СПОСОБ ЗАЩИТЫ РЕЧЕВОЙ ИНФОРМАЦИИ ОТ ЛАЗЕРНОГО ПЕРЕХВАТА
VOICE INFORMATION AGAINST LASER INTERCEPTION PROTECTION METHOD

Область техники
Изобретение относится к области защиты информации от утечки по техническим каналам, в частности, к способам защиты речевых сигналов, циркулирующих в помещении, от лазерного перехвата снаружи через окно.
Современный уровень техники
Оптико-электронный (лазерный) канал утечки акустической информации образуется при облучении зондирующим лазерным лучом вибрирующих под действием акустического речевого сигнала отражающих поверхностей помещений (оконных стекол, рам, зеркал, предметов и т.д.). Отраженное лазерное излучение модулируется речевым сигналом, циркулирующем в помещении, по амплитуде и фазе, его принимают приемником оптического (лазерного) излучения, при демодуляции которого выделяют речевую информацию.
Для организации такого канала предпочтительным является использование зеркального отражения лазерного луча, осуществляющего перехват с расстояния до нескольких сотен метров. Однако при небольших расстояниях до отражающих поверхностей (до десятков метров) может быть использовано диффузное отражение лазерного излучения [1].
Лазерный перехват опасен еще и тем, что его трудно обнаружить, поскольку он использует инфракрасные (т.е. невидимые) лучи с длиной волны до 10 мкм.
Для предотвращения возможности лазерного перехвата оборудуют средствами защиты от перехвата специальные помещения без окон [2]. Эти помещения дороги и персоналу находиться в них длительно весьма некомфортно.
Однако в большинстве помещений секретные разговоры происходят редко, а обычная работа - постоянно. В таких помещениях надо обеспечить комфортные условия работы и одновременно возможность иногда оперативно организовывать надежную защиту помещения от несанкционированного перехвата речевого сигнала. Как упомянуто выше, самые уязвимые с точки зрения защиты речевого сигнала от лазерного перехвата -окна помещения, через которые лазерный луч может проникнуть в помещение извне.
Стекла окон легкие, упругие, в них большие площади воздействия звукового сигнала изнутри помещения. Вибрациям от речевого сигнала подвержены также рамы и обрамление окон - переплеты, форточки. Для защиты применяют системы виброакустической защиты (СВАЗ), содержащие генераторы электрического маскирующего шума и присоединенные к ним виброизлучатели и акустоизлучатели. Для защиты окон виброизлучатели механически соединяют со стеклами и рамами [3], а акустоизлучатели располагают между внутренней и наружной рамами [4, 5]. В режиме защиты генераторы возбуждают в излучателях шумовые механические колебания, которые передаются элементам окна. Механическая шумовая вибрация луча - помеха лазерному перехвату с окон. Если частотный диапазон и уровень шумовой вибрации превышают соответственно частотный диапазон и уровень вибрации, создаваемой речью, то это называют блокированием лазерного перехвата. Причем, превышение помехи над сигналом задается категорией секретности информации, обсуждаемой в данном помещении, и для высшей категории секретности в отраженном сигнале не должно быть даже признаков речи. Так зашумлением окон с помощью систем виброакустической защиты осуществляется блокирование лазерного перехвата с окон.
Однако оптический доступ через окна возможен также ко многим вибрирующим от речевого сигнала элементам помещения - часы, плакаты, листы, посуда, часы, абажуры, плакаты, посуда, настенные объявления и т.п. [6]. Для этого противник может направить зондирующий луч лазера через окно, сфокусировать луч на этих предметах и получить модулированный речью отраженный сигнал. Причем, зашумленное окно не является препятствием для такого перехвата. Авторам заявки удавалось моделировать ситуацию, когда съем речи производился через стекло, зашумленное по высшей категории, с белого листа бумаги, прикрепленного кнопкой к стене напротив окна.
Широкое распространение получили разнообразные шторы из пластика или его комбинации с другими материалами, а также жалюзи из металлических, деревянных и пластиковых тонких пластин. В силу жесткости материала и упругости подвеса такие завесы очень хорошо вибрируют под действием речевого акустического сигнала. Поэтому возможен перехват речи при наведении лазера на них.
