Загрузил Anime Top Open

Лаб. раб. 5

реклама
КОЛЛЕДЖ КОСМИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ И
ТЕХНОЛОГИЙ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5
По дисциплине: МДК 03.01. «Защита информации в
информационно-телекоммуникационных системах и сетях с
использованием технических средств защиты»
Тема: Пассивные методы защиты акустической информации.
Направление подготовки: 10.02.04 Обеспечение информационной
безопасности телекоммуникационных систем
Выполнил:
Студент группы БТС3-20
_____________ /Титанова Ю.В./
Проверил:
Преподаватель
______________ / Прусакова Ю.А./
Королев 2023 г.
1
Оглавление
Введение......................................................................................................... 3
1. Звукоизоляция помещений. ..................................................................... 6
2. Виброакустическая маскировка. ............................................................. 7
3. Средства обнаружения и подавления диктофонов и акустических
закладок. ................................................................................................................... 8
Заключение .................................................................................................. 10
2
Введение
Акустическое эхо возникает в системе конференц-связи, когда речь,
воспроизводимая в местных громкоговорителях, улавливается микрофонами в
ближней комнате и передается обратно на дальнюю сторону. Этот переданный
сигнал является задержанной версией оригинала, что вызывает эхо.
Принятый дальний сигнал не передается напрямую от динамика к
микрофону, а подвержен артефактам помещения. Это может включать в себя
различные
пути
прохождения
сигнала,
вызывающие
реверберацию,
частотную фильтрацию и затухание. Эти эффекты являются результатом
передаточной функции помещения. Эта передаточная функция также является
динамической, поскольку объекты в комнате перемещаются или микрофон
перемещается.
Чтобы
правильно
вычесть
нежелательный
сигнал,
процессор
акустического эхоподавления (AEC) должен моделировать динамическую
передаточную функцию помещения. Затем он может применить эту
передаточную функцию к полученному сигналу и правильно вычесть
измененный исходный сигнал.
Каждая входная плата Soundweb London AEC состоит из четырех
входных каналов AEC.
Для защиты акустической (речевой) информации используются
пассивные и активные методы и средства.
1) Пассивные методы защиты акустической (речевой) информации
направлены на:
 ослабление
акустических
контролируемой
зоны
(речевых)
до
сигналов
величин,
на
границе
обеспечивающих
невозможность их выделения средством разведки на фоне
естественных шумов;
 ослабление
информационных
электрических
сигналов
в
соединительных линиях ВТСС, имеющих в своем составе
3
электроакустические
микрофонным
преобразователи
эффектом),
до
величин,
(обладающие
обеспечивающих
невозможность их выделения средством разведки на фоне
естественных шумов;
 исключение
(ослабление)
прохождения
сигналов
высокочастотного навязывания во вспомогательные технические
средства,
имеющие
в
своем
составе
электроакустические
преобразователи (обладающие микрофонным эффектом);
 обнаружение излучений акустических закладок и побочных
электромагнитных излучений диктофонов в режиме записи;
 обнаружение несанкционированных подключений к телефонным
линиям связи.
4
2) Активные методы защиты акустической (речевой) информации
направлены на:
 создание маскирующих акустических и вибрационных помех с
целью
уменьшения
отношения
контролируемой
зоны
невозможность
выделения
до
сигнал/шум
величин,
на
границе
обеспечивающих
информационного
акустического
сигнала средством разведки;
 создание
маскирующих
электромагнитных
помех
в
соединительных линиях ВТСС, имеющих в своем составе
электроакустические
преобразователи
(обладающие
микрофонным эффектом), с целью уменьшения отношения
сигнал/шум
до
величин,
обеспечивающих
невозможность
выделения информационного сигнала средством разведки;
 электромагнитное подавление диктофонов в режиме записи;
 ультразвуковое подавление диктофонов в режиме записи;
 создание маскирующих электромагнитных помех в линиях
электропитания ВТСС, обладающих микрофонным эффектом, с
целью
уменьшения
отношения
сигнал/шум
до
величин,
обеспечивающих невозможность выделения информационного
сигнала средством разведки;
 создание прицельных радиопомех акустическим и телефонным
радиозакладкам с целью уменьшения отношения сигнал/шум до
величин,
обеспечивающих
невозможность
выделения
информационного сигнала средством разведки;
 подавление
(нарушение
функционирования)
средств
несанкционированного подключения к телефонным линиям;
 уничтожение (вывод из строя) средств несанкционированного
подключения к телефонным линиям.
5
Ослабление акустических (речевых) сигналов осуществляется путем
звукоизоляции помещений.
