Хорев А.А. д.т.н. профессор Ю.К. Макаров Методы защиты речевой информации и оценки их эффективности

А. А. Хорев, д. т. н., Ю. К. Макаров
Методы защиты речевой информации и оценки их эффективности.
Предполагаемый «противник» может использовать широкий арсенал портативных средств акустической речевой разведки, позволяющих перехватывать речевую информацию по прямому акустическому, виброакустическому, электроакустическому и оптикоэлектронному (акусто-оптическому) каналам. Защита речевой информации достигается проектно-архитектурными решениями, проведением организационных и технических мероприятий. Использование тех или иных методов и средств определяется характеристиками объекта защиты и аппаратуры разведки, условиями ее ведения, а также требованиями, предъявляемыми к эффективности защиты акустической информации, оцениваемой чаще всего, исходя из словесной разборчивости речи. В предлагаемой статье рассмотрены пассивные и активные методы и средства защиты речевой информации, инструментально-расчетный метод оценки ее эффективности. Кроме того, в ней также изложен методический подход к обоснованию критериев эффективности защиты речевой информации, проведена сравнительная оценка эффективности систем виброакустической маскировки, использующих различные виды шумовых помех, включая «речеподобные», и рассмотрена методика проведения измерений с использованием анализаторов спектра и шумомеров.
     Защита речевой информации является одной из важнейших задач в общем комплексе мероприятий по обеспечению информационной безопасности объекта или учреждения.      Для ее перехвата предполагаемый «противник» (лицо или группа лиц, заинтересованных в получении информации) может использовать широкий арсенал портативных средств акустической речевой разведки, позволяющих перехватывать речевую информацию по прямому акустическому, виброакустическому, электроакустическому и оптико-электронному (акустооптическому) каналам, к основным из которых относятся [9]: портативная аппаратура звукозаписи (малогабаритные диктофоны, магнитофоны и устройства записи на основе цифровой схемотехники); направленные микрофоны; электронные стетоскопы; электронные устройства перехвата речевой информации (закладные устройства) с датчиками микрофонного и контактного типов с передачей перехваченной информации по радио, оптическому (в инфракрасном диапазоне длин волн) и ультразвуковому каналам, сети электропитания, телефонным линиям связи, соединительным линиям вспомогательных технических средств или специально проложенным линиям; оптико-электронные (лазерные) акустические системы и т.д.      Портативная аппаратура звукозаписи и закладные устройства с датчиками микрофонного типа (преобразователями акустических сигналов, распространяющихся в воздушной и газовой средах) могут быть установлены при неконтролируемом пребывании физических лиц («агентов») непосредственно в выделенных (защищаемых) помещениях. Данная аппаратура обеспечивает регистрацию речи средней громкости при удалении микрофона на расстояние до 10-15 м от источника речи [9].      Электронные стетоскопы и закладные устройства с датчиками контактного типа позволяют перехватывать речевую информацию без физического доступа «агентов» в выделенные помещения. При этом датчики закладных устройств наиболее часто устанавливаются вблизи мест возможной утечки речевой информации: микрофонного типа (в выходах кондиционеров и каналах систем вентиляции); контактного типа (преобразователи виброакустических сигналов, распространяющихся по строительным конструкциям зданий, инженерным коммуникациям и т. п.) (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).      Экспериментальные исследования показали, что с использованием данных средств разведки обеспечивается перехват речевой информации с высоким качеством через ограждающие конструкции в железобетонных зданиях через 1-2 этажа, по трубопроводам через 2-3 этажа и по вентиляционным каналам на расстоянии до 20-30 м [1].      Применение для ведения разведки направленных микрофонов и оптико-электронных (лазерных) акустических систем не требует проникновения «агентов» не только в выделенные и смежные с ними помещения, но и на охраняемую территорию объекта. Разведка может вестись из соседних зданий или автомашин, находящихся на автостоянках, прилегающих к зданию.      С использованием направленных микрофонов возможен перехват речевой инфюрмации из выделенных помещений при наличии открытых оконных проемов (форточек или фрамуг) в условиях города (на фоне транспортных шумов) на расстояниях до 50 м [1]. За городом при оптимальных условиях дальность разведки может составлять до 80-100 м днем и до 200 м в ночное время [1, 9].      Максимальная дальность разведки с использованием оптико-электронных (лазерных) акустических систем, снимающих информацию с внутренних стекол, составляет 150-200 м в городских условиях (наличие интенсивных акустичеcких помех, запыленность атмосферы) и до 500 м в загородных условиях [1,9].      