Самый простой способ защиты речевого сигнала от перехвата из помещения -плотные шторы. Они эффективно снижают возможность перехвата через окна, если шторы выполнены а) светонепроницаемыми - чтобы они не пропускали в помещение зондирующий луч, и б) звукопоглощающими, например, толстыми, массивными, мягкими - чтобы не модулировали речью отраженный луч.
Однако при этом в таком помещении нет дневного света, наружного освещения. К тому же сделать материал шторы, непроницаемым для всех видимых, ультрафиолетовых и инфракрасных лучей невозможно.
Для частичного улучшения освещения рабочего помещения при сохранении защиты речевой информации от перехвата вместо штор оборудуют окна наклонными жалюзи, не пропускающими прямое прохождение лазерных лучей извне [7]. В этом устройстве применено также перекрытие окна трехслойной шторой, избирательное покрытие элементов окна звукопоглощающими, виброгасящими и светорассеивающими материалами, возбуждение элементов окна несколькими маскирующими шумовыми помехами. Устройство, реализующее этот способ, содержит раму и слой звукопоглощающего материала, в который введены первая и вторая прокладки, а также пластины жалюзи, закрепленные между боковыми частями рамы через вторые виброгасящие прокладки, дополнительные слои звукопоглощающего материала, причем рама вставлена в оконный проем снаружи помещения, первая виброгасящая прокладка закреплена по наружному периметру рамы, слои звукопоглощающего материала расположены на поверхностях пластин жалюзи и рамы и покрыты с наружных сторон светорассеивающей краской, пластины жалюзи установлены под углом 30-40 к вертикали с возможностью прохода между ними световых лучей, а ширина пластин жалюзи не менее чем в 1,2 раза превышает расстояние по вертикали между соседними пластинами. Звукопоглощающие материалы могут быть выполнены из минеральной ваты.
Способ, вероятно, эффективен, но чрезвычайно сложен, громоздок, дорог.Он разнообъектен, требует периодического высококвалифицированного контроля состояния каждого объекта устройства. Применение его оправдано для очень дорогих, постоянно информационно закрытых помещений. Способ исключают возможность нормального наружного освещения помещения даже в периоды, когда не требуется защита от перехвата речевого сигнала.
Интересным решением является устройство по патенту на изобретение Лютикова С.С. и др. №2231928, - H04K 3/00, Н03В 29/00 опубл. 27.06.2004. - "Устройство защиты речевой информации от несанкционированного съема" [8]. Способ включает перекрытие окна полусферической пленкой, генерацию сигнала помехи и создание маскирующей шумовой помехи путем возбуждения сигналом помехи стекла окна и полусферы пленки.
Реализация способа содержит поглощающее - отражающую пленку полусферической формы, размещенную на внешней стороне стекла окна, генератор шумовых акустических помех с пьезоэлементом, размещенным на пленке. Пленка располагается снаружи помещения перед внешним стеклом и препятствует съему речи, отражая и поглощая зондирующий лазерный луч, при этом благодаря возбуждаемой в пленке механической вибрации отраженный луч модулирован зашумляемым сигналом помехи. Дополнительная защита достигается приданием механической вибрации самому стеклу.
Это решение имеет ряд существенных особенностей, делая его малоприменимым в массовом порядке. Полусфера пленки снаружи окна демаскирует закрытое помещение и этим привлекает внимание противника. Сотрудники этого помещения могут оказаться под наблюдением противников, т.е. в условиях повышенной опасности. Трудно обеспечить отражение и поглощение света пленкой во всем потенциально опасном диапазоне волн от видимого до дальнего инфракрасного излучения. Пленка со временем портится от внешних воздействий, на ней скапливается пыль и грязь, в результате чего зеркальное отражение становится диффузным, амплитуда вибрации уменьшается, и степень защиты снижается. Периодически необходимо чистить мыть или заменять полусферу пленки и налаживать работу устройства в целом, что довольно дорого и трудоемко. Приклеивание пленки к стеклу недолговечно. Устройство не пропускает в помещение дневной свет, даже когда не проводятся переговоры, поскольку оно принципиально оперативно несъемно. В целом способ сложен в изготовлении, эксплуатации и делает защищаемое помещение и предприятие весьма некомфортным для персонала.
