Технические каналы утечки акустической(речевой) информации. Окончание.

ХОРЕВ Анатолий Анатольевич, доктор технических наук, профессор

Окончание.
Начало № 3 2004 год.

Виброакустические и акустооптический (лазерный) технические каналы утечки информации

В виброакустических (вибрационных) технических каналах утечки информации акустические сигналы, возникающие при ведении разговоров в выделенном помещении, при воздействии на строительные конструкции (стены, потолки, полы, двери, оконные рамы и т.п.) и инженерно-технические коммуникации (трубы водоснабжения, отопления, канализации, воздуховоды и т.п.) вызывают в них упругие (вибрационные) колебания, которые и регистрируются датчиками средства разведки (рис. 1).

Рис. 1. Схема виброакустического технического канала утечки информации

Для перехвата речевой информации по виброакустическим каналам в качестве средств акустической разведки используются электронные стетоскопы и закладные устройства с датчиками контактного типа. Наиболее часто для передачи информации с таких закладных устройств используется радиоканал, поэтому их называют радиостетоскопами.

В качестве датчиков средств акустической разведки используются контактные микрофоны (вибропребразователи), чувствительность которых составляет от 50 до 100 мкВ/Па, что, дает возможность прослушивать разговоры и улавливать слабые звуковые колебания (шорохи, тиканье часов и т.д.) через бетонные и кирпичные стены толщиной более 100 см, а также двери, оконные рамы и инженерные коммуникации.

Электронные стетоскопы и закладные устройства с датчиками контактного типа позволяют перехватывать речевую информацию без физического доступа “агентов” в выделенные помещения.

Их датчики наиболее часто устанавливаются на наружных поверхностях зданий, на оконных проемах и рамах, в смежных (служебных и технических) помещениях за дверными проемами, ограждающими конструкциями, на перегородках, трубах систем отопления и водоснабжения, коробах воздуховодов вентиляционных и других систем.

При этом возможности по перехвату информации будут во многом определяться затуханием информационного сигнала в ограждающих конструкциях и уровнем внешних шумов в месте установки контактного микрофона (табл. 1, 2) [2 – 4].

Таблица 1. Затухание вибрационных сигналов на ограждающих конструкциях

Таблица 2. Средний интегральный уровень вибрационных шумов

Проведенные измерения и расчеты показали, что качество добываемой средствами акустической разведки речевой информации по прямому акустическому и виброакустическому каналам вполне достаточно для составления подробной справки о содержании перехваченного разговора (табл. 3) [1].

Таблица 3. Разборчивость речи при перехвате информации средствами разведки по прямому акустическому и виброакустическому каналам

Иностранными фирмами выпускаются различные варианты стетоскопов от простейших портативных малогабаритных до сложных электронных стетоскопов, оборудованных набором эквалайзерных фильтров и высокочувствительным низкочастотным усилителем.

Например, стетоскоп РК 845-S имеет размеры 54х80х20 мм, вес 125 г и коэффициентом усиления 80 дБ, а электронный стетоскоп РК 845-SS весит около 3,9 кг и имеет коэффициент усиления более 87 дБ [5, 7].

Электронные стетоскопы, как правило, устанавливаются в смежных (служебных и технических) помещениях (рис. 2), а радиостетоскопы, в виду своей миниатюрности, — в малозаметных местах на наружных поверхностях зданий, на оконных проемах и рамах (рис. 3), за дверными проемами, на перегородках, трубах систем отопления и водоснабжения, коробах воздуховодов вентиляционных и других систем.

Рис. 2. Перехват речевой информации с использованием электронных стетоскопов из смежных помещений, принадлежащих другим организациям (учреждениям) и расположенным в том же здании, что и выделенные помещения

Рис. 3. Перехват речевой информации с использованием закладных устройств с датчиками контактного типа, скрытно установленных с внешней стороны окна, с передачей информации по радиоканалу (радиостетоскопами)

Для установки на внешних оконных стеклах могут использоваться сверхминиатюрные радиостетоскопы, покрытые липкой резиновой массой и по внешнему виду напоминающие шарик или комочек грязи.

Такой шарик путем ручного броска приклеивается с наружной стороны окна и передает информацию в течение 1 — 2 дней, по их истечении резиновая масса высыхает, закладка отлипает от поверхности, на которой была прикреплена, и падает [5, 7].