Защита речевой информации достигается проектно-архитектурными решениями, проведением организационных и технических мероприятий, а также выявлением электронных устройств перехвата информации.      Использование тех или иных методов и средств определяется характеристиками объекта защиты и аппаратуры разведки, условиями ее ведения, а также требованиями, предъявляемыми к эффективности защиты акустической (речевой) информации, в качестве показателя оценки которой наиболее часто используют словесную разборчивость речи W.      Для оценки разборчивости речи целесообразно использовать инструментально-расчетный метод, основанным на результатах экспериментальных исследований, проведенных Н. Б. Покровским [6]. Суть этого метода заключается в следующем (3, 6).      Энергетический спектр речи разбивается на N частотных полос, в общем случае произвольной ширины 
·f = fвi - fнi (fвi - верхнее значение частоты i-й полосы,  fнi - нижнее значение частоты i-й полосы).      Для каждой i-й (i = 1 ... N) частотной полосы инструментальным методом измеряются уровень сигнала Lc.i, дБ и уровень шума (помехи) Lшi, дБ.      Далее для каждой i-й частоты расчетным методом определяются: отношение «уровень речевого сигнала/уровень акустического шума (помехи)» по формуле:. формантный параметр 
·Ai на среднегеометрической частоте полосы  , характеризующий энергетическую избыточность дискретной составляющей речевого сигнала в полосе, по формуле: весовой коэффициент полосы кi, характеризующий вероятность наличия формант речи в данной полосе, по формуле:      где к(fв.i) и к(fн.i) - значения весового коэффициента для верхней fв.i и нижней fн.i граничных частот, рассчитываемые по формуле: спектральный индекс артикуляции (понимаемости) речи Ri (информационной вес i-й спектральной полосы частотного диапазона речи), по формуле:      где коэффициент pi определяется по формуле:      где Qi = qi -
·Ai.      Далее для общей частотной полосы спектра речевого сигнала рассчитываются: интегральный индекс артикуляции речи R, по формуле: слоговая разборчивость S, по формуле: словесная разборчивость W, по формуле:      Зависимости (
·A(f), к(f), pi (qi), S(R) и W(S) определены Н.Б. Покровским  экспериментально и представлены в виде графиков в [6]. С учетом (8 и 9) легко получить зависимость словесной разборчивости от интегрального индекса артикуляции речи:      Критерии эффективности защиты акустической (речевой) информации во многом зависят от целей, преследуемых при организации защиты, например: скрыть смысловое содержание ведущегося разговора; скрыть тематику ведущегося разговора и т.д.      Процесс восприятия речи в шуме сопровождается потерями составных элементов речевого сообщения. Понятность речевого сообщения характеризуется количеством правильно принятых слов, отражающих качественную область понятности, которая выражена в категориях подробности справки о перехваченном разговоре, составляемой «агентом».      Проведенный анализ показал возможность ранжирования понятности перехваченного речевого сообщения. Из практических соображений может быть установлена некоторая шкала оценок качества перехваченного речевого сообщения.      1. Перехваченное речевое сообщение содержит количество правильно понятых слов, достаточное для составления подробной справки о содержании перехваченного разговора.      2. Перехваченное речевое сообщение содержит количество правильно понятых слов, достаточное только для составления краткой справки-аннотации, отражающей предмет, проблему, цель и общий смысл перехваченного разговора.      3. Перехваченное речевое сообщение содержит отдельные правильно понятые слова, позволяющие установить предмет разговора.      4. При прослушивании фонограммы перехваченного речевого сообщения возможно установить факт наличия речи, но нельзя установить предмет разговора.      В соответствии с ГОСТ Р 50840-95 понимание передаваемой по каналам связи речи с большим напряжением внимания, переспросами и повторениями наблюдается при слоговой разборчивости 25-40%, а при слоговой разборчивости менее 25% имеет место неразборчивость связного текста (срыв связи) на протяжении длительных интервалов времени [2]. Учитывая взаимосвязь словесной и слоговой разборчивости [6], можно рассчитать, что срыв связи будет наблюдаться при словесной разборчивости менее 71%.      Практический опыт показывает, что составление подробной справки о содержании перехваченного разговора невозможно при словесной разборчивости менее 60-70%, а краткой справки-аннотации - при словесной разборчивости менее 40-50%. При словесной разборчивости менее 20-30% значительно затруднено установление даже предмета ведущегося разговора, а при словесной разборчивости менее 10% это практически невозможно даже при использовании современной техники фильтрации помех.      