Этот патент имеет больше всех существенных признаков, общих с заявляемым техническим решением. Он выбран в качестве прототипа.
Задача изобретения - упростить способ защиты речевой информации помещения от лазерного перехвата через окно, повысить его эффективность и надежность.
Вторая задача - сделать способ пригодным для возможности оборудования им любых окон, включая окна с открываемыми створками.
Третья задача - улучшить условия труда в помещении (обеспечить скрытность снаружи помещения и возможность его наружного освещения, когда защита речевого сигнала от перехвата не нужна).
Общие признаки прототипа с предлагаемым решением - модуляция светового излучения от окна, создаваемая перекрытием окна пленкой, генерацией и возбуждением пленки и оконного стекла маскирующей вибрацией посредством виброизлучателей.
Поставленные задачи решены тем, что в известный способ защиты речевой информации от лазерного перехвата через окно, осуществляемой путем модуляции светового излучения, включающий перекрытие окна пленкой, возбуждение пленки и оконного стекла маскирующей шумовой вибрацией посредством виброизлучателей внесены существенные изменения, а именно:
- пленку выполняют в виде рулонной шторы из светопропускающе-рассеивающего материала, расположенной внутри помещения, и прикрепляют ее к стеклу или к виброизлучателям, дополнительно установленным на стекле и/или раме или на оконной нише или стене.
Кроме того, (для повышения эффективности) штору можно прижать к стеклу или к виброизлучателям непосредственно или через твердые опоры, прикрепленные основаниями к ним.
Кроме того, (для упрощения способа) можно к шторе прикрепить сетку из ферромагнитного материала, а на стекле, опорах и виброизлучателях можно создать намагниченные участки или прикрепить к ним постоянные магниты.
Кроме того, (для повышения эффективности защиты) можно опоры или виброизлучатели попарно соединить штангами, касающимися опущенной шторы
Кроме того, (для существенного повышения эффективности) штору можно изготовить из материала с рельефным нерегулярным рисунком из линий с глубиной рельефа более 10 мкм по толщине,
Кроме того, (для повышения эффективности способа) штору можно изготовить из материала с двухсторонним рельефным нерегулярным рисунком из линий, имеющего каждые 5 мм длины разную плотность рельефных линий, а диапазон изменения плотности линий от 1 до 100 линий на миллиметр.
Кроме того, в нерабочем положении штору можно наматывать на горизонтальный вал вверху окна.
Кроме того, (для упрощения способа), некоторые виброизлучатели можно механически соединить с валом шторы.
Чертежи
Для пояснения изобретения приведены следующие 4 фигуры:
фиг. 1 - соединения шторы со стеклом,
фиг. 2 - варианты соединения шторы с виброизлучателями на раме и стекле,
фиг. 3-возбуждение вибрации в шторе посредством штанги,
фиг. 4 - схема, поясняющая модуляцию лазерного луча при поперечной и продольной вибрации.
На фигурах приняты следующие обозначения элементов: 1 - штора, 2 - стекло, 3 - рама, 4- виброизлучатель, 5 - опора, 6 - магнит, 7 -ферромагнитный элемент, 8 - вал, 9 - стена, 10 - штанга.
На фиг. 1 представлена штора 1 в рабочем положении, перекрывающая стекло 2, закрепленное в раме 3. Виброизлучатели 4 закреплены, например, приклеены к раме или к стеклу. Опоры 5 приклеены к стеклу и снабжены постоянными магнитами 6. Штора 1 притянута к магнитам благодаря ферромагнитным элементам 7, прикрепленным, например, приклеенным или пришитым, к шторе.
