Класифікація і характеристики методів і засобів захисту інформації від витоку по технічних каналах

1. {Класифікація і характеристики методів і засобів захисту інформації від витоку по технічних каналах}

1.1. Класифікація і коротка характеристика технічних каналів витоку інформації

Інформація може бути представлена в різній формі і на різних фізичних носіях. Основними формами інформації, що представляють інтерес з погляду захисту, є:

документальна; акустична (мовна);

телекомунікаційна і т.п.

Документальна інформація міститься в графічному чи буквено-цифровому вигляді на папері, а також в електронному вигляді на магнітних і інших носіях. Особливість документальної інформації в тому, що вона в сти-снутому вигляді містить відомості, що підлягають захисту.

Мовна інформація виникає в ході проведення в приміщеннях розмов, а також при роботі систем звукопідсилення і звуковідтворення.

Носієм мовної інформації є акустичні коливання (механічні коливання часток пружного середовища, що поширюються від джерела коливань у на-вколишній простір у виді хвиль різної довжини).

Мовний сигнал є складним акустичним сигналом у діапазоні частот від

200...300 Гц до 4...6 кГц.

Телекомунікаційна інформація циркулює в технічних засобах обробки і збереження інформації, а також у каналах зв’ язку при її передачі. Носієм ін-формації при її обробці технічними засобами і передачі по провідних каналах зв’язку є електричний струм, а при передачі по радіо й оптичному каналах – електромагнітні хвилі.

Основними об’єктами захисту інформації є:

• інформаційні ресурси, що містять відомості, віднесені до державної та-ємниці, і конфіденційну інформацію;

• засоби і системи інформатизації (засоби обчислювальної техніки, інфо-рмаційно-обчислювальні комплекси, мережі і системи), програмні засоби (операційні системи, системи керування базами даних, інше загальносис-

6                         Методи і засоби захисту інформації

темне і прикладне програмне забезпечення), автоматизовані системи ке-рування, системи зв’ язку і передачі даних, технічні засоби прийому, пере-дачі й обробки інформації обмеженого доступу (звукозапис, звукопідси-лення, переговорні і телевізійні пристрої, засоби виготовлення, тиражу-вання документів і інші технічні засоби обробки графічної, смислової і буквено-цифрової інформації), їх інформативні фізичні поля. Тобто сис-теми і засоби, що безпосередньо обробляють інформацію, віднесену до державної таємниці, а також конфіденційну інформацію. Ці засоби і сис-

теми часто називають технічними засобами прийому, обробки, збере-

ження і передачі інформації (ТЗПІ);

· технічні засоби і системи, що не відносяться до засобів і систем інфор-матизації (ТЗПІ), але розміщені в приміщеннях, у яких обробляється сек-ретна і конфіденційна інформація. Такі технічні засоби і системи назива-

ються допоміжними технічними засобами і системами (ДТЗС). До них відносяться: технічні засоби відкритого телефонного, гучномовного зв’язку, системи пожежної й охоронної сигналізації, радіотрансляції, ча-софікації, електропобутові прилади і т.д., а також самі приміщення, при-значені для обробки інформації обмеженого поширення.

При організації захисту інформації ТЗПІ необхідно розглядати як систе-му, що включає основне (стаціонарне) устаткування, кінцеві пристрої, сполу-чні лінії (сукупність проводів і кабелів, що прокладаються між окремими ТЗПІ і їхнім елементами), розподільні і комутаційні пристрої, системи елект-роживлення, системи заземлення.

Окремі технічні засоби чи група технічних засобів, призначених для об-робки конфіденційної інформації, разом із приміщеннями, у яких вони роз-міщаються, складають об’ єкт ТЗПІ. Під об’єктами ТЗПІ розуміють також виділені приміщення, призначені для проведення закритих заходів.

Як елементи каналів витоку інформації найбільший інтерес представля-ють ТЗПІ і ДТЗС, що мають вихід за межі контрольованої зони (КЗ), тобто зони, у якій виключена поява осіб і транспортних засобів, що не мають по-стійних чи тимчасових перепусток.

Крім сполучних ліній ТЗПІ і ДТЗС за межі контрольованої зони можуть виходити проводи і кабелі, які до них не відносяться, але які проходять через приміщення, де встановлені технічні засоби, а також металеві труби систем опалення, водопостачання й інші струмопровідні металоконструкції. Такі проводи, кабелі і струмопровідні елементи називаються сторонніми провід-

никами.

Небезпечною зоною 1 – називається простір навколо ТЗПІ, у межах якого на випадкових антенах наводиться інформаційний сигнал вище допустимого (нормованого) рівня.

Небезпечною зоною 2 – називається зона, у якій можливі перехоплення (за допомогою розвідувального приймача) побічних електромагнітних ви-промінювань і наступна розшифровка інформації, що міститься в них, (тобто зона, у межах якої відношення "інформаційний сигнал/завада" перевищує до-

пустиме нормоване значення).

Випадковою антеною є ланка ДТЗС чи сторонні провідники, здатні при-ймати побічні електромагнітні випромінювання. Випадкові антени можуть бути зосередженими і розподіленими.

Зосереджена випадкова антена являє собою компактний технічний засіб, наприклад, телефонний апарат, гучномовець радіотрансляційної мережі і т.д. До розподілених випадкових антен відносяться випадкові антени з розподі-леними параметрами: кабелі, проводи, металеві труби й інші струмопровідні комунікації.

Перехоплення інформації, яка опрацьовується на об’єктах ТЗПІ, здійсню-ється по технічних каналах.

Під технічним каналом витоку інформації (ТКВІ) розуміють сукупність об’єкта розвідки, технічного засобу розвідки (ТЗР), за допомогою якого до-бувається інформація про цей об’єкт, і фізичного середовища, у якому поши-рюється інформаційний сигнал. По суті, під ТКВІ розуміють спосіб одер-

жання за допомогою ТЗР розвідувальної інформації про об’єкт. Причому під розвідувальною інформацією звичайно розуміються відомості чи суку-пність даних про об’єкти розвідки незалежно від форми їх представлення.

Сигнали є матеріальними носіями інформації. По своїй фізичній природі сигнали можуть бути електричними, електромагнітними, акустичними і т.д. Тобто сигналами, як правило, є електромагнітні, механічні й інші види коли-вань (хвиль), причому інформація міститься в їхніх параметрах, що зміню-ються.

• залежності від природи сигнали поширюються у визначених фізичних середовищах. У загальному випадку середовищем поширення можуть бути газові (повітряні), рідинні (водяні) і тверді середовища. Наприклад, повітря-ний простір, конструкції будинків, сполучні лінії і струмопровідні елементи, ґрунт (земля) і т.п.

Для прийому і виміру параметрів сигналів служать технічні засоби розві-дки (ТЗР).

• залежності від фізичної природи виникнення інформаційних сигналів, а

також середовища їхнього поширення і способів перехоплення ТЗР технічні канали витоку можна розділити на:

• електромагнітні, електричні і параметричні – для телекомунікаційної інформації;

• повітряні (прямі акустичні), вібраційні (віброакустичні), електро-акустичні, оптико-електронні і параметричні – для мовної інформації.

До електромагнітних каналів витоку інформації відносяться:

– перехоплення побічних електромагнітних випромінювань (ПЕМВ) еле-ментів ТЗПІ;

– перехоплення ПЕМВ на частотах роботи високочастотних (ВЧ) генера-торів у ТЗПІ і ДТЗС;

– перехоплення ПЕМВ на частотах самозбудження підсилювачів низької частоти (ПНЧ) ТЗПІ.

8                         Методи і засоби захисту інформації

Перехоплення побічних електромагнітних випромінювань ТЗПІ здійсню-ється засобами радіо-, радіотехнічної розвідки, розміщеними поза контрольо-ваною зоною.

Електричні канали витоку інформації включають:

зняття наводок ПЕМВ ТЗПІ зі сполучних ліній ДТЗС і сторонніх провід-ників;

• зняття інформаційних сигналів з ліній електроживлення ТЗПІ;

• зняття інформаційних сигналів з кола заземлення ТЗПІ і ДТЗС;

• зняття інформації шляхом установки в ТЗПІ електронних пристроїв пе-рехоплення інформації.

Перехоплення інформаційних сигналів по електричних каналах витоку

можливе шляхом безпосереднього підключення до сполучних ліній ДТЗС і стороннім провідникам, що проходять через приміщення, де встановлені ТЗПІ, а також до систем електроживлення і заземлення ТЗПІ. Для цих цілей використовуються спеціальні засоби радіо- і радіотехнічної розвідки, а також спеціальна вимірювальна апаратура.

Електронні пристрої перехоплення інформації, встановлювані в ТЗПІ, ча-сто називають апаратними закладками. Вони являють собою міні-передавачі, випромінювання яких модулюється інформаційним сигналом. Найчастіше закладки встановлюються в ТЗПІ іноземного виробництва, однак можлива їхня установка й у вітчизняних засобах.

Перехоплена за допомогою заставних пристроїв інформація або безпосе-редньо передається по радіоканалі, або спочатку записується на спеціальний запам’ятовуючий пристрій, а вже потім по команді передається на об’єкт, що її запросив.

Параметричний канал витоку інформації утвориться шляхом "високо-

частотного опромінення" ТЗПІ.

Для перехоплення інформації з даного каналу необхідні спеціальні висо-кочастотні генератори з антенами, що мають вузькі діаграми спрямованості, і спеціальні радіоприймальні пристрої.

У повітряних (прямих акустичних) технічних каналах витоку інформації середовищем поширення акустичних сигналів є повітря. Для перехоплення акустичних сигналів як датчики засобів розвідки використовуються мікрофо-ни. Сигнали, що надходять з мікрофонів або безпосередньо записуються на спеціальні портативні пристрої звукозапису, або передаються з використан-ням спеціальних передавачів у пункт прийому, де здійснюється їхній запис.

Для перехоплення акустичної (мовної) інформації використовуються:

• портативні диктофони і провідні мікрофонні системи прихованого зву-козапису;

• спрямовані мікрофони;

• акустичні радіозакладки (передача інформації з радіоканалу);

• акустичні мережні закладки (передача інформації з мережі ~220 В);

• акустичні інфрачервоні закладки (передача інформації з оптичного ка-налу в інфрачервоному діапазоні довжин хвиль);

• акустичні телефонні закладки (передача інформації з телефонної лінії на високій частоті);

• акустичні телефонні закладки типу "телефонне вухо" (передача інфор-мації з телефонної лінії "телефону-спостерігачу" на низькій частоті).

У вібраційних (віброакустичних) технічних каналах витоку інформації

середовищем поширення акустичних сигналів є огорожі конструкцій будин-ків, споруджень (стіни, стелі, підлоги), труби водопостачання, каналізації й інші тверді тіла.

Для перехоплення акустичних коливань у цьому випадку використову-ються засоби розвідки з контактними мікрофонами:

• електронні стетоскопи;

• радіостетоскопи (передача інформації з радіоканалу).

Електроакустичні технічні канали витоку інформації виникають за ра-

хунок перетворень акустичних сигналів в електричні (електроакустичних пе-ретворень) і включають перехоплення акустичних коливань через ДТЗС, що володіють "мікрофонним ефектом", а також шляхом "високочастотного нав’ язування".

Перехоплення акустичних коливань у даному каналі витоку інформації здійснюється шляхом безпосереднього підключення до сполучних ліній ДТЗС, що володіють "мікрофонним ефектом", спеціальних високочутливих низькочастотних підсилювачів. Наприклад, підключаючи такі засоби до сполучних ліній телефонних апаратів з електромеханічними викличними дзвониками, можна прослухувати розмови, що ведуться в приміщеннях, де встановлені ці апарати.

Технічний канал витоку інформації шляхом "високочастотного нав’ язування" може бути здійснений шляхом несанкціонованого контактно-го введення струмів високої частоти від генератора, підключеного в лінію (коло), що має функціональний зв’язок з нелінійними чи параметричними елементами ДТЗС, на яких відбувається модуляція високочастотного сигналу інформаційним. Інформаційний сигнал у даних елементах ДТЗС з’являється внаслідок електроакустичного перетворення акустичних сигналів в електри-чні. У силу того, що нелінійні чи параметричні елементи ДТЗС для високоча-стотного сигналу, як правило, являють собою неузгоджене навантаження, промодульований високочастотний сигнал буде відбиватися від нього і по-ширюватися в зворотному напрямку по лінії або випромінюватися. Для при-йому випромінених чи відбитих високочастотних сигналів використовуються спеціальні приймачі з досить високою чутливістю.

Оптико-електронний (лазерний) канал витоку акустичної інформації утвориться при опроміненні лазерним променем вібруючих в акустичному полі тонких поверхонь, що відбивають, (скла вікон, картин, дзеркал і т.д.). Для перехоплення мовної інформації з даного каналу використовуються складні лазерні акустичні локаційні системи (ЛАЛС), які іноді називають

"лазерними мікрофонами".

Параметричні технічні канали витоку інформації можуть бути реалі-

10                       Методи і засоби захисту інформації

зовані шляхом "високочастотного опромінення" приміщення, де встанов-лені напівактивні закладні пристрої чи технічні засоби, що мають елементи, деякі параметри яких змінюються за законом зміни акустичного (мовного) сигналу. Для перехоплення інформації з даного каналу необхідний спеціаль-ний передавач зі спрямованим випромінюванням і приймач.

1.2. Класифікація методів і засобів захисту інформації від витоку по технічних каналах

Захист інформації від витоку по технічних каналах досягається проектно-архітектурними рішеннями, проведенням організаційних і технічних захо-

дів, а також виявленням портативних електронних пристроїв перехоплення інформації (закладних пристроїв).

Організаційний захід – це захід щодо захисту інформації, проведення якого не вимагає застосування спеціально розроблених технічних засобів.

До основних організаційних і режимних заходів відносяться:

• залучення до проведення робіт із захисту інформації організацій, що мають ліцензію на діяльність в області захисту інформації, видану відпо-відними органами;

• встановлення категорій й атестація об’єктів ТЗПІ і виділених для прове-дення закритих заходів приміщень (далі виділених приміщень) по вико-нанню вимог забезпечення захисту інформації при проведенні робіт з ві-домостями відповідного ступеня таємності;

• використання на об’єкті сертифікованих ТЗПІ і ДТЗС;

• установлення контрольованої зони навколо об’єкта;

• залучення до робіт по будівництву, реконструкції об’єктів ТЗПІ, монта-жу апаратури організацій, що мають ліцензію на діяльність в області за-хисту інформації по відповідних пунктах;

• організація контролю й обмеження доступу на об’єкти ТЗПІ та у виді-лені приміщення;

• введення територіальних, частотних, енергетичних, просторових і тим-часових обмежень у режимах використання технічних засобів, що підля-гають захисту;

• відключення на період закритих заходів технічних засобів, що мають елементи, що виконують роль електроакустичних перетворювачів, від лі-ній зв’ язку і т.д.

Технічний захід –  це захід щодо захисту інформації, що передбачає за-

стосування спеціальних технічних засобів і реалізацію технічних рішень. Технічні заходи спрямовані на закриття каналів витоку інформації шля-

хом ослаблення рівня інформаційних сигналів або зменшенням відношення сигнал/шум у місцях можливого розміщення портативних засобів розвідки чи

їхніх датчиків до величин, що забезпечують неможливість виділення інфор-маційного сигналу засобом розвідки, і проводяться з використанням актив-них і пасивних засобів.

До технічних заходів з використанням пасивних засобів відносяться:

контроль і обмеження доступу на об’ єкти ТЗПІ й у виділені примі-щення:

– установка на об’єктах ТЗПІ й у виділених приміщеннях технічних засо-бів і систем обмеження і контролю доступу.

