МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Кафедра РЕПС
/
РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНА РОБОТА
з навчальної дисципліни “Захист інформації”
на тему: “Пристрій модуляції скла на цифрових мікросхемах”
ЗМІСТ
Вступ………………………………………………………………………….3
Фізичні основи лазерного прослуховування………………….……...6
Огляд аналогів існуючих систем………………………………….…..7
комплекс віброакустичного захисту «БАРОН»…..…………...…7
система «RNG-01»…………….……………………………….…10
система «ANG-007S»…………………………………………..…10
система «ANG 2000»…………………………...…………………11
Модулятор скла на мікросхемі K561ЛE5……………………………11
Висновки…...……………………………………………………………….16
Список літератури………………………………………………………….17
Перелік елементів…………………………………………….…………….18
ВСТУП
Поняття промислове шпигунство виникло разом з появою промисловості і є невід'ємною частиною відносин у країнах, де наряду з державною існують і інші форми власності. Сутність промислового шпигунства – це прагнення оволодіти секретами конкурентів з метою отримання максимальної комерційної вигоди. Воно полягає в отриманні будь-якої інформації про новітні науково-технічних розробки (ноу-хау), комерційні плани, стан справ та т. п.
Промислове шпигунство ведеться всіма доступними засобами, включаючи застосування спеціальних технічних засобів та підкуп посадових осіб. Однак, незважаючи на те, що промислове шпигунство в прямій постановці не зачіпає інтересів держави, воно є незаконним видом діяльності, так як робить замах на конституційні права громадян. Держава стоїть на захисті цих прав, а значить, їх порушення веде до кримінальної відповідальності. Оскільки не можна «перемогти противника», нічого не знаючи про нього і його засоби, то перша частина допомоги присвячена саме розгляду методів і засобів негласного отримання інформації. За багатовіковий період свого розвитку людство накопичило велику кількість знань про способи і засоби ведення розвідки протидіючої (конкуруючої) сторони. Зрозуміло, що в основному це досвід військового характеру, але він використовується і для «мирної» реалізації на ниві промислового шпигунства. Розглянемо основні способи ведення розвідувальних (шпигунських) дій. Всі вони, незалежно від того, хто і проти кого їх вживає, можуть бути представлені у вигляді трьох основних груп:
• на основі відкритих джерел;
• шляхом використання суб'єктів – носіїв інформації;
• через технічні канали.
До використання відкритих джерел відносяться способи добування інформації, реалізовані шляхом аналізу газет, книг, наукових і технічних видань, офіційних звітів і особливо рекламних матеріалів. Подібним чином працюють більшість розвідок світу. Зрозуміло, що основна робота при цьому лягає на спеціально підготовлених аналітиків, які пропускають через себе гори матеріалів, відсіваючи і накопичуючи необхідну інформацію. Головними напрямками отримання відкритого доступу до конфіденційної інформації тут є:
• доповіді на конференціях, симпозіумах та інших зборах;
• питання, що обережно задаються фахівцями;
• спроби запросити на роботу співробітників конкуруючої фірми і заповнення ними при цьому спеціальних запитальників;
• прийом на роботу, зазвичай з різким збільшенням окладу, службовця конкурентної фірми (свого роду законний підкуп);
• вивчення виставкових зразків;
• удавані переговори з конкурентами про придбання ліцензії або спільної діяльності та інші.
Всі ці методи давно випробувані на Заході. У міру становлення служб безпеки великих комерційних організацій та створення при них серйозних аналітичних відділів, за умови залучення фахівців з розвідки, легальні джерела збору інформації. Нагадаємо головне правило – завжди потрібно пам'ятати про властивість інформації поступово накопичуватися. Тому, коли ви даєте зовні нешкідливу рекламу або інтерв'ю, посилаєте звіт або робите доповідь, завжди зіставляйте їх зміст з раніше «опублікованими» матеріалами; в відповідності з ними ваші одкровення можуть мати зовсім інше значення. І, останнє зауваження, хоча збирати відкриту інформацію легко, але вона недостатньо достовірна, так як не менш легко дати по цьому каналу і дезінформацію.
