоположение ССИ.

При работе на открытых площадях или в больших необорудованных помещениях импульсные локаторы могут обеспечить в несколько раз большую дальность обнаружения, чем непрерывные, что позволяет сократить время обследования. При работе в офисах максимальная дальность локаторов обоих типов практически не используется из-за насыщенности выделенных и соседних помещений электронной техникой и контактными помеховыми объектами.

Реальная дальность в этих случаях составляет примерно 0,5 м для локаторов любого типа. Она регулируется оператором с учетом помеховой обстановки путем снижения мощности передатчика или загрубления чувствительности приемника до предела, позволяющего различать, от какого объекта пришел отклик. Дальность зависит от типа обнаруживаемого устройства (например, закладка с большей по длине антенной, как правило, обнаруживается на более значительном расстоянии) и условий его размещения (в мебели, за преградами из дерева, кирпича, бетона и т.д.).

Итак, для решения первого этапа поисковых мероприятий обнаружения средств съема информации оператору необходимо проделать следующие операции:

• Включив НЛ, обнаружить и по возможности устранить источники мешающих сигналов.

• Установить максимальный уровень чувствительности приемного устройства и максимальный уровень мощности передатчика • Провести контроль помещения на наличие мощных помеховых объектов, как «коррозийных», так и электронных (в основном электронная оргтехника и радиоаппаратура), путем сканирования ограждающих конструкций и предметов интерьера с расстояния примерно 1 м. При этом назначение объектов должно быть точно установлено и они должны быть либо удалены из помещения, либо не приниматься во внимание при дальнейшем поиске. Следует учитывать, что эти помеховые объекты могут находиться в соседних комнатах и на других этажах, которые при необходимости и возможности целесообразно осмотреть.

• После удаления из комнаты источников сильных помех повторить осмотр стен, потолков, мебели и приборов с расстояния см и меньше. В ходе осмотра отметить подозрительные зоны.

Определение местоположения осуществляется путем оценки уровня и пеленга сигнала отклика. Под пеленгом понимается направление, соответствующее максимальному уровню принимаемого сигнала. Следует учитывать, что зондирующие и отраженные сигналы переотражаются близлежащими объектами. Эффективными рефлекторами являются зеркала, металлические плиты, сетки, арматура и т.д. При их облучении можно регистрировать переотраженные сигналы от нелинейных отражателей, находящихся за спиной оператора.

Для определения точного местоположения средств съема информации необходимо:

• снизить уровень излучаемой мощности и чувствительность приемника;

• перемещая антенну около подозрительных зон, анализировать показания светового индикатора и частоту тонального сигнала в • определить направление прихода отраженного сигнала максимального уровня, взять пеленг по ориентации антенны;

• определив точное местоположение, приступить к идентификации объекта.

Для исключения ошибки при сравнении показаний индикаторов необходимо по мере достижения любым из светодиодных столбцов максимальной высоты уменьшать чувствительность приемника или снижать мощность передатчика так, чтобы засвеченный шлейф не доходил на один-три сегмента до предела шкалы.

Для четкой идентификации «коррозийных диодов» и полупроводников существует ряд методов, позволяющих достигать высокого практического эффекта.

В приборах, принимающих сигналы отклика одновременно на второй и третьей гармониках зондирующего сигнала, идентификация объекта производится путем сравнения уровней сигналов на выходах обоих трактов приема. При облучении полупроводникового соединения возникает сильное переотражение на частоте 2-й гармоники и слабое на частоте 3-й. МОМ-диод ведет себя иначе, создавая сильное переотражение на 3-й и слабое на 2-й гармониках.

В ряде приборов предусмотрена возможность «прослушивания» демодулированных сигналов гармоник, позволяющая идентифицировать объект, используя эффект изменения уровня шума. По мере приближения НЛ к р-п переходу отмечается значительное понижение уровня шума, достигающего минимума непосредственно над объектом. При облучении МОМ-диодов этот эффект практически не наблюдается.

Однако существуют ложные соединения, также снижающие уровень шума, как и р-n переход. Для их выявления рекомендуется произвести механическое воздействие на подозрительное место.

Любое механическое воздействие приводит к изменению геометрии МОМ-диода и его преобразующих свойств. На практике механическое воздействие осуществляется вибрационным методом, при этом в преобразованном сигнале ясно прослушивается частота вибрации. Уровень вибрации может быть минимальным, поэтому достаточно легкого постукивания рукой по обследуемой поверхности. Даже если модель локатора рассчитана на прием 2-й и 3-й гармоник, данная операция позволяет более точно идентифицировать объект.

На рис. 5.21 приведены фотографии нелинейных локаторов непрерывного излучения «RED-23» и «Катран» [22].

Рис. 5.21. Нелинейные локаторы непрерывного излучения «RED-23» и Принцип действия локаторов заключается в следующем. Локаторы имеют приемники 2- ой и 3- ей гармоник частоты сигнала передатчика. Под воздействием сигналов, излучаемых передатчиком, нелинейные (полупроводниковые) элементы электронных устройств генерируют сигналы, являющиеся 2-ой и 3-ей гармониками излученных сигналов. Сигналы гармоник регистрируются приемниками, вырабатывающими визуальные и звуковые сигналы. Специальный режим идентификации позволяет оператору различать сигналы, отраженные полупроводниковыми радиоэлектронными устройствами от сигналов, отраженных естественными (коррозийными) полупроводниками. Отношение мощностей сигналов 2-ой и 3-ей гармоник также позволяет снизить уровень ложных срабатываний. Максимальная мощность излучения 2 Вт, диапазон рабочих частот 890…895 МГц. Данных о глубине обнаружения закладных устройств не имеется.

На рис. 5.22 приведены фотографии нелинейных локаторов импульсного излучения «Vektor» и «Коршун» [23]. Принцип работы локаторов также основан на анализе 2- ой и 3- ей гармоник частоты сигнала передатчика. Импульсная мощность излучения локаторов составляет 100 и 200 Вт соответственно, частота несущего колебания радиоимпульса составляет 848 МГц.

Локаторы позволяют обнаружить подслушивающие устройства:

• в железобетонных стенах толщиной 80 см;

• в кирпичных и деревянных стенах 150 см;

• в книжных шкафах без выемки книг;

• под всеми видами полов.

Рис. 5.22. Нелинейные локаторы импульсного излучения «Vektor» и Устройства функционального подавления закладных устройств.

Обнаружение с той или иной вероятностью закладного устройства является важным, но лишь одним из этапов предотвращения утечки через них информации. Возникает вопрос о дальнейших действиях. Если обнаружено излучение закладного устройства из помещения, где проводится совещание с участием представителей других организаций, то изъятие его в ходе совещания может рассматриваться как крайняя, но не желательная мера, так как она нарушит ход совещания и снизит рейтинг организации, не обеспечившей информационную безопасность до начала совещания. Изъятие закладного устройства не всегда целесообразно даже в условиях поисковых мероприятий, так как важно не только обнаружить его, но и выявить злоумышленника, установившего и использующего это закладное устройство. Кроме того, через него можно передавать злоумышленнику дезинформацию.

Поэтому наряду с изъятием обнаруженных закладных устройств возможны иные различные методы их функционального и физического подавления. Функциональное подавление приводит к подавлению работоспособности закладного устройства в течение времени воздействия подавляющих сигналов. При физическом подавлении устройство выходит из строя.

Для радиоэлектронного подавления технических средств негласного съема информации и систем дистанционного управления, использующих радиоканал, в том числе и каналы систем мобильной связи, выявленных в контролируемом помещении, могут использоваться программируемые генераторы прицельной помехи и генераторы пространственного зашумления.

Для оперативной нейтрализации радиомикрофонов, выявленных в контролируемом помещении, могут использоваться программируемые генераторы прицельной помехи, применяемые в случае определения частоты радиосигнала, излучаемого закладкой. Если идентифицировать частоту сигнала закладки не удается, используются генераторы пространственного зашумления.

Генераторы пространственного зашумления создающие заградительные помехи имеют ширину спектра, перекрывающего частоты излучений подавляющего числа закладных устройств, – в диапазоне 20…2000 МГц и более.

Однако подобные генераторы помех эффективно подавляют радиосигналы закладки, если мощность помехи в полосе работы закладки в несколько раз превышает мощность закладки. Учитывая значительную долю на рынке радиозакладок с мощностью излучения порядка 10…20 мВт и тенденцию сужения полосы их кварцованных частот, применение даже достаточно мощных генераторов помех не гарантирует предотвращение утечки информации.