Проведенные многочисленные измерения и расчеты показали, что без применения специальных методов и средств защиты акустической (речевой) информации качество перехватываемых средствами акустической разведки сообщений вполне достаточно для составления подробной справки о содержании перехваченного разговора (табл. 2 [1]).      Анализ формул (1)...(10) показывает, что для оценки разборчивости частотный речевой диапазон (100-10 000 Гц) целесообразно разбивать на спектральные полосы, вносящие одинаковый вклад в разборчивость речи, то есть, имеющие одинаковый весовой коэффициент кi. Покровским Н.Б. было предложено разбить речевой диапазон на двадцать равноартикуляционных полос со значением весовых коэффициентов кi = 0,05, рассчитанные характеристики которых представлены в табл. 2. Данный принцип в настоящее время реализован в аппаратуре акустического контроля «Трап» разработки ГНПП «Информакустика».      Измерение уровней скрываемого речевого сигнала и шума (помехи) в различных спектральных диапазонах возможно с использованием низкочастотных анализаторов спектра. Однако наиболее часто в качестве средств контроля при оценке эффективности защиты речевой информации используются измерители уровня шума и вибраций (шумомеры) со встроенными октавными фильтрами.      Характеристики октавных полос и рассчитанные числовые значения формантного параметра спектра речевого сигнала и весовых коэффициентов для них представлены в табл. 3.      Различным видам речи соответствуют типовые интегральные уровни речевых сигналов, измеренные на расстоянии 1 м от источника речи (говорящий человек - звуковоспроизводящее устройство): Ls = 64 дБ (тихая речь); Ls = 70 дБ (речь средней громкости); Ls = 76 дБ (громкая речь); Ls = 84 дБ (речь, усиленная техническими средствами.      Числовые значения типовых уровней речевого сигнала в октавных и равноартикуляционных полосах Ls.i в зависимости от их интегрального уровня Ls, представлены в табл. 4 и 5.      Из формулы (6) следует, что для снижения разборчивости речи необходимо стремиться уменьшить отношение «уровень речевого сигнала/уровень шума» (сигнал/шум) в местах возможного размещения датчиков аппаратуры акустической разведки. Уменьшение отношения сигнал/шум возможно путем или уменьшения (ослабления) уровня речевого сигнала (пассивные методы защиты), или увеличения уровня шума (создания акустических и вибрационных помех) (активные методы защиты).      Ослабление акустических (речевых) сигналов осуществляется путем звукоизоляции помещений, которая направлена на локализацию источников акустических сигналов внутри них.      Звукоизоляция оценивается величиной ослабления акустического сигнала и обеспечивается с помощью архитектурных и инженерных решений, а также применением специальных строительных и отделочных материалов.      Звукоизоляция строительных конструкции приведена в табл. 6 [5, 7, 8].      В случае если звукоизоляция помещения не обеспечивает требуемой эффективности защиты информации, то для ее повышения используют специальные звукопоглощающие материалы.      Наиболее часто применяют облицовочные звукопоглощающие материалы в виде плоских плит (плиты «Акмигран», «Акмант», «Силаклор», «Винипор», ПА/С, ПА/О, ПП-80, ППМ, ПММ), располагаемые или вплотную, или на небольшом расстоянии от сплошной строительной конструкции (стены, перегородки, ограждения и т. п.). Используются также звукопоглощающие облицовки из слоя пористо-волокнистого материала (стеклянного или базальтового волокна, минеральной ваты) в защитной оболочке из ткани или пленки с перфорированным покрытием (металлическим, гипсовым и др.).      Повышение звукоизоляции стен и перегородок помещения также достигается установкой на расстоянии в 6...10 см от них однослойных и многослойных (чаще двойных) ограждений. В многослойных ограждениях целесообразно подбирать материалы слоев с резко отличающимися акустическими сопротивлениями (например, бетон - поролон).      Для снижения величины вибрационного сигнала используются мягкие прокладки (виброизолирующие опоры), которыми развязываются друг от друга различные ограждающие конструкции. В качестве таких прокладок применяют твердую резину, пробку, свинец.      При звукопоглощающей отделке внутреннего пространства помещений можно добиться повышения звукоизоляции на 10...15 дБ, что в большинстве случаев оказывается достаточным для обеспечения требований по защите.      Между помещениями зданий и сооружений проходит много технологических коммуникаций (трубы тепло-, газо-, водоснабжения и канализации, кабельная сеть энергоснабжения, вентиляционные короба и т.д.). Для них в стенах и перекрытиях сооружений делают соответствующие отверстия и проемы, что значительно снижает звукоизоляцию помещений в целом (табл. 7).      Звукоизоляция отверстий и проемов обеспечивается применением специальных гильз, коробов, прокладок, глушителей, вязкоупругих заполнителей и т. д.      