На фиг. 2. показаны два способа прижатия шторы 1 к виброизлучателям 4:
а) собственным весом (в верхней и нижней части фиг. 2),
б) магнитом 6, приклеенным к виброизлучателю 4, закрепленному на стекле 2 и ферромагнитному элементу 7, прикрепленному шторе напротив магнита 6 (в средней части фиг. 2). В нерабочем положении штору отъединяют от магнитов 6 и наматывают на вал 8. Вал 8 может быть закреплен на раме 3 или на стене 9.
На фиг. 3 штора 1 прижата к штанге 10, жестко прикрепленной к виброизлучателям 4, расположенным слева и справа от стекла.
На фиг. 4 показаны крайние положения фрагмента рельефной поверхности шторы из материала с рельефным нерегулярным рисунком из линий с глубиной рельефа более 10 мкм по толщине, в моменты времени t' (сплошная ломаная линия) и t'' (пунктир), занимаемые в процессе поперечной (а) и продольной (б) вибрации.
Сущность изобретения
Сущность изобретения поясняется с помощью 4 фигур, представленных выше. Основные задачи изобретения - упрощение и повышение эффективности и надежности способа защиты речевой информации от лазерного перехвата через окно помещения, повышение комфортности защищаемого помещения, скрытность способа.
Задача принципиально решена тем, что для активной защиты речевой информации от лазерного перехвата через окно впервые для дополнительной маскировки светового излучения помещения шумовой помехой совместно с маскирующей шумовой вибрацией стекла и рам, создана маскирующая вибрация шторы. Ранее шторы использовали только для уменьшения прямой утечки речевых сигналов из помещения и некоторой защиты от оптического наблюдения извне. Это можно объяснить тем, что в быту обычная штора -это мягкое тело, основные свойства которого - звукопоглощение и светонепроницаемость. Шторы использовали для уменьшения визуального наблюдения извне и уменьшения величины акустического сигнала, попадающего на стекло окна. Нами выявлена возможность возбуждения штор совместно с другими элементами окна для повышения эффективности защиты речевой информации от лазерного перехвата через окно.
Предложенный способ реализуется следующим образом (фиг. 1). Подготавливают светопропускающе-рассеивающую штору 1, генератор сигналов маскирующей помехи (не показан на фигуре) и виброизлучатели 4, преобразующие этот сигнал в механические вибрации. Подключают виброизлучатели 4 к генератору сигналов маскирующей помехи.
Очень важен выбор материала для изготовления шторы. Он должен быть светопроницаемым - чтобы в защищаемое помещение проникал свет с улицы. Но одновременно он должен быть непрозрачным для предметного просмотра с улицы. То есть материал должен быть светорассеивающим, непрозрачным, но светопроницаемым, пропускать свет с улицы.
Вспомним, что прозрачность - свойство материала пропускать свет, не изменяя направление его распространения. Слой материала может быть непрозрачным, однако пропускающим рассеянный свет, т.е. быть просвечиваемым. Непрозрачность можно проверить лазерной указкой: если пятно от лазерной указки видно на обратной стороне шторы под любым углом, а на белом листе бумаги, подставленном за шторой, расплывается без четких границ, значит этот материал непрозрачный. Из широко известных материалов, обладающих совокупностью указанных свойств, известны матированные поливинилхлорид, полиэстер, ламинированные этими пластиками ткани. Именно такие материалы использованы в наших экспериментах, описанных далее.
Если окно уже оборудовано системой виброакустической защиты, обеспечивающей маскирующую вибрацию стекла, то его дооборудуют шторой и прижимами шторы к стеклу.
Если невозможно прижать штору к стеклу из-за установленных на стекле виброизлучателей, используют опоры в качестве штоков - элементов передачи вибрации стекла на штору. Приклеивают опоры 5, выполненные из твердого прозрачного материала в форме, например, цилиндра или призмы, к стеклу одним основанием, причем на второе основание приклеивают постоянный магнит. Высоту опор (расстояние между основаниями) делают больше высоты виброизлучателей, установленных на стекле. Количество опор зависит от размера шторы и ее упругости. Чем больше площадь шторы, тем больше должно быть опор. Например, экспериментально установлено, что при использовании материала полиэстер толщиной 0,2…0,3 мм с поверхностной плотностью 280 г/кв.м расстояние между опорами должно быть не более 0,5 м.
