Защита информации

Учет характеристик телефонных каналов связи для подавления

возможных каналов утечки информации

В качестве основного стандартного канала в современной многока­ нальной аппаратуре электросвязи принят канал с эффективно передавае­ мой полосой частот от 300 до 3400 Гц, соответствующей спектру телефон­ ного сигнала. Характеристики этого канала нормируются так, чтобы его можно было использовать также и для электронной почты, факсимильной

не превосходит пропускной способности канала Ск. Канал такого типа называется каналом тональной частоты (каналом ТЧ).

ной связи внутри страны и при выходе на международную сеть связи, а так­ же возможность использования каналов ТЧ для электронной почты, пере­ дачи данных, телеграфирования, факсимильной связи, передачи сигналов телемеханики, телеуправления и пр.

АМТС-

Телевидение

Рис. 8.11. Основные виды электросвязи:

АТС - автоматическая телефонная станция; АТгС’ автоматическая телеграф­ ная станция; АМТС - аппаратная междугородней телефонной сети;

АМТ - аппаратная междугородного телевидения.

331

го сопротивлений; при этом частота испытательного сигнала, на которой измеряется остаточное затухание, равна 800 Гц.

пропускаемая полоса частот, т.е. полоса частот, на границах которой оста­ точное затухание канала отличается от номинального не более чем на не­ которое допустимое значение. В пределах эффективно пропускаемой поло­ сы нормируются допустимые отклонения остаточного затухания от номи­ нала. Один из возможных способов нормирования заключается в том, что задают “шаблон” допустимых отклонений остаточного затухания (рис.8.12).

Рис.8.12. Шаблон допускаемых отклонений остаточного затухания канала ТЧ.

4.Частотная характеристика фазового сдвига между выходны

ивходным сигналами.

//I/ мильной связи, большие фазочастотные иска-

янедопустимы

Рис. 8.13. Пример частной зависимости

"ср. макс. 7

группового времени запаздывания (ГВЗ), идеального (1) и реального (2) канала

332

Для оценки фазовых искажений, вносимых каналом, рассматривают частотную характеристику группового времени замедления (ГВЗ), опреде­ ляемого, как г = db (co)ldo), где b - фазовый сдвиг. Нормируются отклонения ГВЗ от его значения на частоте 1900 Гц на одном транзитном участке дли­ ной 2500 км (рис.8.13). Отклонения ГВЗ составного канала с п транзитны­ ми участками будут в п раз больше. Большие искажения не позволяют по­ лучить необходимую скорость передачи, в связи с чем возникает задача их коррекции.

Частотные характеристики остаточного затухания и фазового сдвига определяют линейные искажения канала связи.

5.Амплитудная характеристика - зависимость абсолютного уровня

ной частоте измерительного сигнала: Рвыхк = у/(Рвхк)(по ней судят о нели­ нейных искажениях).

6. Уровень (мощность) помех в точке с нулевым измерительным уров­ нем. Псофометрическая мощность помех в точке с нулевым измеритель­ ным уровнем при максимальных протяженности связи и количестве тран­ зитов не должна превышать 50000 пВт. Соответствующее значение невзве­ шенной допустимой мощности помех составляет 87000 пВт.

7. Средний и пиковый (допустимые) уровни мощности сигнала в точ­ ке с нулевым измерительным уровнем и динамический диапазон канала

где Р ткс- максимальная допустимая мощность сигнала; Рп - мощность невзвешенных помех (отнесенные к точке с нулевым измерительным уров­ нем).

В точке с нулевым измерительным уровнем нормируемое среднее зна­ чение мощности сигнала составляет 32 мкВт, пиковое 2200 мкВт.

8. Пропускная способность канала

C = A f l o g 2 ( \ + P ! c / P J

где А/- эффективно передаваемая полоса частот канала; Рс ср - средняя мощность сигнала.

Физические характеристики сигналов электросвязи

Использование основных видов электросвязи (Л.55) показано на рис.8.11. Из схемы видно, что подавляющее количество информации пере­

зи необходимо для понимания сущности мониторинга и защиты каналов связи. Так, большинство схем защиты, подавляющих действие радиозак­ ладных устройств, основано на различного рода смещениях объема сигна­ ла и требует ясного представления таких понятий как:

333

•пропускная способность канала;

•длительность, мощность и спектр сигнала;

•объем сигнала и емкость канала

•количество сведений в объеме сигнала.