Наращивание мощности заградительной помехи ограничивается требованиями по экологической безопасности и электромагнитной совместимости излучений помех и сигналов радиовещания и связи в зашумляемом пространстве.

Поэтому в большинстве случаев используются генераторы прицельной помехи.

Типовой генератор прицельной помехи содержит цифровой синтезатор частоты, широкополосный усилитель мощности, генератор модулирующего псевдошумового сигнала, схему интерфейса и встроенный импульсный источник питания. Схема интерфейса принимает данные от персонального компьютера или коммутирующего устройства (микроконтроллера) через параллельный порт или по последовательной шине и преобразует их в коды управления частотой синтезатора.

Генераторы имеют два режима работы:

• автономный – управление и настройка на рабочую частоту осуществляется пользователем с помощью соответствующего программного обеспечения;

• автоматический – полное управление генератором осуществляет программное обеспечение поискового комплекса.

В автоматическом режиме работы производятся следующие базовые операции: включение и настройка генератора на частоту обнаруженного излучения, которое идентифицировано комплексом как сигнал радиомикрофона. Если таких сигналов несколько, несущая частота генератора последовательно переключается для нейтрализации всех одновременно функционирующих передатчиков. В последнем случае эффективная мощность помехи уменьшается пропорционально числу таких частот. В нижней половине рабочего диапазона генератор помимо основной частоты излучает гармоники, уровни которых на 10...20 дБ ниже несущей. В результате излучение радиомикрофона будет нейтрализовано не только на несущей частоте, но и на ее гармониках.

На рис 5.23 приведены фотографии генераторов прицельной помехи «Пелена-7М» и «Персей-9» [24], используемые также и как генераторы радиошума для маскировки побочных электромагнитных излучений технических средств и систем, обрабатывающих конфиденциальную информацию, установленных в помещениях, предназначенных для проведения секретных совещаний. Могут быть использованы и в целях предотвращения утечки информации в пределах радиуса действия устройства через включенный телефон мобильной связи, а также для обеспечения рабочей обстановки во время проведения переговоров, совещаний и других мероприятиях, требующих тишины.

Рис. 5.23. Генераторы прицельной помехи «Пелена-7М» и «Персей-9»

Генератор «Пелена-7М» работает в диапазоне частот 20…3000 МГц с режимами широкая и узкая полоса с суммарной выходной мощностью до Вт при работе в качестве генератора радиошума. Цена прибора 925000 руб.

«Персей-9» имеет рабочий диапазон частот 20…6000 МГц, и обеспечивает надежное предотвращение срабатывания (блокирование) радиовзрывателей от передаваемого командным прибором кодированного радиосигнала в радиусе не менее 40 м. Цена не известна.

Кроме генераторов типа «Пелена-7М» и «Персей-9» для подавления каналов утечки информации через включенный телефон мобильной связи могут быть использованы специально выпускаемые для этой цели генераторы.

На рис. 5.24 приведен внешний вид устройства предотвращения утечки информации «Мозаика +» [22], предназначенного для блокирования работы телефонов во всех стандартах сотовой связи.

Технические характеристики:

• диапазон рабочих частот: 463-467,5 МГц; 869-894 МГц; 935МГц; 1805-1880 МГц; 2400-2483,5 МГц.

• выходная мощность:

• в стандартах GSM-900,AMPS/DAMPS,CDMA-800 – не более • в стандартах GSM-1800 – не более 2Вт;

• в стандартах NMT-450, IMT-MC(CDMA2000 1x) – не более 2Вт;

• в стандартах Bluetooth, WiFi – не более 0,4 Вт;

• дальность подавления – до 45 метров в радиусе от места установки (в зависимости от близости до базовой станции);

• диаграмма направленности антенн – круговая;

• мощность потребляемая - не более 30 Вт;

• габариты – 14060190 мм;

Устройства физического подавления закладных устройств. Физическое подавление закладных устройств предполагает вывод этих устройств из строя. Для этой цели могут быть использованы мощные генераторы импульсных нелинейных локаторов. На рис. 5.24. приведена фотография нелинейного локатора «Циклон М1А» [25], обеспечивающего мощность в импульсе до 600 Вт, и выпускаемого томским предприятием ООО «ВИХРЬ».

5.5. Средства противодействия перехвату электрических сигналов в телефонных линиях Средства перехвата электрических сигналов. Добывание информации на носителях в виде электрических сигналов, распространяющихся по проводам, осуществляется путем съема сигналов с этих проводов. Перехват производится контактными и бесконтактными способами. При контактном способе перехвата часть энергии сигнала отводится через физический контакт провода приемника злоумышленника с проводом, по которым распространяется сигнал с информацией. Подключение средства перехвата электрических сигналов к электрическим проводам кабеля может быть последовательным или параллельным (рис. 5.25,а, б).

Рис. 5.25. Подключение средства перехвата электрических сигналов При последовательном подключении в разрыв провода линии включается элемент приемника перехвата – сопротивление, сигнал с которого усиливается и воспроизводится в форме, доступной для человека, анализа или записи на аудио- или видеомагнитофон. При параллельном способе средство перехвата подключается к проводам линии параллельно. Наиболее простым средством перехвата сигнала с целью подслушивания речевой информации в телефонных линиях связи является телефонная трубка, которая подключается к проводам со снятой изоляцией телефонной линии с помощью контактов типа «крокодил». Последовательно или параллельно подключаемое средства перехвата можно представить в виде эквивалентного комплексного (активного и реактивного) сопротивления Z. Поэтому контактное подключение уменьшает энергию сигнала и изменяет электрические параметры линии, к которой подключено средство перехвата. Эти изменения представляют собой демаскирующие признаки средства перехвата, по которым оно может быть обнаружено. Вероятность обнаружения зависит от величины изменения параметров линии и их стабильности.

Для снижения влияния подключенного средства перехвата уменьшают величину включенного последовательно сопротивления до единиц Ом или увеличивают входное сопротивление параллельно подключаемого средства до единиц МОм. Уменьшение напряжения в линии можно компенсировать подачей внешнего дополнительного напряжения Е противоположного знака, как показано на рис. 5.25,в.

Современные средства защиты информации в проводных линиях позволяют обнаруживать последовательно включаемые средства с сопротивлением до 5 Ом и параллельно подключаемые – до 5 МОм. Кроме того, средство перехвата обнаруживается по изменению индуктивности и емкости линии за счет его индуктивности и емкости, а также по изменению волнового сопротивления линии.

Бесконтактные средства подключения – датчики перехватывают сигналы, которые излучают провода при протекании по ним электрического тока.

В этом случае средства перехвата не отбирают у сигналов энергию и обнаруживаются существенно хуже. Вариант подключения бесконтактного дифференциального индуктивного датчика показан на рис. 5.25,г. В катушках датчика наводят ЭДС как поля, излучаемые токами в проводниках линии, так и других внешних полей. С целью компенсации одинаковых по уровню ЭДС внешних полей катушки включены встречно. За счет большей близости одной из катушек к проводу линии наводимая в ней ЭДС больше по величине, чем ЭДС в более удаленной от провода катушке. Чувствительность современных индуктивных устройств съема информации столь велика, что с их помощью удается снять информацию с бронированных кабелей.

Средства контроля телефонных линий. Учитывая повсеместное распространение телефонов как средств коммуникаций и повышенный интерес злоумышленников к подслушиванию телефонных разговоров, большое внимание при обеспечении защиты информации уделяется способам и средствам контроля телефонных линий.

Способы контроля телефонных линий основаны на том, что любое подключение к ним вызывает изменение электрических параметров линий и сигналов в них: напряжения и тока в линии, значений емкости и индуктивности линии, активного и реактивного ее сопротивлений. В зависимости от способа подключения подслушивающего устройства к телефонной линии (последовательного – в разрыв провода телефонного кабеля или параллельного) влияние подключаемого подслушивающего устройства может существенно отличаться. Так как закладное устройство использует энергию телефонной линии, величина отбора мощности закладкой из телефонной линии зависит от мощности передатчика закладки и его коэффициента полезного действия. Наилучшие возможности по выявлению этих отклонений существуют при опущенной трубке телефонного аппарата. Это обусловлено тем, что в этом состоянии в телефонную линию подается постоянное напряжение 60±10 % В (для отечественных телефонных линий) и 25…36 В (для зарубежных АТС). При поднятии трубки в линию поступают от АТС дискретный сигнал, преобразуемый в телефонной трубке в длинный гудок, а напряжение в линии уменьшается до 12 В.