локалізація випромінювань:

–  екранування ТЗПІ і їхніх сполучних ліній;

–  заземлення ТЗПІ й екранів їхніх сполучних ліній;

–  звукоізоляція виділених приміщень.

розв’ язання інформаційних сигналів:

– установка спеціальних засобів захисту типу "Граніт" у допоміжних тех-нічних засобах і системах, що володіють "мікрофонним ефектом" і ма-ють вихід за межі контрольованої зони (див. мал. 1.1);

– установка спеціальних діелектричних вставок в екрани кабелів елект-роживлення, труб систем опалення, водопостачання і каналізації мають вихід за межі контрольованої зони (див. мал. 1.2);

–  установка автономних чи стабілізованих джерел електроживлення ТЗПІ;

– установка пристроїв гарантованого живлення ТЗПІ (наприклад, мотор-генераторів);

– установка в колах електроживлення ТЗПІ, а також у лініях освітлюваль-ної і розеткової мереж виділених приміщень завадопоглинаючих фільт-рів типу ФП (див. мал. 1.3 і 1.4).

До технічних заходів з використанням активних засобів відносяться:

просторове зашумлення:

– просторове електромагнітне зашумлення з використанням генераторів шуму чи створення направлених завад (при виявленні і визначенні час-тоти випромінювання закладного пристрою чи побічних електромагніт-них випромінювань ТЗПІ) з використанням засобів створення направле-них завад (див. мал. 1.5 і 1.6);

– створення акустичних і вібраційних перешкод з використанням генера-торів акустичного шуму (див. мал. 1.7 і 1.8);

– придушення диктофонів у режимі запису з використанням придушува-чів диктофонів.

лінійне зашумлення:

–  лінійне зашумлення ліній електроживлення (див. мал. 1.9);

– лінійне зашумлення сторонніх провідників і сполучних ліній ДТЗС, що мають вихід за межі контрольованої зони (див. мал. 1.10).

знищення закладних пристроїв:

– знищення закладних пристроїв, підключених до лінії, з використанням спеціальних генераторів імпульсів (випалювачів "жучків").

12                       Методи і засоби захисту інформації

до АТС Р Щ

Високочастотний сигнал “нав’язування”

Фільтр “Граніт”

Мал.1.1 Встановлення спеціальних фільтрів типу “ Граніт” в з’єднувальні лінії ДТЗС, що володіють “ мікрофонним ефектом”

Побічне електромагнітне випромінювання ПЕОМ

Наведення інформаційного сигналу

Діелектричні

вставки

Мал.1.2. Встановлення спеціальних діелектричних вставок в труби опалення і водопостачання

Проникнення сигналу в коло живлення

Фільтр типу ФП

Мал.1.3. Встановлення к колах електроживлення ТЗПІ завадопоглинаючих фільтрів типу ФП

Мережна закладка, встановлена у розетці

Інформаційний сигнал, переданий закладкою

Завадопоглинаючий фільтр типу ФП

Р Щ

Мал.1.4. Встановлення в розетках електромережі виділених приміщень завадопоглинаючих фільтрів типу ФП

14                       Методи і засоби захисту інформації

Мал.1.5. Просторове електромагнітне зашумлення побічних електрома-гнітних випромінювань ПЕОМ генератором шуму

Маскуюче Е М В

Інформаційний

генератора завад

сигнал

Сигнал завад

Інформаційний сигнал радіо-закладки в телефонній розетці

Мал.1.6. Створення направлених маскуючих радіозавад в каналах передачі інформації закладними пристроями

Вібродатчики

Лазерна акустична система розвідки

Генератор акус-тичного шуму

Мал.1.7. Створення вібраційних завад генератором акустичного шуму для протидії лазерним системам розвідки

Випромінювання інформ. сигналу радіостетоскопом

Вібродатчики

Генератор акустичних завад

Мал.1.8. Створення вібраційних завад генератором шуму для приду-шення засобів розвідки по віброакустичному каналу

16                       Методи і засоби захисту інформації

Проникнення інформаційного сигналу в коло живлення

Маскуючий сигнал завади

Генератор

_шуму                    Інформаційний сигнал

Мал.1.9. Лінійне зашумлення лінії електроживлення ТЗПІ

Мережна закладка в розетці

Інформаційний сигнал мережної закладки

Сигнал завади

Генератор завад

Мал.1.10. Лінійне зашумлення ліній електроживлення освітлювальної і розеткової мереж виділених приміщень

Виявлення портативних електронних пристроїв перехоплення інфор-мації (заставних пристроїв) здійснюється проведенням спеціальних обсте-

жень, а також спеціальних перевірок об’єктів ТЗПІ і виділених приміщень. Спеціальні обстеження об’єктів ТЗПІ і виділених приміщень проводять-

ся шляхом їхнього візуального огляду без застосування технічних засобів. Спеціальна перевірка проводиться з використанням технічних засобів.

При цьому здійснюється:

виявлення закладних пристроїв з використанням пасивних засобів:

– установка у виділених приміщеннях засобів і систем виявлення лазер-ного опромінення (підсвічування) шибок;

– установка у виділених приміщеннях стаціонарних виявлювачів дикто-фонів;

– пошук закладних пристроїв з використанням індикаторів поля, інтерсе-пторів, частотомірів, сканерних приймачів і програмно-апаратних ком-плексів контролю;

– організація радіоконтролю (постійно чи на час проведення конфіден-ційних заходів) і побічних електромагнітних випромінювань ТЗПІ.

виявлення закладних пристроїв з використанням активних засобів:

– спеціальна перевірка виділених приміщень з використанням нелінійних локаторів;

– спеціальна перевірка виділених приміщень, ТЗПІ і допоміжних техніч-них засобів з використанням рентгенівських комплексів.

2. Методи і засоби захисту інформації ТЗПІ від витоку по технічних каналах

Захист інформації, що обробляється технічними засобами, здійснюється з застосуванням пасивних і активних методів і засобів.

Пасивні методи захисту інформації спрямовані на:

– ослаблення побічних електромагнітних випромінювань (інформаційних сигналів) ТЗПІ на межі контрольованої зони до величин, що забезпечу-ють неможливість їхнього виділення засобом розвідки на фоні природ-них шумів;

– ослаблення наведень побічних електромагнітних випромінювань (інфо-рмаційних сигналів) ТЗПІ в сторонніх провідниках і сполучних лініях ДТЗС, що виходять за межі контрольованої зони, до величин, що забез-печують неможливість їхнього виділення засобом розвідки на фоні при-родних шумів;

– виключення (ослаблення) просочування інформаційних сигналів ТЗПІ в колі електроживлення, що виходять за межі контрольованої зони, до ве-личин, що забезпечують неможливість їхнього виділення засобом розві-дки на фоні природних шумів.

18                       Методи і засоби захисту інформації

Активні методи захисту інформації спрямовані на:

– створення просторових маскувальних електромагнітних перешкод з ме-тою зменшення відносини сигнал/шум на межі контрольованої зони до величин, що забезпечують неможливість виділення засобом розвідки інформаційного сигналу ТЗПІ;

– створення маскувальних електромагнітних перешкод у сторонніх прові-дниках і сполучних лініях ДТЗС із метою зменшення відносини сиг-нал/шум на межі контрольованої зони до величин, що забезпечують не-

можливість виділення засобом розвідки інформаційного сигналу ТЗПІ. Ослаблення побічних електромагнітних випромінювань ТЗПІ і їхніх наве-день у сторонніх провідниках здійснюється шляхом екранування і заземлення

ТЗПІ і їхніх сполучних ліній.

Виключення (ослаблення) просочування інформаційних сигналів ТЗПІ в колі електроживлення досягають шляхом фільтрації інформаційних сигналів.

Для створення маскувальних електромагнітних перешкод, використову-ються системи просторового і лінійного зашумлення.

2.1. Екранування технічних засобів

Функціонування будь-якого технічного засобу інформації пов’язано з протіканням по його струмопровідних елементах електричних струмів різних частот і утворенням різниці потенціалів між різними точками його електрич-ної схеми, що породжують магнітні й електричні поля, які називаються побі-

чними електромагнітними випромінюваннями.

Вузли й елементи електронної апаратури, у яких мають місце великі на-пруги і протікають малі струми, створюють у ближній зоні електромагнітні поля з перевагою електричної складової. Переважний вплив електричних по-лів на елементи електронної апаратури спостерігається й у тих випадках, ко-ли ці елементи малочутливі до магнітного складової електромагнітного поля.

Вузли й елементи електронної апаратури, у яких протікають великі стру-ми і мають місце малі перепади напруги, створюють у ближній зоні електро-магнітні поля з перевагою магнітної складової. Переважний вплив магнітних полів на апаратуру спостерігається також у випадку, якщо розглянутий при-стрій малочутливий до електричної складової або остання набагато менша від магнітної за рахунок властивостей випромінювача.

Змінні електричне і магнітне поля створюються також у просторі, що ото-чує сполучні лінії (проводи, кабелі) ТЗПІ.

Побічні електромагнітні випромінювання ТЗПІ є причиною виникнення електромагнітних і параметричних каналів витоку інформації, а також мо-жуть виявитися причиною виникнення наведення інформаційних сигналів у сторонніх струмопровідних лініях і конструкціях. Тому зниженню рівня по-бічних електромагнітних випромінювань приділяється велика увага.

Ефективним методом зниження рівня ПЕМВ є екранування їхніх джерел. Розрізняють наступні способи екранування:

–  електростатичне;

–  магнітостатичне;

–  електромагнітне.

Електростатичне і магнітостатичне екранування засновані на замиканні екраном (який володіє в першому випадку високою електропровідністю, а в другому – магнітопровідністю) відповідно електричного і магнітного полів.

Електростатичне екранування практично зводиться до замикання елек-тростатичного поля на поверхню металевого екрана і відводу електричних зарядів на землю (на корпус приладу). Заземлення електростатичного екрана є необхідним елементом при реалізації електростатичного екранування. За-стосування металевих екранів дозволяє цілком усунути вплив електростатич-ного поля. При використанні діелектричних екранів, що щільно прилягають до екранованого елемента, можна послабити поле джерела наведення в ε раз, де ε – відносна діелектрична проникність матеріалу екрана.

Основною задачею екранування електричних полів є зниження ємності зв’язку між екранованими елементами конструкції. Отже, ефективність екра-нування визначається в основному відношенням ємності зв’язку між джере-лом і рецептором наведення до і після установки заземленого екрана. Тому будь-які дії, що приводять до зниження ємності зв’язку, збільшують ефекти-вність екранування.

Дія металевого листа, що екранує, істотно залежить від якості з’єднання екрана з корпусом приладу і частин екрана один з одним. Особливо важливо не мати сполучних проводів між частинами екрана і корпусом.

У діапазонах метрових і коротших довжин хвиль сполучні провідники до-вжиною в кілька сантиметрів можуть різко погіршити ефективність екрану-вання. На ще коротших хвилях дециметрового і сантиметрового діапазонів сполучні провідники і шини між екранами недопустимі. Для одержання ви-сокої ефективності екранування електричного поля тут необхідно застосову-вати безпосереднє суцільне з’єднання окремих частин екрана.

Вузькі щілини й отвори в металевому екрані, розміри яких малі в порів-нянні з довжиною хвилі, практично не погіршують екранування електрично-го поля.

Зі збільшенням частоти ефективність екранування знижується.

Основні вимоги, що пред’являються до електричних екранів, можна сфо-рмулювати в такий спосіб:

– конструкція екрана повинна вибиратися такий, щоб силові лінії елект-ричного поля замикалися на стінки екрана, не виходячи за його межі;

–  в області низьких частот (при глибині проникнення (δ) більше товщини

1. (при δ > d ) ефективність електростатичного екранування практично визначається якістю електричного контакту металевого екрана з корпу-сом пристрою і мало залежить від матеріалу екрана і його товщини;

–  в області високих частот (при δ < 5) ефективність екрана, що працює в

20                       Методи і засоби захисту інформації

електромагнітному режимі, визначається його товщиною, провідністю і магнітною проникністю.

Магнітостатичне екранування використовується при необхідності при-душити наведення на низьких частотах від 0 до 3...10 кГц.

Основні вимоги, які ставляться до магнітостатичних екранів, можна звес-ти до наступних:

– магнітна проникність µ_а матеріалу екрану повинна бути якомога вищою. Для виготовлення екранів бажано застосовувати магнітом’які матеріали з високою магнітною проникністю (наприклад, пермалой);

– збільшення товщини стінок екрану приводить до підвищення ефектив-ності екранування, однак при цьому варто брати до уваги можливі конс-труктивні обмеження по масі і габаритам екрана;

– стики, розрізи і шви в екрані повинні розміщатися паралельно лініям магнітної індукції магнітного поля. Їхнє число повинне бути мінімаль-ним;

– заземлення екрана не впливає на ефективність магнітостатичного екра-нування.

Ефективність магнітостатичного екранування підвищується при застосу-ванні багатошарових екранів.

Екранування високочастотного магнітного поля засновано на використан-ні магнітної індукції, що створює в екрані змінні індукційні вихрові струми (струми Фуко). Магнітне поле цих струмів усередині екрана буде спрямовано назустріч збудливому полю, а за його межами – у ту ж сторону, що і збудливе поле. Результуюче поле виявляється ослабленим усередині екрана і посиле-ним поза ним. Вихрові струми в екрані розподіляються нерівномірно по його перерізу (товщині). Це викликається явищем поверхневого ефекту, суть якого полягає в тім, що змінне магнітне поле слабшає в міру проникнення в глиб металу, тому що внутрішні шари екрануються вихровими струмами, що цир-кулюють у поверхневих шарах.

Завдяки поверхневому ефекту щільність вихрових струмів і напруженість змінного магнітного поля в міру поглиблення в метал падає за експонентним законом.

Ефективність магнітного екранування залежить від частоти й електричних властивостей матеріалу екрана. Чим нижче частота, тим слабкіше діє екран, тим більшої товщини приходиться його робити для досягнення того самого екрануючого ефекту. Для високих частот, починаючи з діапазону середніх хвиль, екран з будь-якого металу товщиною 0,5...1,5 мм діє дуже ефективно. При виборі товщини і матеріалу екрана варто враховувати механічну міц-ність, твердість, стійкість проти корозії, зручність стикування окремих дета-лей і здійснення між ними перехідних контактів з малим опором, зручність пайки, зварювання й ін..

Для частот вище 10 МГц мідна і тим більше срібна плівка товщиною більш 0.1 мм дає значний екрануючий ефект. Тому на частотах вище 10 МГц допустиме застосування екранів з фольгованого гетинаксу чи іншого ізоля-

ційного матеріалу з нанесеним на нього мідним чи срібним покриттям.

При екрануванні магнітного поля заземлення екрана не змінює величини наведених в екрані струмів і, отже, на ефективність магнітного екранування не впливає.

На високих частотах застосовується винятково електромагнітне екрану-вання. Дія електромагнітного екрана заснована на тім, що високочастотне електромагнітне поле послабляється ним же створеним (завдяки вихровим струмам, що утворяться в товщі екрана) полем зворотного напрямку.

Теорія і практика показують, що з погляду вартості матеріалу і простоти виготовлення переваги на боці екранованого приміщення з листової сталі. Однак при застосуванні сітчастого екрана можуть значно спроститися питан-ня вентиляції і освітлення приміщення. У зв’ язку з цим сітчасті екрани також знаходять широке застосування.

