Акустоэлектрические преобразователи. Принципы работы. Особенности конструкции и использования (стр. 4 из 5)

К первым относятся возможные каналы утечки акустической информации, создаваемые акустопреобразовательными элементами телефонной сети, сети вторичной часофикации, громкоговорящей или диспетчерской связи, некоторые извещатели в охранной сигнализации и т.п.

Акустический и виброакустический каналы утечки информации

Технический канал утечки акустической информации представляет собой совокупность источника акустической информации, среды распространения (воздух, вода, земля, строительные и другие конструкции) и технических средств разведки.

Источники акустических колебаний разделяют на:

первичные - механические колебательные системы, например, органы речи человека, музыкальные инструменты, струны, звуки работающей техники;

вторичные - электроакустические преобразователи - устройства для преобразования акустических колебаний в электрические и обратно (пьезоэлементы, микрофоны, телефоны, громкоговорители и др.) и технические устройства в которых эти преобразователи используются.

В акустических каналах утечки информации техническим демаскирующим (разведывательным) признаком объектов защиты является акустические (звуковые) волны.

Такие каналы утечки информации характерны для акустической речевой разведки (для перехвата речевой информации из мест коммуникативной деятельности человека) и акустической сигнальной разведки (для получения разведданных об акустических "портретах" различных технических устройств, работе которых сопутствуют акустические поля).

Применительно к каналам утечки речевой информации в качестве среды распространения рассматривается воздушная (атмосферная или газовая) и твердые среды.

Следует отметить, что средством перехвата акустической информации, данным природой, является человеческое ухо, возможности которого можно существенно улучшить за счет использования различных технических средств и решений.

В качестве средств речевой разведки выступают различного типа преобразователи (датчики) регистрации механических колебаний в соответствующих средах, объединенные с различными видами регистраторов речи, либо приемники электрических сигналов и электромагнитных полей (при преобразованных в эти поля акустических сигналов).

Для образования условий утечки акустической информации необходимо выполнение определенных энергетических соотношений и временных услоиий:

(Pиас/Pш) >= (Pa/Pш) пред - для речевых сигналов при требуемых соотношениях в октавных полосах

Где: Pиас - мощность информационного (опасного) акустического сигнала в месте приема,

Рш - мощность шумов в месте приема,

(Ра/Рш) пред - минимальное соотношение мощности акустического сигнала к мощности шумов в точке приема, при котором сигнал еще может быть перехвачен соответствующим TCP (с учетом различных методов выделения информативного сигнала - накопления, корреляции и т.п.). Определение величины Риас требует учета всех особенностей распространения акустических волн, а также условий, обеспечивающих разборчивость принимаемого сигнала.

Вторым условием существования канала утечки акустической информации является совпадение по времени работы технического средства акустической разведки ∆tпер со временем осуществления конфиденциальных переговоров (∆Tинф) или передачи конфиденциальной речевой информации.

С учетом физических особенностей акустической волны как волны механической, количество типов каналов утечки информации может быть весьма разнообразным.

Применительно к акустическому сигналу могут быть рассмотрены такие каналы утечки информации как (рис.4):

а)

Акустический источник конфиденциальной информации ТСР приема конфиденциальной информации

Рис.4. Возможные типы каналов утечки конфиденциальной акустической информации: а) канал утечки акустической информации воздушной полной (акустический); б) канал утечки акустической информации структурной волной (виброакустический); в) канал утечки акустической информации с использованием облучающих сигналов (оптико-электронный); г) канал утечки акустической информации за счет акустоэлектрических преобразователей (электроакустический); д) канал утечки акустической информации с закладными устройствами.

Утечка информативного акустического сигнала может осуществляться за счет воздушной акустической волны (рис.4а). Среда - "воздух (или воздух - твердое тело - воздух)". В этом случае в качестве технического средства перехвата может служить человеческое ухо, микрофон, направленный микрофон.