Для контроля телефонных линий применяются следующие устройства:

• устройства оповещения световым и звуковым сигналом об уменьшении напряжения в телефонной линии, вызванном несанкционированным подключением средств подслушивания к • измерители параметров телефонных линий (напряжения, тока, емкостного сопротивления, волнового сопротивления и др.), при отклонении которых от номинального значения формируется • «кабельные радары», позволяющие выявлять неоднородности телефонной линии и измерять расстояние до неоднородности (асимметрии постоянному току в местах подключения подслушивающих устройств, обрыва, короткого замыкания и др.).

Простейшее устройство контроля телефонных линий представляет собой измеритель напряжения с индикацией изменения его значения от номинального, которое фиксируется оператором в режиме настройки вращением регулятора на лицевой панели устройства. Предполагается, что при установке номинального напряжения к телефонной линии подслушивающее устройство не подключено. В настоящее время анализаторы проводных линий позволяют обнаруживать подключение подслушивающих устройств, включенных последовательно и имеющих сопротивление не менее 5 Ом, и подключенных параллельно с сопротивлением не более 1,5 мОм.

Как правило, подобные устройства содержат также фильтры для защиты от прослушивания за счет «микрофонного эффекта» в элементах телефонного аппарата и высокочастотного навязывания.

Но устройства контроля телефонной сети по изменению напряжения или тока в ней не обеспечивают надежного обнаружения подключаемых параллельно к линии современных средств подслушивания с входным сопротивлением более единиц МОм, Повышение реальной чувствительности устройств контроля ограничено нестабильностью параметров линии, колебаниями напряжения источников электропитания на АТС и помехами в линии. Для снижения вероятности ложных тревог в более сложных подобных устройствах увеличивают количество измеряемых характеристик линии, предусматривают возможность накопления и статистической обработки результатов измерений в течение достаточно длительного времени как контролируемой линии, так и близко расположенных.

Анализаторы проводных линий информируют о размыкании телефонной линии на время более 20 секунд, которое возникает при последовательном подключении к ней подслушивающего устройства.

Так как любое физическое подключение к кабелю телефонной линии создает в ней неоднородность, от которой отражается посылаемый в линию сигнал, то по характеру отражения и времени запаздывания отраженного сигнала уценивают вид неоднородности и рассчитывают длину участка линии до неоднородности (места подключения). В анализаторах характер схемы подслушивающего устройства оценивается по фигуре Лиссажу, вид которой определяется сдвигом фаз между напряжением и током сигнала, подаваемого на вертикальные и горизонтальные пластины электронно-лучевой трубки.

Наиболее рациональным вариантом является совмещение в одном приборе функции обнаружения несанкционированного подключения к телефонной линии и противодействия подслушиванию. Активное противодействие осуществляется путем линейного зашумления телефонной линии.

Методы и средства подавления телефонных закладных устройств.

Обнаружение с той или иной вероятностью закладного устройства является важным, но лишь одним из этапов предотвращения утечки через них информации. Возникает вопрос о дальнейших действиях. Если обнаружено излучение закладного устройства из помещения, где проводится совещание с участием представителей других организаций, то изъятие его в ходе совещания может рассматриваться как крайняя, но не желательная мера, так как она нарушит ход совещания и снизит рейтинг организации, не обеспечившей информационную безопасность до начала совещания. Изъятие закладного устройства не всегда целесообразно даже в условиях поисковых мероприятий, так как важно не только обнаружить его, но и выявить злоумышленника, установившего и использующего это закладное устройство. Кроме того, через него можно передавать злоумышленнику дезинформацию.

Поэтому наряду с изъятием обнаруженных закладных устройств возможны иные различные методы их функционального и физического подавления. Функциональное подавление приводит к подавлению работоспособности закладного устройства в течение времени воздействия подавляющих сигналов. При физическом подавлении устройство выходит из строя.

Функциональное подавление осуществляется сигналами, проникающими во входные цепи закладного устройства и нарушающими его работоспособность. Функциональное подавление телефонных закладных устройств обеспечивается методами:

• «синфазной» низкочастотной помехи • низкочастотной маскирующей помехи;

• высокочастотной маскирующей помехи;

• «ультразвуковой» маскирующей помехи;

• повышения напряжения;

• понижения напряжения;

В качестве «синфазной» низкочастотной помехи в провода телефонной линии подаются низкочастотные (в речевом диапазоне) маскирующие псевдослучайные дискретные сигналы с одинаковыми относительно «земли»

амплитудами и фазами. В телефонной трубке такие сигналы компенсируют друг друга. Но в закладном устройстве, подключенном в разрыв или поднесенном при индуктивном снятии информации к одному из проводов телефонной линии, такая помеха маскирует полезный речевой сигнал.

Низкочастотный сигнал, подаваемый в телефонную линию при опущенной телефонной трубке, имитирует речевой сигнал, который включает записывающее закладное устройство. В результате этого его память (лента или полупроводниковая память) используют свой ресурс на запись помехового сигнала.

Частота маскирующей высокочастотной помехи, подаваемой в телефонную линию, выше верхней частоты стандартного телефонного канала и составляет 6…16 кГц. Сигнал помехи проходит через входные цепи закладного устройства и подавляет полезный сигнал. С целью исключения влияния помехи на сигнал в телефонной трубке между проводами линии включается фильтр низкой частоты с частотой среза около 3400 Гц.

В методе «ультразвуковой» маскирующей помехи ее частота выше верхней частоты звукового диапазона. Так как такая помеха не искажает речевой сигнал в линии, то отпадает необходимость в мерах по снижению влияния помехи на качество речи в телефонной линии. Но при этом для обеспечения достаточного уровня помехи, прошедшей через селективные церии закладного устройства, необходимо повышать амплитуду помехового сигнала, подаваемого в линию.

С целью нарушения режимов работы передатчиков закладных устройств (линейности, частоты излучения и др.) в телефонную линию подают также дополнительное постоянное напряжение, повышающее или понижающее номинальное напряжение в линии.

Метод компенсации предусматривает подачу в телефонную линию шумового маскирующего сигнала в речевом диапазоне и компенсацию этой помехи на приемной стороне с помощью адаптивного фильтра. На фильтр, включенный в линию до приемного телефонного аппарата, поступают сигнал с помехой из телефонной линии и помеха, подаваемая в линию от генератора помех. В этом случае из сигнала с помехой вычитается помеха, что обеспечивает прослушивание речевого сигнала без помехи.

Физическое подавление достигается подачей в телефонную линию импульсных кратковременных сигналов с амплитудой, превышающей напряжение пробоя элементов электрической схемы закладного устройства. Оно выводится из строя и для дальнейшего применения не пригодно. Для гарантированного «выжигания» входных элементов закладного устройства напряжение сигналов физического подавления достигает 1500 В и более. Но при применении метода «выжигания» необходимо строго выполнять требования по отключению от «выжигаемого» участка телефонной линии всех подключенных радиоэлектронных средств и проводов в телефонной коробке или на щите остальных ее участков. Так как закладные устройства могут подключаться к проводам телефонной линии в разрыв одного из них или параллельно, то «выжигание» производится при разомкнутых и замкнутых ее концах.

Устройства защиты телефонных линий. Устройства защиты предназначены для обнаружения и функционального и физического подавления закладных устройств подключаемых к телефонным линиям. Рассмотрим некоторые из них.

На рис. 5.26 приведена фотография анализатора проводных линий «LBD-50» [22].

Рис. 5.26. Анализатор проводных линий «LBD-50»

Назначение: для обнаружения фактов несанкционированного подключения к различным проводным коммуникациям, таким как телефонные линии, электрические сети переменного тока, линии охранной сигнализации и т.п. В анализаторе реализован комплекс методов обнаружения:

• измерения параметров линий, таких как ток утечки, напряжение, сопротивление изоляции. Индикация изменения этих значений относительно номинальных, то есть таких, которые соответствуют значениям, когда к телефонной линии подслушивающее • исследование нелинейных преобразований сигналов, подаваемых в линию. В этом случае в линию подается высокочастотное колебание и наличие 2-й и 3-й гармоник говорит о наличии закладки.

