Контроль защищенности речевой информации от утечки по акустическому и виброакустическому каналам

 

Московский  государственный технический университет  им. Н.Э. Баумана

Факультет Информатика и системы управления

Кафедра Информационная безопасность

 

 

 

 

 

Курсовой  проект по курсу

«Технические  средства обеспечения информационной безопасности»

на тему:

 

КОНТРОЛЬ  ЗАЩИЩЕННОСТИ РЕЧЕВОЙ ИНФОРМАЦИИ

ОТ  УТЕЧКИ ПО АКУСТИЧЕСКОМУ И ВИБРОАКУСТИЧЕСКОМУ КАНАЛАМ

Расчетно-пояснительная  записка

 

 

 

Исполнитель: ХХХ.ХХ.ХХ.

группа ХХХ.ХХ

                                                                                  Руководители: ХХХ.ХХХ.Х.

                                                                                                  ХХХ.ХХХ.Х.

 

 

 

 

 

 

Москва – 2011

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Задание. Исходные данные для проведения расчетов	3
Введение	4
Осуществление контроля защищенности речевой информации от утечки по акустическому и виброакустическому каналам	5
Приложение А	12
Приложение Б	15
Список литературы	16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание:

1. Произвести расчет необходимых  параметров в соответствии с  исходными данными.

2. Оформить результаты в виде  расчетно-пояснительной записки,  требования к которой представлены  в приложении В.

3. К расчетно-пояснительной записке  приложить протокол инструментального  контроля выполнения норм противодействия  акустической речевой разведки, образец которого указан в  приложении А.

4. По результатам расчетов сделать  вывод выполнении норм противодействия  акустической разведке, при невыполнении  данных норм, предложить меры  по совершенствованию защиты  информации от утечки по техническим  каналам.

Исходные  данные для проведения расчетов

Группа	Вариант	Номера октавных полос	Уровни речевого сигнала (дБ)	Уровни шумов (дБ)	Язык речевого сигнала
1	10	1, 2, 3, 4	47, 40, 36, 31	45, 39, 35, 32	русский

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Целью данного курсового проекта  является ознакомление с методикой  оценки акустической защищённости помещения на основе «метода формантной разборчивости» без использования инструментальных средств, а также ознакомление с методикой оценки защищенности циркулирующей в выделенных помещениях речевой информации от речевой разведки с применением акустических средств при проведении инструментального контроля, основанном на исследованиях Покровского Н.Б.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Осуществление контроля защищенности речевой информации от утечки по акустическому и виброакустическому каналам

Контролируемыми показателями выполнения норм противодействия  акустической речевой разведке являются:

а) словесная разборчивость речи, определяемая в контрольных точках для нормированного энергетического спектра речевого сигнала,

б) распределение отношений «сигнал/шум», дБ, в октавных полосах частот в  контрольных точках для нормированного энергетического спектра речевого сигнала.

Рис.1. Зависимость разборчивости слов от разборчивости формант

Словесная разборчивость речи W рассчитывается в соответствии с графиком на рис. 1 или по формуле в диапазоне значений словесной разборчивости от 0 до 1.

(1.1)

где  - интегральный индекс артикуляции речи  (1.2):

                  (1.3)

– значение весового коэффициента в i-й октавной полосе;

 –  параметр отношения «сигнал/шум»;   (1.4)

 –  отношение «сигнал/шум» в месте  измерения в i-й октавной полосе, [дБ];         (1.5)

 –  средний спектральный уровень  речевого сигнала в месте измерения  в i-й октавной полосе, [дБ];

 –  уровень шума (помехи) в месте  измерения в i-й октавной полосе, [дБ];

ΔА – значение формантного параметра спектра речевого сигнала в i-й октавной полосе, [дБ];

N – количество октавных полос, в которых проводится измерение.

Количество  октавных полос по условию равно 4.

Таблица 1. Значения октавных полос

Номер полосы	Частотные границы полосы, fн - fв, Гц	Средняя частота полосы, fi, Гц
1	180 - 355	250
2	355 - 710	500
3	710 - 1400	1000
4	1400 - 2800	2000

 

 

Рассчитаем  по формуле (1.5) отношение «сигнал/шум» в месте измерения в каждой октавной полосе (1,2,3 и 4):

[дБ]

[дБ]

[дБ]

[дБ]

Определение значений формантных параметров спектра речевого сигнала в каждой октавной полосе ΔА определяется в соответствии с графиком на рис. 2 или по следующей формуле:

 

_(1.6)

         Рис.2. Зависимость формантного параметра ΔА_i от частоты октавной полосы

 

_{По  формуле (1.6) получим для 1,2,3 и 4 октавных полос следующие значения формантных параметров:}

 

 

 

 

По формуле (1.4) определим параметры отношения «сигнал/шум» для каждой октавной полосы:

 

По формуле (1.3) получим для каждой октавной полосы:

 

 

Значения весовых коэффициентов  определяются по графику рис. 3(функции распределения формант, характеризующий вероятность встречаемости формант в различных участках речевого спектра) при условиях f = f_в,i  и  f = f_н,i , или из соотношения (ошибка аппроксимации менее 1%):

 

_(1.7)

Рис.3. Функция распределения формант

По формуле (1.7) получим для каждой октавной полосы значения весовых коэффициентов:

 

По формуле (1.2) вычислим интегральный индекс артикуляции речи:  

 

По формуле (1.1) вычислим словесную разборчивость речи W:

 

Сравнивая полученную словесную разборчивость  с нормированными значениями из таблицы 2 для несекретной информации, можно  сделать вывод, что нормы противодействия акустической речевой разведке на основе показателя словесной разборчивости не выполняются, так как .