Перехват информации, преобразованной из воздушной в вибрационную (структурную), может быть осуществлен непосредственно с несуших конструкций (стены, трубы, окна и т.д.); среда - "воздух - твердая среда". TCP - контактный вибродатчик (стетоскоп, акселерометр) (рис.4б);

С учетом особенностей воздействия звуковой волны как механической, возможен и такой вид канала утечки информации, который показан на рис.4в. В этом случае злоумышленник "подсвечивает" тонкую перегородку (окно, лампочку и т.п. } сигналом лазера или высокочастотного генератора. Отраженный сигнал, в этом случае, будет промодулирован механическими колебаниями тонкой перегородки, полностью воспроизводящими акустический информационный сигнал, воздействующий на эту же тонкую перегородку.

При организации защиты акустической (речевой) информации необходимо учитывать возможность её утечки из систем звукоусиления, магнитной звукозаписи, при передаче по каналам связи, систем звукового сопровождения кинофильмов и т.п. Утечка акустической информации может произойти из-за воздействия акустического сигнала на элементы тракта радиоэлектронных систем - конденсаторы, катушки индуктивности, элементы телефонного аппарата, вторичных часов и т.п. В этом случае преобразованный в электрический информационный акустический сигнал может распространяться на большие расстояния (рис.4г). Среда - "воздух - электроакустический преобразователь - воздух (или токопроводящие цепи)". TCP - приемник электрических сигналов или электромагнитных волн (электроакустический канал).

И, наконец, информативный акустический сигнал может быть перехвачен закладным (радиозакладным) устройством и передан злоумышленнику по проводному или радиоканалу (рис.4д). Среда - "воздух или токопроводящие цепи". TCP - приемник электрических сигналов или электромагнитных волн.

Каждый из возможных каналов утечки информации индивидуален по физическим основам его создания, и для его разрушения, т.е. для защиты источника от утечки информации, требуется нарушение энергетических и временных условий существования канала утечки путем использования различных по физическим принципам средств защиты.

Технические характеристики акустопреобразовательного канала

Акустоэлектрический преобразователь-устройство, преобразующее электромагнитную энергию в энергию упругих волн в среде и обратно. В зависимости от направления преобразования различают электроакустические преобразователи излучателе и приемники.

Акустоэлектрический преобразователь-приемник характеризуется чувствительностью в режиме холостого хода Y=U’/P и внутренним сопротивлением Zэл. По виду частотной зависимости U'/Р различают широкополосные и резонансные приемники акустического излучения.

Электроакустический преобразователь-излучатель характеризуется:

чувствительностью, равной отношению Р на определенном расстоянии от излучателя на оси характеристики направленности к U или I;

внутренним сопротивлением, представляющим собой нагрузку для источника электрической энергии;

акустоэлектрическим КПД

ηа/Эл= Pак/Pэл

где Рак - активная излучаемая акустическая мощность;

Рэл - активная электрическая потребляемая мощность.

Конструкции акустоэлектрических преобразователей существенно зависят от их назначения и применения и поэтому весьма многообразны.

К акустоэлектрическим преобразователям может быть отнесен весьма широкий круг окружающих нас приборов, элементов различных электрических сетей, линий связи и управления и т.п.

Степень возможной опасности создания акустоэлектрического канала утечки информации зависит от коэффициента преобразования акустоэлектрического преобразователя - чем он выше, тем больше мощность (напряжение) преобразованного в электрический опасного сигнала при одинаковой мощности акустического сигнала:

Pисэл=Pиса* ηа/Эл

Существенным в этом соотношении является то, что в состав коэффициента преобразования входит величина механического сопротивления соответствующего акустоэлектрического преобразователя, связанная с величиной трения перемещающихся под воздействием акустического поля элементов. Величина чувствительности акустоэлектрических преобразователей определяется в милливольтах опасного электрического сигнала к звуковому давлению опасного акустического сигнала в Па, т.е. мВ/Па.

На практике часто сравнивают чувствительность акустоэлектрических преобразователей с чувствительностью специально созданных акустоэлектрических преобразователей, таких, как микрофоны. Например, у конденсаторного электретного микрофона МКЭ-3 чувствительность по свободному акустическому полю на частоте 10 кГц не более 3 мВ/Па, у электродинамических миниатюрных микрофонов ММ-5 средняя чувствительность в диапазоне частот 0,5 - 5,0 кГц на сопротивление нагрузки не менее 0.6 мВ/Па (для низкоомных - 600 Ом) и 1,2 мВ/Па (для высокоомных - 1200 Ом).