• анализ переходных процессов в линии. В линию посылается короткий импульсный сигнал. Отражение от неоднородности в месте подключения закладки приводит к появлению отклика. По отклику определяется расстояние до закладки, то есть место ее Анализатор проводных линий «LBD-50» позволяет проводить анализ линий до 800 м, цена 90 000 руб.

На рис. 5.27 и 5.28 приведены фотографии анализаторов проводных линий «УЛАН-2» и «TALAN» [22].

Кроме возможностей имеющихся у анализатора проводных линий «LBD-50» рассматриваемые анализаторы позволяют:

• проводить проверки любых телефонных линий на наличие несанкционированного звукового сигнала.

• осуществлять обнаружение и захват видеосигналов передаваемых в сети, их прием в реальном времени и запись.

• проводить тестирование линий на наличие радиочастотных сигналов до 8 ГГц.

Рис. 5.27. Анализатор проводных линий «УЛАН-2»

Рис. 5.28. Анализатор проводных линий «TALAN»

Цена анализатор проводных линий «УЛАН-2» – 41 000 руб., «TALAN»

– 520 000 руб.

На рис. 5.29 приведена фотография модуля для комплексной защиты телефонной линии от прослушивания «ПРОКРУСТ-2000» [26].

Рис. 5.29. Модуль для комплексной защиты телефонной линии от прослушивания В приборе реализовано запатентованное решение, позволяющее гарантированно предотвращать съем и передачу информации по телефонной линии в промежутках между телефонными переговорами методом постановки активной помехи, подавляющей действие практически любых, существующих на сегодняшний день, телефонных закладок. Прибор позволяет осуществлять обнаружение подключенных телефонных закладок и контролировать постоянную составляющую напряжения в телефонной линии. Диапазон шумового сигнала составляет 50 Гц...10 кГц, амплитуда помехи до 30 В. Цена телефонного модуля «ПРОКРУСТ-2000» – 35 000 руб.

На рис. 5.30 приведена фотография выжигателя телефонных закладных устройств «КОБРА» [27].

Рис. 5.30. Выжигатель телефонных закладных устройств «Кобра»

Выжигатель телефонных закладных устройств «Кобра» предназначен для предотвращения прослушивания помещений устройствами несанкционированного съема информации, подключенными к любым проводным коммуникациям путем их электрического уничтожения (выжигания). Импульсное напряжение на выходе устройства 1500 В.

Средства подавления диктофонов. Резкое уменьшение габаритов и усиление чувствительности современных диктофонов, а также возможность использования сотовых телефонов в режиме диктофона, привело к необходимости отдельно рассмотреть вопрос об их подавлении.

Для подавления портативных диктофонов используют устройства представляющие собой генераторы мощных шумовых сигналов дециметрового диапазона частот. Импульсные помеховые сигналы воздействуют на микрофонные цепи и усилительные устройства диктофонов, в результате чего оказываются записанными вместе с полезными сигналами, вызывая сильные искажения информации. Зона подавления, определяемая мощностью излучения, направленными свойствами антенны, а также типом зашумляющего сигнала обычно представляет собой сектор шириной от 30 до 80 градусов и радиусом до 5 м.

Дальность подавления современными средствами сильно зависит от нескольких факторов:

• тип корпуса диктофона (металлический, пластмассовый);

• используется выносной микрофон или встроенный;

• габариты диктофона;

• ориентация диктофона в пространстве.

На рис. 5.31 приведена фотография портативного подавителя диктофонов «Шторм КМ», а на рис. 5.32 – стационарного подавителя диктофонов «Сапфир-2» [22].

Рис. 5.31. Портативный подавитель диктофонов «Шторм КМ»

Рис. 5.32. Стационарный подавитель диктофонов «Сапфир-2»

Устройства подавления цифровых и кинематических диктофонов и блокирования работы закладных устройств (аудио и видео передатчиков), использующих для передачи информации каналы систем мобильной связи стандартов GSM-900/1800, E-GSM, AMPS/DAMPS, CDMA имеют примерно одинаковые технические характеристики:

• Дальность подавления цифровых диктофонов до 3 м (в зависимости от типа диктофона).

• Дальность подавления кинематических диктофонов до 5 м (в зависимости от типа диктофона).

• Дальность блокирования устройств, использующих каналы мобильной связи заявленных стандартов – до 25м (в зависимости от места использования относительно базовой станции).

• Отличительной особенностью рассматриваемых устройств является возможность навязывания музыкальной или речеподобной помех, что существенно понижает остаточную разборчивость

6. ПОБОЧНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ И НАВОДКИ

6.1. Виды побочных электромагнитных излучений и наводок Физическую основу случайных опасных сигналов, возникающих во время работы в выделенном помещении радиосредств и электрических приборов, составляют побочные электромагнитные излучения и наводки (ПЭМИН). Процессы и явления, образующие ПЭМИН, по способам возникновения можно разделить на 4 вида:

• не предусмотренные функциями радиосредств и электрических приборов преобразования внешних акустических сигналов в • паразитные связи и наводки;

• побочные низкочастотные излучения;

• побочные высокочастотные излучения.

За рубежом побочные электромагнитные излучения называют «компрометирующими» излучениями (compromising emanations). Факты побочных излучений отмечены еще в XIX веке. Например, в 1884 г. в телефонных аппаратах на улице Грей-Стоун-Род в Лондоне прослушивались телеграфные сигналы, излучаемые неглубоко и параллельно проложенными под землей телеграфными проводами. Первые работы по изучению этих излучений появились еще в 20-е годы, но полномасштабные исследования их начались с 40х годов XX века. Этому способствовало то, что развитие радиоприемной техники к этому времени создало возможности по практическому добыванию информации из побочных излучений. Например, после Второй мировой войны американскими спецслужбами были обнаружены побочные излучения и восстановлен в результате их перехвата информационный сигнал телетайпа советского представительства в Берлине. С середины 80-х годов постоянно растет количество по этой проблеме не только закрытых, но и открытых публикаций.

Побочные преобразования акустических сигналов в электрические сигналы. Преобразователи внешних акустических сигналов в электрические сигналы называются акустоэлектрическими преобразователями. К акустоэлектрическим преобразователям относятся физические устройства, элементы, детали и материалы, способные под действием переменного давления акустической волны создавать эквивалентные электрические сигналы или изменять свои параметры. Классификация акустоэлектрических преобразователей по физическим процессам, создающим опасные сигналы, приведена на рис. 6.1.

Рис. 6.1. 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.

Опасные сигналы в электродинамических акустоэлектрических преобразователях возникают в соответствии с законом электромагнитной индукции при перемещении провода в магнитном поле под действием акустической волны.

Наибольшей чувствительностью обладают электродинамические акустоэлектрические преобразователи в виде динамических головок громкоговорителей (см. рис. 6.2).

Рис. 6.2. Схема электродинамического громкоговорителя Сущность преобразования состоит в следующем. Под давлением акустической волны соединенная с диффузором катушка в виде картонного цилиндра с намотанной на нем тонкой проволокой перемещается в магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом цилиндрической формы. В соответствии с законом электромагнитной индукции в проводах катушки возникает электродвижущая сила (ЭДС), величина которой пропорциональна громкости звука.

Аналогичный эффект возникает в электромагнитных акустоэлектрических преобразователях. К ним относятся электромагниты электромеханических звонков и капсюлей телефонных аппаратов, шаговые двигатели вторичных часов, кнопочные извещатели ручного вызова пожарной службы охраняемого объекта и др. Электрические сигналы индуцируются в катушках электромагнитов этих устройств в результате изменений напряженности создаваемых ими полей, вызванных изменениями под действием акустической волны воздушного зазора между сердечником и якорем электромагнита или статора (неподвижной части) и ротора (подвижной) части электродвигателя.

Для приведенной на рис. 6.3 схемы электромагнитного акустоэлектрического преобразователя напряжение Е на концах проволоки, намотанной на катушке, пропорционально количеству витков W, площади s и относительной магнитной проницательности µ о сердечника, обратно пропорционально расстоянию между полюсом сердечника и подвижного якоря.

Рис. 6.3. Схема электромагнитного акустоэлектрического преобразователя Перечень бытовых радио- и электроприборов, в которых возникают подобные процессы и которые устанавливаются в служебных и жилых помещениях, достаточно велик. К ним относятся: телефонные аппараты с электромеханическими звонками, вторичные электрические часы системы единого времени предприятия или организации, вентиляторы и др. Уровни опасных сигналов в этих цепях зависят от конструкции конкретного типа средства и их значения имеют значительный разброс. Например, опасные сигналы, создаваемые звонковой цепью телефонного аппарата, могут достигать значений долей и единиц мВ.

