Анализ особенностей средств энергетического скрытия речи

Человеческая речь является важнейшим каналом информационного взаимодействия. Зачастую развитие и введение в эксплуатацию новых систем связи направлено на совершенствование речевых коммуникаций. Одновременно усиливается потребность в обеспечении конфиденциальности речевого обмена и защите информации, имеющей речевую природу [1].

Исследования специалистов в области технической защиты информации [2–3] позволяют констатировать, что проблема противодействия утечки речевой (акустической) информации является важной для теории и практики информационной безопасности и требует дальнейшего развития [5]. В связи с этим, возникает вопрос об использовании различных способов и средств, позволяющих решить данную проблему.

В настоящее время активно используется способ энергетического скрытия акустической (речевой) информации, позволяющий обеспечить заданное минимально допустимое значение разборчивости речи в месте её возможного перехвата злоумышленником. Актуальность использования данного способа подтверждается тем, что энергетическое скрытие включает в себя большое разнообразие средств и систем, которые применяются в выделенных помещениях первой категории с грифом «особой важности».

В связи с вышеизложенным, целью настоящей работы является анализ принципов построения средств энергетического скрытия речи.

Энергетическое скрытие достигается путем применения способов и средств, уменьшающих энергию источника или увеличивающих энергию помех, которые приводят к изменению информационных параметров, таких как амплитуда, частота и фаза.

Уменьшение отношения сигнал/помеха осуществляется по двум направлениям:

1) За счёт снижения мощности акустических сигналов за пределами ВП до величин, обеспечивающих невозможность выделения речевого сигнала техническим средством акустической разведки на фоне естественных шумов.

2) За счёт увеличения мощности помехи на входе акустического приёмника до величин, обеспечивающих невозможность выделения информационного сигнала техническим средством акустической разведки.

В общем случае энергетическое скрытие может быть реализовано различными способами:

−   уменьшением громкости речи во время конфиденциального разговора;

−   звукоизоляцией, звукопоглощением;

−   акустическим зашумлением;

−   вибрационным зашумлением;

Уменьшение громкости речи является простейшим способом. Однако это возможно, если количество собеседников мало. В иных случаях применяют звукоизоляцию, звукопоглощение, которые являются пассивными методами защиты, а также акустическое и вибрационное зашумление, относящиеся к группе активных способов защиты акустической (речевой) информации.

Звукоизоляция направлена на локализацию источников акустических звуков в замкнутом пространстве внутри контролируемой. При падении акустической волны на границу поверхностей с различными удельными плоскостями большая часть падающей волны отражается. Отражающая способность поверхности зависит от плотности материала, из которого она изготовлена, и скорости распространения звука в ней. Звукоизоляция обеспечивается с помощью архитектурных и инженерных конструкций: экранов, кабин, кожухов, ограждений.

Величина звукоизоляции однослойного ограждения характеризуется сложной нелинейной зависимостью как от частоты колебания акустической волны, так и от большой группы характеристик ограждения. В общем случае эту зависимость можно представить в виде следующей функции

где: m – поверхностная масса ограждения,

h – коэффициент потерь энергии в материале;

f_ог – собственная частота колебаний ограждения;

 – удельная плотность материала ограждения;

 – скорость звука в материале ограждения.

Следовательно, для создания высокого коэффициента звукоизоляции преграда должна иметь большую массу и плотность.

Звукопоглощение обеспечивается путем преобразования в звукопоглощающем материале кинетической энергии акустической волны в тепловую. Звукопоглощающие свойства материалов оцениваются коэффициентом звукопоглощения (формула 2).

В качестве звукопоглощающих материалов выступают: рыхлые акустические материалы, плитные материалы, акустическая штукатурка, резонансные поглотители. Их применение при защите акустической (речевой) информации имеет несколько особенностей по сравнению со звукоизоляцией. Звукопоглощающие материалы должны применяться так, чтобы создать требуемые акустические условия в помещение для обеспечения разборчивости речи в различных её зонах. Поскольку чрезмерное звукопоглощение приводит к снижению уровня сигнала в различных точках помещения, малое – к большему времени реверберации и ухудшению разборчивости речи в результате наложения различных звуков.

Большое разнообразие материалов и средств, повышающих эффективность звукоизоляции и звукопоглощения в ВП, не всегда может обеспечить допустимый уровень безопасности и их использование является сложным и дорогостоящим процессом. Тогда прибегают к применению активных способов защиты, которые, в свою очередь, реализуются с помощью генераторов шума.

Генераторы шума являются достаточно широко используемым методом ввиду своей простоты и относительной дешевизны. Их принцип действия основан на формировании шумовых, «речеподобных» и комбинированных помех, воздействующих на элементы конструкции здания с помощью виброизлучателей.

Проводя технико-экономическое обоснование одного из способов энергетического скрытия речи, а именно генератора помех «Кедр», дана оценка качества выполнения его функций. Данная процедура осуществлялась по нескольким направлениям: аудит защиты ДО мероприятия, смета мероприятия информационной безопасности, аудит защиты ПОСЛЕ мероприятия, расчёт экономической эффективности мероприятия защиты информации с учётом коэффициента бюджетозащищённость. Результаты проведённого анализа отражены на рисунках 1,2,3.

Рисунок 1. Листинг расчёта бюджетозащищённости ДО/ПОСЛЕ

Рисунок 2 .Листинг расчёта экономической эффективности

Рисунок 3. Диаграммы, визуально показывающие эффективность устройства

Таким образом, после внедрения защитных мер стоимость условной единицы угрозы снизилась со стоимости одной условной единицы с 58 тысяч рублей до 50 тысяч рублей, при этом абсолютный эффект от мероприятия составил 8075 рублей. В свою очередь, эффективность бюджетных затрат на ВП по предлагаемому мероприятию защиты объекта по показателю «бюджетозащищённость» составил 10%. Замечено, что «бюджетозащищённость» ДО мероприятия составила 0,002 на 1 рублю бюджета, а ПОСЛЕ мероприятия составила 0,038785 на 1 рублю бюджета ВП, что в 19 раз выше значений до мероприятия. Данный факт является основанием для приятия решения о внедрении.