Використання суб'єктів – носіїв інформації належить до другої групи способів промислового шпигунства. Справа в тому, що в ряді джерел конфіденційної інформації люди займають особливе місце, бо здатні виступати не тільки володарями якихось відомостей, а й суб'єктами зловмисних дій. На відміну від технічного пристрою їх можна підкупити, шантажувати або просто обдурити, але при цьому люди є не просто володарями і розповсюджувачами інформації в можливостях своїх функціональних обов'язків, їх можливості набагато ширші. Так, будь-який фахівець, крім того, що він є носієм інформації, може її аналізувати, узагальнювати і робити висновки, тобто отримувати необхідні відомості за сукупністю непрямих даних. За певних умов люди здатні приховувати, красти, продавати інформацію та вчиняти інші кримінальні дії аж до вступу в стійкі злочинні зв'язки зі зловмисниками.
Правда, процес виявлення кандидата в агенти є досить складним. Спочатку проводиться оцінка та розробка кандидата, тобто вивчення його особистих якостей і здібностей, а також вишукування способів його найбільш ефектного вербування і використання. Далі виробляється сама вербування шляхом – шантажу, підкупу, ідейних міркувань, особистого неприйняття керівника компанії і т. д. Дуже часто агенту невідомо, на кого він працює, або йому дається невірна інформація. Пізніше, коли придбають силу фінансові або інші засоби контролю, завербованого, часто до його жаху, розкривають істинне ім'я «господаря». Втім, як показав багатий досвід спецслужб, більш ефективної роботи від агента можна домогтися шляхом переконання, а не погроз, і розумні «господарі» прагнуть розвивати дружні відносини з ним.
Виявлення прихованого агента – дуже складна і трудомістка задача, вимагає спеціальних навичок оперативної роботи. При правильної організації діяльності фірми більшість агентів (особливо обслуговуючий персонал) не може володіти всією повнотою інформації. У цьому випадку їх використовують для легального проникнення в приміщення з метою установки підслуховуючих пристроїв і дослідження вмісту сміттєвих кошиків. Для деякої труднощі діяльності таких агентів необхідно, перш за все, визначити строгий порядок і виділити спеціально обладнанні приміщення для ведення ділових бесід, щоб виключити навіть короткочасну «випадкову» присутність сторонніх осіб, в тому числі і зі своїх співробітників. Організувати максимально жорсткий облік і строго регламентувати порядок роботи з діловими документами. Узаконити коло осіб, допустимих до тих чи інших внутрішньо-фірмових секретів, заборонити співробітникам вести службові переговори з домашніх телефонів. При сторонніх особах неможна називати прізвище, ім'я, по батькові співрозмовника. Призначаючи місце зустрічі, треба переходити на умовності і т. д. Але ці заходи будуть недостатніми, якщо не можна виключити застосування проти вас технічних засобів несанкціонованого знімання інформації.
1. ФІЗИЧНІ ОСНОВИ ЛАЗЕРНОГО ПРОСЛУХОВУВАННЯ
Найсучаснішими й ефективними вважаються лазерні системи акустичної розвідки, які дозволяють відтворювати мову, будь-які інші звуки і акустичні шуми при лазерно-локаційних зондуваннях шибок та інших поверхонь, що відбивають звук.
За свідченням преси (в тому числі і спеціальних видань), в США, наприклад, в середині 80-х років продавці спецтехніки відзначили сплеск інтересу у покупців саме до лазерних мікрофонів.
Фізичні процеси, що відбуваються при перехопленні мови за допомогою лазерного мікрофона.
Зондуючий об’єкт (зазвичай віконне скло) – являє собою своєрідну мембрану, яка коливається зі звуковою частотою, створюючи фонограму розмови. Генероване лазерним передавачем випромінювання, поширюючись в атмосфері, відбивається від поверхні віконного скла і модулюється акустичним сигналом, а потім сприймається фотоприймачем, який і відновлює розвідувати сигнал.
У даній технології принципове значення має процес модуляції. Звукова хвиля, що генерується джерелом акустичного сигналу, падає на межу поділу повітря-скло і створює свого роду вібрацію, тобто відхилення поверхні скла від початкового положення. Ці відхилення викликають дифракцію світла, що відбивається від границі.