Активными пьезоэлектрическими 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.

Если схема электрической цепи содержит катушку с витками проволоки, то под действием акустической волны изменяются расстояние между витками и геометрические размеры самой катушки. В результате этого, как следует из соответствующих формул, изменяется индуктивность катушки. Если, например, катушка является элементом частотно-задающего контура генератора, то изменение индуктивности вызывает частотную модуляцию сигнала генератора. В итоге информация, записанная в параметры акустической волны, переписывается в параметры электрического сигнала, способного перенести ее к злоумышленнику на большое расстояние. Аналогичная картина наблюдается при изменении под действием акустической волны емкости контура генератора.

Если акустоэлектрический преобразователь представляет собой реактивное сопротивление, величина которого меняется в соответствии с параметрами акустического сигнала, то изменение этого сопротивления вызывает амплитудную модуляцию тока в цепи.

Разновидностью индуктивного является магнитострикционный акустоэлектрический преобразователь. Магнитострикция проявляется в изменении магнитных свойств ферромагнитных веществ (электротехнической стали и ее сплавов) при их деформировании (растяжении, сжатии, изгибании, кручении). Такое явление называется Виллари-эффектом или обратной магнитострикцией, открытым итальянским физиком Э. Виллари в 1865 г. Этот эффект обусловлен изменением под действием механических напряжений доменной структуры ферромагнетика. Прямая магнитострикция заключается в изменении геометрических размеров и объема ферромагнитного тела при помещении его в магнитное поле. В результате обратной магнитострикции под действием акустической волны изменяется магнитная проницаемость сердечников контуров, дросселей, трансформаторов радио- и электротехнических устройств, что приводит к эквивалентному изменению значений индуктивностей цепи и модуляции протекающих через них высокочастотных сигналов.

К наиболее распространенным случайным акустоэлектрическим преобразователям относятся:

• вызывные устройства телефонных аппаратов;

• динамические головки громкоговорителей, электромагнитные капсюли телефонных трубок, электрические двигатели вторичных часов системы единого времени и бытовых электроприборов;

• катушки контуров, дросселей, трансформаторов, провода монтажных жгутов, пластины (электроды) конденсаторов;

• пьезоэлектрические вещества (кварцы генераторов, виброакустические излучатели акустических генераторов помех);

• ферромагнитные материалы в виде сердечников трансформаторов и дросселей.

Угроза информации от акустоэлектрического преобразователя зависит, прежде всего, от его чувствительности. Чувствительность акустоэлектрического преобразователя характеризуется отношением величины электрического сигнала на его выходе или изменения падающего на нем напряжения к силе звукового давления на поверхность чувствительного элемента преобразователя на частоте f = 1000 кГц и измеряется в В/Па или мВ/Па. Очевидно, что чем выше чувствительность случайного акустоэлектрического преобразователя, тем больше потенциальная угроза от него для безопасности акустической информации.

Чувствительность в мВ/Па некоторых акустоэлектрических преобразователей приведена в таблице 6.1.

Таблица 6. Опасные сигналы, образованные акустоэлектрическими преобразователями, могут: распространяться по проводам, выходящим за пределы контролируемой зоны; излучаться в эфир; модулировать другие, более мощные электрические сигналы, к которым возможен доступ злоумышленников.

Техническую основу для реализации первой угрозы создают, например, неработающий громкоговоритель городской ретрансляционной сети и звонковая цепь телефонных аппаратов устаревших, но широко еще применяемых типов (ТА-68М, ТА-72М, ТАН-70-2, ТАН-76-3, ТА-1146, ТА-1162, ТА-1164 и др.). Головка громкоговорителя непосредственно подключается к кабелю (двухжильному проводу) при приеме первой программы городской ретрансляционной сети через согласующий трансформатор, который повышает амплитуду опасных сигналов до 30-40 мВ. Сигнал такой амплитуды может распространяться по проводам ретрансляционной сети на значительные расстояния, достаточные для снятия информации злоумышленником за пределами территории организации. Однако если в радиотрансляционной сети идет передача речи или музыки, то сигналы этой передачи, имеющие существенно большую (в 100-200 раз) амплитуду и совпадающий диапазон частот, подавляют опасные сигналы. Поэтому работающие громкоговорители, может быть, и мешают работе людей, но исключают утечку информации из помещений через акустоэлектрические преобразователи в громкоговорителях.

Иная ситуация с акустоэлектрическими преобразователями в телефонных аппаратах. Телефонные линии постоянно подключены к источнику тока напряжением порядка 60 В. Хотя опасные сигналы на выходе звонковой сети составляют единицы и доли мВ, их нетрудно отделить с помощью фильтра от значительно более высокого напряжения постоянного тока в телефонной линии. Постоянный ток фильтр не пропускает, а опасные сигналы с речевой информацией от акустоэлектрических преобразователей с частотами в звуковом диапазоне проходят через фильтр с малым ослаблением, а затем усиливаются до необходимого значения.

Опасными сигналами на выходе акустоэлектрических преобразователей, имеющими даже весьма малые значения (доли милливольт), нельзя пренебрегать. Во-первых, чувствительность современных радиоприемников и усилителей электрических сигналов превышает в десятки и сотни раз уровни наиболее распространенных опасных сигналов, а, во-вторых, маломощные опасные сигналы могут модулировать более мощные электрические сигналы и поля и таким образом увеличивать дальность распространения опасных сигналов. Например, если опасные сигналы попадают в цепи генераторов (гетеродинов) любого радио- или телевизионного приемника, то они модулируют гармонические колебания этих генераторов по амплитуде или частоте и распространяются за пределы помещения уже в виде электромагнитной волны. Также поля опасных сигналов на выходе акустоэлектрических преобразователей, которые сами по себе из-за малой напряженности не несут большой угрозы безопасности информации, могут наводить в цепях рядом расположенных радиоэлектронных средств электрические сигналы с аналогичным эффектом.

Паразитные связи и наводки. В любом радиоэлектронном средстве или электрическом приборе наряду с токопроводами (проводами, проводниками печатных плат), предусмотренными их схемами, возникают многочисленные побочные пути, по которым распространяются электрические сигналы, в том числе опасные сигналы акустоэлектрических преобразователей.

Эти пути создаются в результате паразитных связей и наводок. Первопричиной их являются поля, создаваемые электрическими зарядами и токами в цепях радиоэлектронных средств и приборов.

Постоянные электрические заряды и электрический ток в элементах и цепях радиосредств и электрических приборов создают соответствующие электрические и магнитные поля, а заряды и ток переменной частоты — электромагнитные поля. Поля распространяются в пространстве и воздействуют на элементы и цепи других технических средств и систем. Кроме того, для функционирования средств и систем необходимо обеспечить гальваническое соединение их элементов. Из-за гальванических соединений возникают дополнительные пути для распространения сигналов одних узлов и блоков по цепям других. В результате воздействия побочных полей и влияния через проводники и резисторы сигналов одних узлов и блоков на сигналы других блоков и узлов возникают паразитные связи и наводки как внутри радиоэлектронных средств, так и между рядом расположенными средствами. Эти связи и наводки ухудшают работу узлов, блоков и средств в целом. Поэтому при проектировании радиоэлектронных средств уровни этих паразитных связей и наводок снижают до допустимых значений. Чем выше требования к характеристикам средств, тем требуются большие усилия, а следовательно, и затраты для нейтрализации паразитных связей и наводок. Основная часть высокой цены (десятки тысяч долларов) высокоточных контрольно-измерительных приборов фирм Hewlett Packard, Ronde & Scwarz и др. приходится на меры по уменьшению паразитных связей и наводок.

Однако, несмотря на принимаемые меры по снижению уровня паразитных связей и наводок для обеспечения требуемых характеристик радиоэлектронного средства, остаточный их уровень создает угрозы для информации, содержащейся в информационных параметрах сигналов, циркулирующих в радиоэлектронном средстве. Поэтому любое радиоэлектронное средство или электрический прибор следует с точки зрения информационной безопасности рассматривать как потенциальный источник угрозы безопасности информации.

Известны три вида паразитных связей:

Емкостная связь образуется в результате воздействия электрического поля, индуктивная — воздействия магнитного поля, гальваническая связь — через общее активное сопротивление.

Модель емкостной паразитной связи представлена на рис. 6.4.

