Торокин А.А. Инженерно-техническая защита информации, 2005

исходит в реальном масштабе времени. Когда AFc > AFK, информа­ ция искажается и частично теряется (рис. 6.3).

D

1с. 6.3. Графическое представление ограничения частоты

сигнала каналом утечки

Для исключения потери информации на входе канала связи применяется буферное запоминающее устройство, на вход которо- 1 о поступает с определенной скоростью информация и с которо- | о информация считывается со скоростью, обеспечивающей согласонание ширины спектра сигнала с шириной полосы пропускания частот канала. При этом время передачи увеличивается, т. е. режим реального времени не обеспечивается. Если AFc < AFK, то спектр сигнала не урезается, но в более широкополосном канале увеличи­ вается уровень помех. В результате этого уменьшается отношение Сигнал/помеха, что также приводит к снижению пропускной спо­ собности канала связи.

Пропускная способность составного канала (состоящего из не­ скольких последовательно соединенных простых каналов) опреде­ ляется пропускной способностью простого канала, имеющего на­ именьшие значения. Например, составной канал наблюдения объ­ ектов с космического аппарата включает широкополосный опти­ ческий канал «наземный объект — фотоаппарат КА» и менее ши­ рокополосный радиоэлектронный канал «сброса» изображения с КА получателю. Для передачи полученного при фотографирова­

181

нии объема видеоинформации изображения на пленке считывает­ ся с меньшей скоростью, но в течение более длительного времени. В общем случае наибольшую пропускную способность имеет оп­ тический канал утечки информации, так как его полоса пропуска­ ния существенно выше полосы пропускания любого другого кана­ ла. Наименьшей пропускной способностью обладает акустический канал утечки информации.

Другим показателем, который широко применяется для оцен­ ки возможностей канала утечки, является его длина. Длина тех­ нического канала утечки информации оценивается расстоянием от источника сигнала канала до его приемника при условии обес­ печения при приеме допустимого качества информации. Длина канала в общем случае зависит от показателей элементов канала передачи информации: энергии сигнала, степени его ослабления

всреде распространения, чувствительности и разрешающей спо­ собности приемника злоумышленника, уровня помех в канале и др. Чем длина канала больше, тем на большем удалении от источ­ ника возможно добывание информации и тем меньше риск зло­ умышленника. Если длина канала больше расстояния от источни­ ка сигнала до границы контролируемой зоны, то риск злоумыш­ ленника при добывании информации существенно меньше, так как он может разместить приемник сигнала за пределами конт­ ролируемой зоны. Поэтому злоумышленник стремится всеми воз­ можными методами увеличить длину технического канала утеч­ ки информации.

Для добывания информации с требуемым качеством необхо­ димо обеспечить на входе приемника канала минимально допусти­ мое для каждого вида информации и носителя отношение сигнал/ помеха. Это отношение достигается на различном удалении от ис­ точника сигнала, в зависимости от мощности сигнала и помехи, а также величины (коэффициента) ослабления (затухания) сигнала

вканале. Носители информации существенно отличаются по ве­ личине затухания в среде распространения: в наибольшей степени уменьшается энергия акустической волны, в наименьшей — элект­ ромагнитная волна в длинноволновом диапазоне частот.

При определенной энергии сигнала требуемое отношение сиг­ нал/шум обеспечивается (без учета спектральных характеристик

182

коэффициента затухания среды распространения) при более уз­ кой полосе сигнала и канала. Поэтому, например, сужение поло­ сы частот спектра сигнала радиозакладного устройства увеличи­ вает дальность его приема. Наибольшую длину, за исключением случаев переноса материальных макротел как носителей информа­ ции, имеют радиоэлектронные каналы утечки информации. Длина составного канала утечки информации может быть сколь угодно большой.