Сигнал можно рассматривать как есть в определённом смысле объект транспортировки, так как он должен быть передан по каналу связи от пере­ датчика к приемнику. Техника связи и есть по существу техника транспор­ тировки сигнала. Поэтому для описания сигнала вводятся такие его харак­ теристики, которые определяли бы условия его передачи.

Всякий сигнал, рассматриваемый как явление во времени, имеет нача­ ло и конец. Поэтому первой характеристикой свойств сигнала является его длительность. Длительность сигнала связана с количеством сведений, ко­ торое при прочих равных условиях должно быть пропорционально дли­ тельности. С другой стороны, длительность сигнала связана с условиями работы канала связи: чем больше длительность сигнала, тем на большее время занимается канал. Длительность сигнала измеряется в единицах вре­ мени (миллисекундах, микросекундах, секундах, минутах, часах).

Характеристикой функции сигнала в интервале его существования на протяжении его длительности может служить энергия или средняя мощность

ния PJt) = U2(t)/R

Средняя мощность сигнала равна энергии, выделяющейся на сопро­ тивлении R в течение интервала времени At, отнесенной к продолжитель­ ности этого интервала

1 л/

Р = —J P(t)dt

С-СР J ; 7

A t 0

Средние мощности реальных сигналов оценивают экспериментально. Результаты измерений показывают, например, что уровни средних мощно­ стей микрофонных сигналов от различных абонентов могут отличаться друг от друга на 30 дБ и более. Средняя мощность зависит от затухания соеди­ нительной линии, типа телефонного аппарата, пола абонента, его манеры говорить и ряда других причин. Средняя мощность микрофонного сигнала “среднестатистического” абонента, принята равной 32 мкВт в начале меж­ дугородного канала. Но мощность сигнала сама по себе не определяет свой­ ства сигнала как переносчика сведений, так как нельзя игнорировать ре­ альные условия передачи сигнала, определяемые наличием помех. Поэто­ му сигнал целесообразно характеризовать не абсолютной мощностью, а отношением мощности сигнала к мощности помех. В технике электросвязи для оценки мощностей, токов и напряжений сигналов и помех используют понятие уровней, измеряемых в логарифмических единицах, выраженных в децибелах (дБ),

Я = 101g (PJPJ

334

где Рс и Рп - соответственно, средние мощности сигнала и помехи.

Эту величину будем называть превышением сигнала над помехой или просто превышением. Нетрудно увидеть, что Н выражает не что иное, как относительный средний уровень превышения сигнала над помехой.

Мгновенные мощности сигналов электросвязи могут изменяться в до­

Таким образом, для описания общих свойств сигнала достаточно трех основных характеристик: длительности Тс, ширины спектра Fc, превыше­ ния сигнала над помехой Не. Их можно себе представить в виде отрезков определенной длины, отложенных параллельно трем координатным осям: оси времени, оси частот и оси уровней.

Рис. 8.14. К пояснению объема

Vc = TcFcHc можно назвать объемом сигнала.

Введя понятие объема сигнала, можно сравнительно просто предста­ вить соотношения между свойствами сигнала и помехи, в том числе созда­ ваемой для подавления закладных устройств, и свойствами канала связи. Канал связи можно охарактеризовать также тремя параметрами:

1)временем Тк. в течение которого канал предоставлен для работы,

2)полосой частот Fk, которую канал способен пропустить,

335

3)полосой уровней Нк, зависящей от допустимой нагрузки аппарату­

Произведение Vk = ТкРкНк называется емкостью канала. Сигнал мо­ жет быть передан по каналу, если емкость канала не менее объема сигнала, или, образно говоря, если сигнал “вмещается” в канал. Это представление связывается с геометрическим образом двух параллелепипедов, из которых один должен поместиться в другом; что возможно, если все три стороньь вмещающего параллелепипеда больше соответствующих сторон вмещае­ мого. Впрочем, имеются способы и устройства деформаций объема сигна­ ла, позволяющие согласовать сигнал с каналом, так что условия передачи сигнала по каналу можно смягчить и записать в более общем виде: Vk > V.