На этом рисунке Ua — переменное напряжение точки А относительно корпуса, создающий электрическое поле. В результате воздействия этого поля в точке В также возникает переменное напряжение.

Так как между рядом расположенными основными и вспомогательными средствами связи существует паразитная емкостная связь, способствующая передаче сигналов с защищаемой информацией от основных технических средств и систем (ОТСС) к вспомогательным техническим средствам и системам (ВТСС), то для определения величины наводки надо знать их паразитные емкости. Эти емкости называются собственными емкостями радиоэлектронного средства и электрического прибора.

Паразитная индуктивная связь иллюстрируется рис. 6.5.

Переменный ток, протекающий по цепи А, создает магнитное поле, силовые линии которого достигают проводников другой цепи В и наводят в ней ЭДС Взаимная индуктивность замкнутых цепей зависит от взаимного расположения и конфигурации проводников. Она тем больше, чем большая часть магнитного поля тока в одной цепи пронизывает проводники другой цепи.

Гальваническую паразитную связь еще называют связью через общее сопротивление, входящее в состав нескольких цепей. Такими общими сопротивлениями могут быть сопротивление соединительных проводов и устройств питания и управления. Например, узлы и блоки компьютера, осуществляющего обработку информации, соединены с напряжением +5 В блока питания. Для установки «0» триггеров дискретных устройств на соответствующие их входы подается одновременно соответствующий сигнал управления. На рис. 6.6 приведена упрощенная схема, иллюстрирующая возникновение гальванической связи.

Рис. 6.6. Паразитная гальваническая связь В соответствии с ним к блоку питания через общие сопротивления Z01, Z02 и Z03 подключены узел 1 и узел 2 радиоэлектронного средства. Сигнал напряжением UИ 1-го узла создает токи Iц1 и Iц2 в результате которых на эквивалентном сопротивлении Zн 2-го узла возникает напряжение наводки UH.

Отношение = Uн /Uи называется коэффициентом паразитной гальванической связи.

Если побочные поля и электрические токи являются носителями защищаемой информации, то паразитные наводки и связи могут приводить к утечке информации. Следовательно, паразитные связи и наводки представляют собой побочные физические процессы и явления, которые могут приводить к утечке защищаемой информации.

Возможность утечки информации через паразитные связи и наводки носит вероятностный характер и зависит от многих факторов, в том числе от конфигурации, размеров (относительно периода колебаний протекающих токов) и взаимного положения излучающих и принимающих токопроводящих элементов средств. В отличие от предусмотренных для связи функциональных антенн, конструкция и характеристики которых определяются при создании радиопередающих и радиоприемных средств, эти элементы можно назвать случайными антеннами.

Случайными антеннами могут быть монтажные провода, соединительные кабели, токопроводы печатных плат, выводы радиодеталей, металлические корпуса средств и приборов и другие элементы средств. Параметры случайных антенн существенно хуже функциональных. Но из-за небольших расстояний между передающими и приемными случайными антеннами (в радиоэлектронном средстве или одном помещении) они создают угрозы утечки информации.

Случайные антенны имеют сложную и часто априори неопределенную конфигурацию, достаточно точно рассчитать значения их электрических параметров, совпадающих с измеряемыми, очень сложно. Поэтому реальную случайную антенну заменяют ее моделями в виде проволочной антенны — отрезка провода (вибратора) и рамки.

Паразитные связи могут вызывать утечку информации по проводам и создавать условия для возникновения побочных электромагнитных излучений. За счет паразитных связей возникают опасные сигналы в проводах кабелей различных линий и цепей, в том числе в цепях заземления и электропитания, а также возникают паразитные колебания в усилителях, дискретных устройствах и др.

Серьезную угрозу безопасности информации создают наводки сигналов ОТСС на провода и кабели, выходящие за пределы контролируемой зоны (рис. 6.7).

Когда ток проходит по проводникам первой цепи (Ц1), вокруг них создается магнитное поле, силовые линии которого пронизывают проводники второй цепи (Ц2). В результате этого по цепи Ц2 потечет помимо основного еще и переходной ток, создающий помеху основному. Защищенность от взаимных помех оценивается так называемым переходным затуханием Z = 101gPcl/Pн2, где Рс1 и Рн2 — мощность сигналов в 1-й цепи и наводки от них во 2-й цепи. Для надежной защиты информации переходное затухание должно быть не менее величины 101gPc/Pпр, где Рс и Рпр — мощность сигнала с информацией и чувствительность приемника злоумышленника, перехватывающего наведенный сигнал. Так как кабели в здании укладываются в специальных колодцах и нишах, то между кабелями за счет их достаточно близкого и параллельного на большом расстоянии расположения возникают достаточно большие паразитные связи между кабелями внутренней и городской АТС, других информационных линий связи, цепями электропитания и заземления. Так как сотрудники организации при разговоре по телефонам внутренней АТС чаще допускают нарушения режима секретности (конфиденциальности), чем во время разговора по городской АТС, то при регулярном подслушивании разговоров по внутренней АТС можно добыть ценную информацию.

Современная архитектура служебных помещений предусматривает создание между межэтажными перекрытиями и потолком (полом) свободного пространства для прокладки различных кабелей (электропитания, внутренней и городской АТС, трансляции, оперативной и диспетчерской связи, сетей передачи данных и др.). Это создает дополнительные возможности для возникновения между проводами кабелей паразитных связей и появления опасных сигналов, распространяющихся за пределы контролируемой зоны.

Низкочастотные и высокочастотные излучения технических средств. Большую угрозу безопасности информации создают также побочные излучения радио- и электротехническими средствами электромагнитных полей, содержащих защищаемую информацию. Источниками излучений могут быть цепи, содержащие статические или динамические заряды (электрический ток), в информационные параметры которых тем или иным способом записывается защищаемая информация. Носители защищаемой информации в виде статических или динамических зарядов могут попадать в эти цепи непосредственно, если эти цепи участвуют в обработке, передаче и хранении защищаемой информации или сами элементы цепей обладают свойствами акустоэлектрических преобразователей, или опосредованно, когда опасные сигналы проникают в излучающие цепи через паразитные связи.

Вид излучения и характер распространения электромагнитного поля в пространстве зависит от частоты колебаний поля и вида излучателя. Различают низкочастотное и высокочастотные опасные излучения.

Под низкочастотными излучениями понимаются излучения электромагнитных полей, частоты которых соответствуют звуковому диапазону. Источниками таких излучений являются устройства и цепи звукоусилительной аппаратуры (микрофоны, усилители мощности, аудиомагнитофоны, громкоговорители и их согласующие трансформаторы, кабели между микрофонами и усилителями, усилителями и громкоговорителями, цепи, содержащие случайные акустоэлектрические преобразователи, телефонные аппараты и кабели внутренней АТС и др.).

Наибольшую угрозу создают средства звукофикации помещений для озвучивания акустической информации, содержащей государственную или коммерческую тайну. Эти средства включают микрофоны, усилители мощности, громкоговорители, устанавливаемые на стенах больших помещений (залов для совещаний, конференц-залов) или в спинки кресел, а также соединительные кабели. Причем часто усилители мощности размещаются в техническом помещении, удаленном на значительном расстоянии от конференцзала. По проводам кабелей звукоусилительной аппаратуры протекают большие токи, составляющие доли и единицы ампер. Эти токи создают мощные магнитные поля, которые, во-первых, могут распространяться за пределы выделенного помещения, здания и даже организации, а во-вторых, наводить ЭДС в любых токопроводящих конструкциях, в том числе в цепях электропитания и металлической арматуре зданий.

К высокочастотным опасным излучениям относятся электромагнитные поля, излучаемые цепями радиоэлектронных средств, по которым распространяются высокочастотные (выше звукового диапазона) сигналы с секретной (конфиденциальной) информацией. Можно утверждать, что если не приняты специальные дополнительные меры, то источниками подобных опасных побочных ВЧ-излучений могут быть любые цепи радио – и электрических средств. К основным источникам побочных излучений с мощностью, достаточной для распространения электромагнитного поля за пределы контролируемой зоны, например помещения, относятся:

• гетеродины радио- и телевизионных приемников;

• генераторы подмагничивания и стирания аудио- и видеомагнитофонов;

• усилители и логические элементы в режиме паразитной генерации;

• электронно-лучевые трубки средств отображения защищаемой информации (мониторов, телевизоров);

• элементы ВЧ-навязывания;

• мониторы, клавиатура, принтеры и другие устройства компьютеров, в которых циркулируют сигналы в параллельном коде.

