Способы и средства энергетического скрытия акустического сигнала

Энергетическое скрытие акустических сигналов в соответствии с рассмотренными методами защиты информации обеспечивается путем применения способов и средств, уменьшающих энергию носителя или увеличивающих энергию помех.

Простейшим способом первого метода является уменьшение громкости речи во время разговора на конфиденциальные темы. Однако это возможно, если количество собеседников мало. В иных случаях применяют звукоизоляцию, звукопоглощение и глушение звука. Второй метод предусматривает применение активных средств – генераторов акустических помех.

Звукоизоляция направлена на локализацию источников акустических сигналов в замкнутом пространстве внутри контролируемых зон. Основное требование к ней – за пределами этой зоны соотношение сигнал/помеха не должны превышать максимально-допустимые значения, исключающие добывание информации злоумышленниками. Учитывая, что средняя громкость звука говорящего в помещении составляет около 50-60 дБ, то в зависимости от категории помещения его звукоизоляция должна быть не менее норм, приведенных в табл. 8.3 [23].

 

Таблица 8.3.

Частота, Гц	Категория выделенного помещения. дБ
I	II	III

 

При этих значениях звукоизоляции уровни звука вне помещений на фоне акустических шумов не обеспечивают подслушивание разговоров.

Звукоизоляция обеспечивается с помощью архитектурных и инженерных конструкций: ограждений, экранов, кабин, кожухов (рис. 8.6).

Звукоизоляция оценивается величиной ослабления R в дБ акустической волны, равного R=10-lgP_пад/Р_пр, где Р_пад – мощность падающей на средство звукоизоляции акустической волны, Р_пр – мощность акустической волны, прошедшей через это средство. При падении акустической волны на границу поверхностей с различными удельными плотностями большая часть падающей волны отражается. Меньшая часть волны проникает в материал звукоизолирующей конструкции и распространяется в нем, теряя свою энергию в зависимости от длины пути и его акустических свойств материала. Под действием акустической волны звукоизолирующая поверхность совершает сложные колебания, также поглощающие энергию падающей волны.

Характер этих поглощений определяется соотношением частот падающей акустической волны и спектральных характеристик (распределения частот) поверхности средства звукоизоляции. В области резонансных частот (до 25-45 Гц) средств звукоизоляции ослабление зависит в основном от внутреннего трения в звукоизолирующем материале, на более высоких частотах – от его поверхностной плотности, измеряемой в кг на 1 м² поверхности. С учетом действующих норм на звукоизоляцию в помещении поверхностная масса основных ограждающих конструкций должна составлять не менее 250-300 кг.

Звукоизолирующие ограждения – это стены, перекрытия, перегородки, окна, двери, имеющие по периметру контакты с другими ограждениями. Beличина звукоизоляции однослойного ограждения характеризуется сложной нелинейной зависимостью как от частоты f_зв колебания акустической волны, так и от большой группы характеристик ограждения. В общем случае эту зависимость можно представить в виде следующей функции:

R=F(f_зв, m, h/f_oг, r, v),

где m – поверхностная масса ограждения;

h – коэффициент потерь энергии в материале;

f_oг – собственная частота колебаний ограждения;

r – удельная плотность материала ограждения;

v – скорость звука в материале ограждения

Одним из наиболее слабых звукоизолирующих элементов ограждающих конструкций выделенных помещений являются двери и окна. Двери имеют существенно меньшие по сравнению с основными ограждающими конструкциями поверхностные плотности, а также зазоры и щели. Стандартные двери не удовлетворяют требованиям по защите информации в помещениях от подслушивания. В табл. 8.4 приведены примеры повышения звукоизоляции дверей путем применения дополнительных уплотняющих прокладок по периметру притвора дверей [24].

Как видно из табл. 8.4., применение уплотняющих прокладок повышает звукоизоляцию дверей на 5-10 дБ, однако необходимо учитывать, что в процессе эксплуатации в результате обжатия, износа, затвердевания резиновых прокладок звукоизоляция снижается. В табл. 8.5 приведены значения звукоизоляции специально проектируемых дверей с повышенной звукоизоляцией [24].