Прикрепляют на штору ферромагнитную сетку из тонкой стальной сетки или пришивают стальные проволоки или наклеивают полоски из магнитной резины.
Если окно не оборудовано системой виброакустической защиты, устанавливают несколько виброизлучателей на стекло окна 2 и/или по периметру рамы 3 или по периметру оконной ниши. Вариант с рамами выполняют при одновременном возбуждении маскирующей помехой рамы и шторы. Вариант с оконной нишей используют - в случае, если не требуется возбуждение помехой рамы или возбуждение помехой рамы по каким-то причинам производят отдельно от возбуждения шторы. Подключают виброизлучатели 4 к выходу генератора сигналов маскирующей помехи.
Разворачивают штору 1, намотанную на вал 8, установленный наверху окна. Развернутая штора сама магнитами плотно прижмется к стеклу 2, перекроет его и после возбуждения виброизлучателей начнет вибрировать вместе со стеклом окна (фиг. 1).
Затем включают генератор сигналов маскирующих помех. Генератор активизирует все виброизлучатели, они возбудят маскирующей помехой все элементы окна, на которых они установлены, т.е. стекло 2, раму 3 и штору 1. После этого защита речевой информации от лазерного перехвата через окно начнет функционировать. Выходящее через окно световое излучение помимо модуляции речевой информацией, циркулирующей в помещении, получит в шторе несоизмеримо большую по амплитуде модуляцию маскирующей помехой. Кроме того, лазерный луч многократно ослабляется светопропускающе-рассеивающей шторой при двойном прохождении луча через нее (в помещение и обратно). Налицо блокировка лазерного перехвата созданной заявляемым способом всеохватывающей маскирующей помехи и светопропускающе-рассеивающей шторой. При этом через штору в помещение постоянно проходит уличный свет, а с улицы невозможно разглядеть детали, происходящего в помещении. Это обеспечивает скрытность и комфортность работ в помещении, и спокойствие персонала.
1
2
2
2
1
1
2
2
Выполнение шторы из светопропускающе-рассеивающего материала более чем на 60 дБ снижает уровень лазерного луча из-за двойного прохода луча сквозь штору (в помещение и обратно). Поясним это расчетом. Пусть зондирующий луч направлен на штору с расстояния R=10 м и без поглощения проходит в помещение, отражается от зеркала площадью 1 кв.м, находящегося на расстоянии от шторы R=3 м, вновь проходит сквозь штору без поглощения, но диффузно рассеиваясь в полупространство. Подсчитаем, какая часть излученных фотонов попадет в объектив приемника радиусом r=0.1 м. При первом рассеянии в шторе доля попавших в зеркало фотонов равна отношению площади зеркала к площади полусферы радиусом R, т.е. 1:2р R=1:57. После рассеяния на обратном пути доля попавших в объектив фотонов будет равна отношению площадей объектива и полусферы радиуса R и составит 1: 2(r/R), то есть 1:20000. Общее ослабление составит приблизительно 1 миллион или 60 дБ. Данный расчет не учитывает потери на поглощение, поэтому реальное ослабление лазерного луча будет больше, что сделает невозможным перехват речи за счет отражения от предметов внутри помещения.
Несколько виброизлучателей нужны для возбуждения шторы, имеющей большой размер и ограниченную упругость, из-за чего возбуждаемые виброизлучателями колебания быстро затухают с расстоянием от места введения. Упомянутые выше средства повышения уровня возбуждения в местах шторы, удаленных от ее краев, передают ей дополнительное возбуждение путем механического соединения в нескольких местах шторы с виброизлучателями 4, установленными на плоскости стекла 2.
Для дальнейшего повышения эффективности при создании вибрации виброизлучатели 4 или опоры (фиг. 3) попарно жестко соединяют штангой 10, прижатой к развернутой шторе по всей ширине. Штанга, вибрируя, возбуждает маскирующую вибрацию шторы по всей ее ширине, порождая в шторе колебания, которые распространяются по поверхности шторы во все стороны.
