Устройство маскировки информационных сигналов

Полезная модель относится к радиотехнике и может использоваться в области активной маскировки электромагнитных акустических и виброакустических сигналов. Достигаемый технический результат - создание наведенных маскирующих шумовых помех. Устройство маскировки содержит генератор шума, N буферных каскадов, излучатель для формирования электромагнитного маскирующего поля в пространстве и излучатель формирующий маскирующее поле в сети электропитания, фильтр нижних частот, усилитель нижних частот, мостовой усилитель, а также магнитодинамический и пьезокерамический излучатели, регулируемый фильтр, сумматор и блок автоматики.

Полезная модель относится к радиотехнике и может использоваться в области активной маскировки электромагнитных, акустических и виброакустических сигналов.

На объектах информатизации современного предприятия обработка информации может вестись различными путями и с помощью различных средств и способов: автономных компьютеров, сетей, печатных машинок, систем видеоконференций, радио и проводных телефонов, систем сотовой и спутниковой связи, систем видео и звукозаписи, а также с помощью просто переговоров между людьми. Соответственно, для защиты информации, под каждый вид работы с информацией подбирается конкретный вид систем защиты, которые в комплексе составляют общую систему противодействия техническим каналам утечки конфиденциальной информации на предприятии. Каждое из них устанавливается, настраивается и проверяется на эффективность противодействия индивидуально. Не существует единой системой системы, объединяющий в себе системы защиты по различным направлениям.

Известны устройства [Устройство маскирующего виброакустического зашумления помещения (варианты) / Рохманюк В.М., Фокин Е.М. Заявка: 2002112903/20; 20.05.2002], предназначенные для защиты речевой информации в помещениях, в которых внутри помещения, на его внутренние отражающие поверхности, или непосредственно на оконные стекла подают акустические колебания с амплитудой, заведомо превышающей амплитуду колебаний голоса человека.

Однако в данных устройствах отсутствует возможность противодействия утечки по каналу побочных электромагнитных излучений и наводок. Также ограниченна возможность расширения или сокращения функций.

Вместе с тем известно устройство [Устройство радиомаскировки / Безруков В.А., Иванов В.П., Лебедев М.Н. RU 2224376, 20.02.2004], решающее задачи радиомаскировки путем создания наведенных маскирующих шумовых помех в цепях электропитания, заземления, инженерных коммуникациях, линиях вспомогательных технических средств связи, включая линии телефонной связи и пожарной сигнализации.

Конструкция устройства содержит генератор шума, выполненный в виде системы двух связанных генераторов, первый из которых является генератором с запаздывающей обратной связью и инерционным автосмещением, а второй выполнен с регулируемой обратной связью, причем выход первого генератора соединен со входом второго с помощью элемента связи, и излучатель, разветвитель с одним входом и N выходами, N буферных каскадов, выполненных в виде усилителей с инерционным автосмещением и (N-1) дополнительных излучателей, при этом выход генератора шума подключен ко входу разветвителя, каждый выход последнего соединен со входом соответствующего буферного каскада, а вход каждого излучателя связан с выходом соответствующего буферного каскада.

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности зашумления акустического, виброакустического поля информационного сигнала в пространстве и на ограждающих конструкциях, а также возможности постановки помехи в телефонной линии во время разговора. Также в данном устройстве отсутствует возможность гибкой настройки и расширения или сокращения функций.

Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемая полезная модель, состоит в повышении эффективности работы активной маскировки информационных сигналов путем создания маскирующих шумовых помех в акустическом, вибрационном, электромагнитном полях.

