ФАЗОВЫЙ СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО ПОДКЛЮЧЕНИЯ К ТЕЛЕФОННЫМ ЛИНИЯМ СВЯЗИ
PHASE METHOD OF DETECTING UNAUTHORISED CONNECTION TO TELEPHONE LINES

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах защиты информации для обнаружения устройств несанкционированного съема информации в телефонной линии связи.
Известен способ определения в телефонной линии устройства несанкционированного съема информации по результатам измерения электрического параметра телефонной линии связи - амплитуды электрического тока, величина которого при поднятии трубки телефонного аппарата не превышает 2,5-3,0 mA (см. кн. Хорев А.А. Способы и средства защиты информации. - М., МО РФ, 2000, с.164). В случае подключения к телефонной линии подслушивающего устройства величина потребляемого тока (при поднятии трубки телефонного аппарата) изменится. Производя измерение амплитуды тока телефонной линии при снятии телефонной трубки и сравнивая его с типовым, можно выявить факт подключения закладных устройств.
К недостаткам настоящего способа относится низкая чувствительность и большая погрешность результатов контроля электрического канала проводной линии связи, обусловленная нестабильностью как статических, так и динамических параметров линии в результате воздействия на телефонную линию внешних электромагнитных полей, импульсных помех, наличием в линии флюктуаций тока утечки и т.д.
Наиболее близким техническим решением является способ обнаружения несанкционированного подключения к телефонной линии связи (см. кн. Халяпин Д.Б. «Защита информации. Вас подслушивают? Защищайтесь!» - М.: НОУ ШО «Баярд», 2004, с.42), включающий измерение напряжения в телефонной линии связи (когда трубка положена), сравнения измеренной величины напряжения от его эталонного значения и последующее установление наличия в контролируемой телефонной линии связи устройства несанкционированного съема информации при их отличии.
В случае отсутствия в телефонной линии связи средств несанкционированного съема информации в состоянии, когда телефонная трубка положена, электрическое напряжение находится в пределах 60-64 В (для отечественных АТС) или 25-36 В (для импортных мини-АТС в зависимости от модели). Если к линии будет подключено устройство несанкционированного съема информации, то приведенная выше величина эталонного напряжения изменится в диапазоне 0,5-1,9 В, что позволит сделать заключение о наличии на телефонной линии средств несанкционированного съема информации.
К недостаткам настоящего способа относится низкая чувствительность и большая погрешность результата контроля в связи с искажением параметров сигнала (формы и величины амплитуды напряжения) от воздействия на телефонную линию связи внешних электромагнитных полей, импульсных изменений напряжения, обусловленная нестабильностью как статических, так и динамических параметров линии, флюктуаций тока утечки и т.д.
Техническая задача - разработка способа контроля проводного электрического канала телефонной линии связи, на наличие подключенных к ней устройств несанкционированного съема информации, отвечающего современному уровню развития измерительной техники, основанного на использовании цифровых технологий.
Технический результат - увеличение чувствительности и уменьшение погрешности результатов контроля, проводного электрического канала телефонной линии связи, на наличие подключенных к ней устройств несанкционированного съема информации.
Он достигается тем, что для обнаружения устройства, подключенного к телефонной линии связи, для несанкционированного съема информации производят измерение величины фазового сдвига между входным и выходным напряжением мостовой измерительной схемы (с индуктивным датчиком контроля телефонной линии связи).
Наличие подключенных к телефонной линии связи устройств для несанкционированного съема информации устанавливается по результатам сравнения величины отклонения измеренного фазового сдвига от его эталонного значения.
Технический результат очевиден из теоретических положений, вытекающих из функциональной зависимости фазового сдвига между входным и выходным напряжением мостовой измерительной схемы с датчиком контроля индуктивности телефонной линии связи
где φ - фазовый сдвиг между входным и выходным напряжением мостовой измерительной схемы;
3
3
R, X - активная и реактивная составляющая верхнего плеча мостовой измерительной схемы, соответствующая величине комплексного сопротивления телефонной линии связи;
2
X - величина реактивного «подстроенного» сопротивления нижнего (смежного с верхним плечом) плеча мостовой измерительной схемы (при помощи которого осуществляется операция ее балансировки).
Из приведенного выше выражения следует, что изменение реактивной составляющей комплексного сопротивления - индуктивности телефонной линии, в случае подключения к ней устройства для несанкционированного съема информации, приведет к изменению фазового сдвига «φ» относительно его номинального значения.
Отличительный признак заявляемого способа, заключающийся в увеличении чувствительности заявляемого способа по сравнению с прототипом, очевиден из сравнительного анализа результатов расчета чувствительности заявляемого способа и прототипа, приведенного в таблице 1.
Таблица 1
Величина отношения
<img file="00000002.tif" he="11" wi="16" img-content="undefined" img-format="tif" />
Чувствительность способа по прототипу (по напряжению)
Чувствительность заявляемого способа (по фазовому сдвигу)
0
0,50
0,00
10<sup>-2</sup>
0,50
0,00
10<sup>-1</sup>
0,32
2,45·10<sup>-3</sup>
1
0,32
0,51
10<sup>1</sup>
0,25
6,35
10<sup>2</sup>
0,25
63,7
∞
0,25
∞
В этой таблице, в графе "Чувствительность способа по прототипу", приведены расчетные значения чувствительности в безразмерной форме: в % амплитуды напряжения на % реактивного сопротивления телефонной линии связи; в графе "Чувствительность заявляемого способа" приведены расчетные значения чувствительности в безразмерной форме: в % от фазового сдвига на % реактивного сопротивления телефонной линии связи.