Штора испытывает при возбуждении в ней вибрации колебания двух видов: поперечные - по нормали к поверхности, и продольные - вдоль поверхности, то есть параллельно оконному стеклу. Этот факт оказался весьма полезным при использовании для шторы особого материала, создающего заметно более эффективное маскирующее действие шторы. Этот материал имеет с рельефным нерегулярным рисунком с глубиной рельефа более 10 мкм по толщине.
Принцип действия рельефной шторы поясняет фиг. 4 а, б, на котором показаны крайние положения фрагмента рельефной поверхности шторы в разные моменты вибрации: t' (сплошная ломаная линия) и t'' (пунктир), - в процессе поперечной (а) и продольной (б) вибрации. Амплитуда перемещения шторы составляет S, глубина рельефа - d.
а
а
а
Символом  обозначен луч, падающий на штору под углом в к нормали, символом ' - луч, достигший поверхности шторы в момент t', '' - луч, достигший поверхности шторы в момент t''.
а
а
Из фиг. 4 видно, что луч ' проходит в оптически более плотной, чем воздух, шторе больший путь, чем луч ''. При одинаковой амплитуде перемещения S разность хода лучей составляет приближенно:
Δs=2s/cos θ при поперечной вибрации,
и Δs=2d/cos θ при продольной вибрации,
где θ - угол падения луча к нормали поверхности шторы.
Отсюда следует преимущество продольной вибрации - применение более неравномерного по толщине рельефного материала (увеличение d) увеличивает амплитуду ΔS при фиксированной амплитуде перемещения S. Это усиливает эффект маскирующей модуляции, либо позволяет снизить необходимую мощность виброизлучателя.
Однако, при использовании шторы из однородного матового материала, существует опасность двухканального съема информации, который осуществляется двумя лазерными системами, сфокусированными на шторе в разнесенных точках. Принятые двумя фотоприемниками сигналы суммируются в противофазе (вычитаются один из другого). Противник может выбрать точки с одинаковой маскирующей вибрацией, например, симметричные относительно положения виброизлучателя. Тогда разностный сигнал не будет содержать маскирующей составляющей. А речевая составляющая останется, поскольку источник речи не симметричен относительно точек съема. Описанный двухканальный перехват сложен, но вероятен. Для предотвращения двухканального перехвата рисунок рельефа не должен содержать однородных участков, на которых полностью уместилось бы лазерное пятно, иначе возможен двухканальный перехват. При угле расходимости лазерного луча 1 мрад на расстоянии 10 м диаметр пятна составит 10 мм. Таким образом, если максимальное расстояние между линиями рельефного рисунка сделать 5 мм, то перехватываемый луч будет частично модулирован по фазе и амплитуде. При расстоянии между линиями, равном ширине линии и равном амплитуде перемещения вследствие маскирующей вибрации, все отраженные и прошедшие лучи окажутся промодулированными маскирующим шумом. Практическая проверка показала, что многие из продаваемых материалов для штор имеют растровую структуру с глубиной рельефа более Юмкм и частотой растра 1-100 линий на 1 мм (ширина линии и расстояние между ними - от 5 до 500 мкм). Такие материалы на ощупь шероховаты, они пригодны для наших целей. Для получения маскирующей модуляции достаточно сообщить им продольную вибрацию с амплитудой перемещения не менее 5 мкм.
Для создания продольной вибрации виброизлучатель прижимают к валу.
Для упрощения способа можно виброизлучатель механически соединить с валом, на который навертывают штору. Это обеспечивает возбуждение шторы сразу по всей ее ширине.
По окончании закрытого мероприятия штору 1 отсоединяют от виброизлучателей 4 (кроме верхних), и наматывают на вал 8, установленный над окном
Время разворачивания и включения шторы при наличии стремянки составляет 2-3 минуты, а время сворачивание шторы еще меньше. Возможно использование цепочечных механизмов сворачивания, что позволяет обойтись без стремянки. Поэтому наличие в помещении средств защиты от лазерного перехвата через окно, и их периодическая работа не ухудшает комфортности помещения.