Для виготовлення екрана доцільно використовувати такі матеріали:

• сталь листова декапірованна ДСТ 1386-47 товщиною (мм) 0,35; 0,50; 0,60; 0,70; 0,80; 1,00; 1,25; 1,50; 1,75; 2,00;

• сталь тонколистова оцинкована ДСТ 7118-54 товщиною (мм) 0,35; 0,50; 0,60; 0,70; 0,80; 1,00; 1,25; 1,50; 1,75; 2,00;

• сталь тонколистова оцинкована ДСТ 7118-54 товщиною (мм) 0,51; 0,63; 0,76; 0,82; 1,00; 1,25; 1,50;

• сітка сталева ткана ДСТ 3826-47 номер 0,4;0,5;0,7;1,0;1,4;1,6;1,8;2,0;2,5;

• сітка сталева плетена ДСТ 5336-50 номер 3; 4; 5; 6;

• сітка з латунного дроту марки Л-80 ДСТ 6613-53 0,25; 0,5; 1,0; 1,6; 2,0; 2,5; 2,6.

Металеві аркуші чи полотнища сітки повинні бути між собою електрично

з’єднані по всьому периметрі. Для суцільних екранів це може бути здійснено пайкою чи електрозварюванням. Шов пайки чи електрозварювання повинен бути суцільним для того, щоб одержати суцільнозварну конструкцію екрана.

Для сітчастих екранів придатна будь-яка конструкція шва, що забезпечує гарний електричний контакт між сусідніми полотнищами сітки не рідше чим через 10...15 мм. Для цієї мети може застосовуватися чи пайка точкове зва-рювання.

Екран, виготовлений з лудженої низьковуглецевої сталевої сітки з вічком 2,5...3 мм, дає ослаблення порядку 55...60 дБ, а з такою же подвійною (з від-станню між зовнішньою і внутрішньою сітками 100 мм) – близько 90 дБ. Ек-ран, виготовлений з одинарної мідної сітки з вічком 2,5 мм, має ослаблення порядку 65...70 дБ.

Необхідна ефективність екрана в залежності від його призначення і вели-чини рівня випромінювання ПЕМВ звичайно знаходиться в межах 60-120 дБ.

Поряд з блоками апаратури екрануванню підлягають і монтажні проводи і сполучні лінії.

Щоб зменшити рівень ПЕМВ, необхідно особливо ретельно виконувати з’єднання оболонки проводу (екрана) з корпусом апаратури. Підключення оболонки повинне здійснюватися шляхом безпосереднього контакту (най-

22                       Методи і засоби захисту інформації

краще шляхом чи пайки зварювання) з корпусом.

Разом з тим з’єднання оболонки проводу з корпусом в одній точці не по-слабляє в навколишнім просторі магнітне поле, яке створюється струмом, що протікає у проводі. Для екранування магнітного поля необхідно створити по-ле такої ж величини і зворотного напрямку. З цією метою необхідно весь зво-ротний струм кола екранування направити через екрануючу оболонку прово-ду. Для повного здійснення цього принципу необхідно, щоб екрануюча обо-лонка, була єдиним шляхом для протікання зворотного струму.

Висока ефективність екранування забезпечується при використанні витої пари, захищеної екрануючою оболонкою.

На низьких частотах використовують складніші схеми екранування – коа-ксіальні кабелі з подвійною оболонкою (триаксіальні кабелі).

На вищих частотах, коли товщина екрана значно перевищує глибину про-никнення поля, необхідність у подвійному екрануванні відпадає. У цьому ви-падку зовнішня поверхня відіграє роль електричного екрана, а по внутрішній поверхні протікають зворотні струми.

Застосування екрануючої оболонки істотно збільшує ємність між прово-дом і корпусом, що в більшості випадків небажано. Екрановані проводи більш громіздкі і незручні при монтажі, вимагають запобігання від випадко-вих з’єднань зі сторонніми елементами і конструкціями.

Довжина екранованого монтажного проводу повинна бути меншою від чверті довжини найкоротшої хвилі спектра сигналу, який передається. При використанні довших ділянок екранованих проводів необхідно мати на увазі, що у цьому випадку екранований провід варто розглядати як довгу лінію, що у запобіганні спотворень форми переданого сигналу повинна бути наванта-жена на опір, рівний хвильовому.

Для зменшення взаємного впливу монтажних кіл варто вибирати довжину монтажних високочастотних проводів найменшою, для чого елементи висо-кочастотних схем, які зв’язані між собою, варто розташовувати в безпосеред-ній близькості, а неекрановані проводи високочастотних кіл – при перетині під прямим кутом. При паралельному розташуванні такі проводи повинні бу-ти максимально віддалені один від одного або розділені екранами, в якості яких можуть бути використані несучі конструкції електронної апаратури (кожух, панель і т.д.).

Екрановані проводи і кабелі варто застосовувати переважно для з’єднання окремих блоків і вузлів один з одним.

Кабельні екрани виконуються у формі циліндра із суцільних оболонок, у вигляді спірально намотаної на кабель плоскої стрічки чи у вигляді сітки з тонкого дроту. Екрани при цьому можуть бути одношаровими і багатошаро-вими комбінованими, виготовленими зі свинцю, міді, сталі, алюмінію і їхніх сполучень (алюміній-свинець, алюміній-сталь, мідь-сталь-мідь і т.д.).

У кабелях із зовнішніми пластмасовими оболонками застосовують екрани стрічкового типу в основному з алюмінієвих, мідних і сталевих стрічок, що накладаються спірально чи подовжньо уздовж кабелю.

• області низьких частот корпуси багатоконтактних низькочастотних роз’ємів є екранами і повинні мати надійний електричний контакт із загаль-ною шиною чи землею приладу, а зазори між роз’ємом і корпусом повинні бути закриті електромагнітними ущільнювальними прокладками.

• області високих частот коаксіальні кабелі повинні бути погоджені за хвильовим опором з використовуваними високочастотними роз’ємами. При закладенні коаксіального кабелю у високочастотні роз’ єми жила кабелю не повинна мати натягу в місці з’єднання з контактом роз’єму, а сам кабель по-винен бути жорстко прикріплений до шасі апаратури поблизу роз’єму.

Для ефективного екранування низькочастотних полів застосовуються ек-рани, виготовлені з феромагнітних матеріалів з великою відносною магніт-ною проникністю. При наявності такого екрана лінії магнітної індукції про-ходять в основному по його стінках, що мають малий опір у порівнянні з по-вітряним простором усередині екрана.

Якість екранування таких полів залежить від магнітної проникності екра-на й опору магнітопроводу, що тим менший, чим товстіший екран і менше в ньому стиків і швів, які йдуть поперек напрямку ліній магнітної індукції.

Найекономічнішим способом екранування інформаційних ліній зв’ язку

між пристроями ТЗПІ є групове розміщення їхніх інформаційних кабелів у розподільний екрануючий короб. Коли такого короба не має, то екранують окремі лінії зв’язку.

Для захисту ліній зв’язку від наведень необхідно розмістити лінію в екра-нуючу сітку чи фольгу, заземлену в одному місці, щоб уникнути протікання по екрані струмів, викликаних нееквіпотенціальністю точок заземлення.

Для захисту лінії зв’язку від наведень необхідно мінімізувати площу кон-туру, утвореного прямим і зворотним проводами лінії. Якщо лінія являє со-бою одиночний провід, а зворотний струм тече по деякій поверхні заземлен-ня, то необхідно максимально наблизити провід до поверхні. Якщо лінія утворена двома проводами, то їх необхідно скрутити, утворивши біфіляр (ви-ту пару). Лінії, виконані з екранованого проводу чи коаксіального кабелю, у яких по оболонці протікає зворотний струм, також відповідають вимозі міні-мізації площі контуру лінії.

Найкращий захист як від електричного, так і від магнітного полів забезпе-чують інформаційні лінії зв’язку типу екранованого біфіляра, трифіляра (трьох скручених разом проводів, з яких один використовується як електрич-ний екран), триаксільного кабелю (ізольованого коаксіального кабелю, помі-щеного в електричний екран), екранованого плоского кабелю (плоского бага-тожильного кабелю, покритого з однієї чи обох сторін мідною фольгою).

Приведемо кілька схем , використовуваних на частотах порядку 100 кГц. Коло, зображене на мал.2.1-а, має велику площу петлі, утвореної "прямим" проводом і "землею". Це коло піддається насамперед магнітному впливу. Ек-ран заземлений на одному кінці і не захищає від магнітного впливу. Перехід-не загасання для цієї схеми приймемо рівним 0 дБ для порівняння зі загасан-ням схем на мал.2.1-б-і.

24                       Методи і засоби захисту інформації

Схема на мал.2.1-б практично не зменшує магнітний зв’язок, тому що зво-ротний провід заземлений з обох кінців, і в цьому змісті вона аналогічна схе-мі на мал.2.1-а. Ступінь поліпшення співрозмірний з похибкою розрахунку (вимірювання).

Схема на мал.2.1-в відрізняється від схеми на мал.2.1-а наявністю зворот-ного проводу – коаксіального екрана, однак екранування магнітного поля по-гіршено, тому що ланцюг заземлений на обох кінцях, у результаті чого з "зе-млею" утвориться петля великої площі.

Мал.2.1. Порівняння захищеності різних кіл від впливу зовнішніх магнітних та електричних полів: а) 0 дБ; б) -2 дБ; в) -5 дБ; г) -49 дБ, вита

Схема на мал.2.1-м дозволяє істотно підвищити захищеність кола завдяки скрутці проводів (– 49 дБ). У цьому випадку (у порівнянні зі схемою на мал.2.1-б) петлі нема, оскільки правий кінець ланцюга не заземлений.

Подальше підвищення захищеності кола досягається застосуванням схеми на мал.2.1-з, коаксіальна ланка якого забезпечує краще магнітне екранування, ніж скручена пара на мал.2.1-м.

Площа петлі в схемі на мал.2.1-д не більша, ніж у схемі на мал.2.1-м, тому що подовжня вісь екрана коаксіального кабелю збігається з його централь-ним проводом.

Схема на мал.2.1-е дозволяє підвищити захищеність ланцюга завдяки то-му, що скручена пара заземлена лише на одному кінці. Крім того, у цій схемі використовується незалежний екран.

Схема на мал.2.1-ж має ту ж захищеність, що і схема на мал.2.1-е: ефект той же, що і при заземленні на обох кінцях, оскільки довжина ланки та екра-на істотно менші ніж робоча довжина хвилі.

Причини поліпшення захищеності схеми на мал.2.1-з у порівнянні з мал.2.1-ж пояснити важко. Можливою причиною може бути зменшення пло-щі еквівалентної петлі.

Щільніша скрутка проводів (схема мал.2.1-і) дозволяє додатково зменши-ти магнітний зв’ язок. Крім того, при цьому зменшується й електричний зв’язок (в обох проводах струми наводяться однаково).

Для зменшення магнітного й електричного зв’язку між проводами необ-хідно зменшити площу петлі, максимально рознести кола і максимально зме-ншити довжину паралельного пробігу ліній ТЗПІ і сторонніх провідників. При нульових рівнях сигналів (0 дБ) у сполучних лініях ТЗПІ між ними і сто-ронніми провідниками повинне забезпечуватися перехідне загасання не мен-ше 114 дБ. Дане перехідне загасання забезпечується, як правило, при прокла-дці кабелів ТЗПІ на відстані не менш 0,1 м від сторонніх провідників. При цьому допускається прокладка кабелів ТЗПІ впритул зі сторонніми провідни-ками при сумарній довжині їхнього спільного пробігу не більше 70 м.

Екрануватися можуть не тільки окремі блоки (вузли) апаратури і їхні спо-лучні лінії, але і приміщення в цілому.

У звичайних (неекранованих) приміщеннях основний екрануючий ефект, забезпечують залізобетонні стіни будинків. Екрануючі властивості дверей і вікон гірші. Для підвищення екрануючих властивостей стін застосовуються додаткові засоби, у тому числі:

–  струмопровідні лакофарбові покриття чи струмопровідні шпалери;

–  штори з металізованої тканини;

– металізовані стекла (наприклад, із двоокису олова), встановлювані в ме-талеві чи металізовані рами.

У приміщенні екрануються стіни, двері і вікна.

При закритті дверей повинен забезпечуватися надійний електричний кон-такт зі стінками приміщення (із дверною рамою) по всьому периметру не рі-дше ніж через 10...15 мм. Для цього може бути застосована пружинна гребін-ка з фосфористої бронзи, яку закріплюють по усьому внутрішньому перимет-ру дверної рами.

Вікна повинні бути затягнуті одним чи двома шарами мідної сітки з віч-ком не більш 2х2 мм, причому відстань між шарами сітки повинна бути не менше 50 мм. Обидва шари сітки повинні мати електричний контакт зі стін-ками приміщення (з рамою) по всьому периметру. Сітки зручніше робити знімними і металеве обрамлення знімної частини також повинне мати пружні контакти у вигляді гребінки з фосфористої бронзи.

При проведенні робіт з ретельного екранування подібних приміщень не-обхідно одночасно забезпечити нормальні умови для працюючих в ньому людей, насамперед вентиляцію повітря і освітлення.

Конструкція екрана для вентиляційних отворів залежить від діапазону ча-

26                       Методи і засоби захисту інформації

стот. Для частот менших ніж 1000 МГц застосовуються сотові конструкції, що закривають вентиляційний отвір, із прямокутними, круглими, шестигран-ними вічками. Для досягнення ефективного екранування розміри вічок пови-нні бути менші 0.1 довжини хвилі. При підвищенні частоти необхідні розміри вічок можуть бути настільки малими, що погіршується вентиляція.

Величини загасань екранованих приміщень у залежності від конструкції приведені в табл. 2.1.

...

...

...

...

...

...

Екранування електромагнітних хвиль більше 100 дБ можна забезпечити в спеціальних екранованих камерах (див. табл. 2.2.), у яких електромагнітний екран у вигляді електрогерметичного сталевого корпуса, а для введення елек-тричних комунікацій використовуються спеціальні фільтри.

Таблиця 2.2

Граничні величини загасання електромагнітних хвиль для різних типів екрануючих приміщень

Одинарний екран із сітки з одинарними дверима

40

із затискними пристроями

Подвійний екран із сітки з подвійними дверима-

80

тамбуром і затискними пристроями

Суцільний сталевий екран з подвійними дверима-

100

тамбуром і затискними пристроями

Розміри екранованого приміщення вибирають виходячи з його призна-чення і вартості. Звичайно екрановані приміщення будують площею 6...8 м² при висоті 2,5...3 м.

2.2. Заземлення технічних засобів

Слід пам’ятати, що екранування ТЗПІ і сполучних ліній ефективне тільки при правильному їхньому заземленні. Тому однією з найважливіших умов захисту ТЗПІ є правильне заземлення цих пристроїв.

Існують різні типи заземлень. Тепер найчастіше використовуються одно-точкові, багатоточкові і комбіновані (гібридні) схеми.

На мал.2.2 представлена одноточкова послідовна схема заземлення.

Мал.2.2. Одноточкова послідовна схема заземлення

Ця схема найпростіша. Однак вона має недолік, зв’ язаний із протіканням зворотних струмів різних ланок по загальній ділянці кола заземлення. Вна-слідок цього можлива поява інформативного сигналу в сторонніх ланках.

Мал.2.3. Одноточкова паралельна схема заземлення

В одноточковій паралельній схемі заземлення (мал.2.3) цього недоліку немає. Однак така схема вимагає великого числа протяжних провідників за-землення, через що може виникнути проблема з забезпеченням малого опору заземлення. Крім того, між провідниками заземлення можуть виникати неба-

28                       Методи і засоби захисту інформації

жані зв’ язки, які створюють кілька шляхів заземлення для кожного пристрою. У результаті в системі заземлення можуть виникнути зрівняльні струми і різ-ниця потенціалів між різними пристроями.