Якщо розміри падаючого оптичного пучка малі порівняно з довжиною «поверхневої» хвилі, то в суперпозиції різних компонент відбитого світла буде домінувати дифракційний пучок нульового порядку:
по-перше, фаза світлової хвилі виявляється промодулювати за часом з частотою звуку і однорідної по перерізу пучка;
по-друге, пучок «гойдається» з частотою звуку навколо напрямку дзеркального відображення.
На якість прийнятої інформації впливають такі чинники:
параметри використовуваного лазера (довжина хвилі, потужність, когерентність і т. д.);
параметри фотоприймача (чутливість і вибірковість фотодетектора, вид обробки прийнятого сигналу і т. д.);
наявність на вікнах захисної плівки;
При установці шару захисної і шару тонуючої плівки значно знижується рівень вібрації скла, спричиненої акустичними (звуковими) хвилями. Зовні важко зафіксувати коливання скла, тому важко виділити звуковий сигнал у прийнятому лазерному випромінюванні.
параметри атмосфери (розсіяння, поглинання, турбулентність, рівень фонової засвітки і т. д.);
якість обробки зондуючої поверхні (шорсткості і нерівності, зумовлені як технологічними причинами, так і впливом середовища – бруд, подряпини);
рівень фонових акустичних шумів;
рівень перехопленого мовного сигналу;
конкретні місцеві умови.
2. ОГЛЯД АНАЛОГІВ ІСНУЮЧИХ СИСТЕМ
КОМПЛЕКС ВІБРОАКУСТИЧНОГО ЗАХИСТУ «БАРОН»
Вироби серії «БАРОН» призначені для протидії технічним засобам перехоплення мовної інформації (стетоскопи, спрямовані й лазерні мікрофони, виносні мікрофони) по віброакустичних каналах (наводки мовного сигналу на стіни, підлога, стеля приміщень, вікна, труби опалення, вентиляційні короба і повітряна звукова хвиля).
Система захисту включає в себе:
- генератор перешкоджаючих сигналів (БАРОН, БАРОН-2, БАРОН-S1, БАРОН-U);
- вібраційні випромінювачі на різні елементи будівельних конструкцій (Молот, Серп, Копійка);
- акустичні випромінювачі (OMS-2000, АИ-45).
Генератор перешкоджаючих сигналів «БАРОН»:
/
Має чотири канали формування перешкод, до кожного з яких можуть підключатися віброперетворювачі п’єзоелектричного або електромагнітного типу, а також акустичні системи, що забезпечують перетворення електричного сигналу, сформованого приладом, в механічні коливання в огороджувальних конструкціях приміщення, що захищається, а також в акустичні коливання повітря.
Технічні характеристики :
- число каналів: 4;
- вихідна потужність: не менше 18 Вт на канал;
- діапазон частот: 60…16 000 Гц;
- загальний опір навантаження каналу:
▪ на низькоомному виході - не менше 4 Ом;
▪ на високоомному виході - не менше 30 Ом;
- кількість піддіапазонів з регульованим рівнем потужності перешкоди в каналі: 5;
- частотні піддіапазони: 60...350 Гц; 350...700 Гц; 700…1400 Гц; 1400…2800 Гц; 2800...16000 Гц;
- види перешкод:
▪ "білий" шум;
▪ розмовоподібна (сформована фонемним клонером віброгенератора, шляхом клонування основних фонемних складових розмови захищуваних осіб);
▪ спеціальна (суміш розмовоподібної і шумової перешкод);
- діапазон регулювання рівня сигналу в кожній октавній смузі: не менше 24 дБ;
- управління включенням перешкоди: дистанційне провідне, дистанційне по радіоканалу, місцеве;
- живлення: мережа 220 В, 50 Гц;
- габарити: 310х300х80мм;
- вага: 5,5 кг.
Вібраційні випромінювачі:
1. Молот:
Вібраційний випромінювач з кріпленням на стіни, підлогу, стелю і систему опалення.