Развязка трубопроводов достигается установкой в разрыв трубы специальных резиновых вставок, которые могут выдерживать давление воды теплоцентрали. При этом сама труба должна быть виброразвязана от конструкции стен и перегородок, через которые она проходит.      Система приточно-вытяжной вентиляции и воздухообмена зон выделенных помещений не должна быть связана с системой вентиляции других помещений и иметь свой отдельный забор и выброс воздуха. Вентиляционные камеры забора и выброса рекомендуется располагать на крыше здания, а сами вентиляционные отверстия не должны выходить в места возможного дистанционного контроля. В случае невозможности выполнения этого требования рекомендуется на вводах и выходах каналов вентиляционных систем в зону выделенных помещений устанавливать акустические фильтры и глушители звука, а в разрыв воздуховода - мягкие вставки из плотной ткани или резины [1, 10].      Одним из наиболее слабых звукоизолирующих элементов ограждающих конструкций выделенных помещений являются двери и окна.      Звукопоглощающая способность окон зависит, главным образом, от поверхностной плотности стекла и степени прижатия притворов (табл. 7 [7, 8]).      Звукоизоляция окон с одинарным остеклением не обеспечивает требуемой эффективности защиты информации. Обычные окна с двойными переплетами обладают более высокой (на 4...5 дБ) звукоизолирующей способностью по сравнению с окнами со спаренными переплетами. Применение упругих прокладок значительно улучшает звукоизоляционные качества окон. Повышение звукоизоляции до 5 дБ наблюдается при облицовке межстекольного пространства по периметру звукопоглощающим покрытием [1, 10].      Существенное повышение звукоизоляции в сравнении с обычным окном дают оконные блоки специальной конструкции. Такие блоки выполняются из комбинаций стекол 4-7 мм, установленных на расстоянии не менее 200 мм (по крайней мере, двух из них), и имеют высококачественный притвор из уплотняющей резины, что в совокупности обеспечивает звукоизоляцию 40...45 дБ [1, 10].      Стандартные одинарные двери не могут обеспечить требования на звукоизоляцию, даже если выполнены требования на плотность и тщательность исполнения и подгонки дверного полотна к дверной коробке и устранены щели между дверью и полом (табл. 8 [7, 8]).      Увеличение звукоизолирующей способности дверей достигается применением уплотняющих прокладок, обивкой или облицовкой полотен дверей специальными материалами и т.д.      Для защиты информации в особо важных помещениях используются двери со звукоизолирующим дверным проемом, выполненном в виде тамбура с глубиной не менее 0,5 м [1, 10]. При этом внутреннее пространство тамбура должно быть отделано звукопоглощающим материалом, притворы дверей оборудованы уплотнителями, а двери обиты звукопогло-тнтелем на обивочном материале.      В особо важных помещениях используют специальные звукоизолирующие двери (табл. 8 [10]).      Пассивные методы защиты информации, как правило, реализуются при строительстве или реконструкции зданий на этапе разработки проектных решений, что позволяет заранее учесть типы строительных конструкций, способы прокладки коммуникаций, оптимальные места размещения выделенных помещений.      В случае технической невозможности использования пассивных средств защиты помещений или если они не обеспечивают требуемых норм по звукоизоляции, используются активные меры защиты.      Активные методы защиты заключаются в создании маскирующих акустических и вибрационных помех средствам разведки, то есть использованием виброакустической маскировки информационных сигналов.      Акустическая маскировка эффективно используется для защиты речевой информации от утечки по всем каналам, а виброакустическая (по виброакустическому и оптико-электронному (акустооптическому) каналам.      В настоящее время создано большое количество различных систем активной виброакустической маскировки, успешно используемых для подавления средств перехвата речевой информации. К ним относятся: системы «Заслон», «Кабинет», «Барон», «Порог-2М», «Фон-В», «Шорох», VNG-012 GL, VNG-006, ANG-2000, NG-101, «Эхо» и т. д. [10].      Для формирования виброакустических помех применяются специальные генераторы на основе электровакуумных, газоразрядных и полупроводниковых радиоэлементов. На практике наиболее широкое применение нашли генераторы шумовых колебаний.      Наряду с шумовыми помехами в целях активной акустической маскировки используют «речеподобные» помехи, хаотические последовательности импульсов и т.д.      Роль оконечных устройств, осуществляющих преобразование электрических колебаний в акустические колебания речевого диапазона частот, обычно выполняют малогабаритные широкополосные акустические колонки, а осуществляющих преобразование электрических колебаний в вибрационные - вибрационные излучатели.      