Технические каналы утечки акустической информации

Рассмотрим наиболее распространенные средства, не требующие проникновения в защищаемые помещения.

В случае если в защищаемом помещении открыто окно или форточка, для съема акустической информации могут использоваться направленные микрофоны. Различают следующие типы направленных микрофонов:

• параболические;
• трубчатые;
• плоские;
• градиентные.

В основном используются первые три типа направленных микрофонов.

Параболический микрофон ( рис. 13.13) содержит отражатель звука параболической формы из оптически прозрачного или непрозрачного материала диаметром 20-30 см, в фокусе которого располагается обычный микрофон.

Рис. 13.13. Схема параболического микрофона

Звуковые волны с осевого направления, отражаясь от параболического зеркала, суммируются в фазе в фокальной точке А. Возникает усиление звукового поля. Чем больше диаметр зеркала, тем большее усиление может обеспечить устройство. Если направление прихода звука не осевое, то сложение отраженных от различных частей параболического зеркала звуковых волн, приходящих в точку А, даст меньший результат, поскольку не все слагаемые будут в фазе. Ослабление тем сильнее, чем больше угол прихода звука по отношению к оси. Создается, таким образом, угловая избирательность по приему. Внешний вид параболических микрофонов представлен на рисунке 13.14. Параболический микрофон является типичным примером высокочувствительного, но слабонаправленного микрофона.

Рис. 13.14. Параболический микрофон "Супер Ухо – 100"

Рис. 13.15. Параболический микрофон

Наиболее простым по конструкции является направленный микрофон "Супер Ухо – 100" ( рис. 13.14). Параболический отражатель выполнен из пластика. В фокусе отражателя помещен электретный микрофон, подключенный к входу малошумящего усилителя низкой частоты. Встроенный 8-кратный бинокль позволяет точно навести микрофон на цель. Микрофон имеет размеры 290?150?90 мм и массу 1,2 кг. Питание микрофона осуществляется от батарейки типа "крона". Время работы от внутренней батарейки – до 60 ч.

Микрофоны "бегущей волны" называются трубчатыми. Они принимают звук вдоль линии, совпадающей с направлением источника звука ( рис. 13.16).

Рис. 13.16. Схема трубчатого микрофона

Основой микрофона является звуковод в виде жесткой полой трубки диаметром 10-30 мм со специальными щелевыми отверстиями, размещенными рядами по всей длине звуковода, с круговой геометрией расположения для каждого из рядов. Отверстия (прорези) в трубке закрыты тканью или пористым материалом, акустическое сопротивление которого возрастает по мере приближения к капсюлю. Очевидно, что при приеме звука с осевого направления будет происходить сложение в фазе сигналов, проникающих в звуковод через все щелевые отверстия, поскольку скорости распространения звука вне трубки и внутри нее одинаковы. Когда же звук приходит под углом к оси микрофона, то это ведет к фазовому рассогласованию, так как скорость звука в трубке будет больше осевой составляющей скорости звука вне ее, вследствие чего снижается чувствительность приема. Обычно длина трубчатого микрофона составляет от 15-200 мм до 1 м. Чем больше его длина, тем сильнее подавляются помехи с боковых и тыльного направлений. Внешний вид трубчатого микрофона представлен на рисунке 13.17.

Рис. 13.17. Трубчатый микрофон Sennheiser MKH 70-P48

Трубчатые направленные микрофоны по сравнению с параболическими более компактные и используются в основном в случаях, когда необходимо обеспечить скрытность прослушивания разговоров.

Плоский микрофон представляет собой фазированную акустическую решетку, в узлах которой размещаются микрофоны, сигналы которых суммируются на входе усилителя. Устройство реализует идею одновременного приема звукового поля в дискретных точках некоторой плоскости, перпендикулярной к направлению на источник звука.

Рис. 13.18. Плоский микрофон

Если звук приходит с осевого направления, то есть поверхность решетки перпендикулярна направлению звука, фазы электрических сигналов совпадают и звук максимален. При отклонении угла прихода акустических волн между сигналами от разных микрофонов возникает разность фаз из-за различий длин путей от источника к разным микрофонам. Таким образом, чем больше угол прихода звука, тем сильнее его ослабление.

Число приемных точек в таких решетках составляет несколько десятков.

Рис. 13.19. Плоский микрофон

Рис. 13.20. Плоский микрофон фирмы G.R.A.S.