Как следует из таблицы, чувствительность заявляемого способа в пределе может быть равна бесконечности, в то время как чувствительность прототипа не может быть более 0,5.
Это обусловлено преимуществами измерения фазовых сдвигов по сравнению с амплитудными измерениями: в частности, отмечается, «что в ряде случаев чувствительность фазовых систем настолько высока, что ее приходится сознательно уменьшать» (см. кн. Галахова О.Г. Основы фазометрии. - Л.: Энергия, 1976. - С.56).
Другой отличительный признак заявляемого способа, заключающийся в уменьшении погрешности в результатах контроля заявляемого способа по сравнению с прототипом, очевиден из анализа приведенного выше выражения для фазового сдвига, величина которого не зависит от напряжения и является функцией только электрических параметров мостовой измерительной схемы (в частности - от электрических параметров телефонной линии связи), в то время как известные устройства контроля телефонных линий реагируют на изменения напряжения, вызванные не только изменением электрических параметров телефонной линии при подключении к ней средств съема информации, но и колебаниями напряжения на АТС, и что приводит к частым ложным его срабатываниям.
1. Пример конкретного осуществления способа.
Настоящий пример осуществления способа базируется на результатах математического моделирования заявляемого способа. Результаты исследований математической модели заявляемого способа, представленного аналитическим выражением
3
3
как функции электрических параметров мостовой измерительной схемы с индуктивным датчиком контроля индуктивности телефонной линии связи (комплексное сопротивление которого состоит из активного и реактивного сопротивления R и X соответственно), представлено на чертеже.
2
3
2
Анализ результатов математического моделирования показывает, что чувствительность заявляемого способа, определяемого на чертеже крутизной линий функциональной зависимости фазового сдвига от электрических параметров индуктивного датчика контроля индуктивности телефонной линии связи, зависит от величины его комплексного сопротивления (активного и реактивного сопротивления R и Xсоответственно) и величины реактивного (подстроечного) сопротивления Х мостовой измерительной схемы.
2
Из представленных на чертеже результатов также следует, что чувствительность заявляемого способа является регулируемой величиной и может быть сколь угодно велика (при соответствующей величине подстроечного сопротивления X).
Пример 2. Исследование работоспособности и технического эффекта, достигаемого заявляемым способом, осуществляли на реальной телефонной паре, свободной от средств несанкционированного съема информации и при их наличии по следующей методике.
3
3
2
2
На выделенную для исследования телефонную пару устанавливали индуктивный датчик, который подключали к мостовой измерительной схеме (верхнее и нижние плечи измерительной схемы были представлены индуктивным датчиком контроля параметров телефонной линии (X, R) и «подстроечным» реактивным сопротивлением (X) соответственно, а противоположные плечи - резисторами одинаковых номиналов); выходное напряжение с мостовой измерительной схемы поступало на измеритель напряжения (вольтметр) и параллельно - на фазометр Фк2-12, который в данном случае выполнял функцию индикатора величины фазового сдвига фазового анализатора. При помощи «подстроечного» реактивного сопротивления (X) осуществляли балансировку мостовой измерительной схемы до ▽φ=0, по завершении которой фиксировали величину «разбаланса» ее ▽U выходного напряжения. На этом этап подготовки фазового анализатора к работе был завершен.
Собственно исследование заключалось в измерении фазового сдвига, измеряемого фазовым анализатором после подключения к выделенной для исследований телефонной паре модели устройства для несанкционированного съема информации. Электрическая модель устройства для несанкционированного съема информации была изготовлена в виде электрического соединения активного и реактивного сопротивления, номиналы которых были подобраны с учетом электрических параметров, известных из технических источников средств несанкционированного съема информации. Соотношение измеренных электрических параметров индуктивного датчика после установки на выделенную телефонную линию модели устройства представлены в таблице 2.
Результаты величины изменения напряжения питания и величины фазового сдвига при различных номиналах активного и реактивного сопротивлений индуктивного датчика контроля приведены в таблице 2.
Таблица 2
Величина отношения активного к реактивному сопротивлению индуктивного датчика R<sub>3</sub>/X<sub>2</sub>
Напряжение ΔU, снимаемое с выхода мостовой измерительной схемы ΔU (B)
Фазовый сдвиг Δφ (град)
0,07
0,09
87
0.11
0.11
83
0.171
0.17
82
0.202
0.2
76
Из приведенных результатов исследования следует, что чувствительность заявляемого способа (представленная величиной фазового сдвига Δφ) во много раз выше чувствительности прототипа (определяемого величиной напряжения с выхода мостовой измерительной схемы ΔU), а величина ΔU соизмерима с величиной колебаний напряжения телефонной линии связи, что подтверждает низкую помехоустойчивость прототипа в связи с нестабильностью параметров телефонной линии связи.