Гетеродины радио- и телевизионных приемников являются генераторами гармонических колебаний, необходимыми для преобразования частоты принимаемого сигнала в промежуточную частоту. Гармоническое колебание с гетеродина подается на смеситель, на нелинейном элементе (диоде или транзисторе) которого осуществляется преобразование входного (принимаемого) сигнала в сигнал промежуточной частоты. Частоты сигналов гетеродинов отличаются на величину промежуточной частоты (465 кГц — для ДВ-, СВ- и КВ-диапазонов, 10 МГц — для УКВ-диапазонов) от принимаемых сигналов и могут иметь значения от сотен кГц до десятков ГГц. Если элементы контура (индуктивность и емкость) гетеродина обладают свойствами акустоэлектрических преобразователей или в него проникают опасные сигналы от других акустоэлектрических преобразователей, то возможна амплитудная или частотная модуляция сигналов гетеродина. Мощность излучения модулированных сигналов гетеродина тем больше, чем ближе значения длины волны гармонического колебания к длине цепей, по которым протекают сигналы гетеродинов. Часто она бывает достаточной для подслушивания речевой информации в кабинете руководителя с включенным радио- или телевизионным приемником с помощью бытовых радиоприемников в соседних помещениях или даже зданиях.

Генераторы сигналов высокочастотного подмагничивания и стирания магнитофонов создают гармонические колебания на частотах в сотни кГц. Генераторы сигналов высокочастотного подмагничивания необходимы для обеспечения аналоговой аудио- и видеозаписи с малыми нелинейными искажениями. Зависимость остаточной намагниченности магнитной пленки от напряженности магнитного поля в головке записи нелинейная, что вызывает нелинейные искажения в записанном сигнале. Путем подачи в магнитную головку наряду с током записи дополнительного тока подмагничивания с частотой около 100 кГц и амплитудой, в 6-8 раз превышающей максимальную амплитуду тока записи, устанавливается рабочая точка для тока записи на линейном участке кривой намагничивания магнитной ленты. В результате выбора оптимального тока подмагничивания удается уменьшить нелинейные искажения сигналов записи до единиц процентов.

Генератор высокочастотного стирания обеспечивает стирание записанной на магнитную ленту информации путем размагничивания ее магнитного слоя практически до нуля. Для этого в стирающую головку аудиомагнитофона подается ток с частотой 50-100 кГц. При такой частоте тока стирания и уменьшения напряженности магнитного поля головки в результате удаления стираемого элементарного участка движущейся магнитной ленты от зазора стирающей магнитной головки происходит многократное перемагничивание участка с убывающей до нуля намагниченностью. В отличие от высокочастотного стирания уничтожение информации путем воздействия на магнитный слой магнитным полем постоянного магнита, который применяется в качестве стирающей головки в специальных диктофонах, обеспечивается путем намагниченности магнитного слоя ленты до насыщения.

Паразитная генерация может возникнуть при определенных условиях в усилителях и логических элементах дискретной техники. Логический элемент рассматривается в данном контексте как усилитель с очень высоким коэффициентом усиления.

Так как между элементами усилителя всегда существуют емкостные, индуктивные и гальванические паразитные связи, то на входе усилителя наряду с усиливаемым внешним сигналом присутствуют сигналы, проникшие во входные цепи через паразитную обратную связь, в том числе с выхода усилителя. Обобщенная математическая модель усилителя с обратной связью представлена на рис. 6.8.

Рис. 6.8. Модель усилителя с обратной связью Режим усиления переходит в режим генерации, когда выходной сигнал достигает максимального значения и поддерживается на этом уровне независимо от UBX.

Например, если К = 10, то для возникновения генерации необходимо проникновение 0,1 части выходного сигнала на вход усилителя. Для усилителя с К = 100 достаточно поступления на его вход 0,01 части выходного сигнала. Эта зависимость объясняет возможность паразитной генерации в логических элементах дискретной техники. Высокий коэффициент усиления логического элемента и высокая частота спектральных составляющих фронта дискретного сигнала создают благоприятные условия для возникновения паразитной генерации в логических элементах.

Второе условие предусматривает, что изменение фазы сигнала обратной связи должно быть противоположно величине фазового сдвига усилителя.

Это означает, что фазы внешнего сигнала и сигнала обратной связи должны быть приблизительно равными. Обратная связь, при которой фаза сигнала на входе усилителя совпадает с фазой сигнала обратной связи, называется положительной, а когда фазы этих сигналов противоположные — отрицательной. Если положительная обратная связь способствует паразитной генерации, то отрицательная, наоборот, повышает стабильность работы усилителя, но за счет некоторого снижения напряжения на выходе усилителя. Поэтому в усилителях с высоким коэффициентом усиления для исключения паразитной генерации создают между каскадами отрицательную обратную связь, а также применяют комплекс мер по уменьшению паразитных связей.

С этой целью при монтаже используют короткие экранированные провода, элементы входных и выходных цепей разносят на максимально возможное расстояние, экранируют трансформаторы усилителей, в цепи питания предварительных каскадов устанавливают RC-фильтры низких частот, усилительные каскады размещают в одну линию и др.

Опасность паразитной генерации состоит также в том, что она часто возникает на частотах выше рабочего диапазона и без специальных исследований не обнаруживается. Действительно, с ростом частоты обрабатываемых сигналов уменьшаются значения паразитных емкостных и индуктивных сопротивлений между каскадами. В результате этого увеличиваются Кос и сдвиг фазы сигналов, прошедших через паразитные связи. Поэтому возможность выполнения условий генерации в усилителе на частотах, превышающих верхнюю частоту рабочего диапазона частот усилителя, повышается. Хотя на этой частоте полезные сигналы на вход усилителя не подаются, но на его входе присутствуют сигналы, обусловленные тепловым шумом и проникшие через паразитную обратную связь. Любая шумовая реализация на входе усиливается усилителем и частично возвращается через паразитную обратную связь на его вход. При равенстве фаз величина суммарного сигнала на входе усилителя повышается, что приводит к росту сигнала на выходе усилителя.

Следствием этого является увеличение сигнала Uoc и дальнейшее увеличение сигнала на входе усилителя и т. д. Происходит лавинообразный процесс нарастания амплитуды сигнала на входе и выходе усилителя, завершаемый процессом непрерывной генерации на частоте рез. Поэтому не рекомендуется, например, применять в усилителях низкой частоты высокочастотные транзисторы, которые усиливают шумы с частотами выше верхней границы рабочего диапазона частот.

Паразитная генерация усилителя или логического элемента создает угрозу информации, если она записывается в информационные параметры паразитного колебания, т. е. происходит его модуляция информационными сигналами. Это явление возникает в случае, если цепи паразитного генератора содержат акустоэлектрические преобразователи или в них попадают опасные сигналы от других случайных акустоэлектрических преобразователей усилителя.

Люминофор электронно-лучевых трубок средств отображения под действием электронов излучает, кроме света, электромагнитное поле в широком диапазоне радиочастот с напряженностью, которая обеспечивает возможность перехвата сигналов на удалении в десятки метров. Учитывая, что сигналы управления электронным лучом трубки подаются последовательно во времени, их побочные ВЧ-излучения создают серьезную угрозу для отображаемой на экране трубки информации.

Устройства компьютера, в которых распространяются сигналы в последовательном коде (мониторы, клавиатура, принтеры и другие), также представляют собой источники опасных сигналов. Замена монитора компьютера на электронно-лучевой трубке на жидкокристаллический монитор не устраняет проблему защиты информации, отображаемой на его экране. Хотя экран жидкокристаллического монитора не создает опасные излучения, но в устройстве управления значениями пикселей строки монитора присутствуют последовательные информационные сигналы. Спектр этих сигналов имеет широкий спектр в диапазоне сотен МГц. В результате их перехвата возможно восстановление изображения.

К излучающим элементам ВЧ-навязывания относятся радио - и механические элементы, которые обеспечивают модуляцию подводимых к ним внешних электрических и радиосигналов. К таким элементам относятся:

• нелинейные элементы, на которые одновременно поступают низкочастотный электрический сигнал с защищаемой информацией (опасный сигнал) и высокочастотный гармонический сигнал;

• токопроводящие механические конструкции, изменяющие свой размер и переотражающие внешнее электромагнитное поле.