Описанные варианты реализации способа не исчерпывают всего многообразия осуществления, охватываемых формулой изобретения.
Заявленный способ проверен и испытан заявителем. Испытания проводились на окнах разных размеров с площадью стекол от 0,35 до 1,5 кв.м. по всем пунктам формулы и показали действенность способа. Ниже, в качестве примера, описано испытание способа на металлопластиковом окне с двойными стеклами (однокамерный стеклопакет) с размерами стекла 1500 мм в высоту и 740 мм в ширину. Штора изготовлена из полиэстера с рельефным рисунком. Поверхностная плотность 279 г/кв.м., светопропускание 50%.
На раме в верхней части закреплен шторный механизм с валом, на который наматывается штора шириной 900 мм. В рабочем состоянии штору разматывают и удерживают в рабочем положении утяжелителем в виде металлической пластины, пришитой к нижнему краю шторы.
Виброизлучатели ВД-80 (производства АО "Информакустика") состоят из двух частей, способных перемещаться друг относительно друга при подаче электрического напряжения. Виброизлучатели прикреплены к раме в верхней ее части, их торцы, обращенные к шторе, соединены штангой (тонкостенной металлической трубкой). Штора прилегает к трубе по всей ширине. Виброизлучатели подключены к генератору маскирующего шума Камертон-3.
Испытания проводили по методике [9].
Согласно методике оценка канала утечки речи производится измерением отношения сигнал/шум в пяти октавных полосах речевого диапазона частот.
В ходе испытаний облучали окно, закрытое шторой, тестовым акустическим сигналом, имитирующим речь. В контрольной точке посередине шторы закрепили акселерометр, измеряли вибрацию шторы по нормали к стеклу. Затем тестовый сигнал выключали, регистрировали вибрационный фон. Наконец, включали генератор электрического шума, при этом виброизлучатели приводили в движение штангу. Регистрировали вибрационный маскирующий шум. Рассчитывали отношение сигнал/шум
В таблице приведены результаты испытаний
Видно, что при отсутствии защиты отношение сигнал/фон достаточно велико и позволяет осуществлять перехват речи с удовлетворительной разборчивостью. После включения защиты отношение сигнал/шум снижается до таких значений, при которых разборчивость речи недостаточна для правильного распознавания слов.
Аналогичные положительные результаты получены по другим вариантам способа.
Для проверки способа был также создан стенд "Цитрин" представляющий из себя звукоизолированную камеру в форме параллелепипеда, одна из боковых сторон которого выполнена в виде окна. Внутри камеры поместили тестовый источник звука, воспроизводящий запись речевого сигнала. Защита перехвата была реализована по пункту 8 формулы. С помощью лазерного виброметра имитировали перехват. Усиленный сигнал с выхода виброметра прослушивали на наушники. При фокусировке лазерного луча на шторе разборчивость перехваченной речи при отключенной защите была удовлетворительной - словесная разборчивость составила 82%.
После включения маскирующего шума в наушниках прослушивался только шум, в котором невозможно было определить даже признаки речи - словесная разборчивость менее 10%.
Результаты испытаний подтвердили ожидаемые достоинства способа при его сопоставлении с аналогами и прототипом.
Способ проще прототипа, так как для его осуществления не требуется располагать оборудование защиты снаружи помещения. Эксплуатация оборудования - контроль исправности, чистка, замена - значительно облегчена. Используется в основном серийное оборудование: генераторы шума, виброизлучатели и рулонные шторные механизмы. В отличие от прототипа, где использована поглощающе-отражающая пленка (свойство, трудноосуществимое во всем диапазоне волн, потенциально используемых противником), особые требования к материалу шторы легко выполнимы, так как промышленно выпускаются пластиковые листовые светопропускающе-рассеивающие материалы, в том числе с двухсторонним рельефным рисунком.
Способ эффективнее прототипа, так как штора ослабляет воздействие речевой акустической волны на стекло, в результате чего степень маскирования при той же мощности маскирующей вибрации увеличивается. Кроме того, способ не демаскирует расположение защищаемого помещения.