Конструктивно плоские фазированные решетки встраиваются либо в переднюю стенку атташе-кейса, либо в майку-жилет, которая надевается под рубашку и т.п. Необходимые электронные блоки могут располагаться также в кейсе, либо под одеждой. Таким образом, плоские фазированные решетки с камуфляжем визуально более незаметны по сравнению с параболическим микрофоном.

Говоря о направленных микрофонах, подразумевают, прежде всего, ситуации акустического контроля источников звука на открытом воздухе, когда эффектами так называемой реверберации акустических полей можно пренебречь. Для таких ситуаций решающим фактором оказывается удаленность источника звука от направленного микрофона, что приводит к значительному ослаблению уровня звукового поля. Кроме того, при большой дистанции становится заметным ослабление звука из-за разрушения пространственной когерентности поля вследствие наличия естественных рассеивателей энергии, например, средне- и крупномасштабных турбулентностей атмосферы, создающих помехи при ветре. Так на дистанции 100 м давление звука ослабляется на величину не менее 40 дБ (по сравнению с дистанцией 1 м), и тогда степень громкости обычного разговора в 60 дБ окажется в точке приема не более 20 дБ. Такое давление меньше уровня реальных внешних акустических помех и пороговой чувствительности обычных микрофонов.

Лазерные микрофоны используют для перехвата информации отраженной и промодулированной зондируемой поверхностью луч лазера ( рис. 13.21).

Зондируемым объектом обычно является оконное стекло, которое при облучении представляет собой своеобразную мембрану, которая колеблется со звуковой частотой, создавая фонограмму разговора. Генерируемое лазерным передатчиком излучение, распространяясь в атмосфере, отражается от поверхности оконного стекла и модулируется акустическим сигналом, а затем воспринимается фотоприемником, который и восстанавливает разведываемый сигнал.

В данной технологии принципиальное значение имеет процесс модуляции, который можно описать следующим образом.

Звуковая волна, генерируемая источником звукового сигнала, падает на границу раздела воздух - стекло и создает своего рода вибрацию, то есть отклонения поверхности стекла от исходного положения. Эти отклонения вызывают дифракцию света, отражающегося от границы. Если размеры падающего оптического пучка малы по сравнению с длиной "поверхностной" волны, то в суперпозиции различных компонент отраженного света будет доминировать дифракционный пучок нулевого порядка. В этом случае, во-первых, фаза световой волны оказывается промодулированной по времени с частотой звука и однородной по сечению пучка, а во-вторых, пучок "качается" с частотой звука вокруг направления зеркального отражения.

Рис. 13.21. Схема применения лазерного микрофона

На рисунке 13.22. изображена лазерная система акустической разведки SIPE LASER 3-DA SUPER. Источником излучения является гелий-неоновый лазер. В комплект системы помимо источника входят приемник с фильтрацией шумов, две пары телефонов, аккумулятор и штатив. Изменять угол расходимости выходящего пучка позволяет оптическая насадка, высокая стабильность параметров достигается благодаря использованию системы автоматического регулирования. Модель обеспечивает съем речевой информации с оконных рам с двойными стеклами с хорошим качеством на расстоянии до 250 м[13.7].

Рис. 13.22. Лазерная акустическая система разведки SIPE LASER 3-DA SUPER

В данной лекции мы рассмотрели большое количество технических средств для ведения акустической разведки: от стандартных микрофонов до лазерных систем акустической разведки. Ценовой диапазон этих устройств достаточно широк – от 30 долларов за мини-диктофон до нескольких десятков тысяч долларов за лазерную систему акустической разведки. Помимо финансовых затрат применение того или иного средства акустической разведки требует от злоумышленника определенного уровня квалификации. Чтобы купить и установить мини-диктофон или микрофон в защищаемом помещении не нужно обладать знаниями о физических принципах его работы и большими деньгами. В то же время лазерная система акустической разведки может стать эффективным средством получения информации только при грамотной эксплуатации. Если же злоумышленник не обладает нужными знаниями, тысячи (а иногда и десятки тысяч) долларов могут быть потрачены впустую. Конечно, выбор того или иного средства для разведки осуществляется прежде всего исходя из ценности добываемой информации. В любом случае специалисту в области защиты информации необходимо знать, какие угрозы съема информации существуют, чтобы организовать защиту с учетом особенностей функционирования и расположения объектов защиты, технических и финансовых возможностей потенциального злоумышленника.