Качественная оценка пропускной способности и длины техни­ ческих каналов утечки информации указана в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Чем более широкую пропускную способность Имеет канал утечки и чем он длиннее, тем большую потенциальную угрозу со­ здает такой канал. Но рассмотренные показатели не учитывают ценность (полезность) предаваемой информации. При наличии ка­ нала утечки далеко не вся информация источника, имеющая опре­ деленную цену, попадет к злоумышленнику. Часть ее будет утеря­ на в канале утечки. Следовательно, цена информации, полученной злоумышленником, в общем случае всегда будет меньше цены ин­ формации источника. Поэтому важнейшим показателем техничес­ кого канала утечки информации является его информативность. Однако информативность зависит, прежде всего, от информатив­ ности источника информации. Поэтому корректно говорить не об абсолютной информативности канала утечки, а об относитель­ ной информативности. Под относительной информативностью технического канала утечки понимается величина в интервале

183

0-1, соответствующая доли информации источника, которая мо­ жет быть передана по рассматриваемому каналу Например, опти­ ческий канал наблюдения за объектом разведки в помещении про­ тивоположного дома имеет высокую пропускную способность, но количество добываемой с его помощью информации зависит от разрешающей способности оптического приемника. Не вооружен­ ный оптическим прибором наблюдатель может рассмотреть лишь крупные объекты, а с помощью специального телескопа можно прочесть текст документа в руках человека. Так как оптический приемник является элементом технического канала утечки инфор­ мации, то его разрешающая способность характеризует относи­ тельную информативность этого канала.

Пропускная способность, длина и относительная информатив­ ность канала зависят от параметров его элементов: источника сиг­ нала, среды распространения и приемника сигнала.

Источник сигнала характеризуется следующими показателя­

ми:

•мощностью сигнала;

•диаграммой направленности излучения сигнала (света, акусти­ ческой и электромагнитной волн);

•параметрами спектра сигнала (шириной, неравномерностью спектральных составляющих);

•динамическим диапазоном сигнала.

Для технических каналов утечки информации характерна малая мощность носителя. Даже при перехвате сигналов функ­ циональных служебных каналов связи прием сигналов, как пра­ вило, производится в стороне от направления «источник-прием- ник». Например, воздушная радиоэлектронная разведка во вре­ мя барражирования самолета вдоль государственной границы способна перехватывать лишь боковые (существенно меньшие по мощности) излучения антенн передающих устройств доста­ точно близко расположенных у границы радиорелейных линий связи. Наименьшую мощность имеют сигналы побочных элект­ ромагнитных излучений и наводок радиоэлектронных и электри­ ческих приборов. Перехват таких сигналов стал возможен в сере­ дине XX в., что существенно повысило эффективность техничес­ кой разведки.

184

Диаграмма направленности излучения, которая описывает характер распределения в пространстве энергии излучаемого (при­ нимаемого) сигнала. Интегрально она оценивается шириной по уровню 0,5 мощности излучаемого поля в градусах в вертикальной п горизонтальной плоскостях — шириной диаграммы направ­ ленности. В отличие от антенн передатчиков и приемников функ­ циональных радиоканалов связи, ширина которых устанавливает­ ся при создании антенн исходя из пространственного расположе­ ния источников и приемников сигналов, большинство антенн ис­ точников сигналов технических каналов утечки информации име­ ют так называемые случайные антенны. Функции случайных ан­ тенн могут выполнять любые проводники (ножки транзисторов, диодов и микросхем, провода, токопроводы печатных плат), по ко­ торым протекает электрический ток или в которых возникают вы­ сокочастотные электрические заряды. Так как эти токопроводящие элементы произвольно ориентированы по отношению к приемни­ ку опасных сигналов, а их размеры не согласованы с длиной излу­ чаемой волны, то более или менее достоверно можно описать диа­ грамму направленности случайной антенны только после прове­ дения соответствующих инструментальных измерений. Мощность излучаемого случайной антенны электромагнитного поля зависит как от силы тока или величины заряда, так и от степени близос­ ти ее геометрических размеров длине волны. Чем они ближе, тем ныше излучаемая мощность. Так как размеры случайных антенн малы (доли и единицы мм и см), то мощность излучения повыша­ ется при увеличении частоты колебаний зарядов или токов.

Основными показателями спектра сигнала, распространяюще­ гося в техническом канале утечки информации, являются шири­ на и неравномерность спектра сигнала. Так как в отличие от фун­ кционального канала связи от канала утечки информации не тре­ буется безыскаженная передача всех спектральных составляющих сигнала, а лишь тех, которые несут интересующую злоумышлен­ ника информацию, то важно при оценке канала утечки информа­ ции учитывать те области спектра, в которых сосредоточена основ­ ная энергия носителя. Такие области применительно к речевому сигналу называются фонемами. Например, в акустическом сигна­ ле речевой информации при прохождении его через различные ог­

раждения помещения в большей степени поглощаются высокочас­ тотные составляющие спектра речи, в результате чего на достаточ­ но большом расстоянии исчезают признаки индивидуальности го­ лоса говорящего человека, но смысл речевого сообщения остается понятным подслушивающему.