Если на нелинейный элемент (диод, транзистор) подаются 2 сигнала:

низкочастотный сигнал uс(t), в информационные параметры, которых, записана информация, и высокочастотный (сотни кГц – единицы ГГц) гармонический сигнал uвч от внешнего генератора, то в токе через нелинейный элемент появятся высокочастотные составляющие, модулированные по амплитуде опасным сигналом.

Из этого следует наличие в спектре тока высокочастотных гармоник опасного сигнала, несущих защищаемую информацию. Этот ток создает электромагнитное поле, мощность которого зависит не только от мощности сигналов, но и от соотношения длины его волны и длины цепи, по которой протекает ток. Такой вариант реализуется путем подачи внешнего высокочастотного электрического сигнала в телефонную проводную линию.

Другим видом излучателя ВЧ-навязывания являются механические конструкции, способные изменять свой размер под действием акустической волны и переотражать внешнее электромагнитное поле. Такие конструкции, как правило, образуют замкнутую полость с токопроводящими поверхностями, одна из которых – тонкая и способна колебаться в соответствии с акустическим сигналом мембрана. При колебании мембраны изменяются геометрические размеры полости. Полость представляет собой колебательный контур, собственная частота которого определяется ее геометрическими размерами.

При облучении конструкции электромагнитным полем с частотой колебания, равной собственной частоте контура, возникают резонансные явления и переотражается максимум энергии облучаемого поля. При колебаниях мембраны изменяются частота и напряженность переотраженного поля. После приема переотраженного поля из него можно выделить путем демодуляции электрический сигнал, соответствующий акустическому. Такой излучатель ВЧ-навязывания по существу представляет собой пассивный акустоэлектрический преобразователь подводимой энергии.

Дальность распространения излучаемого ВЧ-электромагнитного поля зависит от его мощности, частоты колебания, величины затухания поля в среде и характера распространения поля.

Характер распространения электромагнитного поля в свободном пространстве описывается 4 уравнения Максвелла, приведенными им в 1873 г. в труде «Трактат об электричестве и магнетизме». Эти уравнения явились обобщением открытых ранее законов электрического и магнитного полей.

В соответствии с первым уравнением любое магнитное поле создается электрическими токами и изменением во времени электрического поля. Второе уравнение обобщает закон электромагнитной индукции, открытый Фарадеем в 1831 г., и указывает на то, что в результате изменения магнитного поля в любой среде появляется электрическое поле. Из третьего уравнения Максвелла следует, что поток вектора электрической индукции через любую замкнутую поверхность равен сумме зарядов в объеме, ограниченном этой поверхностью. Четвертое уравнение позволяет сделать вывод о том, что число силовых линий магнитного поля, входящих в среду некоторого объема, равно числу силовых линий, выходящих из этого объема. Это возможно при условии отсутствия в природе магнитных зарядов.

Из уравнений Максвелла также следует, что автономно (независимо) в природе могут существовать только постоянные электрические и магнитные поля. Поле, излучаемое зарядами и токами переменной частоты, является электромагнитным. В нем присутствуют электромагнитные и электрические компоненты, которые описываются взаимно перпендикулярными векторами.

В зависимости от вида излучателя и расстояния от него до точки измерения характер изменения и соотношения между этими компонентами отличаются и изменяются. Характер распространения электромагнитного поля поддается точному математическому описанию для моделей излучателей в виде элементарных вибраторов. В качестве элементарного вибратора рассматривается модель излучателя, размеры которой существенно меньше длины волны излучаемого электромагнитного поля и расстояния от излучателя до точки измерения. Для такой модели параметры излучения во всех точках принимаются равными. Различают элементарные электрический вибратор и магнитную рамку. Электрический вибратор возбуждается источником переменной электродвижущей силы (источником зарядов), магнитная рамка — протекающим по рамке током.

В реальных условиях, с учетом переотражения электромагнитных волн от многочисленных преград (зданий, стен помещений, автомобилей и т. д.), характер распространения столь сложен, что в общем случае не поддается строгому аналитическому описанию.

В зависимости от соотношения геометрических размеров источников излучений и расстояния от них до точки измерения поля различают сосредоточенные и распределенные источники. Сосредоточенные источники имеют размеры, существенно меньшие, чем расстояние от источника до точки наблюдения. К сосредоточенным источникам относится большинство радиоэлектронных средств и их узлов, а также головки громкоговорителей. Для распределенных источников их геометрические размеры соизмеримы или больше расстояния до них. Типовые распределенные источники электромагнитного излучения – провода кабелей линий связи.

Утечка информации по цепям электропитания. К цепям, имеющим выход за пределы контролируемой зоны и в которые могут проникнуть опасные сигналы через паразитные связи любых видов, относятся, прежде всего, цепи электропитания. Поэтому предотвращение утечки информации по этим цепям является одной из задач инженерно-технической защиты информации.

Цепи электропитания обеспечивают передачу электрической энергии в виде переменного электрического тока напряжением 380/220 В и частотой Гц от внешних источников (подстанций) подавляющему большинству устанавливаемых в помещениях радио- и электрических приборов (технических средств и систем – ТСС). Соединение источника и приемника производят при помощи трех или четырех проводов. При трехпроводной линии передачи источники могут быть соединены как треугольником, так и звездой (рис. 6.9).

Рис. 6.9. Схема цепей электропитания здания В последнем случае точка соединения концов обмоток трансформатора (нейтральный провод – нейтрал) остается неподключенной и схема подключения не имеет нейтрального провода. Чаще используемую четырехпроводную линию передачи электроэнергии применяют при соединении фаз источника и приемника звездой. Один из проводов соединяет точки нейтралей и заземляется (рис. 6.9). Напряжение каждой фазы относительно нейтрального провода (фазовое напряжение) при соединении звездой составляет 220 В, линейное напряжение (между фазами) больше – 380 В. Трехфазное напряжение применяется для электропитания в основном мощных электродвигателей различных технических средств, однофазное напряжение 220 В – для электропитания радиоэлектронных средств и бытовых маломощных электрических приборов (ламп освещения, вентиляторов, холодильников, электронагревательных приборов и др.).

В качестве первичных источников электропитания ТСС используются трансформаторные подстанции (ТПС) типа ТП 6-10/04 кВ или другие, понижающие трехфазное напряжение 6…10 кВ от центрального распределительного пункта (ЦРП) или главной понижающей подстанции (ГПП) до трехфазного напряжения 380 В. К потребителям электроэнергия от трансформаторной подстанции подается, как правило, по радиальной схеме, в соответствии с которой каждый потребитель или их группа питается по отдельной линии от соответствующего коммутационного узла. Линии передачи представляют собой, как правило, четырехжильные силовые кабели.

Так как цепи электропитания выходят за пределы охраняемой зоны, то распространение по ним опасных сигналов создает угрозу безопасности защищаемой информации. Существуют, по крайней мере, 4 причины появления опасных сигналов в цепях электропитания.

Первой причиной является наведение в них ЭДС полями НЧ и ВЧ побочных излучений ОТСС.

Вторая причина обусловлена модуляцией тока электропитания токами радиоэлектронного средства (РЭС). Иллюстрирующая эту причину модель представлена на рис. 6.10.

Источником электропитания радиоэлектронного средства является блок питания, который можно представить в виде передаточной функции K(j).

Нагрузкой вторичного источника электропитания являются узлы и блоки РЭС. Эту нагрузку можно представить в виде сопротивления или проводимости GH(t). Величина проводимости нагрузки меняется в соответствии с характером изменения величины обрабатываемого полезного сигнала S(t), или.

GH(t) S(t). Поэтому ток в цепи электропитания блока Iэп будет пропорционален величине обрабатываемого полезного сигнала S(t). Из анализа следует, что ток в цепи электропитания содержит составляющие с частотами полезного сигнала, которые можно выделить и с которых можно снять информацию.

Типовой вторичный источник питания (блок питания) состоит из следующих последовательно соединяемых узлов:

• сетевого трансформатора с коэффициентом трансформации п;

• устройства для защиты блока питания от короткого замыкания.

Трансформатор преобразует напряжение 220 В в напряжение питания узла (блока) радиоэлектронного средства. Для получения постоянного напряжения переменный ток выпрямляется и с целью уменьшения пульсаций фильтруется. Параметры фильтра определяются из условия обеспечения допустимого коэффициента пульсаций напряжения питания порядка 1-2% выходных каскадов РЭС, токи в которых составляют большую часть токов через эквивалентную нагрузку с проводимостью G.