Таблица 2. Нормы противодействия акустической речевой разведке

	Степень секретности речевой информации (категория объекта) защиты)	Нормированные значения показателя противодействия акустической речевой разведке
	Особой важности (I категория)	Wн = 0,1
	Совершенно секретно (II категория) Секретно (III категория)	Wн = 0,2
	Несекретно	Wн = 0,4

 

Определим значения уровня отношения «сигнал/шум» для каждой октавной полосы по формуле:

Е_i = L_ci – L_шi – ΔL_т,        (1.8)

где DLт = (20...40) дБ – поправка, позволяющая получить превышение сигнала над помехой (шумом) в контрольной точке и повышение достоверности и точности измерений. Примем DLт = 38 дБ.

Из формулы (1.8) получаем:

 

Таблица 3. Нормированные значения уровня отношения  «сигнал/шум»

Нормированные значения показателя противодействия  акустической разведке Wн	Нормированные значения уровня отношения  «сигнал/шум» Еi, дБ, для октавных полос со среднегеометрическими частотами fсрi, Гц
	250	500	1000	2000	4000
Wн = 0,1	-7	-12	-15	-18	-20
Wн = 0,2	-4	-9	-12	-15	-17
Wн = 0,4	-1	-6	-8	-11	-13

 

Сравнив полученные в результате измерения  значения уровня отношения «сигнал/шум»  с нормированными значениями из таблицы 3, делаем вывод, что нормы противодействия акустической речевой разведке на основе уровня отношения «сигнал/шум» выполняются для каждой октавной полосы, так как Е_i<Ен_i .

Из аналитического соотношения (ошибка аппроксимации менее 1%) определим слоговую разборчивость:

 

(1.9)

 

Аналитическое соотношение (ошибка составляет менее 1%) зависимости словесной разборчивости W от разборчивости слогов S определяется по формуле:

 

(1.10)

 

Рис.4. Зависимость словесной разборчивости W от разборчивости слогов S.

 

Вывод: В ходе выполнения курсового проекта мы ознакомились с методикой контроля защищенности речевой информации от утечки по акустическому и виброакустическому каналам.

В ходе проведенных  исследований установлено, что нормы противодействия акустической речевой разведке не выполняются, так как полученный в результате измерений показатель словесной разборчивости превышает допустимое значение.

Для предотвращения утечки информации рекомендуется провести ряд следующих мероприятий:

1. Повышение звукоизоляции дверей: установка двойной двери с уплотнительными прокладками и тамбуром глубиной 30 см.
2. Увеличение толщины стены между кабинетом и соседними помещениями на 0,5 кирпича.
3. Установка на батареи отопления резонаторных экранов или излучателей генератора виброакустического зашумления.
4. Закрытие окна плотными шторами, установка на стекла окон излучателей генератора виброакустического зашумления (для предотвращения лазерного подслушивания при закрытых окнах).
5. Установка перед воздухозаборниками воздухопроводов акустических экранов.
6. Установка датчиков комплекса обнаружения скрытно работающего диктофона PDTR-18.
7. Применение устройств для подавления сигналов скрытно работающего диктофона.

 

Комплекс мероприятий включает в себя пассивные и активные методы противодействия акустической разведке и носит рекомендательный характер.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ  А

 

ПРОТОКОЛ  №1

инструментального контроля выполнения норм противодействия

акустической  речевой разведки 

1.Объект контроля: служебный кабинет технологического бюро.

2.Назначение объекта и его краткое описание: служебный кабинет, предназначенный для проведения работ по разработке технологии изготовления товара, учета новых технологических решений, взаимодействия с конструкторским бюро и производственными цехами. Степень секретности – несекретное помещение. Объект контроля представляет собой помещение 5,2х4,7 м, высота потолка 3 м, имеет двойную деревянную дверь, 3 окна с тройным остеклением. Искусственное освещение состоит из ламп накаливания в количестве 12 штук. В кабинете расположены 3 рабочих места, каждое из которых включает в себя стол, персональный компьютер, принтер, стул, сейф. Кроме того, в кабинете имеются шкафы в количестве 2 штук.

3.Вид контроля: периодический.

4.Вид канала перехвата речевой информации: акустический.

5.Контролируемые ограждающие конструкции и элементы технических систем: стена, примыкающая к кабинету (приложение В).

6.Описание применяемых мер и средств защиты: меры защиты информации не применяются.

7. Измерительная аппаратура: конденсаторный микрофон M-600HV, звуковой редактор Adobe Audition 1.0.

8. Метод проведения измерений:

1. Предварительное обследование выделенного помещения и выбор по его результатам контрольных точек, в которых будет проводиться оценка защищенности;

2. Размещение аппаратуры, проведение измерений и обработка результатов;

3. Оформление результатов измерений (контроля).

9. Таблицы результатов измерений и расчетов показателя противодействия (таблица А1, таблица А2)

10. Приложения: схема контролируемого помещения (Приложение Б)

Заключение  о выполнении норм противодействия:

Нормы не выполнены.

Контроль  выполнила: студентка группы ИУ8-101 Кузнецова С.А.

в присутствии  представителей: преподавателей МГТУ им.Н.Э.Баумана Акулова О.А, Шатунова А.В.  

Дата  проведения контроля   «   18     » апреля 2011 года.

 

 

Табл. А1 – Результаты определения уровня отношения «сигнал/шум» в октавных полосах в контрольной точке.

Номер октавной полосы, i	Уровень акустического шума в контрольной  точке, Lшi, дБ	Уровень суммарного акустического  сигнала и акустического шума в контрольной точке, L(с+ш)i, дБ	Уровень акустического сигнала  в контрольной точке, Lсi, дБ	Отношение «сигнал/шум» в контрольной  точке, Еi, дБ
1	45	92	47	-36
2	39	79	40	-37
3	35	71	36	-37
4	32	63	31	-39