Количество сведений в объеме сигнала. Чем больше объем сигнала, тем большее количество сведений он может перенести. Хотя назначение систе­ мы связи и состоит в передаче сообщений, а не в передаче энергии, тем не менее эти две категории тесно связаны между собой. Оказывается, что ко­ личество сведений, переносимых в единицу времени в битах, прямо про­ порционально логарифму мощности сигнала:

V = F T l ° g 2 ( a P c c p )

где Рсср- средняя мощность сигнала; а - нормировочный коэффициент. Пропускная способность канала. В действительных условиях работы системы связи в приемник поступает сигнал с примешанными к нему поме­

хами. Количество сведений, принятых приемником, с учетом помех

V v = F T \ o g ( \ + P t / Р п ) . ■

Предельная пропускная способность системы связи, т.е. наибольшее количество сведений, которое приемник может принять (из переданных) в единицу временит бит/с:

Пропускная способность неограниченно возрастает при уменьшении мощности помех. При достаточном превышении мощности сигнала над помехой единицей в скобках можно пренебречь, и количество сведений в

Преобразование сигнала. Соотношение величин Т, Ff Я зависит от того, как закодирован сигнал. Изменяя способ кодирования можно получить иные соотношения при том же объеме сигнала и при том же количестве сведений V - log2 N = log2mf\ где m - основание кода, п - число элементов сигнала.

Путем выбора кода можно так преобразовать сигнал, что ширина спек­ тра F или превышение Н изменятся в желаемое (необходимое) число раз, причем произведение этих величин остается неизменным. Инвариантом

336

преобразования является величина Flog2 т. В этом случае общая длитель­ ность сигнала Т остается неизменной.

Всякого рода преобразования сигналов позволяют согласовывать их характеристики с параметрами канала связи.

Смещения объема сигнала. Возможны и практически применяются другие виды деформаций сигнала, в которых участвует любая пара из трех характеристик сигнала или даже все три. Кроме того, применяются преоб­ разования сигнала, при которых он не деформируется, но сдвигается без деформации вдоль одной из осей.

жка на время tQ, которая может быть осуществлена при помощи линии за­ держки или для произвольно большой задержки путем записи сигнала с последующим его воспроизведением (рис.8.15а).

Перенос сигнала без деформации вдоль оси частот на fQ (рис.8.15б) осуществляется при однополосной модуляции с помощью несущей часто-

ты f0.

Перенос сигнала без деформации вдоль оси уровней на ho означает просто усиление сигнала (при переносе вверх, как на рис.8.15в: перенос вниз означает ослабление сигнала.

t

Рис. 8.15. Перенос сигнала: а - задержка; б - модуляция; в - усиление.

Простейшим примером деформации сигнала, в которой участвуют F и Т, служит запись сигнала и воспроизведение с изменной скоростью. Если записанный, например, на магнитную ленту при скорости v сигнал воспро­ изведен со скоростью v}=bv, то длительность сигнала изменится в b раз, но во столько же раз изменяются все частоты, а стало быть, и ширина спектра.

Рассмотренные выше параметры телефонного канала связи являются определяющими при выборе схем защиты от различных угроз.

Основным условием защиты является требование к отсутствию изме­ нений условий (или допустимых изменений) передачи основного (защища­ емого) сигнала при постановке схемы защиты для определенных условий эксплуатации.

Это относится к схемам защиты от утечки информации за счет различ­ ных каналов, установки схем анализаторов, индикаторов и т.п.

Параметры телефонной линии ограничивают возможности схем за­ щиты по возможной модуляции основного сигнала, его переноса, дефор­ мации и т.п.

337

Защита информации в телефонных линиях (каналах ) связи

Обзор возможных угроз и источников, образующих технические каналы утечки информации из телефонной линии и несанкционированного воздей­ ствия на нее, приведенный в первом разделе этой главы, показывает на их мно­ гообразие и различные физические принципы их возникновения и организа­ ционные способы их создания, что усложняет решение задачи комплексной защиты конфиденциальной информации в телефонных каналах.

При организации защиты телефонных линий целесообразно исполь­

в проведении защитных мероприятий может быть получена при организа­ ции контроля состояния линии передачи (проводных линий, радиолиний, линий волоконно-оптической связи т.п.).