Багатоточкова схема заземлення (мал.2.4) практично вільна від недоліків, властивих одноточковій схемі. У цьому випадку окремі пристрої і ділянки корпуса індивідуально заземлені. При проектуванні і реалізації багатоточко-вої системи заземлення необхідно приймати спеціальні заходи для виклю-чення замкнутих контурів.

Мал.2.4. Багатоточкова схема заземлення

Як правило, одноточкове заземлення застосовується на низьких частотах при невеликих розмірах пристроїв, що заземлюються, і відстанях між ними меншими 0,5λ. На високих частотах при великих розмірах пристроїв, що за-землюються, і значних відстанях між ними використовується багатоточкова система заземлення. У проміжних випадках ефективна комбінована (гібрид-на) система заземлення, що представляє собою різні сполучення одноточко-вої, багатоточкової і плаваючої систем заземлення.

Заземлення технічних засобів систем інформатизації і зв’язку повинно бу-ти виконане відповідно до визначених правил.

Основні вимоги до системи заземлення полягають у наступному:

– система заземлення повинна включати загальний заземлювач, що зазем-лює кабель, шини і проводи, що з’єднують заземлювач з об’єктом;

– опори провідників заземлення, а також земляних шин повинні бути мі-німальними;

– кожний елемент, що заземлюється, повинен бути приєднаний до зазем-лювача чи до магістралі заземлення за допомогою окремого відгалу-ження. Послідовне включення в провідник заземлення декількох елеме-нтів, що заземлюються, забороняється;

– у системі заземлення повинні бути відсутні замкнуті контури, утворені з’єднаннями або небажаними зв’язками між сигнальними ланцюгами і корпусами пристроїв, між корпусами пристроїв і землею;

– варто уникати використання загальних провідників у системах екрану-ючих заземлень, захисних заземлень і сигнальних кіл;

– якість електричних з’єднань у системі заземлення повинне забезпечува-ти мінімальний опір контакту, надійність і механічну міцність контакту в умовах кліматичних впливів і вібрації;

– контактні з’єднання повинні виключати можливість утворення оксид-них плівок на контактуючих поверхнях і зв’язаних з цими плівками не-лінійних явищ;

– контактні з’єднання повинні виключати можливість утворення гальва-нічних пар для запобігання корозії в ланцюгах заземлення;

– забороняється використовувати як заземлювач нульові фази електроме-реж, металоконструкції будинків, що мають з’єднання з землею, мета-леві оболонки підземних кабелів, металеві труби систем опалення, во-допостачання, каналізації і т.д.

Опір заземлення визначається в основному опором витоку струму в землі. Величину цього опору можна значно зменшити за рахунок зменшення пере-хідного опору між заземлювачем і ґрунтом шляхом ретельного очищення пе-ред укладанням поверхні заземлювача й утрамбуванням довкола нього ґрун-ту, а також підсипанням повареної солі. Тоді величина опору заземлення бу-де в основному визначатися опором ґрунту.

Питомий опір різних ґрунтів (тобто електричний опір 1 см³ ґрунту) зале-жить від вологості ґрунту, його складу, щільності, температури і т.п.. і коли-вається в дуже широких межах (див. табл. 2.3).

Добре провідні ґрунти втрачають свої властивості при відсутності вологи. Для більшості ґрунтів 30% вмісту вологи досить для забезпечення малого опору. Наприклад, для суглинків питомий опір при вологості 5% складає 165 000 Ом/см³, а при вологості 30% – 6 400 Ом/см³.

При промерзанні опір ґрунтів різко зростає. Наприклад, для суглинків пи-томий опір при вологості 15% і температурі 20° С складає 7200 Ом/см³, при температурі -5° С – 79000 Ом/см³, а при температурі -15° С – 330000 Ом/см³.

Зрошення ґрунту навколо заземлювача 2...5 процентним соляним розчи-ном значно (у 5...10 разів) знижує опір заземлення.

30                       Методи і засоби захисту інформації

Врахувати усі фактори, що впливають на провідність ґрунту, аналітичним шляхом практично неможливо, тому при виконанні заземлення величину пи-томого опору ґрунту в тих місцях, де передбачається розміщення заземлення, визначають дослідним шляхом.

Як правило, вимір опору заземлення проводиться два рази в рік (узимку і влітку). Якщо заземлювач складається з металевої пластини радіусом r, роз-ташованої безпосередньо біля поверхні землі, то опір заземлення R_З можна розрахувати за формулою

При збільшенні глибини закопування L_З пластини опір заземлення змен-шується і при L_З значно більших r величина R_З , зменшується в два рази.

Часто застосовують пристрій заземлення у вигляді вертикально забитої труби. Опір заземлення в цьому випадку визначається формулою

З формули видно, що опір заземлення більше залежить не від радіуса тру-би, а від її довжини. Тому для заземлення доцільніше застосовувати тонкі і довгі труби (стержні з арматури).

У табл.2.4 приведені експериментально отримані значення опору зазем-лення стержневого заземлювача (Ø15.9 мм, L=1.5 м) для різних ґрунтів.

Як одиночні стержневі заземлювачі доцільно використовувати мідні сте-ржні, конструкції яких приведені на мал.2.5.

Мал. 2.5. Типові стержні заземлення: 1- ковзаючий молот; 2 – рухома опора; 3 – з’єднувальна мідна шина; 4 – головка з фаскою;

5 –  затискач; 6 - стержень; 7 –  гострий кінець для забивання в грунт.

Як видно з табл.2.4 , опір простих одиночних заземлювачів є досить вели-ким. Тому такі заземлювачі знаходять застосування при невисоких вимогах до пристроїв заземлення чи при ґрунтах з дуже великою провідністю.

При підвищених вимогах до величини опору заземлення (опір заземлення ТЗПІ не повинен перевищувати 4 Ом ) застосовують багаторазове заземлен-ня, що складається з ряду одиночних симетрично розташованих заземлюва-чів, з’єднаних між собою.

На практиці найчастіше як заземлювачі застосовують:

– стержні з металу із високою електропровідністю, занурені в землю і з’єднані з наземними металоконструкціями засобів ТЗПІ:

– сіткові заземлювачі, які виготовлені з елементів з високою електропро-відністю і занурені в землю (служать як доповнення до стержнів).

На мал.2.6 показана схема комбінованого заземлення зі стержнів та сітки.

Мал.2.6. Комбіноване заземлення зі стержнів і сітки: 1 – поверхня землі; 2 – сітка; 3 – зварне з’єднання; 4 – затискач; 5 – мідний провід (намотаний або приварений); 6 – мідний стержень заземлення (виступає над землею).

32                       Методи і засоби захисту інформації

При виготовленні високочастотного заземлення потрібно враховувати не тільки геометричні розміри заземлювачів, їх конструкцію і властивості ґрун-ту, але і довжину хвилі високочастотного випромінювання. Сумарний висо-кочастотний опір заземлення Z_S складається з високочастотного опору магіс-тралі заземлення Z_M (проводу, що йде від пристрою, який заземлюється, до поверхні землі) і з високочастотного опору самого заземлювача Z_З (проводу, металевого стержня чи листа, що знаходиться в землі).

Величина заземлення переважно визначається не опором заземлення, а опором магістралі заземлення. Для зменшення останнього варто прагнути на-самперед до зменшення індуктивності магістралі заземлення, що досягається за рахунок зменшення її довжини і виготовлення магістралі у вигляді стрічки, що має у порівнянні з проводом круглого перетину меншу індуктивність.

У випадках, коли індуктивність магістралі заземлення можна зробити ду-же малою чи використовувати її для одержання послідовного резонансу при блокуванні випромінюючих мереж захисними конденсаторами на землю (на-приклад, при комплексному придушенні випромінювання в приміщеннях), доцільно значно зменшити величину опору заземлювача Z_З. Зменшити вели-чину Z_З, можна також багаторазовим заземленням із симетрично розташова-них заземлювачів.

При цьому загальний опір заземлення буде тим менше, чим далі один від одного розташовані окремі заземлювачі.

При виконанні заземлення як заземлювачі найчастіше застосовуються сталеві труби довжиною 2...3 м і діаметром 35...50 мм та сталеві смуги пере-

різом 50...100 мм.

Найпридатнішими є труби, що дозволяють досягти глибоких і вологих шарів землі, що володіють найбільшою провідністю і не піддаються виси-ханням чи промерзанню. Однак тут необхідно враховувати, що зі зменшен-ням опору ґрунту зростає корозія металу. Крім того, застосування таких за-землювачів не пов’язане зі значними земляними роботами, що неминуче, на-приклад, при виконанні заземлення з металевих листів чи металевих стрічок і проводів, які закладаються горизонтально в землю.

Заземлювачі варто з’єднувати між собою шинами шляхом зварювання. Перетин шин і магістралей заземлення за умовами механічної міцності й до-статньої провідності рекомендується брати не меншим (24•4) мм².

Провідник, що з’єднує заземлювач з контуром заземлення, повинен бути лудженим для зменшення гальванічної корозії, а з’єднання повинні бути за-хищені від впливу вологи.

Магістралі заземлення поза будівлею необхідно прокладати на глибині близько 1.5 м, а усередині будівлі – по стіні чи спеціальних каналах так, щоб їх можна було зовні оглядати. З’єднують магістралі з заземлювачем тільки за допомогою зварювання. До пристрою ТЗПІ, що заземлюється, магістраль

з’єднанні під гвинт необхідно застосовувати шайби (зірочки або Гровера), що забезпечують сталість щільності з’єднання.

При контакті двох металів у присутності вологи виникає гальванічна і (або) електрична корозія. Гальванічна корозія є наслідком утворення гальва-нічного елемента, у якому волога є електролітом. Ступінь корозії визначаєть-ся положенням цих металів в електричному ряді.

Електрична корозія може виникнути при контакті в електроліті двох од-накових металів. Вона визначається наявністю у металі локальних електро-струмів, наприклад, струмів у заземленнях силових кіл.

Найефективнішим методом захисту від корозії є застосування металів з малою електрохімічною активністю, таких, як олово, свинець, мідь. Значно зменшити корозію і забезпечити гарний контакт можна, ретельно ізолюючи з’єднання від проникнення вологи.

2.3. Фільтрація інформаційних сигналів

Одним з методів локалізації інформативних сигналів, що циркулюють у технічних засобах і системах обробки інформації, є фільтрація. У джерелах електромагнітних полів і наведень фільтрація здійснюється з метою запобі-гання поширення небажаних електромагнітних коливань за межі пристрою – джерела інформативного сигналу. Фільтрація в пристроях – рецепторах елек-тромагнітних полів і наведень повинна виключити їхній вплив на рецептор.

Для фільтрації сигналів у колах живлення ТЗПІ використовуються розді-льні трансформатори і завадопоглинаючі фільтри.

Роздільні трансформатори. Такі трансформатори повинні забезпечувати розв’язку первинного і вторинного кіл для сигналів наведення. Це означає, що у вторинне коло трансформатора не повинні проникати наведення, що з’являються в колі первинної обмотки. Проникнення наведень у вторинну обмотку пояснюється наявністю небажаних резистивних і ємнісних ланок зв’язку між обмотками.

Для зменшення зв’язку обмоток для сигналів наведень часто застосову-ється внутрішній екран у вигляді заземленої прокладки чи фольги, що укла-дається між первинною і вторинною обмотками. За допомогою цього екрана наведення, що діє в первинній обмотці, замикається на землю. Однак елект-ростатичне поле навколо екрана також може служити причиною проникнен-ня наведень у вторинний ланцюг.

Роздільні трансформатори використовуються з метою вирішення ряду за-вдань , у тому числі для:

– розділу по колах живлення джерел і рецепторів наведення, якщо вони підключаються до тих самих шин змінного струму;

–  усунення асиметричних наведень;

– ослаблення симетричних наведень у вторинній обмотці, зумовлених на-явністю асиметричних наведень у колі первинної обмотки.

34                       Методи і засоби захисту інформації

Засоби розв’ язки й екранування, які застосовуються в роздільних транс-форматорах, забезпечують максимальне значення опору між обмотками і створюють для наведень шлях з малим опором з первинної обмотки на зем-лю. Це досягається забезпеченням високого опору ізоляції відповідних еле-ментів конструкції (~10⁴ МОм) і незначної ємності між обмотками. Зазначені особливості трансформаторів для кіл живлення забезпечують вищий ступінь придушення наведень, ніж звичайні трансформатори.

Роздільний трансформатор зі спеціальними засобами екранування і розв’язки забезпечує ослаблення інформаційного сигналу наведення в наван-таженні на 126 дБ при ємності між обмотками 0.005 пФ і на 140 дБ при ємно-сті між обмотками 0.001 пФ.

Засоби екранування в роздільних трансформаторах повинні не тільки усу-вати вплив асиметричних наведень на пристрій, що захищається, але і не до-пустити на виході трансформатора симетричних наведень, обумовлених аси-метричними наведеннями на його вході. Застосування в роздільних трансфо-рматорах спеціальних засобів екранування істотно (більше ніж на 40 дБ) зме-ншує рівень таких наведень.

Завадопоглинаючі фільтри. В даний час існує велика кількість різних типів фільтрів, які забезпечують ослаблення небажаних сигналів у різних ді-лянках частотного діапазону. Це фільтри нижніх і верхніх частот, смугові і загороджувальні фільтри і т.д.. Основне призначення фільтрів – пропускати без значного ослаблення сигнали з частотами, що лежать у робочій смузі час-тот, і придушувати (послабляти) сигнали з частотами, що лежать за межами цієї смуги.

Для виключення просочування інформаційних сигналів у колі електрожи-влення використовуються фільтри нижніх частот.

Фільтр нижніх частот (ФНЧ) пропускає сигнали з частотами нижче граничної частоти (F ≤ F_ГР) і придушує з частотами вище граничної частоти.

Послідовна вітка ФНЧ повинна мати малий опір для постійного струму і нижніх частот. Разом з тим для того, щоб вищі частоти затримувалися фільт-ром, послідовний опір повинний рости з частотою. Цим вимогам задовольняє індуктивність L.

Паралельна вітка ФНЧ, навпаки, повинна мати малу провідність для низь-ких частот для того, щоб струми цих частот не шунтувались паралельним плечем. Для високих частот паралельна вітка повинна мати велику провід-ність, тоді коливання цих частот будуть нею шунтуватися, і їх струм на вихо-ді фільтра буде послаблятися. Таким вимогам відповідає ємність С.

Складніші багатоланкові ФНЧ (Чебишева, Баттерворта, Бесселя і т.д.) конструюють на основі сполучень різних одиничних ланок.

Кількісно величина ослаблення (фільтрації) небажаних (у т. ч. і інформа-тивних) сигналів захисним фільтром оцінюється відповідно до виразу:

де U₁, (Р₁) – напруга (потужність) інформативного сигналу на вході фільтра; U₂, (P₂) – напруга (потужність) інформаційного сигналу на виході фільтра

при включеному навантаженні Z_Н.

Основні вимоги до захисних фільтрів полягають у наступному:

• величини робочої напруги і струму фільтра повинні відповідати напрузі і струму фільтрованого кола;

• величина ослаблення небажаних сигналів у діапазоні робочих частот повинна бути не меншою, ніж необхідна;

• ослаблення корисного сигналу в смузі прозорості фільтра повинно бути незначним;

• габарити і маса фільтрів повинні бути мінімальними;

• фільтри повинні забезпечувати функціонування за певних умов експлу-атації (температура, вологість, тиск) і механічних навантаженнях (удари, вібрація і т.д.);

• конструкції фільтрів повинні відповідати вимогам техніки безпеки.

