КОЛЛЕДЖ КОСМИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИЙ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5 По дисциплине: МДК 03.01. «Защита информации в информационно-телекоммуникационных системах и сетях с использованием технических средств защиты» Тема: Пассивные методы защиты акустической информации. Направление подготовки: 10.02.04 Обеспечение информационной безопасности телекоммуникационных систем Выполнил: Студент группы БТС3-20 _____________ /Титанова Ю.В./ Проверил: Преподаватель ______________ / Прусакова Ю.А./ Королев 2023 г. 1 Оглавление Введение......................................................................................................... 3 1. Звукоизоляция помещений. ..................................................................... 6 2. Виброакустическая маскировка. ............................................................. 7 3. Средства обнаружения и подавления диктофонов и акустических закладок. ................................................................................................................... 8 Заключение .................................................................................................. 10 2 Введение Акустическое эхо возникает в системе конференц-связи, когда речь, воспроизводимая в местных громкоговорителях, улавливается микрофонами в ближней комнате и передается обратно на дальнюю сторону. Этот переданный сигнал является задержанной версией оригинала, что вызывает эхо. Принятый дальний сигнал не передается напрямую от динамика к микрофону, а подвержен артефактам помещения. Это может включать в себя различные пути прохождения сигнала, вызывающие реверберацию, частотную фильтрацию и затухание. Эти эффекты являются результатом передаточной функции помещения. Эта передаточная функция также является динамической, поскольку объекты в комнате перемещаются или микрофон перемещается. Чтобы правильно вычесть нежелательный сигнал, процессор акустического эхоподавления (AEC) должен моделировать динамическую передаточную функцию помещения. Затем он может применить эту передаточную функцию к полученному сигналу и правильно вычесть измененный исходный сигнал. Каждая входная плата Soundweb London AEC состоит из четырех входных каналов AEC. Для защиты акустической (речевой) информации используются пассивные и активные методы и средства. 1) Пассивные методы защиты акустической (речевой) информации направлены на: ослабление акустических контролируемой зоны (речевых) до сигналов величин, на границе обеспечивающих невозможность их выделения средством разведки на фоне естественных шумов; ослабление информационных электрических сигналов в соединительных линиях ВТСС, имеющих в своем составе 3 электроакустические микрофонным преобразователи эффектом), до величин, (обладающие обеспечивающих невозможность их выделения средством разведки на фоне естественных шумов; исключение (ослабление) прохождения сигналов высокочастотного навязывания во вспомогательные технические средства, имеющие в своем составе электроакустические преобразователи (обладающие микрофонным эффектом); обнаружение излучений акустических закладок и побочных электромагнитных излучений диктофонов в режиме записи; обнаружение несанкционированных подключений к телефонным линиям связи. 4 2) Активные методы защиты акустической (речевой) информации направлены на: создание маскирующих акустических и вибрационных помех с целью уменьшения отношения контролируемой зоны невозможность выделения до сигнал/шум величин, на границе обеспечивающих информационного акустического сигнала средством разведки; создание маскирующих электромагнитных помех в соединительных линиях ВТСС, имеющих в своем составе электроакустические преобразователи (обладающие микрофонным эффектом), с целью уменьшения отношения сигнал/шум до величин, обеспечивающих невозможность выделения информационного сигнала средством разведки; электромагнитное подавление диктофонов в режиме записи; ультразвуковое подавление диктофонов в режиме записи; создание маскирующих электромагнитных помех в линиях электропитания ВТСС, обладающих микрофонным эффектом, с целью уменьшения отношения сигнал/шум до величин, обеспечивающих невозможность выделения информационного сигнала средством разведки; создание прицельных радиопомех акустическим и телефонным радиозакладкам с целью уменьшения отношения сигнал/шум до величин, обеспечивающих невозможность выделения информационного сигнала средством разведки; подавление (нарушение функционирования) средств несанкционированного подключения к телефонным линиям; уничтожение (вывод из строя) средств несанкционированного подключения к телефонным линиям. 