бота в пределах защищаемого объекта может вызвать трудности при осу­ ществлении защитных мероприятий вне последнего,что связано со слож­ ностью контроля шкафов и распределительных щитков по трассе линии вне защищаемого помещения. Однако в любом случае необходимо орга­

-установка телефона в месте удобном для его использования испол­ нителем и затрудняющее доступ к телефону посторонним лицам;

-регламентирование и контроль за использованием телефона . Зна­

чительное количество преступлений в сфере бизнеса (JI.112) в зна­ чительной степени связано с некомпетентными или преступными действиями персонала. В этом случае необходим эффективный кон­ троль с регистрацией телефонных переговоров с телефонов фир­ мы. Для подобной регистрации может быть использована аппара­ тура, рассмотренная в главе 6. В зависимости от количества конт­ ролируемых телефонов может быть использована самая различная аппаратура, включая комплексы аудиоконтроля с ПЭВМ;

- использование закрытого монтажа телефонной линии для исклю­ чения доступа злоумышленника к телефонным линиям в целях под­ ключения устройств несанкционированного съема информации с телефонных линий (в распредилительной коробке и в кабельной зоне);

-разнесение проводов телефонной линии и других средств обработ­

го в защищаемом помещении телефона на межгород с последую­ щей установкой соответствующей аппаратуры;

- определение необходимого для обеспечения служебной деятельно­ сти объекта количества телефонных аппаратов и их оптимального расположения в защищаемом помещении;

338

-контроль линии с опломбированием шкафов и распредилительных щитков, ограничение доступа к шкафам и колодцам;

-при определенных условиях могут быть использованы организа­ ционно-технические способы защиты, направленные, например, на отклю­ чение возможного источника утечки конфиденциальной информации, уменьшение мощности этого источника и т.д. К подобным же способам относится, например, рассмотренный в главах 3 и 9 способ защиты акусти­ ки помещения, в котором расположен телефонный аппарат, от утечки ин­

формации за счет акусто-преобразовательных элементов телефонного трак­ та. Отключение телефонного аппарата (звонковой цепи) является эффек­ тивной мерой от данного типа канала утечки. Однако при этом установ­ ленный в помещении телефонный аппарат не выполняет своих функцио­ нальных обязанностей - обеспечения связи.

Следует отметить,что при определенных условиях эксплуатации пере­ крытие одного или нескольких каналов утечки информации из телефонной линии связи может дать определенный эффект, однако,учитывая все возра­ стающую квалификацию злоумышленника следует стремиться к полной, комплексной защите всех возможных для определенных условий эксплуа­ тации каналов утечки информации.

Существенный выигрыш в защите телефонных сетей может быть по­ лучен при использовании комбинированных способов защиты. Так,напри­ мер, пассивными способами защиты уменьшают величину информативно­ го сигнала (например, наведенного за счет акусто-преобразовательных эле­ ментов сети в телефонной линии), а затем слабомощным источником по­ мехи окончательно устраняют опасность утечки информации за счет со­ здания требуемого соотношения сигнал/шум в телефонной линии (устрой­

онированного воздействия на нее.

Естественно,что цена таких устройств может быть существенно вы­ ше,чем устройств защиты одного или группы каналов. Поэтому количе­ ство и очередность закрытия подобных каналов утечки информации опре­ деляются из условий и особенностей эксплуатации линии и экономических возможностей предприятия.

Однако при умелом сочетании организационно-технических и техни­ ческих мероприятий возможно осуществить защиту телефонных каналов в соответствии с мерами, представленными на рис.8.16.

Технические мероприятия можно подразделить на инженерно-техни­ ческие, направленные на скрытие информативных сигналов (активными и пассивными или комбинированными способами) и криптографические.

Существенную помощь в определении необходимости проведения за­ щитных мероприятий по определенному типу канала утечки информации может оказать контроль состояния телефонной линии - за величиной на­ пряжения телефонной линии при положенной и поднятой телефонной труб­ ке, за появлением “лишних” сигналов в телефонной линии или эфире и т.п.

Защита тлф линий от несанкционированного съема информации при выполнении функции связи может быть обеспечена с помощью специаль­ ных технических средств анализа и защиты:

а) установлением факта подключения устройств подслушивания с пос-

339

ледующим их изъятием (уничтожением) или использованием для целей де­ зинформации злоумышленника.

Установление факта подключения подслушивающих устройств может быть осуществлено с помощью контроллеров, анализаторов, локаторов по телефонным коммуникациям.

340