Способ надежнее прототипа, так как оборудование не подвержено воздействию осадков, перепадов температуры и уличной пыли, а также защищено от намеренной порчи противником. Кроме того, способ противодействует двухканальному перехвату с помощью двух лазеров.
Способ универсальнее прототипа, так как, во-первых, допускает установку оборудования на стене или потолке, то есть не зависит от типа рамы, во-вторых, пригоден для окон, стекла и рамы которых уже снабжены виброизлучателями.
Способ комфортнее прототипа, не блокирует поток солнечного освещения в помещение.
Таким образом, поставленные изобретением задачи выполнены. Создан способ, более простой, более эффективный, надежный и удобный для защиты речевой информации от лазерного перехвата через окно маскирующим вибрационным зашумлением световых излучений всех элементов окна, применением светопропускающе-рассеивающей шторы изнутри окна защищаемого помещения и активного возбуждении ее маскирующей зашумляющей вибрацией. Этим действием возбуждение светового излучения маскирующей помехой стало всеохватывающим, т.е. на окне не осталось ни одного незашумленного элемента, что заметно повысило эффективность защиты речевой информации от лазерного перехвата. Одновременно надежность оборудования для такой защиты стала выше (штора внутри помещения вместо полусферической пленки снаружи окна), защищаемое помещение стало более комфортным, поскольку в нем почти всегда есть прозрачные окна, а персонал успокоился относительно к своей безопасности т.к. окно их помещения выглядит снаружи обычно, ничем не отличается от других окон. Технический результат изобретения - повышение простоты, эффективности и надежности способа защиты речевой информации от лазерного перехвата через окно, а также -повышение скрытности, комфортности и спокойствия персонала.
Промышленная применимость
Заявленный способ достаточно прост по сравнению с упомянутыми в описании заявки аналогами, причем его эффективность и удобство применения, по нашему мнению, выше, чем прототипа. Его можно применить практически на любом окне и даже переносить.
С точки зрения промышленного производства - для него не требуется каких-либо дефицитных материалов, дорогих приборов, сложных технологий и привлечения к выполнению способа высококвалифицированных специалистов.
Основными отличиями устройства от прототипа - выполнение пленки в виде шторы из светопропускающе-рассеивающего материала, размещение шторы и виброизлучателей внутри помещения, возбуждение шторы прикреплением ее к вибрирующему стеклу окна и к виброизлучателям, использование опор для передачи вибрации от стекла и виброизлучателей к шторе, магнитное крепление шторы к вибрирующему стеклу окна в рабочем положении шторы, распределение вибраций с помощью штанг, изготовление шторы из материала с рельефным нерегулярным рисунком из линий с глубиной рельефа более 10 мкм по толщине, и имеющего переменную плотность рельефных линий, наматывание шторы в нерабочем положении на горизонтальный вал вверху окна, возбуждение шторы вибрирующим валом.
Совокупность перечисленных отличий является новой, полезной, неочевидной для специалиста и промышленно применимой. Т.е., по нашему мнению заявка удовлетворяет критериям, предъявляемым к изобретениям.
Ссылки:
1) Бузов Г.А., Калинин С.В., Кондратьев А.В. Защита от утечки информации по техническим каналам Учебное пособие. М: Горячая линия-Телеком, 2005.
2) Организационные методы противодействия лазерным микрофонам Золотарева К.Н. Безопасность информационных технологий. Сб. трудов конференции "Региональная информатика". 2015, с. 185
3) Патент КНР № CN 102377503 А. Способ и устройство для предотвращения лазерного подслушивания
4) Патент США № US 4352039 H04R 19/00
5) Патент США № US 4098370A H05K 5/0
6) EVP Receiver. Проспект компании Digital Dowsing, 2014. Электронный ресурс www.digitaldowsing.com.
7) Патент РФ №218000 G10K 11/00.
8) Патент РФ №2231928 H04K 3/00, Н03В 29/00,опубл. 27.06.2004. - прототип
9) Гуляев В.П. Анализ демаскирующих признаков объектов информатизации и технических каналов утечки информации. Учебно-методический комплект. Екатеринбург, Уральский федеральный университет, 2014.