Ослабление
информационных
электрических
сигналов
в
соединительных линиях ВТСС и исключение (ослабление) прохождения
сигналов высокочастотного навязывания во вспомогательные технические
средства осуществляется методами фильтрации сигналов.В основе активных
методов защиты акустической информации лежит использование различного
типа генераторов помех, а также применение других специальных
технических средств.
1. Звукоизоляция помещений.
Звукоизоляция помещений. направлена на локализацию источников
акустических сигналов внутри них и проводится с целью исключения
перехвата акустической (речевой) информации по прямому акустическому
(через щели, окна, двери, технологические проемы, вентиляционные каналы и
т.д.) и вибрационному (через ограждающие конструкции, трубы водо-, теплои газоснабжения, канализации и т.д.) каналам.
Основное требование к звукоизоляции помещений заключается в том,
чтобы за его пределами отношение акустический сигнал/шум не превышало
некоторого допустимого значения, исключающего выделение речевого
сигнала на фоне естественных шумов средством разведки. Поэтому к
помещениям, в которых проводятся закрытые мероприятия, предъявляются
определенные требования по звукоизоляции.
Повышение звукоизоляции стен и перегородок помещений достигается
применением однослойных и многослойных (чаще - двойных) ограждений. В
многослойных ограждениях целесообразно подбирать материалы слоев с
резко отличающимися акустическими сопротивлениями (например, бетон поролон)
Для
повышения
звукоизоляции
дверей
проводится
облицовка
внутренних поверхностей тамбура звукопоглощающими покрытиями, а сами
6
двери обиваются материалами со слоями ваты или войлока и используются
дополнительные уплотнительные прокладки.
2. Виброакустическая маскировка.
В случае, если используемые пассивные средства защиты помещений не
обеспечивают требуемых норм по звукоизоляции необходимо использовать
активные меры защиты.
Активные меры защиты заключаются в создании маскирующих
акустических помех средствам разведки, в частности использованием
виброакустической маскировки информационных сигналов. В отличие от
звукоизоляции
помещений,
обеспечивающей
требуемое
ослабление
интенсивности звуковой волны за их пределами, использование активной
акустической маскировки снижает отношение сигнал/шум на входе
технического средства разведки за счет увеличения уровня шума (помехи).
Виброакустическая маскировка эффективно используется для защиты
речевой
информации
от
утечки
по
прямому
акустическому,
виброакустическому и оптико-электронному(вибродатчики на окна) каналам
утечки информации.
На практике наиболее широкое применение нашли генераторы шумовых
колебаний.Большую группу генераторов шума составляют устройства,
принцип действия которых основан на усилении колебаний первичных
источников шумов.
В настоящее время создано большое количество различных систем
активной виброакустической маскировки, успешно используемых для
подавления средств перехвата речевой информации. К ним относятся:
системы «Фазан», "Заслон", "Кабинет", "Барон", "Фон-В", VNG-006, ANG2000, NG-101.
При организации акустической маскировки необходимо помнить, что
акустический шум может создавать дополнительный мешающий фактор для
сотрудников и раздражающе воздействовать на нервную систему человека,
7
вызывая различные функциональные отклонения и приводить к быстрой и
повышенной утомляемости работающих в помещении. Степень влияния
мешающих помех определяется санитарными нормативами на величину
акустического шума. В соответствии с нормами для учреждений величина
мешающего шума не должна превышать суммарный уровень 45 дБ.
3. Средства обнаружения и подавления диктофонов и
акустических закладок.
Диктофоны и акустические закладки в своем составе содержат большое
количество полупроводниковых приборов, поэтому наиболее эффективным
средством их обнаружения является нелинейный локатор, устанавливаемый
на входе в выделенное помещение и работающий в составе системы контроля
доступа. Так же можно проводить мероприятия по поиску закладок с помощью
портативного нелинейного локатора NR-900 EMS.
Радиозакладные устройства могут работать во всем диапазоне от 20 до
1000 МГц и выше. Для поиска радиозакладных устройств можно использовать
радиочастометрRoger RFM-13. Так-же с целью поиска передачи информации
по радиоканалу организуется радиомониторинг.
Для
обнаружения
работающих
в
режиме
записи
диктофонов
применяются так называемые детекторы диктофонов. Принцип действия
приборов основан на обнаружении слабого магнитного поля, создаваемого
генератором подмагничивания или работающим двигателем диктофона в
режиме записи. Детекторы диктофонов выпускаются в переносном и
стационарном вариантах. К переносным относятся детекторы "Сова", RM-100,
TRD-800, а к стационарным - PTRD-14, PTRD-16, PTRD-18
Наряду со средствами обнаружения портативных диктофонов на
практике эффективно используются и средства их подавления. Для этих целей
используются устройства электромагнитного подавления типа "Рубеж",
"Шумотрон", "Буран", "УПД"
8
Принцип действия устройств электромагнитного подавления основан на
генерации в дециметровом диапазоне частот (обычно в районе 900 МГц)
мощных шумовых сигналов. В основном для подавления используются
импульсные сигналы.
