Измерение акустических сигналов и вибраций

Одним из основных направлений обеспечения информационной безопасности является инженерно-техническая защита информации, которая объективно приобретает все больший вес.

Такая тенденция обусловлена развитием методов и средств добывания информации, позволяющих несанкционированно получать большой объем информации на безопасном расстоянии от ее источников, огромными достижениями микроэлектроники но выпуску доступных средств нелегального добывания информации. а также достаточно высокими темпами информатизации предприятий и в целом всего общества.

Очевидно, что эффективная защита информации с учетом этих тенденций возможна при более широком использовании технических средств зашиты, что предполагает наличие профессиональных знаний и специальных навыков работы с контрольно-измерительной аппаратурой.

В настоящий лабораторный практикум включены методики оценки защищенности конфиденциальной информации от утечки по техническим каналам: акустическому, виброакустическому, акустоэлектрических преобразований во вспомогательных технических средствах и системах (ВТСС), побочных электромагнитных излучений и наводок от основных технических средств и систем на ВТСС и их коммуникации.

Лабораторный практикум предназначен для выработки у студентов навыков работы со специальной техникой в рамках курса инженерно-технической защиты информации.

Теоретическое введение

Акустические (виброакустические) каналы утечки информации

В акустическом (виброакустическом) канале утечки носителем информации от источника к несанкционированному получателю является акустическая волна в атмосфере, воде и твердой среде.

Структура акустического капала утечки информации представлена на рисунке 13.

Спектр речевого сигнала (речи говорящего человека) изменяется в процессе произнесения различных и звуков и зависит от положения языка и зубов. При этом одни гармонические составляющие усиливаются, другие подавляются. Области спектра звука. в которых сосредоточивается основная мощность акустического сигнала, называются формантами. Форманты звуков речи расположены в области частот от 150-200 до 8600 Гц. Основная энергия подавляющей части формант сосредоточена в диапазоне частот 300-3000 Гц, что позволило ограничить спектр речевого сигнала, передаваемого по стандартному телефонному каналу, этой полосой.

Рисунок 13 - Структура акустического канала утечки информации

Психологическая (с учетом чувствительности уха на разных частотах) интенсивность акустических сигналов изменяется в широких пределах 0-130 дБ (от порога слышимости до болевого порога). Для человека как основного источника соотношение между уровнем громкости и его качественной оценкой характеризуется следующими данными: очень тихая речь (шепот) - 5-10 дБ. тихая речь - 30-40 дБ, речь умеренной громкости - 50-60 дБ, громкая речь - 60-70 дБ и более.

Кроме громкости, речь человека характеризуется тоновым диапазоном (диапазоном частот), тембром и вибрато.

Среднестатистический голос человека включает тоны в диапазоне 64-1300 Гц. Крайне низкие тоны басовых голосов имеют частоту около 40 Гц, высокие тоны детских голосов - около 4000 Гц.

Тембр голоса человека определяется количеством н величиной гармоник (обертонов) его спектра.

Вибрато представляет собой периодическое изменение высоты и силы голоса с частотой примерно 5-7 пульсаций в секунду. При отсутствии вибрато голос кажется безжизненным и невыразительным.

Значения характеристик голоса конкретного человека индивидуальные и позволяют его идентифицировать.

Акустические сигналы машин и технических средств возникают в результате колебаний их поверхностей и частиц воздуха. проходящего через различные отверстия и полости машин и средств.

В общем случае диапазон частот акустических сигналов составляет:

менее 16 Гц (в инфразвуновом диапазоне) - вибрации машин;

Гц-20 к1 ц (звуковой диапазон) - речь, звуки машин;

более 20 кГц (ультразвуковой диапазон) - звуки отдельных живых существ и механических средств.

Источники сигналов характеризуются диапазоном частот, мощностью излучения в Вт, интенсивностью излучения в Вт/м2 мощностью акустической волны, прошедшей через перпендикулярную поверхность 1 м2, громкостью звука в дБ, измеряемой как десятичный логарифм отношения интенсивности звука к порогу слышимости. Интенсивность излучения является физической характеристикой акустического сигнала, а громкость - физиологической, учитывающей разную чувствительность слуховой системы человека к акустическим волнам разной частоты.

Физические явления, возникающие при распространении акустических волн, изучаются физической акустикой. В воздушной среде акустический сигнал распространяется в виде продольной упругой волны, которая представляет собой колебание частиц воздуха вдоль направления распространения волны. Продольные колебания воздуха приводят к изменению давления относительно атмосферного в области распространения волны. Звуковое давление, соответствующее порогу слышимости уха, составляет 10-10 от нормального атмосферного, болевому порогу порядка 10-4 от атмосферною давления. Перевод уровней речевого сигнала из размерности Д(дБ) в размерность Д(Па) производится по формуле

Читайте также

Разработка лабораторного стенда Измерение опасных акустических сигналов
Для человека слух является вторым по информативности после зрения. Поэтому одним из довольно распространенных каналов утечки информации является акустический канал. В акустическом канал ...

Проектирование корпоративной сети
Информационная сеть - сеть, предназначенная для обработки, хранения и передачи данных. Информационная сеть состоит из: · абонентских и административных систем; · связы ...

Пример записи фильма в формате DVCAM
звуковой формат Цель данной работы показать работу в условиях записи фильма в формате Dvcam, записи зистового звука на HD-рекордер. Были выбраны 2 рассказа А.П. Чехова: "Кот" и ...