Динамический диапазон сигнала оценивается значением де­ сятичного логарифма отношения максимальной мощности сигнала к минимальной. Значимость динамического диапазона для разных источников сигналов неодинаковая. Для оптического сигнала он имеет важное значение, так как описывает яркостные и цветовые отражательные свойства поверхности объекта. Для речевого сиг­ нала его информативность существенно ниже, так как смысл рече­ вого сообщения понимается даже при симметричном относитель­ но нуля ограничении аналогового речевого сигнала и преобразова­ нии его в двоичную последовательность — клипированную речь.

Среда распространения характеризуется набором физичес­ ких параметров, определяющих условия распространения носите­ ля с информацией. Основными из них являются:

•скорость распространения носителя в среде;

•коэффициент передачи или ослабления энергии носителя на единицу длины;

•зависимость коэффициента передачи от частоты сигнала (амп­ литудно-частотная характеристика);

•вид и мощность помех сигналу.

Если для носителя в виде радиоволны скорость распростране­ ния очень велика и ее можно не учитывать, то для носителей в виде материальных тел задержка носителя может привести к устарева­ нию содержащейся на нем информации. Например, если достаточ­ но долго не производился вывоз отходов делопроизводства из ор­ ганизации, то информация, содержащаяся в найденном на свалке черновике документа, может существенно потерять свою первона­ чальную цену.

При любом перемещении носителя в пространстве уменьшает­ ся его энергия. Мера снижения энергии зависит от вида носителя и характеристик среды. Например, бетонная стена не пропускает свет, существенно ослабляет акустическую волну и незначительно снижает энергию электромагнитной волны. Преодолевая различ­

186

ного рода препятствия на пути движения, злоумышленник устает, его движение замедляется и может вообще прекратиться. Так как любой физический сигнал — носитель информации может быть описан моделью в виде совокупности определенного набора коле­ баний (гармоник), а параметры среды относительно колебаний раз­ ных частот отличаются, то применительно к сигналам среда рас­ пространения может быть представлена в виде комплексного ко­ эффициента передачи К(ю) = S(co)bux /SBX(co), где Sax(co) и SBwx(m) — составляющие спектра (спектральные плотности) сигналов на вхо­ де и выходе среды распространения соответственно. Коэффициент передачи К(со) представляет собой амплитудно-частотную ха­ рактеристику (АЧХ) среды распространения технического кана­ ла утечки информации.

Среда распространения, как правило, неоднородная. Ее АЧХ зависит от параметров рассматриваемой среды распространения, которые могут изменяться в зависимости от большого числа при­ родных и искусственных факторов. Например, на условия распро­ странения радиоволн влияет концентрация ионов в атмосфере, ко­ торая зависит от солнечной радиации, изменяющейся в дневное и ночное время суток. Любую среду можно представить в виде после­ довательно соединенных п участков с одинаковыми характеристи­ ками каждого из участков АЧХ: воздух-стекло-воздух-стекло, воз- дух-бетонная стена-воздух-кирпичная стена-воздух и др. Если ко­

эффициент передачи i-ro элемента среды распространения К.(со), то

П

коэффициент передачи среды К. (со) = П в д . Следовательно, ко- i-1

эффициент затухания среды определяется, прежде всего, ее участ­ ком с наибольшим затуханием. Результаты качественного анализа разных сред распространения приведены в табл. 6.2.

От параметров приемника сигналов существенно зави­ сят характеристики технического канала утечки информации. Основными параметрами приемника сигналов являются:

•диапазон принимаемых частот;

•чувствительность;

•пространственная селективность приемной антенны;

•динамический диапазон сигнала;

•вид и уровень искажений сигнала.

Очевидно, что диапазон частот (длин волн) приемника должен соответствовать диапазону частот (длин волн) сигнала. Но так как частоты источника сигнала случайного канала не известны зло­ умышленнику, то для поиска .и приема используется приемник с диапазоном частот, охватывающим возможные частоты сигнала. Например, современные сканирующие радиоприемники имеют пе­ рестраиваемый диапазон частот от долей до нескольких десятков тысяч МГц.