Для установки радиостетоскопов в местах, физический доступ к которым невозможен, используются специальные бесшумные пистолеты или арбалеты, стреляющие “стрелами — радиозакладками”.

Стрела с миниатюрной радиозакладкой, в удароустойчивом исполнении, надежно прикрепляется к поверхностям из любого материала: металла, дерева, пластмассы, стекла, камня, бетона и т.п. при выстреле с расстояния до 25 м [5, 7] .

В период строительства в стены здания могут быть встроены радиостетоскопы длительного времени действия, оснащенные системой дистанционного управления. Время работы таких устройств может составлять в режиме дежурного приема более 10 лет, а в режиме передачи более 6 месяцев.

Наиболее часто такие устройства камуфлируются под обычные кирпичи.

Датчики акселерометрического типа такого кирпича” перехватывают вибрационные колебания, возникающие при ведении разговоров в помещениях, в диапазоне частот от 100 Гц до 10 кГц. Дальность передачи информации с таких устройств в UHF-диапазоне обычно составляет 300 – 500 м.

Акустооптический (лазерный) технический канал утечки информации образуется при облучении лазерным лучом вибрирующих в акустическом поле, возникающем при ведении разговоров, тонких отражающих поверхностей (стекол окон, картин, зеркал и т.д.).

Отраженное лазерное излучение (диффузное или зеркальное) модулируется по амплитуде и фазе (по закону вибрации поверхности) и принимается приемником оптического (лазерного) излучения, при демодуляции которого выделяется речевая информация (рис. 4). Причем лазер и приемник оптического излучения могут быть установлены в одном или разных местах (помещениях) (рис. 5).

Рис. 4. Схема акустооптического (лазерного) технического канала утечки информации

Рис. 5. Перехват речевой информации с использованием лазерной акустической системы разведки путем “лазерного зондирования оконных стекол

Для перехвата речевой информации по данному каналу используются сложные лазерные акустические системы разведки (ЛАСР), иногда называемые “лазерными микрофонами”.

ЛАСР состоит из источника когерентного излучения (лазера) и приемника оптического излучения, оснащенного фокусирующей оптикой.

Для обеспечения высокой механической устойчивости передатчика и приемника, что крайне необходимо для нормальной работы системы, последние устанавливаются на треножных штативах.

Передатчик и приемник переносятся в обычном портфеле-дипломате. Как правило, в таких системах используются лазеры, работающие в невидимом глазу ближнем инфракрасном диапазоне длин волн (0,75 — 1,1 мкм).

Принцип действия системы заключается в следующем.

Передатчик осуществляет облучение наружного оконного стекла узким лазерным лучом.

Приемник принимает рассеянное отраженное излучение, модулированное по амплитуде и фазе по закону изменения акустического (речевого) сигнала, возникающего при ведении разговоров в контролируемом помещении.

Принятый сигнал детектируется, усиливается и прослушивается на головных телефонах или записывается на магнитофон. Для улучшения разборчивости речи в приемнике используется специальное шумоподавляющее устройство.

Для наведения лазерного луча на цель совместно с передатчиком и приемником используются специальные устройства — визиры.

Данные системы наиболее эффективны для прослушивания разговоров в помещениях небольшого размера, которые по своим акустическим характеристикам близки к объемному резонатору, когда все двери и окна помещения достаточно хорошо герметизированы.

Эффективны они и для подслушивания разговоров, ведущихся в салонах автомашин.

Современные ЛАСР позволяют снимать” информацию не только с наружных, но и внутренних оконных стекол, зеркал, стеклянных дверей и других предметов.

Для увеличения дальности разведки оконные стекла обрабатывают специальным составом, значительно увеличивающим коэффициент отражения лазерного излучения, или устанавливают на них специальные направленные отражатели (триппель-призмы).

Лазерные акустические системы разведки имеют дальность действия при приеме диффузноотраженного излучения до 100 м, при обработке (покрытии) стекол специальным материалом – более 300 м, а при установке на оконных стеклах триппель-призм – более 500 м.

К типовой лазерной акустической системе разведки относится система HKG GD-7800 [6], которая состоит из передатчика, на основе полупроводникового лазера, мощностью 5 мВт и работающего в диапазоне 0,75 – 0,84 мкм (фокусное расстояние объектива 135 мм) и приемника лазерного излучения на основе малошумящего PIN-диода (фокусное расстояние объектива 500 мм), закамуфлированного под стандартную зеркальную камеру. При переноске вся система размещается в обычном кейсе.