Акустические колонки систем зашумления устанавливаются в помещении в местах наиболее вероятного размещения средств акустической разведки, а вибрационные излучатели крепятся на оконных рамах, стеклах, коробах, трубопроводах, стенах, потолках и т. д.      В состав типовой системы виброакустической маскировки входят шумогенератор и от 6 до 12-25 вибрационных излучателей (пьезокерамических или электромагнитных) [10]. Дополнительно в состав системы могут включаться звуковые колонки (спикеры).      Для полной защиты помещения по виброакустическому каналу вибродатчики должны устанавливаться на всех ограждающих конструкциях (стенах, потолке, полу), оконных стеклах, а также трубах, проходящих через помещение. Требуемое количество вибродатчиков для защиты помещения определяется не только его площадью, количеством окон и труб, проходящих через него, но и эффективностью датчиков (эффективный радиус действия вибродатчиков на перекрытии толщиной 0,25 м составляет от 1,5 до 5 м) [10].      Защита нескольких помещений маскирующим шумом от одного генератора нецелесообразна, поскольку реальной становится опасность эффективного применения многоканальной компенсации шума.      При организации акустической маскировки необходимо помнить, что акустический шум может создавать дополнительный мешающий для сотрудников фактор (дискомфорт) и раздражающе воздействовать на нервную систему человека, вызывая различные функциональные отклонения, 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 [10].      Учитывая, что для выполнения требуемых норм по защите речевой информации необходимо создание на различных элементах и конструкциях (оконных рамах, стеклах, коробах, трубопроводах, стенах, потолках и т. д.) различных уровней помеховых сигналов, необходимо создание многоканальных систем виброакустической маскировки с возможностью регулировки уровня помехи в каждом канале, используемом для зашумления того или иного элемента или конструкции. Оптимизация режима работы такой системы активного зашумления позволит снизить уровень побочных шумов и обеспечить большую комфортность ведения разговоров в защищаемом помещении.      В ряде систем виброакустической маскировки возможна регулировка уровня помехового сигнала. Например, в системах «Кабинет», VNG-012 GL и ANG-2000 осуществляется ручная плавная регулировка уровня помехового сигнала, а в системе «Заслон-2М» - автоматическая (в зависимости от уровня маскируемого речевого сигнала). В комплексе «Барон» возможна независимая регулировка уровня помехового сигнала в трех частотных диапазонах (центральные частоты: 250, 1000 и 4000 Гц), в системе «Шорох-1» - в пяти октавных полосах, а в генераторе VNG-012 GL - в пяти октавных или пятнадцати третьоктавных полосах [10].      Другим направлением повышения комфортности ведения разговоров является оптимизация спектра помехи, обеспечивающего выполнение требуемых норм по защите информации при минимальном интегральном уровне помехи.      В системах акустической и виброакустической маскировки используются шумовые, «речеподобные» и комбинированные помехи.      Наиболее часто из шумовых используются следующие виды помех: 1 - «белый» шум (шум с постоянной спектральной плотностью в речевом диапазоне частот); 2 - «розовый» шум (шум с тенденцией спада спектральной плотности 3 дБ на октаву в сторону высоких частот); 3 - шум с тенденцией спада спектральной плотности 6 дБ на октаву в сторону высоких частот; 4 - шумовая «речеподобная» помеха (шум с огибающей амплитудного спектра, подобной речевому сигналу).      В системах акустической и виброакустической маскировки, как правило, используются помехи типа «белого» и «розового» шумов.      «Речеподобные» помехи формируются (синтезируются) из речевых сигналов. При этом возможно формирование помехи как из скрываемого сигнала, так и из некоррелированных со скрываемым сигналом речевых фрагментов (отрезков).      Характерным представителем помех, формируемых из речевых фрагментов, некоррелированных со скрываемым сигналом, является помеха типа «речевой хор». Такая помеха формируются путем смешения фрагментов речи нескольких человек (дикторов).      Среди помех, формируемых из скрываемого сигнала, можно выделить два типа: «речеподобную» реверберационную и «речеподобную» инверсионную.      «Речеподобная» реверберационная помеха формируется из фрагментов скрываемого речевого сигнала путем многократного их наложения с различными уровнями.      «Речеподобная» инверсионная помеха формируется из скрываемого речевого сигнала путем сложной инверсии его спектра.      Комбинированные помехи формируются путем смешения различного вида помех, например помех типа «речевой хор» и «белый» шум, «речеподобных» реверберационной и инверсионной помех и т. п.      «Речеподобная» помеха типа «речевой хор» и комбинированная помеха типа «речевой хор» и «белый» шум реализованы в комплексе «Барон». Для этих целей в его состав кроме обычного генератора шума включены три радиоприемника, независимо настраиваемые на различные радиовещательные станции FM (УКВ-2) диапазона [10].      «Речеподобная» комбинированная (реверберационная и инверсионная) помеха используется в системе акустической маскировки «Эхо». Помеха формируется путем многократного наложения смещенных на различное время задержек разноуровневых сигналов, получаемых путем умножения и деления частотных составляющих скрываемого речевого сигнала [4].      Проведенные в соответствии с формулами (1).... (10) расчеты словесной разборчивости показали, что при одинаковых интегральных отношениях сигнал/шум q, измеренных в полосе частот 100-10 000 Гц, значение разборчивости речи при анализе (расчете) отношений сигнал/помеха в двадцати равноартикуляционных полосах несколько ниже, чем при анализе (расчете) отношений сигнал/помеха в семи октавных полосах за счет ошибок усреднения значений уровней сигнала и помехи (рис. 1) в более широкой частотной полосе, то есть при 7-полосном анализе отношений сигнал/помеха получатся верхняя оценка словесной разборчивости. При этом ошибка в расчете разборчивости речи в пределах W = 30...80% не превышает 1...2% для «речеподобной» помехи, 3...5% для «белого» и «розового» шума и 15% для шума с тенденцией спала спектральной плотности 6 дБ на октаву в сторону высоких частот.      Первая и седьмая октавные полосы являются малоинформативными, поэтому наиболее часто при оценке разборчивости речи измерения уровней шума проводят только во 2-6 октавных полосах. При этом ошибка в расчете разборчивости речи при измерении в пяти октавных полосах по сравнению с измерением в семи октавных полосах не превышает 1...2% для «белого» и «розового» шума и 4...5% для «речеподобной» помехи и шума с тенденцией спада спектральной плотности 6 дБ на октаву в сторону высоких частот (рис. 2).      Таким образом, для оценки эффективности систем виброакустической маскировки достаточно измерить уровни шума в пяти октавных полосах, но при расчете разборчивости речи необходимо учитывать ошибку W, вызванную неточностью измерения.      Методом математического моделирования с использованием формул (1)...(10) получены зависимости словесной разборчивости W от интегрального отношения сигнал/шум q в пяти октавных полосах (в полосе частот 175...5600 Гц) при различном виде шумовых помех, которые представлены на рис. 3.      В табл. 5 приведены значения отношений сигнал/шум в октавных полосах qi, при которых словесная разборчивость составляет W = 0,2; 0,3 и 0,4.      Анализ полученных результатов показал, что: наиболее эффективными являются помехи типа «розовый» шум и шумовая «речеподобная» помеха. При их использовании для скрытия смыслового содержания ведущегося разговора (W = 0,4) необходимо обеспечить превышение уровня помех над уровнем скрываемого сигнала в точке возможного размещения датчика средства акустической разведки на 4,9...5,0 дБ, а для скрытия тематики разговора (W = 0,2) - на 8,8...9,0 дБ; помеха типа «белого» шума по сравнению с помехами типа «розовый» шум и шумовая «речеподобная» обладает несколько худшими маскирующими свойствами, проигрывая по энергетике  0,8...1,2 дБ; значительно более низкими маскирующими свойствами обладает шумовая помеха со спадом спектральной плотности 6 дБ на октаву в сторону высоких частот. По сравнению с помехами типа «розовый» шум и шумовая «речеподобная» она проигрывает по энергетике 4,1...4,2 дБ, а при равной мощности приводит к повышению разборчивости более чем в полтора раза.      Таким образом, для оценки разборчивости речи необходимо измерить спектральные уровни скрываемого речевого сигнала и шума (помехи) в месте возможного размещения приемных датчиков аппаратуры акустической разведки или в месте возможного прослушивания речи без применения технических средств. Измерения производятся с использованием аттестованной измерительной аппаратуры контроля общего применения [6].      Выбор аппаратуры контроля осуществляется по результатам определения опасных средств речевой разведки.      Выбор мест (контрольных точек) размещения элементов аппаратуры контроля зависит от типа аппаратуры речевой разведки, в отношении которой осуществляется защита речевой информации.      При известном месте расположения источника речевого сигнала (рабочий стол, место беседы и пр.) точка установки источника тестовых акустических сигналов располагается в месте расположения источника речевого сигнала. При невозможности определения конкретного месторасположения источника речевого сигнала источник тестовых акустических сигналов располагается на расстоянии 1 м от ближайшей ограждающей конструкции на разведопасном направлении и на таком же расстоянии от других ограждающих конструкций и предметов.      