До фільтрів кіл живлення поряд із загальними пред’ являються наступні додаткові вимоги:

• загасання, внесене такими фільтрами в колі постійного чи змінного струму основної частоти, повинне бути мінімальним (наприклад, 0.2 дБ і менше) і мати велике значення (більше 60 дБ) у смузі придушення, що у залежності від конкретних умов може бути досить широкою (до 10 ГГц);

• мережні фільтри повинні ефективно працювати при сильних прохідних струмах, високих напругах і високих рівнях потужності прохідних і за-тримуваних електромагнітних коливань;

• обмеження, що накладаються на допустимі рівні нелінійних спотворень форми напруги живлення при максимальному навантаженні, повинні бути досить жорсткими (наприклад, рівні гармонійних складових напруги жив-лення з частотами вище 10 кГц повинні бути на 80 дБ нижче рівня основ-ної гармоніки).

Розглянемо вплив цих параметрів детальніше.

Напруга, прикладена до фільтра, повинна бути такою, щоб вона не ви-

кликала пробою конденсаторів фільтра при різних стрибках напруги живлен-ня, включаючи стрибки, що зумовлені перехідними процесами в колах жив-лення. Щоб при заданих масі й об’ємі фільтр забезпечував найкраще приду-шення наведень у необхідному діапазоні частот, його конденсатори повинні мати максимальну ємність на одиницю об’єму чи маси. Номінальне значення робочої напруги конденсаторів вибирають виходячи з максимальних значень стрибків напруги, що допускаються у колі живлення, але не більше.

Струм через фільтр повинен бути таким, щоб не виникало насичення сер-дечників котушок фільтра. Крім того, варто враховувати, що зі збільшенням струму через котушку збільшується реактивний спад напруги на ній. Це може привести до того, що:

– погіршується еквівалентний коефіцієнт стабілізації напруги в ланцюзі живлення, що містить фільтр;

36                       Методи і засоби захисту інформації

– виникає взаємозалежність перехідних процесів у різних навантаженнях ланцюга живлення.

Найбільші стрибки напруги при цьому виникають під час відключення навантажень, тому що більшість з них має індуктивний характер.

Характеристики фільтрів залежать від числа використаних реактивних елементів. Так, наприклад, фільтр з одного паралельного конденсатора чи однієї послідовної індуктивної котушки може забезпечити загасання лише 20 дБ/декада поза смугою пропускання, a LC-фільтр із десяти чи більше еле-ментів – більше 200 дБ/декада.

Через паразитний зв’ язок між входом і виходом фільтра на практиці важ-ко одержати загасання більше 100 дБ. Якщо фільтр неекранований і сигнал подається на нього і знімається за допомогою неекранованих з’єднань (про-водів), то розв’язка між входом і виходом звичайно не перевищує 40...60 дБ.

Для забезпечення розв’язки більше 60 дБ слід використовувати екранова-ні фільтри з роз’ємами, а для з’єднання екрановані проводи.

Фільтри з гарантованим загасанням 100 дБ виконують у вигляді вузла з електромагнітним екрануванням, що міститься в корпусі, виготовленому із матеріалу з високою магнітною проникністю магнітного екрана. Цим істотно зменшується можливість виникнення усередині корпуса паразитного зв’язку між входом і виходом фільтра через магнітні електричні чи електромагнітні поля.

Через вплив паразитних ємностей і індуктивностей фільтр найчастіше не забезпечує необхідного загасання на частотах, що перевищують граничну ча-стоту (f_С) на дві декади, і цілком може втратити працездатність на частотах, що перевищують граничну частоту на кілька декад.

Орієнтовні значення максимального загасання для мережних фільтрів, приведені в табл. 2.5.

Конструктивно фільтри поділяються на:

• фільтри на елементах із зосередженими параметрами (LC-фільтри) – звичайно призначені для роботи на частотах до 300 МГц;
• фільтри з розподіленими параметрами (смугові, коаксіальні чи хвильо-

водні) –  застосовуються на частотах понад 1 ГГц;

• комбіновані –  застосовуються на частотах 300 МГц...1 ГГц.

В даний час промисловістю випускаються кілька серій захисних фільтрів (ФП, ФБ, ФПС і ін.). На мал.2.7–2.9 представлені принципові електричні схеми фільтрів типу ФП, що забезпечують ефективність фільтрації не менше 60 дБ, 80 дБ і 100 дБ відповідно. Основні характеристики захисних фільтрів різних серій приведені в табл. 2.6.

Фільтри серії ФП забезпечують загасання від 60 до 100 дБ. Вони розрахо-вані на номінальну напругу змінного струму від 60 до 500 В і струм – від 2.5 до 70 А. Розміри фільтрів складають від 350х100х60 до 560х210х80 мм, а вага

–  від 2.5 до 25 кГ.

Таблиця 2.6

Основні характеристики завадопоглинаючих фільтрів

38                       Методи і засоби захисту інформації

Мал.2.7. Принципові схеми завадопоглинаючих фільтрів із коефіцієнтом фільтрації: а) 60 дБ та б) 80 дБ

Мал.2.8. Принципові схеми завадопоглинаючих фільтрів із коефіцієнтом фільтрації не менше ніж 100 дБ

Мал.2.9. Принципові схеми завадопоглинаючого фільтра ФП-15 із коефіцієнтом фільтрації не менше ніж 100 дБ

Фільтри серії ФСПК-100 (200) призначені для установки в чотирипровід-них лініях електроживлення частотою 50 Гц і напругою 220/380 В. Максима-льний робочий струм складає 100 (200) А. У діапазоні частот від 0.02 до 1000 МГц фільтри забезпечують загасання сигналу не менш 60 дБ.

Конструктивно фільтри ФСПК виконані у вигляді двох корпусів (напів-комплектів), кожний з який забезпечує фільтрацію двопровідної лінії. Розмі-ри одного корпуса складають 800х320х92 мм, а вага – 18 кг.

2.4. Просторове і лінійне зашумлення

Реалізація пасивних методів захисту, заснованих на застосуванні екрану-вання і фільтрації, приводить до ослаблення рівнів побічних електромагніт-них випромінювань і наведень (інформативних сигналів) ТЗПІ і тим самим до зменшення відношення інформативний сигнал/шум (с/ш). Однак у ряді випа-дків, незважаючи на застосування пасивних методів захисту, на межі контро-льованої зони відношення с/ш перевищує допустиме значення. У цьому ви-падку застосовуються активні заходи захисту, засновані на створенні завад засобам розвідки, що також приводить до зменшення відносини с/ш.

Для виключення перехоплення побічних електромагнітних випроміню-вань по електромагнітному каналу використовується просторове зашумлен-ня, а для виключення знімання наведень інформаційних сигналів зі сторонніх провідників і сполучних ліній ДТЗС – лінійне зашумлення.

До системи просторового зашумлення, що застосовується для створення маскуючих електромагнітних завад, ставляться такі вимоги:

• система повинна створювати електромагнітні завади в діапазоні частот можливих побічних електромагнітних випромінювань ТЗПІ;

• створювані завади не повинні мати регулярної структури;

• рівень створюваних завад (як по електричній, так і по магнітній складо-вій поля) повинен забезпечити відношення сигнал/шум на межі контро-

льованої зони менше допустимого значення у всьому діапазоні частот можливих побічних електромагнітних випромінювань ТЗПІ;

• система повинна створювати завади як з горизонтальною, так і з верти-кальною поляризацією (тому вибору антен для генераторів завад приділя-ється особлива увага);

• на межі контрольованої зони рівень завад системи просторового зашум-лення не повинен перевищувати необхідних норм по ЕМС.

Мета просторового зашумлення вважається досягнутою, якщо відношення

інформативний сигнал/шум на межі контрольованої зони не перевищує де-якого допустимого значення, що розраховується за спеціальними методиками для кожної частоти інформаційного (небезпечного) побічного електромагніт-ного випромінювання ТЗПІ.

1. Методи і засоби захисту інформації

• системах просторового зашумлення в основному використовуються за-вади типу “ білого шуму” чи “ синфазні завади”.

Системи, що реалізують метод “ синфазної завади”, переважно застосову-ються для захисту ПЕОМ. Як сигнал завади в них використовуються імпуль-си випадкової амплітуди, що збігаються за формою і часом існування з імпу-льсами корисного сигналу. Внаслідок цього за своїм спектральним складом сигнал завади аналогічний спектру побічних електромагнітних випроміню-вань ПЕОМ. Тобто, система зашумлення генерує “ імітаційну заваду”, за спе-ктральним складом відповідну приховуваному сигналу.

В даний час в основному застосовуються системи просторового зашум-лення, що використовують завади типу “ білий шум”, тобто випромінюючі широкосмуговий шумовий сигнал (як правило, з рівномірно розподіленим енергетичним спектром у всьому робочому діапазоні частот), який істотно перевищує рівні побічних електромагнітних випромінювань. Такі системи застосовуються для захисту широкого класу технічних засобів: електронно-обчислювальної техніки, систем звукопідсилення і звукового супроводу, сис-тем внутрішнього телебачення і т.д.

Генератори шуму виконуються або у вигляді окремого блоку з живленням від мережі 220 В (“ Гном”, “ Хвиля”, “ ГШ-1000” і ін.), або у вигляді окремої плати, що вставляється (вбудовується) у вільний слот системного блоку ПЕОМ і живиться від загальної шини комп’ ютера (“ ГШ-К-1000”,“ Смог” і ін.).

Основні характеристики генераторів шуму, що використовуються для просторового зашумлення, представлені в табл. 2.7.

Таблиця 2.7 Основні характеристики генераторів шуму систем просторового зашумлення

Генератори, виконані у вигляді окремого блоку, мають порівняно невели-кі розміри і вагу. Наприклад, генератор шуму “ Гном-3” при розмірах 307х95х49 мм важить 1,8 кг.

Діапазон робочих частот генераторів шуму від 0,01...0,1 до 1000 Мгц. При потужності випромінювання близько 20 Вт забезпечується спектральна щіль-ність завади 40...80 дБ.

• системах просторового зашумлення в основному використовуються слабонаправлені рамкові тверді і гнучкі антени. Рамкові гнучкі антени вико-нуються зі звичайного проводу і розвертаються в двох-трьох площинах, що забезпечує формування сигналу завади як з вертикальною, так і з горизонта-льною поляризацією у всіх площинах.

При використанні систем просторового зашумлення необхідно пам’ятати, що поряд з завадами засобам розвідки створюються завади й іншим радіоеле-ктронним засобам (наприклад, системам телебачення, радіозв’ язку і т.д.). То-му при введенні в експлуатацію системи просторового зашумлення необхідно

проводити спеціальні дослідження з вимог забезпечення електромагнітної сумісності (ЕМС). Крім того, рівні завад, створювані системою зашумлення, повинні відповідати санітарно-гігієнічним нормам. Однак норми на рівні еле-ктромагнітних випромінювань за вимогами ЕМС істотно суворіші санітарно-гігієнічних норм. Отже, основну увагу необхідно приділяти виконанню норм ЕМС.

Просторове зашумлення ефективне не тільки для закриття електромагніт-ного, але й електричного каналів витоку інформації, тому що сигнал завади при випромінюванні наводиться в сполучних лініях ДТЗС і сторонніх прові-дниках, що виходять за межі контрольованої зони.

Системи лінійного зашумлення застосовуються для маскування наведе-

них інформативних сигналів у сторонніх провідниках і сполучних лініях ДТЗС, що виходять за межі контрольованої зони. Вони використовуються в тому випадку, якщо не забезпечується необхідний рознос цих провідників і ТЗПІ (тобто не виконується вимога по Зоні № 1), однак при цьому забезпечу-ється вимога по Зоні № 2 (тобто відстань від ТЗПІ до межі контрольованої зони більша, ніж Зона № 2).

• найпростішому випадку система лінійного зашумлення являє собою ге-нератор шумового сигналу, що формує маскуючи шумову напругу із задани-ми спектральними, тимчасовими і енергетичними характеристиками, що га-льванічно підключається в зашумлювану лінію (сторонній провідник). Хара-ктеристики деяких генераторів шуму, що використовуються у системах лі-нійного зашумлення, представлені в табл. 2.7.

На практиці найчастіше подібні системи використовуються для зашум-лення ліній електроживлення (наприклад, ліній електроживлення освітлюва-льної і розеткової мереж).

1. Методи і засоби захисту мовної інформації

Для захисту акустичної (мовної) інформації використовуються пасивні та активні методи і засоби.

Пасивні методи захисту акустичної (мовної) інформації спрямовані на:

· ослаблення акустичних (мовних) сигналів на межі контрольованої зони до величин, що забезпечують неможливість їхнього виділення засобом

42                       Методи і засоби захисту інформації

розвідки на фоні природних шумів;

• ослаблення інформаційних електричних сигналів у сполучних лініях ДТЗС, що мають у своєму складі електроакустичні перетворювачі (які во-лодіють мікрофонним ефектом), до величин, що забезпечують неможли-вість їхнього виділення засобом розвідки на фоні природних шумів;

• виключення (ослаблення) проходження сигналів високочастотного нав’язування в допоміжні технічні засоби, що мають у своєму складі еле-ктроакустичні перетворювачі (які володіють мікрофонним ефектом);

• виявлення випромінювань акустичних закладок і побічних електромаг-нітних випромінювань диктофонів у режимі запису;

• виявлення несанкціонованих підключень до телефонних ліній зв’ язку. Активні методи захисту акустичної (мовної) інформації спрямовані на;

• створення маскуючих акустичних і вібраційних завад з метою зменшен-ня відносини сигнал/шум на межі контрольованої зони до величин, що за-

безпечують неможливість виділення інформаційного акустичного сигналу засобом розвідки;

• створення маскуючих електромагнітних завад у сполучних лініях ДТЗС, що мають у своєму складі електроакустичні перетворювачі (що володіють мікрофонним ефектом), з метою зменшення відношення сигнал/шум до величин, що забезпечують неможливість виділення інформаційного сиг-налу засобом розвідки;

• електромагнітне придушення диктофонів у режимі запису;

• ультразвукове придушення диктофонів у режимі запису;

• створення електромагнітних маскуючих завад у лініях електроживлення ДТЗС, що володіють мікрофонним ефектом, з метою зменшення відно-шення сигнал/шум до величин, що забезпечують неможливість виділення інформаційного сигналу засобом розвідки;

• створення прицільних радіозавад акустичним і телефонним радіозакла-дкам з метою зменшення відносини сигнал/шум до величин, що забезпе-чують неможливість виділення інформаційного сигналу засобом розвідки;

• придушення (порушення функціонування) засобів несанкціонованого підключення до телефонних ліній;

• знищення (виведення з ладу) засобів несанкціонованого підключення до телефонних ліній.

Ослаблення акустичних (мовних) сигналів здійснюється шляхом звукоізо-

ляції приміщень.

Ослаблення інформаційних електричних сигналів у сполучних лініях ДТЗС і виключення (ослаблення) проходження сигналів високочастотного нав’язування в допоміжні технічні засоби здійснюється методами фільтрації сигналів.

В основі активних методів захисту акустичної інформації лежить викори-стання різного типу генераторів завад, а також застосування інших спеціаль-них технічних засобів.

3.1. Звукоізоляція приміщень

Звукоізоляція приміщень спрямована на локалізацію джерел акустичних сигналів усередині них і проводиться з метою виключення перехоплення аку-стичної (мовної) інформації з прямого акустичного (через щілини, вікна, две-рі, технологічні прорізи, вентиляційні канали і т.д.) і вібраційного (через конструкції загороджень, труби водо-, тепло- і газопостачання, каналізації і т.д.) каналів.

Основна вимога до звукоізоляції приміщень полягає в тому, щоб за його межами відношення акустичний сигнал/шум не перевищувало деякого допу-стимого значення, що виключає виділення мовного сигналу на фоні природ-них шумів засобом розвідки. Тому до приміщень, у яких проводяться закриті заходи, пред’ являються визначені вимоги по звукоізоляції.