 Акустоэлектрические и акустоэлектромагнитные (параметрические) технические каналы утечки информации

Акустоэлектрические технические каналы утечки информации возникают в следствие преобразования информативного сигнала из акустического в электрический за счет “микрофонного” эффекта в электрических элементах вспомогательных технических средств и систем (ВТСС).

Некоторые элементы ВТСС, в том числе трансформаторы, катушки индуктивности, электромагниты вторичных электрочасов, звонков телефонных аппаратов, дроссели ламп дневного света, электрореле и т. п., обладают свойством изменять свои параметры (емкость, индуктивность, сопротивление) под действием акустического поля, создаваемого источником акустических колебаний.

Изменение параметров приводит либо к появлению на данных элементах электродвижущей силы (ЭДС), изменяющейся по закону воздействующего информационного акустического поля, либо к модуляции токов, протекающих по этим элементам, информационным сигналом.

Например, акустическое поле, воздействуя на якорь электромагнита вызывного телефонного звонка, вызывает его колебание.

В результате чего изменяется магнитный поток сердечника электромагнита. Изменение этого потока вызывает появление ЭДС самоиндукции в катушке звонка, изменяющейся по закону изменения акустического поля.

ВТСС, кроме указанных элементов, могут содержать непосредственно электроакустические преобразователи. К таким ВТСС относятся некоторые датчики пожарной сигнализации, громкоговорители ретрансляционной сети и т.д.

Эффект электроакустического преобразования акустических колебаний в электрические часто называют “микрофонным эффектом”.

Причем из ВТСС, обладающих “микрофонным эффектом”, наибольшую чувствительность к акустическому полю имеют абонентские громкоговорители и некоторые датчики пожарной сигнализации.

Перехват акустических колебаний в данном канале утечки информации осуществляется путем непосредственного (гальванического) подключения к соединительным линиям ВТСС, обладающим “микрофонным эффектом”, специальных высокочувствительных низкочастотных усилителей (пассивный акустоэлектрический канал) (рис. 6).

Например, подключая такие средства к соединительным линиям телефонных аппаратов с электромеханическими вызывными звонками, можно прослушивать разговоры, ведущиеся в помещениях, где установлены эти аппараты (рис. 7).

Но вследствие незначительного уровня наведенной ЭДС дальность перехвата речевой информации, как правило, не превышает нескольких десятков метров.

Рис. 6. Схема акустоэлектрического пассивного технического канала утечки информации

Рис. 7. Перехват речевой информации путем подключения специальных низкочастотных усилителей к соединительным линиям ВТСС, обладающих “микрофонным эффектом”

Активный акустоэлектрический технический канал утечки информации образуется путем несанкционированного контактного введения токов высокой частоты от соответствующего генератора в линии (цепи), имеющие функциональные связи с нелинейными или параметрическими элементами ВТСС, на которых происходит модуляция высокочастотного сигнала информационным (рис. 8).

Информационный сигнал в данных элементах ВТСС появляется вследствие электроакустического преобразования акустических сигналов в электрические.

В силу того, что нелинейные или параметрические элементы ВТСС для высокочастотного сигнала, как правило, представляют собой несогласованную нагрузку, промодулированный высокочастотный сигнал будет отражаться от нее и распространяться в обратном направлении по линии или излучаться.

Для приема излученных или отраженных высокочастотных сигналов используются специальные приемники с достаточно высокой чувствительностью.

Для исключения влияния зондирующего и переотраженного сигналов могут использоваться импульсные сигналы.

Рис. 8. Схема акустоэлектрического активного технического канала утечки информации

Такой метод получения информации часто называется методом “высокочастотного навязывания” и, в основном, используется для перехвата разговоров, ведущихся в помещении, путем подключения к линии телефонного аппарата, установленного в контролируемом помещении (рис. 9).

 Для исключения воздействия высокочастотного сигнала на аппаратуру АТС в линию, идущую в ее сторону, устанавливается специальный фильтр нижних частот.

Аппаратура высокочастотного навязывания” может подключаться к телефонной линии на удалении до нескольких сот метров от выделенного помещения.

Рис. 9. Перехват речевой информации путем подключения аппаратуры высокочастотного навязывания” к соединительным линиям ВТСС, обладающим “микрофонным эффектом”

Акустоэлектромагнитные (параметрические) технические каналы утечки информации можно разделить на пассивные и активные.