Характеристика (параметр)
Значення
/
Смуга відтворюваних частот
0,28 – 5,1 кГц
Розмах напруги вхідного сигналу
не більше 110 В
Еквівалентний опір
300 Ом
Еквівалентна ємність
130
Тривалість неперервної роботи
не обмежена
Габарити
45x35 мм
Температура експлуатації
від 0 до 45° С
Відносна вологість повітря
до 80%
2. Серп:
Вібраційний випромінювач з кріпленням на раму.
Характеристика (параметр)
Значення
/
Смуга відтворюваних частот
0,28 – 5,1 кГц
Розмах напруги вхідного сигналу
не більше 110 В
Еквівалентний опір
300 Ом
Еквівалентна ємність
130
Тривалість неперервної роботи
не обмежена
Габарити
36x25 мм
Температура експлуатації
від 0 до 45° С
Відносна вологість повітря
до 80%
3. Копійка:
Вібраційний випромінювач з кріпленням на скло.
Характеристика (параметр)
Значення
/
Смуга відтворюваних частот
0,28 – 5,1 кГц
Розмах напруги вхідного сигналу
не більше 110 В
Еквівалентний опір
300 Ом
Еквівалентна ємність
130
Тривалість неперервної роботи
не обмежена
Габарити
38x10 мм
Температура експлуатації
від 0 до 45° С
Відносна вологість повітря
до 80%
Акустичні випромінювачі:
1. OMS-2000:
Для акустичного зашумления приміщень і повітропроводів.
2. АИ-45:
Для акустичного зашумления приміщень і повітропроводів.
СИСТЕМА «RNG-01»
Генератор акустичного шуму RNG-01 призначений для створення перешкод у можливих акустичних каналах витоку інформації. Такими каналами витоку можуть бути стіни, підлоги, стелі, скло і рами вікон, труби системи опалення, вентиляційні канали. Генератор формує «білий» шум в діапазоні звукових частот. Передача акустичних коливань на зашумлять канали проводиться за допомогою п'єзоелектричних вібраторів з елементами кріплення і акустичних колонок. Прилад призначений для роботи всередині приміщення
Технічні характеристики:
- діапазон частот: 100 - 15 000 Гц
- потужність вихідного сигналу : 4 Вт
- живлення: 220 В х 50 Гц
- споживана потужність: 40 Вт
- габаритні розміри: 140х127х40 мм.
СИСТЕМА «ANG-007S»
Пристрій захисту акустики приміщення ANG-007S призначено акустичного і віброзашумлення обсягів і будівельних конструкцій і захисту приміщень від прослуховування за допомогою лазерного знімання, радіомікрофонів, провідних мікрофонів, стетоскопів, і т.п. Оптимальний режим захисту може бути створений за допомогою двох видів вібродатчиків, акустичних систем, сумарною кількістю до 36, які підключаються до 12 незалежним підсилювачам з регульованою потужністю і з можливістю візуального контролю її рівня. Наявність вбудованого і виносного мікрофонів з регульованою чутливості дозволяє автоматично включати і вимикати підсилювачі потужності при змінах рівня акустичного сигналу.
Технічні характеристики:
- максимальний рівень гучності захищається мовної інформації - 80 дБ
- смуга частот сигналів захисту - 0.04 - 15 кГц
- кількість підсилювачів потужності - 12
- опір навантаження підсилювача потужності - 8 Ом
- ефективний радіус дії одного віброперетворювача: ТК1 - 1.5 м
- живлення - 220 В
- габаритні розміри:
виробу - 230х195х63 мм
віброперетворювача - ТК1 - 105х55 мм
СИСТЕМА «ANG 2000»
ANG-2000 спроектований для захисту від провідних мікрофонів, стетоскопів, мережевих передавачів, лазерних / ІЧ віконних стетоскопів. Система звукового маскування зашумлять периметр приміщення і не заважає розмові всередині. Діапазон ANG-2000 збігається з діапазоном людської мови, завдяки чому прилад має максимальну ефективність. Система зашумлення складається з основного модуля (ANG-2000), а також наступних додаткових елементів: вібровипромінювач TRN-2000. Використовується для поширення звукових коливань у стінах, стелі, вікнах, перегородках і витяжках. Акустичний випромінювач OMS-2000, використовуваний для зашумлення приміщення зсередини.