Контрольными точками установки акустического датчика (измерительного микрофона) являются места возможного размещения аппаратуры речевой разведки (стоянки автомобилей, автобусные остановки, скамейки для отдыха, окна близлежащих зданий и т. п.). При невозможности установки измерительного микрофона в реальных местах возможного расположения аппаратуры речевой разведки контрольные точки размещают на границе контролируемой (охраняемой) зоны. При этом в оформлении результатов контроля об этом делается оговорка.      При контроле защищенности речевой информации от виброакустической аппаратуры речевой разведки контрольными точками установки измерительного контактного микрофона (виброакустического датчика) являются внешние по отношению к источнику речевого сигнала поверхности различных ограждающих конструкций, инженерных коммуникаций и других предметов, которые находятся на разведопасных направлениях, а также возможные места на инженерных коммуникациях (строительных конструкциях и т. п.), доступных посторонним лицам.      Для контроля выполнения норм защищенности речевой информации от оптико-электронной аппаратуры речевой разведки используется также контактный виброакустический датчик, который крепится с помощью специальной пасты или клея на внешних поверхностях стекол окон или других отражающих пластин, колеблющихся под действием речевых акустических сигналов, и нормаль к их поверхности совпадает с разведопасным направлением.      При проведении измерений с использованием аппаратуры общего применения в каждом конкретном случае из контрольно-измерительной аппаратуры создается измерительная установка, состоящая из генератора тестовых сигналов (Г), усилителя мощности (УМ), акустического излучателя или акустической системы (АС), измерительного датчика (Д) (микрофон или виброакустический преобразователь) и спектроанализатора или шумомера (рис. 4 и 5) [3].      В качестве генератора тестовых сигналов (Г) могут использоваться генераторы стандартных сигналов (ГСС) или генераторы «белого» шума (ГШ).      В случае использования в качестве генератора тестовых сигналов генераторов стандартных сигналов, частоты тестовых сигналов должны соответствовать средним частотам октавных полос.      При прочих равных условиях предпочтение необходимо отдавать измерительной установке со спектроанализатором и генератором «белого» шума.      Уровень тестовых акустических сигналов устанавливается (подбирается) таким образом, чтобы на всех средних частотах октавных полос обеспечивалась бы четкая фиксация контрольного (тестового) сигнала соответствующим измерительным датчиком. При проведении измерений выбранный уровень этого тестового сигнала поддерживается постоянным.      Измерения при контроле защищенности речевой информации от акустической аппаратуры речевой разведки аппаратурой контроля общего применения проводятся в следующей последовательности [3]:      1. Измеряются уровни акустических сигналов в месте установки источника тестовых акустических сигналов LTS.i (дБ) и в месте возможного размещения аппаратуры речевой разведки (в точке контроля) LTС.i (дБ) в каждой i-й октавной полосе или на средней частоте fср.i каждой i-й октавной полосы.      2. Определяется коэффициент ослабления уровня речевого сигнала в i-й октавной полосе при его распространении в тракте «источник речи - приемник аппаратуры речевой разведки - датчик аппаратуры контроля» Zi:             Zi = LTС.i - Lns.i, дБ.      3. Измеряются уровни акустических помех Lшi (дБ) в точке возможного размещения аппаратуры разведки (в точке контроля) в каждой i-й октавной полосе.      4. Рассчитываются уровни скрываемого речевого сигнала Lc.i на входе приемника аппаратуры разведки в точке возможного ее размещения (в точке контроля) в каждой i-й октавной полосе:             Lc.i = Ls.i - Zi,  Mар + Gi, дБ.      где Ls.i - средний спектральный уровень речевого сигнала в месте установки источника тестовых акустических сигналов в i-й октавной полосе (берется из табл. 2), дБ;      Gi - коэффициент пространственной селекции микрофона аппаратуры акустической разведки в i-й октавной полосе, дБ;             Mар = 10lg(Np/Nk), дБ; Np - чувствительность микрофона аппаратуры акустической разведки, мВ/Па; Nk - чувствительность микрофона аппаратуры контроля, мВ/Па.      После проведения измерений по формулам (5), (6), (7) и (10) рассчитывается словесная разборчивость речи W.      При проведении контроля защищенности речевой информации от виброакустической и оптико-электронной аппаратуры речевой разведки измерения проводятся в следующей последовательности [3]:      1. Измеряются уровни тестовых акустических сигналов LTS.i (дБ) на расстоянии 1 м от акустической системы в каждой i-й октавной полосе или на средней частоте fср.i каждой i-й октавной полосы.      2. Измеряются уровни тестовых виброакустических сигналов VTК.i (дБ) на внешней стороне ограждающей конструкции в точке возможного расположения вибродатчика аппаратуры разведки в каждой i-й октавной полосе или на средней частоте fср.i каждой i-й октавной полосы.      3. Измеряются уровни виброакустических помех Vш.i (дБ) на внешней стороне ограждающей конструкции в точке возможного расположения вибродатчика аппаратуры разведки в каждой i-й отставной полосе или на средней частоте fср.i каждой i-й октавной полосы.      Уровни тестовых акустических сигналов LTS.i (дБ) задаются таким образом, чтобы выполнялось условие:      4. Рассчитываются уровни скрываемого речевого сигнала Vc.i на входе приемника аппаратуры разведки в точке возможного ее размещения (в точке контроля) в в каждой i-й октавной полосе или на средней частоте fср.i каждой i-й октавной полосы:             Vc.i = Vк.i -