Образование пассивного акустоэлектромагнитного канала утечки информации связано с наличием в составе некоторых ВТСС высокочастотных генераторов.

В результате воздействия акустического поля меняется давление на все элементы высокочастотных генераторов ВТСС.

При этом изменяется (незначительно) взаимное расположение элементов схем, проводов в катушках индуктивности, дросселей и т. п., что может привести к изменениям параметров высокочастотного сигнала, например, к модуляции его информационным сигналом.

Поэтому этот канал утечки информации называется параметрическим.

Это обусловлено тем, что незначительное изменение взаимного расположения, например, проводов в катушках индуктивности (межвиткового расстояния) приводит к изменению их индуктивности, а, следовательно, к изменению частоты излучения генератора, т.е. к частотной модуляции сигнала.

Или воздействие акустического поля на конденсаторы приводит к изменению расстояния между пластинами и, следовательно, к изменению его емкости, что, в свою очередь, также приводит к частотной модуляции высокочастотного сигнала генератора.

Наиболее часто наблюдается паразитная модуляция информационным сигналом излучений гетеродинов радиоприемных и телевизионных устройств, находящихся в выделенных помещениях и имеющих конденсаторы переменной емкости с воздушным диэлектриком в колебательных контурах гетеродинов.

Радиоизлучения, модулированные информативным сигналом, возникающие при работе различных генераторов, входящих в состав технических средств, или при наличии паразитной генерации в узлах (элементах) технических средств, установленных в выделенном помещении могут быть перехвачены средствами радиоразведки.

Данный акустоэлектромагнитный (параметрический) технические канал утечки информации называется пассивным (рис. 10, 11).

Рис. 10. Схема акустоэлектромагнитного (параметрического) пассивного технического канала утечки информации

Рис. 11. Перехват речевой информации путем приема и детектирования побочных электромагнитных излучений ВТСС, обладающих “микрофонным эффектом” (на частотах работы их высокочастотных генераторов)

Активный акустоэлектромагнитный канал утечки информации может быть реализован и путем “высокочастотного облучения” помещения, где установлены ВТСС, обладающие “микрофонным эффектом”, или закладные устройства, имеющие элементы, некоторые параметры которых (например, добротность и резонансная частота объемного резонатора) изменяются по закону изменения акустического (речевого) сигнала (рис. 12, 13).

Рис. 12. Схема акустоэлектромагнитного активного технического канала утечки информации

Перехват речевой информации методом “высокочастотного облучения” полуактивных закладных устройств, установленных в выделенном помещении

При облучении мощным высокочастотным сигналом помещения, в котором установлено такое закладное устройство, в последнем при взаимодействии облучающего электромагнитного поля со специальными элементами закладки (например, четвертьволновым вибратором) происходит образование вторичных радиоволн, т.е. переизлучение электромагнитного поля.

А специальное устройство закладки (например, объемный резонатор) обеспечивает амплитудную, фазовую или частотную модуляцию переотраженного сигнала по закону изменения речевого сигнала.

Подобного вида закладки иногда называют полуактивными или эндовибраторами.

Для перехвата информации по данному каналу кроме закладного устройства необходимы специальный высокочастотный генератор с направленной антенной и специальный радиоприемник.

Дальность действия таких систем может составлять несколько сот метров.

Литература

1. Абрамов Ю.В., Калиниченко М.В., Каргашин В.Л. Опыт практических работ по виброакустической защите выделенных помещений от утечки речевой информации/Научно-практическая конференция Ключевые проблемы банковской безопасности Третьего московского международного форума Технология безопасности – 98”. Москва 4 – 7 февраля 1998 г.: Сборник докладов. М.: Манеж, 1998.
2. Кученков Е.Б., Музалев Е.А. Экспериментальная оценка акустической защищенности исследуемых помещений//Вопросы защиты информации. М.: 1999, № 3.
3. Снижение шума в зданиях и жилых районах/Под ред. Осипова Г.Л., Юдина Е.Я. М.: – Стройиздат, 1987.
4. Справочник проектировщика. Защита от шума/Под ред. Юдина Е.Я. – М.: Стройиздат, 1974.
5. Anti-riot equipment: Catalog. – Germany: PK Electronik International FRG, 1998.
6. Discrete surveillance: Catalog. – Germany: Helling, 1999.
7. Professional general export catalog. The № 1. Government supplier of surveillance technology. – Germany: PK Electronik International FRG, 1998.