 

Таблица 8.4

Конструкция двери	Условия применения	Звукоизоляция в дБ на частотах в Гц
Щитовая дверь, облицованная фанерой с двух сторон	без прокладки с прокладкой из пористой резины
Типовая дверь П-327	То же

 

Следовательно, для защиты информации необходимо применять либо специально разработанные звукоизолирующие двери, либо двойные двери с тамбуром. При этом целесообразно применять утяжеленные полотна дверей, обивать их материалами со слоями ваты или войлока, использовать дополнительные уплотнительные прокладки, герметизирующие наплавы, валики и т.п. При организации тамбуров дверей звукоизоляцию повышает уплотнение щелей над полом при отсутствии порогов, а также целесообразна облицовка внутренних поверхностей тамбура звукопоглощающими покрытиями.

 

Таблица 8.5.

Конструкция двери	Звукоизоляция в дБ на частотах в Гц
Дверь звукоизолирующая, облегченная
То же, двойная с зазором более 200 мм
Дверь звукоизолирующая тяжелая
То же, двойная с зазором более 300 мм
Двери тяжелые, двойные с облицовкой тамбура

 

Окна, занимающие по условиям обеспечения освещенности достаточно большие площади ограждающих конструкций помещений, также как и двери, являются элементом среды распространения потенциальных каналов утечки информации. В табл. 8.6 указаны некоторые данные по звукоизоляции наиболее распространенных вариантов остекления помещений [24].

Из приведенных данных следует вывод о том, что звукоизоляция одинарного остекления соизмерима со звукоизоляцией одинарных дверей и недостаточна для надежной зашиты информации в помещении. Существенно большую звукоизоляцию имеют окна с остеклением в раздельных переплетах с шириной воздушного промежутка более 200 мм или с тройным комбинированным остеклением.

 

Таблица 8.6.

Схема остекления	Звукоизоляция в дБ на частотах в Гц
Одинарное остекление: толщина 3 мм. толщина 3 мм
толщина 4 мм
толщина 6 мм
Двойное остекление с воздушным промежутком: 3 мм – 57 –3 мм
3 мм – 90 – 3 мм
4 мм – 57 – 4 мм
4 мм – 90 – 4 мм

 

Необходимо отметить, что увеличение числа стекол не всегда приводит к увеличению звукоизоляции в диапазоне частот речевого сигнала вследствие резонансных явлений в воздушных промежутках и эффекта волнового совпадения. Разработаны конструкции окон с повышенным звукопоглощением на основе стеклопакетов с герметизацией воздушного промежутка, с заполнением при пониженном давлении промежутка между стеклами различными газовыми смесями или созданием между ними вакуума. Звукоизоляция до 5 дБ повышается при облицовке межстекольного пространства по периметру звукопоглощающим покрытием.

Следует иметь ввиду, что в общем случае звукоизоляция ограждающей конструкции, содержащей несколько элементов, должна оцениваться звукоизоляцией наиболее слабого элемента. Такими элементами чаще бывают однослойные плоские ограждения. Для повышения величины ослабления на плоское ограждение наносят слой звукопоглощающего материала, которое увеличивает звукоизоляцию R за счет дополнительного ослабления звука в звукопоглощающем материале и повышения общей массы составного ограждения.

Для повышения звукоизоляции применяют также многослойные ограждения, чаще двойные. Они состоят из двух однослойных поверхностей, разделенных в простейшем случае воздушным слоем. Между поверхностями, соединенных ребрами жесткости, помещают различные звукопоглощающие материалы. Значения ослабления звука ограждениями, выполненных из некоторых часто применяемых строительных конструкций, указаны в табл. 8.7 [24].

Уровень акустического сигнала R_вн в дБ за ограждением можно приближенно оценить по формуле [13]:

R_вн=R_pc+6+101gS_oг-R_oг,

где R_pc – уровень речевого сигнала в контролируемом помещении, дБ;

R_oг – звукоизолирующая способность ограждения дБ;

S_oг – площадь ограждения, м².