·, дБ,      5. Рассчитывается отношение «уровень речевого сигнала/уровень виброакустической помехи» в каждой i-й октавной полосе:           qi = Vc.i - Vш.i, дБ.      После проведения измерений рассчитывается словесная разборчивость речи W*:             W* = W +
·W, где W - словесная разборчивость, рассчитанная по формулам (5), (6), (7) и (10);
·W - поправка, учитывающая ошибку, вызванную измерением только в пяти октавных полосах (определяется по табл.).      Оформление результатов контроля включает [2]: анализ полученных результатов; принятие по результатам контроля решения о выполнении норм защищенности речевой информации относительно каждого опасного средства речевой разведки; документальное оформление проведенного контроля (составление протокола контроля).     Анализ полученных результатов предусматривает определение достоверности проведенных измерений, выявление внешних факторов, оказывающих существенное влияние на результаты измерений. Например: если измеренные значения уровня контрольного (тестового) сигнала V < 3 дБ, то необходимо увеличить уровень контрольного сигнала LTS.i и провести измерения.      Если в результате расчетов окажется, что W* 
· Wп, (где Wп - нормативное (пороговое) значение), то принимается решение о невозможности перехвата речевой информации и распознавания ее источника.      При W* > Wп принимается решение о необходимости использования мер защиты для данного вида аппаратуры акустической речевой разведки.      Документальное оформление результатов контроля осуществляется путем составления протокола контроля.
 
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 «Технологии безопасности - 98». Москва 4-7 февраля 1998: Сборник докладов. М.: Манеж, 1998. 2. ГОСТ Р 50840-95. Государственный стандарт Российской Федерации. Передача речи по трактам связи. Методы оценки качества, разборчивости и узнаваемости. Издание официальное. - М.: Госстандарт России, 1997. 3. Железняк В. К., Макаров Ю.К, Хорев А. А. Некоторые методические подходы к оценке эффективности защиты речевой информации // Спецтехника. - М.: 2000., № 4. 4. Иванов В. М, Хорев А. А. Способ и устройство формирования «речеподобных» шумовых помех // Вопросы защиты информации. - М.: 1999., № 4. 5. Кученков Е. Б., Музалев Е. А. Экспериментальная оценка акустической защищенности исследуемых помещений // Вопросы защиты информации. - М.: 1999., № 3. 6. Покровский Н. Б. Расчет и измерение разборчивости речи. - М.: Связьиздат, 1962. 7. Снижение шума в зданиях и жилых районах / Под ред. Осипова Г. Л., Юдина Е.Я. - М: Стройиздат, 1987. 8. Справочник проектировщика. Защита от шума / Под ред. Юдина Е. Я. - М.: Стройиздат, 1974. 9. Хорев А. А. Защита информации от утечки по техническим каналам. Часть 1. Технические каналы утечки информации. - М.: Гостехкомиссия РФ, 1998. 10. Хорев А. А. Способы и средства защиты информации. Учебн. пособие. - М.: МО РФ, 2000.

Рисунок 1Рисунок 3Рисунок 6Рисунок 7Рисунок 8Рисунок 12Рисунок 14Рисунок 16— 6
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·¤
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·Y
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·W
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·J
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·S
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·я
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·Д
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·є
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·я
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·°
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·ђ
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·(
·
·О
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·я
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·я
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·†
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·М
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·я
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·Рисунок 19Рисунок 20Рисунок 22Рисунок 24Рисунок 26Нђ Заголовок 315

Приложенные файлы

  • doc 7278193
    Размер файла: 1 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий