Устройство защиты речевой информации по виброакустическому каналу

Устройство защиты речевой информации по виброакустическому каналу.
Устройство относится к области радиотехники, в частности к устройствам защиты информации из закрытых помещений от несанкционированного прослушивания и записи.
Известны устройства, предназначенные для защиты речевой информации в помещениях, в которых внутри помещений, на его внутренние отражающие поверхности, или непосредственно на оконные стекла подаются акустические колебания с амплитудой, заведомо превышающей амплитуду колебаний голоса человека (см. например, UI 24610RU 7 НОЧК 3/00 Устройство маскирующего виброакустического зашумления помещения (варианты)/Рохмашок В.М., Фокин Е.М., ЗАО «АННА, - 2002 112903/20; заявл. 20.05.2002, UI 27442 RU 7НОЧК 3/00 Устройство виброакустического зашумления помещения / Рохманюк В.М., Фокин Е.М., ЗАО «АННА, -2002 109695/20; ЗАЯВЛ. 16.04.2002)
Недостатки таких устройств заключаются в основном, в том, что так называемый «акустический белый шум достаточно легко отфильтровывается с использованием отбора заведомо не соответствующих человеческому голосу частот . А из оставшейся части спектра акустической помехи с помощью разложения его по амплитуде и по частоте достаточно легко выделяются модулирующие колебания, присущие голосу человека.
Наиболее близким по своей технической сущности предлагаемому устройству является изобретение CI 210697 RU 6 НОЧМ 1/68 Способ защиты речевой информации от прослушивания и записи / Ратников А.Ю., Юрьев Д.Н., Капралов Г.Н. - 98103645.09; заявл. 24.02.1998.
Устройство реализующее способ по патенту CJ 2130697 RU 6НОЧМ 1/68, выбранное в качестве прототипа включает определение амплитудно-частотных характеристик голосов лиц, участвующих в обмене информацией и генерировании акустической помехи с определенньши амплитудно-частотными характеристиками и содержит анализатор шумов, формирователь шума, усилитель, излучатель, источник питания и т.д.
Прототип обладает следующими недостатками, при защите информации шумовой помехой возникают эффекты, мешающие ведению переговоров в защищаемом помещении, а излучение в окружаюпдую среду шумовой помехи влияет на работу близлежащих радиоэлектронных средств. Прямое подавление шумом речевых сигналов в
20031 т г-,-у
НОЧК 3/00 НОЧМ 1/68
условиях разведки мало эффективно, т.к. существующие меры подавления помех приводят к тому, что необходимо обеспечить действующие отношения сигнал/щум в октавных полосах до 20 дБ. Это приводит к тому, что переговоры в защищаемом помещении становится сложно осуществляемыми.
Таким образом, устройство рещает задачу повышения эффективности технических средств защиты информации и уменьщения воздействия излучения на людей ведущих реальные переговоры в защищаемом помещении, и излучений в окружающую среду.
Для решения этой задачи в известное устройство содержащее источник питания, задающий генератор, формирователь импульсов дополнительно введены регулируемое согласующее устройство, блок индикации помехи и контроля соединительных линий, устройство преобразования электрических колебаний в вибрацию. Формирователь импульсов выполнен с возможностью формирования М-последовательности импульсов, а устройство преобразования электрических колебаний в вибрацию выполнено с возможностью жесткого соприкосновения вибродатчика с элементами конструкции помещения. Выход задающего генератора через последовательно включенные формирователь импульсов М-последовательности, регулируемое согласующее устройство, блок индикации помехи и контроля соединительных линий соединены с устройством преобразования электрических колебаний в вибрацию. Этот подход основан на мультипликативном воздействии помехи на защищаемый элемент строительной конструкции М-последовательностью импульсов, трансформируемой за счет инерционности конструкции в нормальный шум с одновременным уменьшением амплитуды защищаемого сигнала.
Это приводит к уменьшению амплитуды защищаемого сигнала на элементе строительной конструкции , и соответственно на входе приемника акустической разведки. Таким образом, заявленное техническое решение, устройство защиты речевой информации по виброакустическому каналу соответствует критерию полезной модели.
Именно это новое свойство совокупности элементов полезной модели в предложенной взаимосвязи приводит к появлению нового качества - повышению эффективности технических средств защиты информации и уменьшению их воздействия на субъекты ведущие переговоры в защищаемом помещении.
информации на элементах строительных конструкций.
На фиг. 1 обозначено:
1- источник питания;
2- задающий генератор;
3- формирователь импульсов М-последовательности;
4- регулируемое согласующее устройство;
5- блок индикации помехи и контроля соединительных линий;
6- устройство преобразования электрических колебаний в вибрацию.
Устройство защиты речевой информации по виброакустическому каналу состоит из последовательно включенных источника питания 1, задающего генератора 2, формирователя импульсов М-последовательности 3, регулируемого согласующего устройства 4, блока индикации помехи и контроля соединительных линий 5, устройства преобразования электрических колебаний в вибрацию 6.