Звукоізоляція оцінюється величиною ослаблення акустичного сигналу, що для суцільних одношарових чи однорідних огороджень (будівельних конс-трукцій) на середніх частотах приблизно розраховується за формулою:

З огляду на те, що середня гучність звуку розмови в службовому примі-щенні складає близько 50...60 дБ, то в залежності від категорії приміщення, його звукоізоляція повинна бути не менша норм, приведених у табл. 3.1.

Звукоізоляція приміщень забезпечується за допомогою архітектурних і інженерних рішень, а також застосуванням спеціальних будівельних і оздоб-лювальних матеріалів.

При падінні акустичної хвилі на межу поверхонь з різними питомими гус-тинами велика частина падаючої хвилі відбивається. Менша частина хвилі

44                       Методи і засоби захисту інформації

проникає в матеріал звукоізолюючої конструкції і поширюється в ньому, втрачаючи свою енергію в залежності від довжини шляху і його акустичних властивостей. Під дією акустичної хвилі звукоізолююча поверхня робить складні коливання, які також поглинають енергію падаючої хвилі.

Характер поглинання визначається співвідношенням частот падаючої аку-стичної хвилі і спектральних характеристик поверхні засобу звукоізоляції.

Одним з найслабших звукоізолюючих елементів конструкцій виділених приміщень є двері і вікна.

Двері мають істотно менші в порівнянні зі стінами і міжповерховими пе-рекриттями поверхневі щільності і трудноущільнювані зазори і щілини. Ста-ндартні двері не задовольняють вимог по захисту інформації (див. табл. 3.2).

Збільшення звукоізолюючої здатності дверей досягається щільним приго-ном полотнища дверей до коробки, усуненням щілин між дверима і підлогою, застосуванням ущільнювальних прокладок, оббивкою чи облицюванням по-лотнища дверей спеціальними матеріалами і т.д..

Як видно з табл. 3.2, застосування ущільнювальних прокладок підвищує звукоізоляцію дверей, однак при цьому необхідно враховувати, що в процесі експлуатації в результаті обтиснення, зносу, затвердіння гумових прокладок звукоізоляція істотно знижується.

Для захисту інформації в особливо важливих приміщеннях використову-ються двері з тамбуром, а також спеціальні двері з підвищеною звукоізоляці-єю (див. табл. 3.3).

Для підвищення звукоізоляції проводиться облицювання внутрішніх по-верхонь тамбура звуковбирними покриттями, а двері оббиваються матеріала-ми із шарами вати чи повсті і використовуються додаткові ущільнюючі про-кладки.

Звуковбирна здатність вікон, так само як і дверей, залежить, в основному, від поверхневої щільності скла і ступеня притиснення притворів. У табл. 3.4 зазначені деякі дані по звукоізоляції найрозповсюдженіших варіантів за-

Звукоізоляція вікон з одинарним заскленням порівнянна зі звукоізоляцією одинарних дверей і недостатня для надійного захисту інформації в примі-щенні. Істотно більшу звукоізоляцію мають вікна з заскленням у роздільних плетіннях із шириною повітряного проміжку більш 200 мм чи потрійне ком-біноване заскленням.

Звичайні вікна з подвійними плетіннями володіють вищою (на 4...5 дБ) звукоізолюючою здатністю в порівнянні з вікнами зі спареними плетіннями. Застосування пружних прокладок значно поліпшує звукоізоляційні якості ві-кон. У випадках, коли необхідно забезпечити підвищену звукоізоляцію, за-

46                       Методи і засоби захисту інформації

стосовують вікна спеціальної конструкції (наприклад, подвійне вікно з запо-вненням віконного прорізу органічним склом товщиною 20...40 мм і з повіт-ряним зазором між шибами не менше 100 мм). Розроблено конструкції вікон з підвищеним звукопоглинанням на основі стек-пакетів з герметизацією пові-тряного проміжку між шибами і з заповненням його різними газовими чи су-мішами створення в ньому вакууму. Підвищення звукоізоляції до 5 дБ спо-стерігається при облицюванні міжшибкового простору по периметрі звуко-вбирним покриттям.

Необхідно відзначити, що збільшення числа шибок не завжди приводить до збільшення звукоізоляції в діапазоні частот мовного сигналу внаслідок ре-зонансних явищ у повітряних проміжках і ефекту хвильового збігу.

Для підвищення звукоізоляції в приміщеннях застосовують акустичні ек-рани, установлювані на шляху поширення звуку на найінформативніших (з погляду розвідки) напрямках.

Дія акустичних екранів заснована на відбиванні звукових хвиль і утворен-ні за екраном звукових тіней. З урахуванням дифракції ефективність екрана підвищується зі збільшенням співвідношення розмірів екрана і довжини аку-стичної хвилі. Розміри ефективних екранів перевищують більше ніж у 2-3 ра-зи довжину хвилі. Ефективність акустичного екранування, що досягається реально, складає 8...10 дБ.

Застосування акустичного екранування доцільно при тимчасовому вико-ристанні приміщення для захисту акустичної інформації. Найчастіше засто-совуються складні акустичні екрани, використовувані для додаткової звуко-ізоляції дверей, вікон, технологічних прорізів, систем кондиціонування, про-точної вентиляції й інших елементів конструкцій загородження, які мають звукоізоляцію, що не задовольняє діючим нормам.

Для підвищення звукоізоляції приміщень також застосовують звуковбирні матеріали. Звукопоглинання забезпечується шляхом перетворення кінетичної енергії акустичної хвилі в теплову енергію в звуковбирному матеріалі. Звуко-вбирні властивості матеріалів оцінюються коефіцієнтом звукопоглинання, який визначається відношенням енергії звукових хвиль, що поглинається в матеріалі, до падаючої на поверхню матеріалу і проникаючої (невідбитої) у звукопоглинаючий матеріал.

Застосування звуковбирних матеріалів при захисті акустичної інформації має деякі особливості в порівнянні зі звукоізоляцією. Однією з особливостей є необхідність створення безпосередньо в приміщенні акустичних умов для забезпечення розбірливості мови в різних його зонах. Такою умовою є на-самперед забезпечення оптимального співвідношення прямого і відбитого від огороджень акустичних сигналів. Надмірне звукопоглинання приводить до погіршення рівня сигналу в різних точках приміщення, а великий час ревер-берації – до погіршення розбірливості в результаті накладення різних звуків.

Забезпечення раціональних значень розглянутих умов визначається як за-гальною кількістю звуковбирних матеріалів у приміщенні, так і розподілом звуковбирних матеріалів по конструкціях обгороджень з урахуванням конфі-

гурації і геометричних розмірів приміщень.

Звуковбирні матеріали можуть бути суцільними і пористими. Звичайно пористі матеріали використовують у сполученні із суцільними.

Одними із розповсюджених видів пористих матеріалів є облицювальні звуковбирні матеріали. Їх виготовляють у вигляді плоских плит (плити міне-раловатні "Акмігран", "Акмант", "Сілаклор", "Вініпор", ПА/С, ПА/О, ПП-80, ППМ, ПММ) або рельєфних конструкцій (пірамід, клинів і т.д.), які розташо-вують або впритул, або на невеликій відстані від суцільних будівельних конструкцій (стіни, перегородки, огородження і т.п.). Використовуються та-кож звуковбирні облицювання із шару пористо-волокнистого матеріалу (скляного або базальтового волокна, мінеральної вати) у захисній оболонці з тканини або плівки з перфорованим покриттям (металевим, гіпсовим і ін.).

Пористі звуковбирні матеріали малоефективні на низьких частотах. Окрему групу звуковбирних матеріалів складають резонансні поглиначі.

Вони поділяються на мембранні і резонаторні. Мембранні поглиначі являють собою натягнуте полотно (тканину), тонкий фанерний (картонний) лист, під яким розташовують матеріал, ще добре демпфірує (матеріал з великою в’язкістю, наприклад, поролон, губчату гуму, будівельну повсть). У таких по-глиначах максимум поглинання досягається на резонансних частотах.

Перфоровані резонаторні поглиначі являють собою систему повітряних резонаторів (наприклад, резонаторів Гельмгольца), в горлі яких розташова-ний матеріал, що демпфірує.

Середні значення звукоізоляції деяких матеріалів приведені в табл. 3.5.

Таблиця 3.5

Звуковбирні властивості деяких матеріалів

Підвищення звукоізоляції стін і перегородок приміщень досягається за-стосуванням одношарових і багатошарових (частіше – подвійних) огоро-джень. У багатошарових огородженнях доцільно підбирати матеріали шарів з акустичними опорами, що різко відрізняються (наприклад, бетон – поролон).

Значення ослаблення звуку огородженнями, виконаними з деяких часто

48                       Методи і засоби захисту інформації

застосовуваних будівельних матеріалів, зазначені в табл. 3.6.

Рівень акустичного сигналу за огородженням можна приблизно оцінити за формулою:

де R_С – рівень мовного сигналу в приміщенні (перед огородженням), дБ; S_ОГ – площа огородження, дБ;

K_ОГ –  звукоізоляція огородження, дБ.

Між приміщеннями будинків і споруджень проходить багато технологіч-них комунікацій (труби тепло-, газо-, водопостачання і каналізації, кабельна мережа енергопостачання, вентиляційні короби і т.д.). Для них у стінах і пе-рекриттях споруджень роблять відповідні отвори і прорізи. Їхня надійна зву-коізоляція забезпечується застосуванням спеціальних гільз, коробів, прокла-док, глушителів, в’язких пружних заповнювачів і т.д. Забезпечення необхід-ної звукоізоляції у вентиляційних каналах досягається використанням склад-них акустичних фільтрів і глушителів.

Варто мати на увазі, що в загальному випадку звукоізоляція конструкцій загороджень, що містять декілька елементів, повинна оцінюватися звукоізо-ляцією найслабшого з них.

Таблиця 3.6

Звуковбирні властивості деяких будівельні конструкції

Для проведення конфіденційних розмов розроблені спеціальні звукоізо-люючі кабіни. У конструктивному відношенні вони поділяються на каркасні і безкаркасні. У першому випадку на металевий каркас кріпляться звуковбирні

панелі. Прикладом таких кабін є кабіни міжміського телефонного зв’ язку. Кабіни з двошаровими звуковбирними плитами забезпечують ослаблення звуку до 35...40 дБ.

Вищою акустичною ефективністю (великим коефіцієнтом ослаблення) володіють кабіни безкаркасного типу. Вони збираються з готових багатоша-рових щитів, з’єднаних між собою через звукоізолюючі пружні прокладки. Такі кабіни дорогі у виготовленні, але зниження рівня звуку в них може дося-гати 50...55 дБ. Для підвищення звукоізоляції кабіни мінімізують можливе число стикувальних з’єднань окремих панелей між собою і з каркасом кабіни. Ретельно герметизують і ущільнюють стикувальні з’єднання, застосовують звуковбирні облицювання стін і стелі. У системах вентиляції і кондиціону-вання повітря встановлюють спеціальні глушники звуку.

Звукоізолюючі кабіни в залежності від вимог до звукоізоляції поділяють-ся на 4 класи. У діапазоні 63...8000 Гц кабіни повинні забезпечувати ослаб-лення звуку:

–  кабіни 1-го класу –  на 25...50 дБ;

–  кабіни 2-го класу –  на 15...49 дБ;

–  кабіни 3-го класу – 15...39  дБ;

–  кабіни 4-го класу – 15...29  дБ.

Найменші значення відповідають низьким частотам, найбільші –  високим

(2000... 4000Гц).

1. Акустичне маскування

• випадку, якщо використовувані пасивні засоби захисту приміщень не

забезпечують необхідних норм по звукоізоляції необхідно використовувати активні заходи захисту.

Активні заходи захисту полягають у створенні акустичних маскуючих за-вад засобам розвідки, тобто використанням віброакустчного маскування ін-формаційних сигналів. На відміну від звукоізоляції приміщень, що забезпе-чує необхідне ослаблення інтенсивності звукової хвилі за їхніми межами, ви-користання активного акустичного маскування знижує відношення сиг-нал/шум на вході технічного засобу розвідки за рахунок збільшення рівня шуму (завади).

Віброакустине маскування ефективно використовується для захисту мов-ної інформації від витоку через прямий акустичний, віброакустичний й опти-ко-електронний канали витоку інформації.

Для формування акустичних завад застосовуються спеціальні генератори, до виходів яких підключені звукові колонки (гучномовці) чи вібраційні ви-промінювачі (вібродатчики).

На практиці найширше застосування знайшли генератори шумових коли-вань. Саме тому активне акустичне маскування часто називають акустичним зашумленням. Велику групу генераторів шуму складають пристрої, принцип дії яких заснований на посиленні коливань первинних джерел шумів. Як

50                       Методи і засоби захисту інформації

джерела шумових коливань використовуються електровакуумні, газорозряд-ні, напівпровідникові й інші електронні прилади й елементи.

Часовий випадковий процес, близький за своїми властивостями до шумо-вих коливань, може бути отриманий і за допомогою цифрових генераторів шуму, що формують псевдо випадкові послідовності двійкових символів.

Поряд із шумовими завадами з метою активного акустичного маскування використовують і інші завади, наприклад, "одночасна розмова кількох лю-дей", хаотичні послідовності імпульсів і т.д.

Роль кінцевих пристроїв, що здійснюють перетворення електричних ко-ливань в акустичні коливання мовного діапазону довжин хвиль, звичайно ви-конують малогабаритні широкосмугові гучномовці, а здійснюючих перетво-рення електричних коливань у вібраційні – вібраційні випромінювачі (вібро-датчики).

Гучномовці систем зашумлення встановлюються в приміщенні в місцях найбільш ймовірного розміщення засобів акустичної розвідки, а вібродатчи-ки кріпляться на рамах, шибах, коробах, трубопроводах, стінах, стелях і т.д.

Створювані вібродатчиками шумові коливання в конструкціях загоро-джень, трубах, шибці і т.д. приводять до значного підвищення в них рівня ві-браційних шумів і тим самим – до істотного погіршення умов прийому і від-новлення мовних повідомлень засобами розвідки.

В даний час створено велику кількість різних систем активного віброакус-тичного маскування, які успішно використовуються для придушення засобів перехоплення мовної інформації. До них відносяться: системи "Заслон", "Ка-

бінет", "Барон", "Фон-В", VNG-006, ANG-2000, NG-101 і ін. (див. табл. 3.7).

До складу типової системи віброакустичного маскування входять шумогене-ратор і від 6 до 12...25 вібродатчиків (п’єзокерамічних чи електромагнітних). Додатково до складу системи можуть включатися звукові колонки (спікери).

• комплекс "Барон", крім звичайного генератора шуму, включені три ра-діоприймачі, які настроюються незалежно на різні радіомовні станції FM (УКВ-2) діапазони. Змішані сигнали цих станцій використовуються в якості сигналу завади, що значно підвищує ефективність перешкоди.

Для повного захисту приміщення по віброакустичному каналу вібродат-чики повинні встановлюватися на всіх конструкціях обгороджень (стінах, стелі, підлозі), шибках, а також трубах, що проходять через приміщення. Не-

обхідна кількість вібродатчиків для захисту приміщення визначається не тільки його площею, кількістю вікон і труб, що проходять через нього, але й ефективністю датчиків (ефективний радіус дії вібродатчиків на перекритті товщиною 0.25 м складає від 1.5 до 5 м).