Поставленная техническая задача достигается тем, в устройство маскировки,

содержащее генератор шума, N буферных каскадов, выполненных виде усилителей, разветвителей, каждый выход которого соединен со входом соответствующего буферного каскада, излучателя для формирования электромагнитного маскирующего поля в пространстве и излучателя формирующего маскирующие помехи в сети электропитания, где вход каждого излучателя связан с выходом соответствующего буферного каскада включены фильтр нижних частот, усилитель нижних частот, мостовой усилитель, а также магнитодинамический и пьезокерамический излучатели, причем выход генератора подключен ко входам усилителя низких частот и фильтра нижних частот, а их выходы в свою очередь ко входам магнитодинамического излучателя и через мостовой усилитель ко входу пьезокерамического излучателя, а также регулируемого фильтра; сумматора и блока автоматики, где выход генератора шума является входом сумматора, а выход сумматора входом блока автоматики, к выходу усилителя мощности подключенного к генератору шума подключен вход индикатора линии, выход которого является также входом блока автоматики.

Идея системы защиты заключается в логическом объединении повторяющихся элементов существующих узконаправленных систем и вынесении блоков защиты отдельных каналов в виде модулей, сопрягающихся по универсальным шинам с устройством при помощи коннектеров.

Общая структурная схема устройства может быть отображена следующим образом

Основными составляющими устройства модульного типа являются:

1) Основной - "генерирующий" модуль, объединяющий в себе: блок питания, блок управления, генераторный блок, соединительные элементы на выходах

Данный модуль является генератором случайных последовательностей, которые потом модулируются и превращаются в шум в специализированных модулях активной защиты разбитых по направлениям:

2) Специализированные по направлениям защиты модули:

- Модуль защиты по каналам ПЭМИ и антенный блок (I)

- Модуль защиты слаботочных (телефонных) линий (II)

- Модуль защиты от утечки по высоковольтным линиям (III)

- Акустический/виброакустический модуль и блок оконечных излучателей (IV)

Специализированные модули являются оконечными устройствами и отвечают за активную защиту и излучение шумового маскирующего сигнала по конкретным каналам утечки информации.

На рисунке (фиг.1.) изображена общая структурная схема устройства, где обозначены:

1 - блок автоматики; 2 - блок питания; 3 - узел сопряжения; 4 - сумматор; 5 - индикатор линии; 6 - усилитель мощности; 7 - согласованный фильтр; 8 - антенна; 9 - регулируемый фильтр; 10 - цифровой генератор; 11 - усилитель низкой частоты; 12 - магнитодинамический излучатель; 13 - фильтр нижних частот; 14 - мостовой усилитель; 15 - пьезокерамический излучатель, при этом выходы блока питания 2 являются входами усилителя низкой частоты, мостового усилителя, узла сопряжения, блока автоматики, а также цифрового генератора 10, выход которого подключен ко входам усилителя низких частот 11 и фильтра нижних частот 13, а их выходы в свою очередь ко входам магнитодинамического излучателя 12 и через мостовой усилитель 14 ко входу пьезокерамического излучателя 15, а также регулируемого фильтра 9, сумматора 4 и блока автоматики 1, где выход генератора шума 10 является входом сумматора 4, а выход сумматора входом блока автоматики 1, к выходу усилителя мощности 6 подключенного к генератору шума 10 подключен вход индикатора линии 5 выход которого является также входом блока автоматики 1, также выход генератора шума 10 является входом согласованного фильтра 7, выход которого в свою очередь является входом антенны 8.

Принцип работы системы следующий:

Выход блока питания 2 связан со входами и обеспечивает питание

- стабилизированное питание, для питания ЦГШ,

- нестабилизированное питание, для питания УНЧ,

- регулируемое питание, для питания МУ.

- узла сопряжения и блока автоматики.

Узел сопряжения 3 является согласующим трансформатором, первичная обмотка которого включена последовательно с первичной обмоткой трансформатора блока питания, вторичная - служит нагрузкой для усилителя мощности. Данный блок III обеспечивает защиту от утечки по высоковольтным линиям служит для блокирования каналов негласного съема информации по сети 220 В, 50 Гц.

Работа модуля защиты по каналам ПЭМИ и антенного блока I осуществляется следующим образом.

Генератор шума 10 создает смесь сигнала и шума. Усилитель мощности 6 подключенный к выходу генератора шума, увеличивает амплитуду напряжения; служит буферным каскадом, практически устраняющим влияние внешней нагрузки на работу генератора.

С усилителем могут быть связаны определенные органы регулировки выходного сигнала - например уровня напряжения несущей частоту, коэффициента амплитудной модуляции. К выходу усилителя мощности подключен через согласованный фильтр 7 антенный блок. Антенный блок 8 может быть нескольких типов: "рамочно-проволочный", "рамочно-кольцевой", "штыревой".

К следующим направлением выхода генератора шума 10 через регулируемый фильтр 9 подключен блок автоматики 1, а через усилитель мощности 6 индикатор линии 5 выход которого также соединен с блоком автоматики, вместе составляющими модуль слаботочных линий II.

Основной задачей модуля защиты слаботочных (телефонных) линий, является перекрытие по диапазону частот речевого сигнала. Происходит наложение мощной помехи на полезный сигнал.

На передающей стороне шумовая помеха складывается с защищаемым сигналом, а на приемной полезный сигнал выделяется из смеси сигнала с шумовой помехой.

Для получения защищенного канала связи разрабатываемое устройство защиты должно формировать псевдослучайную последовательность (шум), которая лежит за пределами речевого диапазона. Нижняя граница спектра мощности помехи не менее 3500 Гц.

Проектируемое устройство защиты телефонной линии должно иметь тактовый генератор для формирования псевдослучайной последовательности, фильтры для выделения полезного речевого сигнала полосой 300...3400 Гц и фильтры для выделения помехи с нижней границей не менее 3500 Гц, а также сумматоры для формирования смеси полезного сигнала с помехой. Все эти элементы располагаются как на приемной, так и на передающей стороне.

Речевой сигнал, поступающий на вход телефонной линии, обрабатывается регулируемым фильтром. При этом фильтр осуществляет выделение стандартного речевого сигнала полосой 300...3400 Гц. Отфильтрованный сигнал в сумматоре 4 складывается с шумовой помехой, которую получают от генератора. Вырабатываемая генератором псевдослучайная последовательность преобразуется в шумовую помеху с помощью ЦАП. Затем ограничиваем полученную помеху с помощью ФВЧ, поскольку согласно условию технического задания нижняя граница спектра мощности помехи не менее 3500 Гц. После того как отфильтрованный речевой сигнал складывается с внеполосной шумовой помехой, практически невозможно распознать речь при несанкционированном подключении к каналу связи на приемной стороне.

После того как смесь сигнала с шумовой помехой проходит через АТС на

передающей стороне на выходе АТС появляется только речевой сигнал, к которому вновь добавляется шумовая помеха. Шумовую помеху получаем также как и на приемной стороне. Из полученной смеси сигнала с шумом выделяем стандартный телефонный сигнал и подаем этот сигнал в телефонную линию, где он будет услышан абонентом.

Зная полосы частот, которые занимают помеха и речевой сигнал можно оценить параметры, которыми должен обладать ФНЧ, чтобы выделять полезный сигнал и ФВЧ для выделения заградительной помехи с требуемой полосой.

Блок автоматики 1 модуля защиты слаботочных линий содержит: ЦАП, ФВЧ узел регулирования напряжения в линии; выпрямительный мост для подключения индикатора линии; датчик поднятия трубы; узел включения таймера; таймер и устройство индикации режима защиты; узел согласования телефона с линией.

Узел регулировки напряжения в линии при поднятой телефонной трубке вводит систему в режим блокировки включения устройств, реагирующих на поднятую трубку. Создается искусственное поднятие напряжения в линии до 20-30 V (нелегальные устройства не могут определить, что линия нагружена). Также данный блок содержит таймер, который выключает режим защиты в приборе, чтобы исключить ошибку в момент набора номера пользователем.

Модуль оснащен индикатором напряжения в телефонной линии. Индикатор позволяет оперативно отмечать физические изменения в линии, также необходим для настройки напряжения нагруженной линии. Индикатором линии может является цифровой вольтметр. Схема включения АЦП типовая, показания значения напряжения телефонной линии снимаются через выпрямительный мост блока автоматики.

Таким образом, реализуемый в системе защиты телефонной линии от несанкционированного доступа комплекс технических мер позволяет отследить состояние линии и пресечь запуск ЗУ, снизить отношение сигнал шум в речевой информации, отфильтровать частоты использующие метод ВЧ навязывания и израсходовать объем памяти и энергоресурс батареи ЗУ.

Акустический модуль и блок оконечных излучателей IV предназначен для защиты помещений от утечки речевой информации по акустическим и виброканалам.

Виброакустическая шумовая помеха, создаваемая генератором 10, обеспечивает максимальное маскирование речевых сигналов при минимальном уровне мешающего переговорам шума.

Вид нагрузки генератора в данном случае - пьезокристалл 15 или магнитодинамический излучатель 12.

Компромиссом между двумя тенденциями может служить прибор, имеющий два основных канала для подключения обоих типов датчиков.

После генератора шума шумовой цифровой сигнал далее распространяется в двух направлениях:

а) через регулятор уровня громкости аудиоканала, сигнал поступает на усилитель низкой частоты 11. Нагрузкой для УНЧ служат магнитодинамические излучатели 12.

б) через фильтр нижних частот 13 на мостовой усилитель 14, обеспечивающий удвоение амплитуды выходного напряжения. В результате на выходе мостового усилителя 14 обеспечивается шумовой сигнал с амплитудой от 50 В до 100 В.

Корпус устройства выполнен на базе стандартного корпуса системного блока Micro АТХ Tower, однако необходимы некоторые существенные доработки.

Корпус разделен на две основные части, которые наезжают одна на другую уменьшая или увеличивая внутренний убьем устройства с помощью специально встроенного в корпус каркаса (фиг.2).

Вертикальные ребра каркаса являются телескопическим упором из профильных труб и при необходимости верхняя часть каркаса входит в нижнюю до нужной позиции где крепиться винтами.

Модули помещаются в штатные отсеки 5,25", если же модуль отсутствует, то на его

место помещается стандартная заглушка отсека.

Крепление в отсеке осуществляется с помощью винтов и увеличенной крепежной пластине внутри корпуса.

На Фиг.2. изображены телескопический каркас и корпус устройства, где 1 - стенки корпуса, 2 - панель управления, 3 - вентилятор принудительного охлаждения, 4 - генераторный блок, 5 - крепления отсеков 5,25", 6 - заглушки

Таким образом, сформированная СЗИ представляет собой модульное комбинируемое устройство с возможностью:

- защиты информации от утечки по каналам ПЭМИ, слаботочной, высоковольтной линий, акустических и виброакустических преобразований наиболее оптимальными методами.

- расширения функций за счет подключения или изъятия специализированных модулей

- уменьшения или увеличения объема устройства за счет телескопического устройства корпуса

- объединенной системой управления.

Данное представление позволяет повысить целый ряд показателей систем защиты, таких как суммарный размер СЗИ, время развертывания системы, удобство и простата управления, общую стоимость СЗИ.

Устройство маскировки, содержащее генератор шума, N буферных каскадов, выполненных в виде усилителей, разветвителей, каждый выход которого соединен со входом соответствующего буферного каскада, излучателя для формирования электромагнитного маскирующего поля в пространстве и излучателя формирующего маскирующее поле в сети электропитания, где вход каждого излучателя связан с выходом соответствующего буферного каскада, отличающееся тем, что в него введены фильтр нижних частот, усилитель нижних частот, мостовой усилитель, а также магнитодинамический и пьезокерамический излучатели, причем выход генератора подключен ко входам усилителя низких частот и фильтра нижних частот, а их выходы, в свою очередь, ко входам магнитодинамического излучателя и через мостовой усилитель ко входу пьезокерамического излучателя, а также регулируемого фильтра, сумматора и блока автоматики, где выход генератора шума является входом сумматора, а выход сумматора входом блока автоматики, к выходу усилителя мощности, подключенного к генератору шума, подключен вход индикатора линии, выход которого является также входом блока автоматики.