Технічні характеристики:
- діапазон частот250 Гц - 5 кГц
- вихідна напруга 0 - 12 В
- габарити:
основного блоку - 254х152х43 мм
вібродатчика - 102х38 мм
- вага:
основного блоку - 1.4 кг
вібродатчика - 910 г
3. МОДУЛЯТОР СКЛА НА МІКРОСХЕМІ K561ЛE5
Для скритності проведення перехоплення мовних повідомлень з приміщень можуть бути використані пристрої, у яких передача інформації здійснюється в оптичному діапазоні. Найчастіше використовується невидимий для простого ока інфрачервоний діапазон випромінювання.
Найбільш складними і дорогими засобами дистанційного перехоплення мови з приміщень є лазерні пристрої. Принцип їх дії полягає в посилці зондуючого променя в напрямку джерела звуку і прийомі цього променя після відбиття від будь-яких предметів, наприклад, шибок, дзеркал і т. д. Ці предмети вібрують під дією оточуючих звуків і модулюють своїми коливаннями лазерний промінь. Прийнявши відбитий від них промінь, можна відновити модульоване коливання. Виходячи з цього, розглянемо один з досить простих, але дуже ефективних способів захисту від лазерних пристроїв. Він полягає в тому, щоб за допомогою спеціальних пристроїв зробити амплітуду вібрації скла багато більшої, ніж викликану голосом людини. При цьому на приймальній стороні виникають труднощі в детектуванням мовного сигналу. Нижче наведені схеми та описи деяких подібних пристроїв.
Так для захисту інформації були придумані модулятори скла, тобто пристрої, що створюють перешкоди, широкосмуговий акустичний шум, модулюючий віконне скло з псевдовипадковою послідовністю.
Розглянемо модулятор скла з плаваючою частотою, створений на мікросхемі K561ЛE5. Цей модулятор призначений для створення перешкод пристроям, що зчитує звуки з поверхні віконного скла. Модулятор живиться від мережі змінного струму напругою 220 В. Принципова схема модулятора наведена на рис. 1.
/
Рис. 1. Схема електрична-принципова модулятора скла
Рис. 2. Вигляд зверху (друкованої плати), друкована плата
Напруга мережі гаситься резисторами R1 і R2 і випрямляється діодом VD1 типу КД102А. Конденсатор С1 зменшує пульсації випрямленої напруги. Модулятор виконаний на одній мікросхемі K561ЛE5. За своїм схемного побудови він нагадує генератор сильній частоти або частотний модулятор.
На елементах DD1.3 і DD1.4 зібраний керуючий генератор низької частоти. З його виходу прямокутні імпульси поступають на інтегруючу ланцюжок R5, С4.
При цьому конденсатор С4 то заряджається через резистор R5, то розряджається через нього. Тому на конденсаторі С4 виходить напруга трикутної форми, яке використовується для управління генератором на елементах DD1.1, DD1.2.
Цей генератор зібраний за схемою симетричного мультивібратора. Конденсатори С2 і СЗ черзі заряджаються через резистори R3 і R4 від джерела трикутного напруги. Тому на виході генератора буде мати місце сигнал, частота якого «плаває» в області звукових частот мовного діапазону. Оскільки живлення генератора дестабілізовано, то це призводить до ускладнення характеру генеруються сигналів. Навантаженням генератора служать п’єзокерамічні випромінювачі ZQ1 і ZQ2 типу ЗП-1.
Мікросхему DD1 можна замінити як на K561ЛA7, так і на K561ЛH1, K561ЛH2, або на мікросхеми серій 564,1561.
Випромінювачі ZQ1 і ZQ2 можуть бути будь-якими, їх кількість може бути від одного до чотирьох. Вони приклеюються до скла і можуть бути з’єднані послідовно або паралельно послідовно.
Простий модулятор скла викликає вібрацію скла, з різною частотою, тим самим усуваючи основний недолік найпростішого модулятора. Воно виконане на двох цифрових схемах 561 серії. В якості віброперетворювача використовується п’єзокерамічний перетворювач. Принципова схема пристрою наведена на рис. 3.
/
Рис. 3. Схема модулятора скла на двох цифрових схемах 561 серії.
Модулятор зібраний на мікросхемах К561ЛН2 і К561ИЕ8. Генератор тактових імпульсів зібраний на елементах DD1.1, DD1.2, резисторі R1 і конденсаторі С1 за схемою несиметричного мультивібратора.
З виходу генератора тактові імпульси надходять на вхід лічильника DD2 типу К561ИЕ8. Ця мікросхема має вбудований дешифратор. Тому напруга високого рівня по черзі з’являється на виходах лічильника відповідно до кількості тих, що прийшли імпульсів.
Рис. 4. Друкована плата модулятора скла на двох цифрових
схемах 561 серії.
Припустимо, що після приходу чергового тактового імпульсу рівень логічної одиниці з’явився на виході 2 мікросхеми DD2 (вив. 4). На інших виходах присутній рівень логічного нуля. Позитивне напруга починає заряджати конденсатор С2 по ланцюгу VD3, R4, R12.
При досягненні на конденсаторі С2 напруги, достатнього для відкривання транзистора VT1 типу КТ-315, останній відкривається, і на виході елемента DD1.4 з’являється рівень логічного нуля. Конденсатор С2 швидко розряджається через діод VD11 типу КД522. Транзистор VT1 закривається, і процес заряду конденсатора С2 поновлюється з тієї ж зарядної ланцюга.
З приходом чергового тактового імпульсу рівень позитивного напруги з’являється тільки на виході 3 (вив. 7). Тепер конденсатор С2 заряджається по ланцюгу VD4, К5, R12. Так як сумарне опір цього ланцюга менше, ніж опір ланцюга VD3, R4, R12, то заряд конденсатора С2 до напруги відкривання відбувається швидше. Частота імпульсів на виході цього керованого генератора збільшується. Прямокутні імпульси поступають на Віброперетворювач ZQ1, виконаний на основі п’єзокерамічного перетворювача.
Деталі. Мікросхеми DD1 і DD2 можна замінити на аналогічні – серій 176, 564, 1561. Резистори – типу МЛТ-0, 125. Опору резисторів R2-R11 можуть бути будь-якими з інтервалу 10-1000 кОм. Резистори однакового номіналу краще не використовувати.
Діоди VD1-VD11 можуть бути будь-якими, наприклад, КД521, Д9, Д18, КД510 та ін. Транзистор VT1 можна замінити на КТ3102. П’єзокерамічний перетворювач ZQ1 може бути будь-який, від іграшок або телефонних апаратів.
Живлення пристрою здійснюється від батарейки типу «Крона». Вібродатчик ZQ1 приклеюється на скло. Сигнал до нього підводиться по дротах від елемента DD1.6.
Налаштування полягає в установці частоти тактового генератора підбором конденсатора С1 або резистора R1. Частота тактових імпульсів вибирається близько 2-3 Гц.
ВИСНОВКИ
Для захисту акустичної інформації використовуються пасивні (захисна плівка) та активні методи і засоби.
Віброакустичне маскування ефективно використовується для захисту мовної інформації від витоку через прямий акустичний, віброакустичний та оптико-електронний канали витоку інформації.
На практиці найширше застосування знайшли генератори шумових коливань, також використовують і інші завади, наприклад «одночасна розмова кількох людей», хаотичні послідовності імпульсів.
В даний час створено велика кількість різних систем активного віброакустичного маскування, до них можна віднести системи: «RNG-01», «ANG-007S» і цілі комплекси віброакустичного захисту такі, як наприклад, «БАРОН».
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
Любомир Пархуць. Методи і засоби захисту інформації. – Конспект лекцій «Захист інформації від витоку технічними каналами» Львів 2010.
Корякин-Черняк С.Л. Как собрать шпионские штучки своїми руками. СПб.: Наука и техніка,2010-224с.
Інтернет ресурс http://www.sis-tss.ru
Інтернет ресурс http://www.bezpeka.com/ru/lib/tzi_eq/art485.html
Інтернет ресурс http://www.nelk.ru/files/man27.pdf