• ряді систем віброакустичного маскування можливе регулювання рівня сигналу завад. Наприклад, у системах "Кабінет" і ANG-2000 здійснюється ручне плавне регулювання рівня сигналу завад, а в системі "Заслін-2М"- ав-томатичне (у залежності від рівня маскованого мовного сигналу). У комплек-сі "Барон" можливе незалежне регулювання рівня сигналу завад в трьох час-тотних діапазонах (центральні частоти: 250, 1000 і 4000 Гц).

Для захисту виділених приміщень в основному розгортаються стаціонарні системи віброакустичного маскування, але для захисту тимчасово використо-вуваних для проведення закритих заходів можуть застосовуватися і мобільні. До таких систем відноситься, наприклад, мобільна система віброакустичного зашумлення "Фон-В". До складу системи входять: генератор ANG-2000, віб-родатчики TRN-2000 і TKN-2000М і металеві штанги для кріплення датчиків до будівельних конструкцій.

Система забезпечує захист приміщення площею до 25 м². Монтаж (демон-таж) системи здійснюється трьома фахівцями протягом 30 хвилин без ушко-дження будівельних конструкцій і елементів обробки інтер'єра.

Для створення акустичних перешкод у невеликих приміщеннях чи салоні автомобіля можуть використовуватися малогабаритні акустичні генератори, наприклад, WNG-023. Генератор має розміри 111·70·22 мм і створює акусти-чний сигнал завади (типу "білий шум") у діапазоні частот від 100 до 12000 Гц потужністю 1 Вт. Живлення генератора здійснюється від елемента типу "Крона" чи мережі 220 В.

При організації акустичного маскування необхідно пам'ятати, що акусти-чний шум може створювати додатковий несприятливий фактор для співробі-тників і подразливо впливати на нервову систему людини, викликаючи різні функціональні відхилення і приводити до швидкої і підвищеної стомлювано-сті працюючих. Ступінь впливу завад визначається санітарними нормативами на величину акустичного шуму. Відповідно до норм для закладів величина шуму завади не повинна перевищувати сумарний рівень 45 дБ.

52                       Методи і засоби захисту інформації

3.3. Методи і засоби виявлення і придушення диктофонів і акустичних закладок

Диктофони і акустичні закладки у своєму складі містять велику кількість напівпровідникових приладів, тому найефективнішим засобом їхнього вияв-лення є нелінійний локатор, установлюваний на вході у виділене приміщення і працюючий у складі системи контролю доступу.

До типових представників пристроїв цього класу відноситься, наприклад, нелінійний локатор "Циклон-Рамка''. Локатор має два датчики, виносний пульт керування і може потай встановлюватися в дверний проріз виділеного приміщення, що дозволяє контролювати наявність у відвідувачів (як у ручній поклажі, так і під одягом) будь-яких радіоелектронних пристроїв, у тому чис-лі диктофонів і підслуховуючих пристроїв, як у включеному, так і у виклю-ченому стані. Зона контролю локатора складає: по висоті – 2.2 м, по довжині

– 1.5  м, по ширині – 1.5  м.

Для виявлення працюючих у режимі запису диктофонів застосовуються так звані детектори диктофонів. Принцип дії приладів заснований на вияв-ленні слабкого магнітного поля, створюваного генератором підмагнічування чи працюючим двигуном диктофона в режимі запису. Електрорушійна сила (ЕРС), що наводиться цим полем у датчику сигналів (магнітній антені), під-силюється і виділяється із шуму спеціальним блоком обробки сигналів. При перевищенні рівня прийнятого сигналу деякого встановленого граничного значення спрацьовує світлова чи звукова сигналізація. Щоб уникнути помил-кових спрацьовувань, поріг виявлення необхідно коректувати практично пе-ред кожним сеансом роботи, що є недоліком подібних приладів.

Детектори диктофонів випускаються в переносному і стаціонарному варі-антах. До переносних відносяться детектори "Сова", RM-100, TRD-800, а до стаціонарних – PTRD-14, PTRD-16, PTRD-18 і т.д.

У переносному варіанті блок аналізу детектора розміщається в кишені оператора, пошукова антена в рукаві (звичайно кріпиться на передпліччя), а датчик сигналізації вібраторного типу – на поясі чи в кишені. У ході перего-ворів оператор наближає антену (руку) до можливих місць установки дикто-фона (портфель, одяг співрозмовника і т.д.). При виявленні випромінювань (перевищенні магнітного поля встановленого оператором граничного значен-ня) включеного на запис диктофона схований сигналізатор-вібратор починає вібрувати, сигналізуючи оператору про можливий запис розмови.

Для захисту виділених приміщень в основному використовуються детек-тори диктофонів, виконані в стаціонарних варіантах. На відміну від перенос-них детекторів, що мають один датчик сигналу, стаціонарні детектори дик-тофонів обладнані декількома датчиками (наприклад, детектор PTRD-18 має можливість підключення до 16 датчиків одночасно), що дозволяє істотно під-вищити імовірність виявлення диктофонів.

Стаціонарний варіант допускає установку (закладення) антен у стіл для переговорів і в крісла. Блок аналізу й індикатор наявності диктофонів розмі-щається в столі керівника чи в чергового (у цьому випадку створюється дода-тковий канал керування). При наявності диктофона у одязі чи в речах спів-розмовника (папка, портфель і т.д.) у керівника потайним чином буде спра-цьовувати індикація цього факту.

Через слабкий рівень магнітного поля, створюваного працюючими дик-тофонами (особливо в екранованих корпусах), дальність їхнього виявлення детекторами незначна. Наприклад, дальність виявлення диктофона L-400 у режимі запису в умовах офісу навіть при використанні стаціонарного детек-тора PTRD-018 не перевищує 45...65 см. Дальність виявлення диктофонів у неекранованиих корпусах сягає 1...1,5 м.

Поряд із засобами виявлення портативних диктофонів на практиці ефек-тивно використовуються і засоби їхнього придушення. З цією метою викори-стовуються пристрої електромагнітного придушення типу "Рубіж", "Шумот-рон", "Буран", "УПД" і ін. і пристрої ультразвукового придушення типу "За-віса".

Принцип дії пристроїв електромагнітного придушення заснований на ге-нерації в дециметровому діапазоні частот (звичайно в районі 900 МГц) поту-жних шумових сигналів. В основному для придушення використовуються імпульсні сигнали. Випромінювані направленими антенами сигнали завад впливають на елементи електронної схеми диктофона (зокрема, підсилювач низької частоти і підсилювач запису) і наводять у них шумові сигнали. Вна-слідок цього одночасно з інформаційним сигналом (мовою) здійснюється за-пис і детектованого шумового сигналу, що приводить до значного спотво-рення першого.

Зона придушення диктофонів залежить від потужності випромінювання, його виду, а також від типу використовуваної антени. Звичайно зона приду-шення представляє собою сектор з кутом від 30 до 80 градусів і радіусом до 1 м (для диктофонів в екранованому корпусі).

Пристрої придушення диктофонів використовують як неперервні так і імпульсні сигнали. Наприклад, придушувач диктофонів “ Шумотрон-2” пра-цює в імпульсному режимі на частоті 915 МГц. Тривалість випромінюваного імпульсу не більше 300 мкс, а імпульсна потужність – 150 Вт. При середній потужності випромінювання 20 Вт забезпечується дальність придушення ди-ктофонів в екранованому корпусі (типу "Ohmrus-400") до 1,5 м у секторі бли-зько 30 градусів. Дальність придушення диктофонів у неекранованому кор-пусі складає кілька метрів.

Системи ультразвукового придушення випромінюють потужні нечутні людським вухом ультразвукові коливання (звичайно частота випромінюван-ня близько 20 кГц), що впливають безпосередньо на мікрофони диктофонів чи акустичних закладок, що є їх перевагою. Даний ультразвуковий вплив приводить до перевантаження підсилювача низької частоти диктофона чи акустичної закладки (підсилювач починає працювати в нелінійному режимі) і

54                       Методи і засоби захисту інформації

тим самим - до значних спотворень записуваних (переданих) сигналів.

На відміну від систем електромагнітного придушення подібні системи за-безпечують придушення в набагато більшому секторі. Наприклад, комплекс "Завіса" при використанні двох ультразвукових випромінювачів здатний за-безпечити придушення диктофонів і акустичних закладок в приміщенні об’ємом 27 м³. Однак системи ультразвукового придушення мають і один важливий недолік: їх ефективність різко падає, якщо мікрофон диктофона чи закладки прикрити фільтром зі спеціального матеріалу чи в підсилювачі ни-зької частоти встановити фільтр низьких частот із граничною частотою 3,4...4 кГц.

Для виявлення радіозакладок у виділених приміщеннях можуть викорис-товуватися індикатори поля, інтерсептори, радіочастотоміри, сканерні при-ймачі, програмно-апаратні комплекси контролю й інші технічні засоби, що детальніше будуть розглянуті в главах 5 і 6.

Найефективнішим методом виявлення радіозакладок у виділених примі-щеннях є постійний (цілодобовий) радіоконтроль з використанням програ-мно-апаратних комплексів контролю. Для його організації в спеціально обла-днаному приміщенні на об’ єкті розвертається стаціонарний пункт радіоконт-ролю, до складу якого, як правило, включаються один чи кілька програмно-апаратних комплексів, що дозволяють контролювати усі виділені приміщен-ня. На пункті радіоконтролю встановлюється опорна антена, а у виділених (контрольованих) приміщеннях – малогабаритні широкосмугові антени і зву-кові колонки чи виносні мікрофони, що при установці камуфлюються. Анте-ни і звукові колонки (чи мікрофони) спеціально прокладеними кабелями з’єднуються відповідно з блоками високочастотного (антенного) чи низько-частотного комутаторів, встановлених у приміщенні стаціонарного пункту контролю.

Якщо при проведенні радіоконтролю виявлена передача інформації радіо-закладкою, то до її виявлення може бути організована постановка приціль-них завад на частоті передачі закладки. З цією метою може використовува-тися, наприклад, пристрій постановки завад АРК-СП.

До складу апаратури АРК-СП входять широкосмугова антена, що пере-строюється, передавач завад і програмне забезпечення. Керуюча програма дозволяє з високою швидкістю настроювати передавач на попередньо задані частоти в діапазоні від 65 до 1000 МГц. Передавач створює прицільну за час-тотою заваду з вузькосмуговою і широкосмуговою модуляцією несучої час-тоти спеціальними сигналами: мовна фраза чи тональний сигнал. Потужність завади – 150...200 мВт. Апаратура функціонує під керуванням ПЕОМ чи ав-тономно в складі програмно-апаратних комплексів контролю типу АРК і до-зволяє здійснювати постановку завад одночасно (почергово) на чотирьох час-тотах (час випромінювання на одній не менш 50мс). Апаратура живиться від мережі 220 В і має розміри 300х300х55 мм.

Для придушення радіозакладок також можуть використовуватися системи просторового електромагнітного зашумлення, застосовувані для маскування

побічних електромагнітних випромінювань ТЗПІ. Однак при цьому слід пам’ятати, що через порівняно низьку спектральну потужність випромінюва-ної завади, ці системи ефективні тільки для придушення малопотужних (як правило, з потужністю випромінювання менше 10 мВт) радіозакладок. Тому для придушення радіозакладок необхідно використовувати генератори шуму з підвищеною потужністю.

Для захисту мовної інформації від мережних акустичних закладок вико-ристовуються завадопоглинаючі фільтри низьких частот і системи лінійного зашумлення.

Завадопоглинаючі фільтри встановлюються в лінії живлення розеткової і освітлювальної мереж у місцях їхнього виходу з виділених приміщень. З огляду на те, що мережні закладки використовують для передачі інформації частоти понад 40...50 кГц, для захисту інформації необхідно використовувати фільтри низьких частот із граничною частотою не більше 40 кГц. До таких фільтрів відносяться, наприклад, фільтри типу ФСПК, гранична частота яких складає 20 кГц.

У системах зашумлення ліній електроживлення використовуються гене-ратори шуму типу "Гром-ЗИ-4", "Гром-ЗИ-6Ц", "Гном-2С" і ін..

При виборі генераторів шуму особливу увагу слід приділяти смузі частот і спектральній потужності сигналу завади. Наприклад, генератори шуму “ Гром-ЗИ-4”, “ Гром-ЗИ-6Ц” створюють сигнал завад у діапазоні частот від 0,1 до 1 МГц і від 0,1 до 5 МГц відповідно. Тому вони не ефективні для при-душення мережних закладок, що використовують для передачі інформації частоти нижче 100 кГц.

3.4. Методи і засоби захисту телефонних ліній

При захисті телефонних апаратів і телефонних ліній необхідно враховува-ти кілька аспектів:

• телефонні апарати (навіть при покладеній трубці) можуть бути викорис-тані для перехоплення акустичної мовної інформації з приміщень, у яких вони встановлені, тобто для підслуховування розмов у цих приміщеннях;

• телефонні лінії, що проходять через приміщення, можуть використову-ватися як джерела живлення акустичних закладок, встановлених у цих приміщеннях, а також для передачі перехопленої інформації;

• і, звичайно, можливе перехоплення (підслуховування) телефонних роз-мов шляхом гальванічного чи через індукційний датчик підключення до телефонної лінії закладок (телефонних ретрансляторів), диктофонів і ін-ших засобів несанкціонованого знімання інформації.

Телефонний апарат має кілька елементів, що мають здатність перетворю-

вати акустичні коливання в електричні, тобто володіють "мікрофонним ефек-том". До них відносяться: коло дзвінка, телефонна і, звичайно, мікрофонна капсули. За рахунок електроакустичних перетворень у цих елементах вини-

56                       Методи і засоби захисту інформації

кають інформаційні (небезпечні) сигнали.

При покладеній трубці телефонна і мікрофонна капсули гальванічно від-ключені від телефонної лінії і при підключенні до неї спеціальних високочу-тливих низькочастотних підсилювачів можливе перехоплення інформативних сигналів, що виникають в елементах тільки кола дзвінка. Амплітуда цих ін-формативних сигналів, як правило, не перевищує долі мВ.

При використанні для знімання інформації методу "високочастотного нав’язування", незважаючи на гальванічне відключення мікрофона від теле-фонної лінії, сигнал нав’язування завдяки високій частоті проходить у мікро-фонне коло і модулюється по амплітуді інформаційним сигналом.

Отже, у телефонному апараті необхідно захищати як коло дзвінка, так і коло мікрофона.

Для захисту телефонного апарата від витоку акустичної (мовної) інфор-мації через електроакустичний канал використовуються як пасивні, так і ак-тивні методи і засоби.

До найширше застосовуваних пасивних методів захисту відносяться:

• обмеження інформативних сигналів;

• фільтрація інформативних сигналів;

• відключення перетворювачів (джерел) інформативних сигналів.

Можливість обмеження інформативних сигналів ґрунтується на нелі-

нійних властивостях напівпровідникових елементів, головним чином діодів. У схемі обмежувача малих амплітуд використовуються два зустрічно вклю-чених діоди, що мають вольт-амперну характеристику показану на мал. 3.1-а.

Такі діоди мають великий опір (сотні кОм) для струмів малої амплітуди й одиниці Ом і менш – для струмів великої амплітуди (корисних сигналів), що виключає проходження інформативних сигналів малої амплітуди в телефонну лінію і практично не робить вплив на проходження через діоди корисних сигналів.

Діодні обмежувачі включаються послідовно в коло дзвінка (див. мал. 3.1-б) або безпосередньо в кожну з телефонних ліній (див. мал.3.2).

Мал.3.1. Захист телефонних апаратів

Фільтрація інформативних сигналів використовується головним чином для захисту телефонних апаратів від "високочастотного нав’язування".