5 Ослабление акустических (речевых) сигналов осуществляется путем звукоизоляции помещений. Ослабление информационных электрических сигналов в соединительных линиях ВТСС и исключение (ослабление) прохождения сигналов высокочастотного навязывания во вспомогательные технические средства осуществляется методами фильтрации сигналов.В основе активных методов защиты акустической информации лежит использование различного типа генераторов помех, а также применение других специальных технических средств. 1. Звукоизоляция помещений. Звукоизоляция помещений. направлена на локализацию источников акустических сигналов внутри них и проводится с целью исключения перехвата акустической (речевой) информации по прямому акустическому (через щели, окна, двери, технологические проемы, вентиляционные каналы и т.д.) и вибрационному (через ограждающие конструкции, трубы водо-, теплои газоснабжения, канализации и т.д.) каналам. Основное требование к звукоизоляции помещений заключается в том, чтобы за его пределами отношение акустический сигнал/шум не превышало некоторого допустимого значения, исключающего выделение речевого сигнала на фоне естественных шумов средством разведки. Поэтому к помещениям, в которых проводятся закрытые мероприятия, предъявляются определенные требования по звукоизоляции. Повышение звукоизоляции стен и перегородок помещений достигается применением однослойных и многослойных (чаще - двойных) ограждений. В многослойных ограждениях целесообразно подбирать материалы слоев с резко отличающимися акустическими сопротивлениями (например, бетон поролон) Для повышения звукоизоляции дверей проводится облицовка внутренних поверхностей тамбура звукопоглощающими покрытиями, а сами 6 двери обиваются материалами со слоями ваты или войлока и используются дополнительные уплотнительные прокладки. 2. Виброакустическая маскировка. В случае, если используемые пассивные средства защиты помещений не обеспечивают требуемых норм по звукоизоляции необходимо использовать активные меры защиты. Активные меры защиты заключаются в создании маскирующих акустических помех средствам разведки, в частности использованием виброакустической маскировки информационных сигналов. В отличие от звукоизоляции помещений, обеспечивающей требуемое ослабление интенсивности звуковой волны за их пределами, использование активной акустической маскировки снижает отношение сигнал/шум на входе технического средства разведки за счет увеличения уровня шума (помехи). Виброакустическая маскировка эффективно используется для защиты речевой информации от утечки по прямому акустическому, виброакустическому и оптико-электронному(вибродатчики на окна) каналам утечки информации. На практике наиболее широкое применение нашли генераторы шумовых колебаний.Большую группу генераторов шума составляют устройства, принцип действия которых основан на усилении колебаний первичных источников шумов. В настоящее время создано большое количество различных систем активной виброакустической маскировки, успешно используемых для подавления средств перехвата речевой информации. К ним относятся: системы «Фазан», "Заслон", "Кабинет", "Барон", "Фон-В", VNG-006, ANG2000, NG-101. При организации акустической маскировки необходимо помнить, что акустический шум может создавать дополнительный мешающий фактор для сотрудников и раздражающе воздействовать на нервную систему человека, 7 вызывая различные функциональные отклонения и приводить к быстрой и повышенной утомляемости работающих в помещении. Степень влияния мешающих помех определяется санитарными нормативами на величину акустического шума. В соответствии с нормами для учреждений величина мешающего шума не должна превышать суммарный уровень 45 дБ. 3. Средства обнаружения и подавления диктофонов и акустических закладок. Диктофоны и акустические закладки в своем составе содержат большое количество полупроводниковых приборов, поэтому наиболее эффективным средством их обнаружения является нелинейный локатор, устанавливаемый на входе в выделенное помещение и работающий в составе системы контроля доступа. Так же можно проводить мероприятия по поиску закладок с помощью портативного нелинейного локатора NR-900 EMS. Радиозакладные устройства могут работать во всем диапазоне от 20 до 1000 МГц и выше. Для поиска радиозакладных устройств можно использовать радиочастометрRoger RFM-13. Так-же с целью поиска передачи информации по радиоканалу организуется радиомониторинг. Для обнаружения работающих в режиме записи диктофонов применяются так называемые детекторы диктофонов. Принцип действия приборов основан на обнаружении слабого магнитного поля, создаваемого генератором подмагничивания или работающим двигателем диктофона в режиме