Различают предельную и реальную чувствительность прием­ ника. Так как в любом приемнике сигналов производится преобра­ зование сигнала любого вида в электрический сигнал, то предель­ ная чувствительность определяется уровнем собственных тепло­ вых шумов входных электрических цепей приемника. Эти шумы ограничивают возможности любого приемника. Реальная чувст-

188

рительность учитывает качество информации на выходе прием­ ника и характеризуется минимальным уровнем сигнала на входе, рри котором отношение сигнал/шум на его выходе соответствует Заданному значению. Ухудшают качество информации на выходе : Приемника не только собственные шумы, но и уровень помех в сре­ де распространения, который может быть выше уровня собствен- ,рых шумов.

Динамический диапазон приемника характеризуется отно­ шением в логарифмическом масштабе максимального и минималь­ ного уровней входного сигнала, при котором обеспечивается тре­ буемый уровень качества сигнала на выходе приемника. При ма­ лом динамическом происходит искажение сигнала большой амп­ литуды. Так как приемники технических каналов утечки информа­ ции имеют высокую чувствительность, то из-за непостоянства ко­ эффициента затухания среды во времени возможен уровень вход­ ного сигнала, который при определенном коэффициенте усиления вызывает ограничение выходного сигнала, что приводит к замет­ ным его искажениям. Например, закладное устройство, рассчитан­ ное на уровень акустического сигнала, соответствующего несколь­ ким метрам от источника звука, при приближении этого источника к месту нахождения закладного устройства будет излучать радио­ сигнал с искаженной речевой информацией. С целью расширения динамического диапазона приемника в нем предусматривают авто­ матическую регулировку усиления (АРУ) в зависимости от средне­ го уровня входного сигнала.

Несоответствие спектральных характеристик и динамическо­ го диапазона приемника соответствующим характеристикам вход­ ного сигнала, воздействие внешних помех и тепловых шумов, не­ эквивалентное усиление наведенного в антенне приемника для раз­ ных частотах и разных уровней приводят к частотным и нелиней­ ным искажениям сигнала на входе демодулятора. Так как искаже­ ние параметров сигнала вызывает изменение информации, то сиг­ налы на выходе демодулятора содержат уже измененную инфор­ мацию.

Для составных каналов утечки информации значения всех рас­ смотренных показателей, за исключением мощности сигнала на входе приемника, ухудшаются, так как при любом преобразова­

л о

нии сигнала происходит изменение его информативных парамет­ ров, следовательно, и информации. А так как качество любого ка­ нала связи оценивается по подобию полученной информации пе­ реданной, то любое уменьшение подобия может трактоваться как ухудшение качества информации. Конечно, в большинстве случа­ ев к качеству информации на выходе технического канала утеч­ ки предъявляются менее жесткие требования, чем к функциональ­ ному каналу связи. Но далеко не всегда. При передаче цифровых данных трансформация чисел может доставить злоумышленнику столь же большие неприятности, как и санкционированному по­ лучателю.

6.4.Комплексное использование технических каналов утечки информации

Многообразие каналов утечки информации предоставляет зло­ умышленнику большой выбор путей, способов и средств добыва­ ния информации. На основе результатов анализа каждого из рас­ смотренных каналов можно сделать следующие выводы.

1.Утечка семантической информации возможна по всем тех­ ническим каналам. По совокупности угроз информации каналы ее утечки можно проранжировать в следующей последовательности: радиоэлектронный, акустический и оптический каналы. Однако в некоторых конкретных условиях возможны иные ранги каналов, например когда имеется реальная предпосылка для наблюдения или фотографирования документов.

2.Наибольшими потенциальными возможностями по добыва­ нию информации о видовых демаскирующих признаках обладает оптический канал, в котором информация добывается путем фото­ графирования. Это обусловлено тем, что фотоизображение имеет:

•самое высокое разрешение даже на большом расстоянии от объ­ екта наблюдения, например, при детальной фотосъемке из кос­ моса оно достигает 10-15 см на местности;

•самую высокую информационную емкость, обусловленную максимумом демаскирующих признаков, в том числе наличием такого информативного признака как цвет.

Информационные объемы телевизионных изображений при­

мерно на порядок ниже фотоизображений. Телевизионные изоб­

190