Найпростішим фільтром є конденсатор, встановлюваний у коло дзвінка телефонних апаратів з електромеханічним дзвінком і в коло мікрофона всіх апаратів (див. мал.3.1-б і мал.3.1-в). Ємність конденсаторів вибирається такої

величини, щоб зашунтувати зондувальні сигнали високочастотного нав’язування і не робити істотного впливу на корисні сигнали. Переважно для установки в коло дзвінка використовуються конденсатори ємністю 1 мкФ, а для установки в коло мікрофона – ємністю 0,01 мкФ. Складніший фільтруючий пристрій являє собою багатоланковий фільтр низької частоти на LC-елементах.

Для захисту телефонних апаратів, як правило, використовуються при-строї, що поєднують фільтр і обмежувач. До них відносяться: пристрої типу “ Екран”, “ Граніт-8”, " Корунд", "Грань-300" і ін. (див. мал. 3.2).

Відключення телефонних апаратів від лінії при проведенні в примі-

щенні конфіденційних розмов –  найефективніший метод захисту інформації. Найпростіший спосіб реалізації цього методу захисту полягає в установці в корпусі телефонного апарата чи телефонної лінії спеціального вимикача,

що включається і виключається вручну. Зручнішим в експлуатації є установ-ка в телефонній лінії спеціального пристрою захисту, що автоматично від-ключає телефонний апарат від лінії при покладеній слухавці.

До типових пристроїв, що реалізують даний метод захисту, відноситься виріб "Бар’єр-M1". До його складу входять:

–  електронний комутатор;

– схема аналізу стану телефонного апарату, наявності викличних сигналів і керування комутатором;

–  схема захисту телефонного апарату від високовольтних імпульсів.

Пристрій працює в наступних режимах: черговому, передачі сигналів виклику і робочому.

У черговому режимі (при покладе-ній слухавці) телефонний апарат від-ключений від лінії, і пристрій знаходиться в режимі аналізу підняття слухавки і наявності сигналів виклику. При цьому опір розв’язки між телефонним апаратом і лінією АТС

Рис.3.2. Схема фільтру “ Граніт” складає не менше 20 МОм. Напруга на виході пристрою в черговому прийомі складає 5...7 В.

При одержанні сигналів виклику пристрій переходить у режим передачі сигналів виклику, при якому через електронний комутатор телефонний апа-рат підключається до лінії. Підключення здійснюється тільки на час дії сиг-налів виклику.

При піднятті слухавки пристрій переходить у робочий режим і телефон-ний апарат підключається до лінії. Перехід пристрою з чергового в робочий режим здійснюється при струмі в телефонній лінії не менше 5 мА.

Виріб встановлюється в розрив телефонної лінії, як правило, при виході її з виділеного приміщення чи в розподільному щитку (кросі), що знаходиться

58                       Методи і засоби захисту інформації

в межах контрольованої зони.

Електроживлення пристрою здійснюється від телефонної лінії при струмі споживання в черговому режимі не більше 0.3 мА.

Пристрій "Бар’єр-Ml" забезпечує захист телефонного апарата від витоку інформації через електроакустичний канал, а також захищає його від дії ви-соковольтних імпульсів (напругою до 1000 В і тривалістю до 100 мкс).

Активні методи захисту від витоку інформації через електроакустичний канал передбачають лінійне зашумлення телефонних ліній. Шумовий сигнал подається в лінію в режимі, коли телефонний апарат не використовується (трубка покладена). При знятті трубки телефонного апарата подача в лінію шумового сигналу припиняється.

До сертифікованих засобів лінійного зашумлення відносяться пристрої МП-1А (захист аналогових телефонних апаратів) і МП-1Ц П-1А (захист циф-рових телефонних апаратів) і ін..

Для захисту акустичної (мовної) інформації у виділених приміщеннях по-ряд із захистом телефонних апаратів необхідно приймати заходи і для захис-ту безпосередньо телефонних ліній, тому що вони можуть використовуватися як джерела живлення акустичних закладок, встановлених у приміщеннях, а також для передачі інформації, одержуваної цими закладками.

При цьому використовуються як пасивні, так і активні методи і засоби за-хисту. Пасивні методи захисту засновані на блокуванні акустичних закладок, що живляться від телефонної лінії в режимі покладеної трубки, а активні – на лінійному зашумленні ліній і знищенні (електричному "випалюванні") заста-вних пристроїв чи їхніх блоків живлення шляхом подачі в лінію високоволь-тних імпульсів.

Захист телефонних розмов від перехоплення здійснюється переважно ак-тивними методами. До основних з них відносяться:

• подача під час розмови в телефонну лінію синфазного низькочастотного маскуючого сигналу (метод синфазної низькочастотної маскуючої зава-ди);

• подача під час розмови в телефонну лінію високочастотного маскуючо-го сигналу звукового діапазону, (метод високочастотної маскуючої зава-ди);

• подача під час розмови в телефонну лінію високочастотного ультразву-кового маскуючого сигналу (метод ультразвукової маскуючої завади);

• підняття напруги в телефонній лінії під час розмови (метод підвищення напруги);

• подача під час розмови в лінію напруги, що компенсує постійну складо-ву телефонного сигналу (метод "обнулення");

• подача в лінію при покладеній слухавці низькочастотного маскуючого сигналу (метод низькочастотної маскуючої завади);

• подача в лінію при прийомі повідомлень маскуючого низькочастотного (мовного діапазону) з відомим спектром (компенсаційний метод);

• подача в телефонну лінію високовольтних імпульсів (метод "випалю-

вання").

Суть методу синфазної маскуючої низькочастотної (НЧ) завади поля-

гає в подачі в кожен провід телефонної лінії з використанням єдиної системи заземлення апаратури АТС і нульового проводу електромережі 220 В (нульо-вий провід електромережі заземлений) погоджених по амплітуді і фазі мас-куючих сигналів мовного діапазону, частот (як правило, основна потужність завади зосереджена в діапазоні частот стандартного телефонного каналу: 300...3400 Гц). У телефонному апараті ці сигнали завад компенсують один одного і не впливають на корисний сигнал (телефонну розмову). Якщо ж ін-формація знімається з одного проводу телефонної лінії, то сигнал завади не компенсується. А оскільки його рівень значно перевершує корисний сигнал, то перехоплення інформації (виділення корисного сигналу) стає неможливим.

В якості маскуючого сигналу завади, як правило, використовуються дис-кретні сигнали (псевдовипадкові послідовності імпульсів).

Метод синфазного низькочастотного маскуючого сигналу використову-ється для придушення телефонних радіозакладок (як з параметричною, так і з кварцовою стабілізацією частоти) з послідовним (у розрив одного з проводів) включенням, а також телефонних радіозакладок і диктофонів з підключенням до лінії (одного з проводів) за допомогою індукційних датчиків різного типу.

Метод високочастотної маскуючої завади, полягає в подачі під час роз-

мови в телефонну лінію широкосмугового маскуючого сигналу у діапазоні вищих частот звукового діапазону.

Даний метод використовується для придушення практично всіх типів під-слуховуючих пристроїв як контактного (паралельного і послідовного) під-ключення до лінії, так і підключення з використанням індукційних датчиків. Однак ефективність придушення засобів знімання інформації з підключенням до лінії за допомогою з індукційних датчиків (особливо які не мають попере-дніх підсилювачів) значно нижча, ніж засобів з гальванічним підключенням до лінії.

Як маскуючий сигнал використовуються широкосмугові аналогові сигна-ли типу "білого шуму" чи дискретні сигнали типу псевдовипадкові послідов-ності імпульсів.

Частоти маскуючих сигналів підбираються так, щоб після проходження селективних ланок модулятора закладки чи мікрофонного підсилювача дик-тофона їхній рівень виявився достатнім для придушення корисного сигналу (мовного сигналу в телефонній лінії під час розмов абонентів), але в той же час ці сигнали не погіршували якість телефонних розмов. Чим нижча частота сигналу завади, тим вища його ефективність і тим більший його завадний вплив на корисний сигнал. Звичайно використовуються частоти в діапазоні від 6...8 кГц до 16...20 кГц. Наприклад, у пристрої Sel SP-17/T завада створю-ється в діапазоні 8...10 кГц.

Такі маскуючі завади викликають значні зменшення відношення сиг-нал/шум і спотворення корисних сигналів (погіршення розбірливості мови) при перехопленні їх всіма типами пристроїв підслуховування. Крім цього, у

60                       Методи і засоби захисту інформації

радіозакладок з параметричною стабілізацією частоти ("м’яким" каналом) як послідовного, так і паралельного включення спостерігається "відхід" несучої частоти, що може привести до втрати каналу прийому.

Для виключення впливу маскуючого сигналу завади на телефонну розмо-ву в пристрої захисту встановлюється спеціальний низькочастотний фільтр із граничною частотою 3.4 кГц, що придушує (шунтує) сигнали завад і не ро-бить істотного впливу на проходження корисних сигналів. Аналогічну роль виконують смугові фільтри, установлені на міських АТС, що пропускають сигнали, частоти яких відповідають стандартному телефонному каналу (300 Гц...3.4 кГц), і поглинають сигнал завад.

Метод ультразвукової маскуючої завади аналогічний розглянутому ви-ще. Відмінність полягає в тому, що використовуються сигнали завади ульт-развукового діапазону з частотами від 20...25 кГц до50...100кГц.

Метод підвищення напруги полягає в піднятті напруги в телефонній лі-нії під час розмови і використовується для погіршення якості функціонуван-ня телефонних радіозакладок. Підняття напруги в лінії до 18...24 В викликає в радіозакладок з послідовним підключенням і параметричною стабілізацією частоти "відхід" несучої частоти і погіршення розбірливості мови внаслідок розмиття спектру сигналу. У радіозакладок з послідовним підключенням і кварцовою стабілізацією частоти спостерігається зменшення відношення си-гнал/шум на 3...10 дБ. Телефонні радіозакладки з паралельним підключенням при таких напругах у ряді випадків просто відключаються.

Метод "обнулення" передбачає подачу під час розмови в лінію постійної напруги, що відповідає напрузі в лінії при піднятій слухавці, але зворотної полярності.

Цей метод використовується для порушення функціонування підслухову-ючих пристроїв з контактним паралельним підключенням до лінії, яку вико-ристовують в якості джерела живлення. До таких пристроїв відносяться: па-ралельні телефонні апарати, провідні мікрофонні системи з електретними мі-крофонами, що використовують телефонну лінію для передачі інформації, акустичні і телефонні закладки з живленням від телефонної лінії і т.д.

Метод низькочастотної маскуючої завади полягає в подачі в лінію при покладеній слухавці маскуючого сигналу (найчастіше типу "білого шуму") мовного діапазону частот (як правило, основна потужність завади зосередже-на в діапазоні частот стандартного телефонного каналу: 300...3400 Гц) і за-стосовується для придушення провідних мікрофонних систем, що використо-вують телефонну лінію для передачі інформації на низькій частоті, а також для активізації (включення на запис) диктофонів, що підключаються до теле-фонної лінії за допомогою адаптерів чи індукційних датчиків, що приводить до змотування плівки в режимі запису шуму (тобто при відсутності корисно-го сигналу).

Компенсаційний метод використовується для однобічного маскування мовних повідомлень, що передаються абоненту по телефонній лінії. Суть ме-тоду полягає в наступному. При передачі приховуваного повідомлення на

прийомній стороні в телефонну лінію за допомогою спеціального генератора подається маскуюча завада (цифровий чи аналоговий маскуючий сигнал мо-вного діапазону з відомим спектром). Одночасно цей же маскуючий сигнал ("чистий" шум) подається на один із входів двоканального адаптивного філь-тра, на інший вхід якого надходить адитивна суміш прийнятого корисного мовного сигналу (переданого повідомлення) і цього ж сигналу завади. Ади-тивний фільтр компенсує (придушує) шумову складову і виділяє корисний сигнал, що подається на телефонний апарат чи пристрій звукозапису.

Недоліком даного методу є те, що маскування мовних повідомлень одно-бічне і не дозволяє вести двосторонні телефонні розмови.

Метод "випалювання" реалізується шляхом подачі в лінію високоволь-тних (напругою більш 1500 В) імпульсів, що приводять до електричного "ви-палюванню" вхідних каскадів електронних пристроїв перехоплення інформа-ції і блоків їх живлення, гальванічно підключених до телефонної лінії.

При використанні даного методу телефонний апарат від лінії відключа-ється. Подача імпульсів у лінію здійснюється два рази. Перший (для "випа-лювання" паралельно підключених пристроїв) – при розімкнутій телефонній лінії, другий (для "випалювання" послідовно підключених пристроїв) – при закороченій (як правило, у центральному розподільному щитку будинку) те-лефонної лінії.

Для захисту телефонних ліній використовуються як прості пристрої, що реалізують один метод захисту, так і складні, що забезпечують комплексний захист ліній різними методами, включаючи захист від витоку інформації по електроакустичному каналі.

Серед засобів захисту, що доступні на нашому ринку, можна виділити на-

ступні: "SP 17/Т", "S1-2001", "КТЛ-3", "КТЛ-400", "Ком-3", "Кзот-06", "Цика-

да-М", "Прокруст" (ПТЗ-003), "Прокруст-2000", "Консул", "Гром-ЗИ-6", "Протон" і ін. Основні характеристики деяких з них приведені в табл. 3.9, а ефективність – у табл. 3.10.

В активних пристроях захисту телефонних ліній найчастіше реалізований метод високочастотної маскуючої завади (“SP17/ Т”, “ КТЛ-3”, “ КТЛ-400”, “ Ком-3”, “ Прокруст” ( ПТЗ-003), “ Прокруст-2000”, “ Гром-ЗИ-6”, “ Протон”), а також метод ультразвукової маскуючої завади (“ Прокруст” ( ПТЗ-003), “ Гром-ЗИ-6”).

Метод синфазної низькочастотної маскуючої завади використовується в пристрої "Цикада-М", а метод низькочастотної маскуючої завади – у при-строях "Прокруст", "Протон", "Кзот-06" і ін.

Метод "обнулення" застосовується, наприклад, у пристрої "Цикада-М", а метод підвищення напруги в лінії – у пристрої "Прокруст".

Компенсаційний метод маскування мовних повідомлень, що передаються абоненту по телефонній лінії, реалізований у виробі "Туман".

Більшість пристроїв захисту роблять автоматичне вимірювання напруги в лінії і відображають його значення на цифровому індикаторі. У приладі "Гром-ЗИ-6" на цифровому індикаторі відображається рівень зменшення на-

62                       Методи і засоби захисту інформації

пруги в лінії.

Пристрої захисту телефонних ліній мають порівняно невеликі розміри і вагу (наприклад, виріб "Прокруст" при розмірах 62х155х195 мм важить 1 кг ). Живлення їх, як правило, здійснюється від мережі змінного струму 220 В. Однак деякі пристрої (наприклад, "Кзот-06") живляться від автономних дже-рел живлення.

Для виведення з ладу ("випалювання" вхідних каскадів) засобів несанкці-онованого знімання інформації з гальванічним підключенням до телефонної лінії використовуються пристрої типу "ПТЛ-1500, "КС-1300", КС-1303", "Ко-бра" і т.д. Їхні основні характеристики приведені в табл.3.11.

Прилади використовують високовольтні імпульси напругою не менше 1500...1600 В. Потужність імпульсів “ випалювання” складає 15...50 ВА. Оскі-льки в схемах закладок застосовуються мініатюрні низьковольтні деталі, то високовольтні імпульси їх пробивають і схема закладки виводиться з ладу.

"Випалювачі" телефонних закладок можуть працювати як у ручному, так і автоматичному режимах. Час безперервної роботи в автоматичному режимі складає від 20 секунд до 24 годин.

Таблиця 3.9

Основні характеристики пристроїв активного захисту телефонних ліній

Таблиця 3.10

Ефективність пристроїв активного захисту телефонних ліній