Алгоритм подавления акустического эха (AEC) и шумоподавления (NR)
является важной частью системы обработки звука, используемой для
устранения эха и шума в аудио-сигналах.
Акустическое эхо возникает, когда звуковые волны отражаются от
поверхностей и возвращаются обратно к микрофону. Это может приводить к
искажению сигнала и мешать его восприятию. Алгоритм подавления
акустического эха (AEC) работает на основе предсказания и устранения эхосигнала из входного сигнала. Обычно он использует адаптивные фильтры,
которые в реальном времени моделируют и компенсируют задержки эхосигнала, чтобы устранить его влияние на исходный сигнал.
Шум, с другой стороны, может быть внешними помехами, записанными
вместе с исходным звуком, и может еще больше усложнить задачу обработки
аудио. Алгоритм шумоподавления (NR) предназначен для фильтрации
фонового шума и сохранения только желаемого аудио-сигнала. Обычно он
использует алгоритмы адаптивного фильтра и искусственный интеллект для
определения и удаления шума на основе характеристик входного сигнала.
Оба алгоритма, AEC и NR, могут быть реализованы программно или с
использованием специального аппаратного оборудования. Они могут быть
применены во многих областях, таких как телефония, конференц-связь,
системы видеоконференций, системы связи в автомобиле и многое другое.
В итоге, алгоритм подавления акустического эха и шумоподавления
являются важными компонентами для обработки звука и обеспечивают более
чистое и понятное восприятие аудио-сигналов в различных приложениях.
9
Заключение
Основной задачей эхокомпенсатора является определение характера
фильтрации, которая должна применяться к сигналу на дальнем конце, чтобы
он напоминал результирующий сигнал на ближнем конце. Фильтр, по сути,
представляет
собой
модель
динамика,
микрофона
и
акустических
характеристик помещения. Эхоподавители должны быть адаптивными,
поскольку характеристики динамика и микрофона на ближнем конце обычно
неизвестны заранее. Акустические характеристики комнаты ближнего конца
также обычно не известны заранее и могут изменяться (например, если
микрофон перемещается относительно говорящего или если люди ходят по
комнате, вызывая изменения в акустических отражениях). Используя сигнал
на дальнем конце в качестве стимула, современные системы используют
адаптивный фильтр и могут сходиться от отсутствия подавления до 55 дБ
подавления примерно за 200 мс.
До недавнего времени эхоподавление нужно было применять только к
голосовой полосе пропускания телефонных каналов. Вызовы PSTN передают
частоты от 300 Гц до 3 кГц, диапазон, необходимый для разборчивости
человеческой речи. Видеоконференции — это одна из областей, где
используется аудио с полной пропускной способностью. В этом случае для
подавления эха используются специализированные продукты.
Поскольку подавление эха имеет известные ограничения, в идеальной
ситуации будет использоваться только подавление эха. Однако этого
недостаточно во многих приложениях, особенно в программных телефонах в
сетях с большой задержкой и низкой пропускной способностью. Здесь
эхокомпенсация и подавление могут работать вместе для достижения
приемлемой производительности.
10
Список литературы
AEC:
подавление
акустического
эха
//
Тоmning
URL:
https://ru.tonmind.com/blog/aec-acoustic-echo-cancellation_b36 (дата обращения:
18.01.2024).
Обратная связь, AEC и аудиоплатформа – в поисках правды // Kreator
A.V
Аудио
и
видео
решения
URL:
https://www.kreator-
av.ru/news/stati/obratnaya-svyaz-aec-i-audioplatforma-v-poiskakhpravdy/?ysclid=lrivzszgl9913178635 (дата обращения: 18.01.2024).
Бирюков В.Н. и др. Защита акустической информации. - М.: Радио и
связь, 1992.
Фефелов В.В., Райх М.К. Акустическое шифрование информации. - М.:
Радио и связь, 2003.
Jones N. et al. Passive Acoustic Monitoring of Cetaceans. - Cambridge
University Press, 2011.
Mui H.H. Passive acoustic detection of sperm whales in the Northeast Pacific.
- Springer, 2009.
Lavoie B., Cardoso S.D., Lammers M.O. Passive Acoustic Monitoring of
Biomass and Biodiversity. - Springer, 2020.
11
Скачать