Устройство защиты речевой информации цо виброакустическому каналу работает следующим образом. Включают источник питания 1, задающий генератор - 2 вырабатывает импульсы, которые подаются на формирователь импульсов Мпоследовательности - 3. Сформированная М-последовательность импульсов через регулируемое согласующее устройство - 4, а также блок индикации помехи и контроля соединительных линий - 5, подается на устройство преобразования электрических колебаний в вибрации - 6.
Устройство преобразования электрических колебаний в вибрацию 6 жестко закреплено на элементе строительной конструкции (стекло). Согласование выходного сопротивления формирователя импульсов М-последовательности и входного сопротивления устройства преобразования электрических колебаний в вибрацию 6, обеспечивает регулируемое согласующее устройство - 4.
К вышеуказанному устройству подключен блок индикации помехи и контроля соединительных линий - 5, который обеспечивает:
-индикацию включения устройства;
Устройство обеспечивает защиту от прослушиваиия и записи речевой информации по виброакустическому кгшалу.
Результаты экспериментальных исследований возможности защиты акустической речевой информации на элементах строительных конструкций представлены на фиг. 2. где:
на фиг. 2а представлен спектр виброакустического сигнала, полученный в результате воздействия щумового виброакустического сигнала на тональный акустический;
на фиг. 26 представлен спектр виброакустического сигнала, полученный в результате воздействия виброакустического сигнала типа М-последовательность на тональный акустический.
Результаты представленные на фиг. 2 показывают, что суммарная мощность акустического речевого сигнала, принимаемого средствами акустической речевой разведки уменьщается приблизительно в два раза при воздействии на защищаемую поверхность импульсньм сигналом. В качестве базового сигнала используется Мпоследовательность, которая позволяет формировать на защищаемом элементе конструкции защищаемого помещения щумовой сигнал, образующийся за счет инерционности элементов строительных конструкций.
Эксперимент проводился в два этапа.
Объектом экспериментальных исследований являлось оконное стекло размером  мм, жестко закрепленное на раме с четьфех сторон.
Для проведения экспериментальных исследований были собраны 2 лабораторных установки.
Первая, предназначенная для оценки воздействия шумового виброакустического сигнала на акустический речевой, состояла из генератора нормального шума, шумомера типа 2209 фирмы «Брюль и Кьер, предназначенного для съема сигнала с оконного стекла и его усиления, анализатора спектра типа СК-4/72-2, предназначенного для индикации результатов воздействия помехи на сигнал и изделия «Бумеранг, предназначенного для генерации модели эталонного (защищаемого) акустического речевого сигнала.
Вторая, предназначенная для оценки воздействия виброакустического сигнала типа М-последовательность на акустический речевой, состояла из генератора Мпоследовательности, щумомера типа 2209 фирмы «Брюль и Кьер, анализатора спектра типа СК-4/72-2 и изделия «Бумеранг.
Шум с генератора на стекло подавался через устройство преобразования электрических колебаний в вибрацию ЗП-3. Амплитуда защищаемого сигнала по звуковому давлению составляла 80 дБ. Эффективное напряжение генератора шума на ЗП3 составляла 5 В.
На первом этапе на стекло поочередно подавался шум и М-последовательность. Результирующий сигнал регистрировался анализатором спектра. При этом была определена резонансная частота системы ЗП-3 + стекло. Собственная резонансная частота системы ЗП-3 + стекло составила приблизительно 2,2 кГц. Выбрана частота защищаемого сигнала. Выбор частоты производился, исходя из условия непопадания в основной пик собственного резонанса системы ЗП-3 + стекло и попадания в эффективный диапазон частот речи 300-3400 Гц. Так как верхняя часть эффективного диапазона речи перекрывается этим пиком, то в качестве модели защищаемого сигнала был выбран тональный сигнал на частоте 700 Гц. Кроме того, путем сравнения спектральной плотности помех обоих генераторов и последующей настройки генератора Мпоследовательности обеспечена одинаковая спектральная плотность помех на стекле.
На втором этапе на расстоянии 2 м от исследуемого объекта был установлен акустический генератор «Бумеранг, и с него подан гармонический акустический сигнал амплитудой 80 дБ на частоте 700 Гц. На стекло через ЗП-3 поочередно подавались щумовой сигнал и М-последовательность. Результаты эксперимента, осредненные по 1000 реализаций, представлены на фиг. 2.
Сравнение спектров фиг. 2а и фиг. 26 позволяет утверждать, что предлагаемое устройство защиты речевой информации по виброакустическому каналу позволяет уменьшить амплитуду сигнала помехи на элементах конструкции в вьщеленных помещениях за счет уменьщения уровня защищаемого сигнала, и соответственно, улучщить условия ведения переговоров.
Выше указанное устройство реализовано на элементной базе отечественного производства.