записи. Детекторы диктофонов выпускаются в переносном и стационарном вариантах. К переносным относятся детекторы "Сова", RM-100, TRD-800, а к стационарным - PTRD-14, PTRD-16, PTRD-18 Наряду со средствами обнаружения портативных диктофонов на практике эффективно используются и средства их подавления. Для этих целей используются устройства электромагнитного подавления типа "Рубеж", "Шумотрон", "Буран", "УПД" 8 Принцип действия устройств электромагнитного подавления основан на генерации в дециметровом диапазоне частот (обычно в районе 900 МГц) мощных шумовых сигналов. В основном для подавления используются импульсные сигналы. Алгоритм подавления акустического эха (AEC) и шумоподавления (NR) является важной частью системы обработки звука, используемой для устранения эха и шума в аудио-сигналах. Акустическое эхо возникает, когда звуковые волны отражаются от поверхностей и возвращаются обратно к микрофону. Это может приводить к искажению сигнала и мешать его восприятию. Алгоритм подавления акустического эха (AEC) работает на основе предсказания и устранения эхосигнала из входного сигнала. Обычно он использует адаптивные фильтры, которые в реальном времени моделируют и компенсируют задержки эхосигнала, чтобы устранить его влияние на исходный сигнал. Шум, с другой стороны, может быть внешними помехами, записанными вместе с исходным звуком, и может еще больше усложнить задачу обработки аудио. Алгоритм шумоподавления (NR) предназначен для фильтрации фонового шума и сохранения только желаемого аудио-сигнала. Обычно он использует алгоритмы адаптивного фильтра и искусственный интеллект для определения и удаления шума на основе характеристик входного сигнала. Оба алгоритма, AEC и NR, могут быть реализованы программно или с использованием специального аппаратного оборудования. Они могут быть применены во многих областях, таких как телефония, конференц-связь, системы видеоконференций, системы связи в автомобиле и многое другое. В итоге, алгоритм подавления акустического эха и шумоподавления являются важными компонентами для обработки звука и обеспечивают более чистое и понятное восприятие аудио-сигналов в различных приложениях. 9 Заключение Основной задачей эхокомпенсатора является определение характера фильтрации, которая должна применяться к сигналу на дальнем конце, чтобы он напоминал результирующий сигнал на ближнем конце. Фильтр, по сути, представляет собой модель динамика, микрофона и акустических характеристик помещения. Эхоподавители должны быть адаптивными, поскольку характеристики динамика и микрофона на ближнем конце обычно неизвестны заранее. Акустические характеристики комнаты ближнего конца также обычно не известны заранее и могут изменяться (например, если микрофон перемещается относительно говорящего или если люди ходят по комнате, вызывая изменения в акустических отражениях). Используя сигнал на дальнем конце в качестве стимула, современные системы используют адаптивный фильтр и могут сходиться от отсутствия подавления до 55 дБ подавления примерно за 200 мс. До недавнего времени эхоподавление нужно было применять только к голосовой полосе пропускания телефонных каналов. Вызовы PSTN передают частоты от 300 Гц до 3 кГц, диапазон, необходимый для разборчивости человеческой речи. Видеоконференции — это одна из областей, где используется аудио с полной пропускной способностью. В этом случае для подавления эха используются специализированные продукты. Поскольку подавление эха имеет известные ограничения, в идеальной ситуации будет использоваться только подавление эха. Однако этого недостаточно во многих приложениях, особенно в программных телефонах в сетях с большой задержкой и низкой пропускной способностью. Здесь эхокомпенсация и подавление могут работать вместе для достижения приемлемой производительности. 10 Список литературы AEC: подавление акустического эха // Тоmning URL: https://ru.tonmind.com/blog/aec-acoustic-echo-cancellation_b36 (дата обращения: 18.01.2024). Обратная связь, AEC и аудиоплатформа – в поисках правды // Kreator A.V Аудио и видео решения URL: https://www.kreator- av.ru/news/stati/obratnaya-svyaz-aec-i-audioplatforma-v-poiskakhpravdy/?ysclid=lrivzszgl9913178635 (дата обращения: 18.01.2024). Бирюков В.Н. и др. Защита акустической информации. - М.: Радио и связь, 1992. Фефелов В.В., Райх М.К. Акустическое шифрование информации. - М.: Радио и связь, 2003. Jones N. et al. Passive Acoustic Monitoring of Cetaceans. - Cambridge University Press, 2011. Mui H.H. Passive acoustic detection of sperm whales in the Northeast Pacific. - Springer, 2009. Lavoie B., Cardoso S.D., Lammers M.O. Passive Acoustic Monitoring of Biomass and Biodiversity. - Springer, 2020. 11
