АКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ЗАЩИТЫ НОСИТЕЛЯ ИНФОРМАЦИИ ОТ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО ЕЕ КОПИРОВАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к области электронной акустики и может быть использовано при создании системы охраны различного назначения, в том числе носителей информации повышенной конфиденциальности, кодовых датчиков и других устройств.

При этом объем, охваченный системой охраны, рассматривается как состоящий из двух частей зоны, содержащей охраняемые объекты, например, жилые помещения, и контролируемой зоны, например, область входной двери в жилые помещения. Аналогично охраняемым объектом может быть блок хранения информации, ключ к ней и т.д. а контролируемой зоной может быть корпус устройства. Контролируемая зона может частично или полностью охватывать зону, содержащую охраняемые объекты, например, салон автомобиля.

Под защитой информации от несанкционированного доступа к ней понимается комплекс мер, препятствующих ее несанкционированному копированию.

Под защищаемой конфиденциальной информацией понимается как собственно конфиденциальная информация, часть ее, ключ к ней, часть его так и их совокупностью /Далее по тексту информация/.

Известен способ передачи ультразвуковых колебаний от излучателя к приемнику, используемый в линиях задержки, основанный на создании акустического поля на фиксированной несущей частоте в объеме среды, проводящей ультразвук, например, в стекле, представляющей собой электроакустическую систему с распределенными параметрами и слабо выраженными индивидуальными признаками, путем излучения в нее ультразвука в заданной точке, формировании заданных параметров акустического поля путем многократного отражения ультразвукового пучка от стенок, расширения, рассеивания и поглощения его в среде, сужения в узкий луч путем отсекания боковых составляющих введением в среду специальных поглощающих включений на заданных участках области прохождения и отражения ультразвукового пучка, измерении параметров ультразвукового поля в заданной его точке [1]
Сущность способа заключается в следующем.

При подаче возбуждающего электрического сигнала на пьезоэлектрический преобразователь-излучатель, закрепленный в заданной точке на одной из поверхностей объема среды, в нее, вследствие пьезоэфекта с частотой возбуждающего электрического сигнала, будут излучаться ультразвуковые колебания в виде ультразвукового пучка. Многократно отразившись от стенок, ограничивающих объем среды, они достигнут другой заданной точки, в которой размещен пьезоэлектрический преобразователь-приемник. На его выходе, вследствие пьезоэфекта, возникает электрический сигнал, несущий информацию о параметрах акустического поля в точке его размещения. Во избежание паразитных эффектов, ультразвуковой пучок сужает путем отсекания его боковых составляющих поглощающими включениями, размещенными на пути этих составляющих. Использование такой системы в качестве контролируемой зоны защищаемого объема позволяет применить предлагаемый способ для защиты информации от несанкционированного доступа к ней, поскольку при этом неизбежно нарушение физических свойств среды в участке доступа. Это, в свою очередь, приведет к изменению параметров сигнала на выходе преобразователя-приемника, что может служить сигналом, свидетельствующим факт несанкционированного доступа.

Недостатки способа.

1. Практически полное отсутствие индивидуальных признаков, выраженных в случайных технологических отклонениях /в пределах допусков/ параметров физически однородных и неоднородных участков электроакустической системы.

2. Ограничение числа точек /практически до одной/, в которых осуществляют контроль параметров акустического поля и фиксированная частота излучения, что сужает возможность использования индивидуальных признаков электроакустической системы для защиты информации.

Эти недостатки снижают уровень защиты информации от несанкционированного доступа, облегчает сам доступ, позволяет с большой вероятностью воспроизвести как само устройство хранения информации так и саму информацию делают рассматриваемый способ малопригодным для использования в системах защиты информации.

Известен также способ защиты объектов от несанкционированного проникновения внутрь защищаемого объема /салон автомобиля, жилое помещение, офисы и др. /, основанный на создании акустического поля в контролируемой зоне защищаемого объекта, заполненного воздушной средой, проводящей ультразвук, как в электроакустической системе с распределенными параметрами и обладающей индивидуальными признаками, путем излучения ультразвука в контролируемую зону из заданной точки, его многократного отражения, рассеивания и поглощения на физически однородных и неоднородных участках среды /например, на элементах конструкции и случайно размещенных предметах внутри салона автомобиля/, измерении параметров ультразвукового акустического поля в другой заданной точке контролируемой зоны, определении их изменения, превышающего заданный, учитывающий индивидуальные признаки электроакустической системы уровень, вызванного несанкционированным проникновением в охраняемый объем [2]
Сущность способа заключается в следующем.

При подаче на излучатель ультразвука, в качестве которого используют пьезоэлектрический преобразователь типа МУП-2, электрического сигнала заданной частоты, им излучаются ультразвуковые колебания в воздушную среду, заполняющую охраняемый объем, например, салон автомобиля. При распространении по объему ультразвуковой пучок расширяется, отражается от различных препятствий, рассеивается, частично поглощается. Такими препятствиями являются стенки, стекла, днище и т.д. а также различные случайно размещенные предметы, которые вместе формируют индивидуальные признаки всей электроакустической системы, которые в свою очередь переносятся на индивидуальные признаки акустического поля, отражающиеся на его параметрах в каждой точке, а именно как случайные величины, характеризующие эти параметры и присущие только данному экземпляру электроакустической системы. Сформированное таким образом акустическое поле воздействует на приемник ультразвука, размещенный в другой заданной точке, в качестве которого также широко используют преобразователь типа МУП-2, на выходе которого, вследствие этого воздействия, возникает электрический сигнал. Уровню этого сигнала ставят в соответствие некий пороговый уровень сигнала срабатывания исполнительного устройства, причем путем регулировок, например, регулировкой усилия, осуществляют при этом учет индивидуальных признаков электроакустической системы.

Недостатки способа.

1. Количество информации, характеризующей индивидуальные признаки системы, неконтролируемо, носит случайный характер и недостаточно для надежной защиты информации при использовании для этого данного способа.

2. Существенное снижение эффективности использования способа защиты, вызванное ограничением числа точек, в которых осуществляют контроль параметров акустического поля /на практике до одной/ при фиксированной рабочей частоте.

Указанные недостатки снижают надежность защиты и повышают вероятность несанкционированного доступа к носителю защищаемой информации.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности защиты носителя информации от несанкционированного доступа.

Он достигается тем, что в акустическом способе защиты носителя информации от несанкционированного ее копирования, заключающегося в том, что в контролируемую зону носителя информации излучают ультразвук и измеряют в ней параметры акустического поля, при изменении которых стирают информацию с носителя, излучение ультразвука осуществляют в одной или нескольких точках контролируемой зоны, которой придают дополнительные акустические признаки, изменяют частоту излучения ультразвука и регистрируют амплитудно-частотные или фазо-частотные характеристики акустического поля в одной или нескольких точках контролируемой зоны, а при изменении параметров этих характеристик стирают информацию с носителя информации.

Кроме того, технический результат достигается тем, что дополнительные акустические признаки придают путем создания в контролируемой зоне дополнительных электрофизических неоднородных участков.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Индивидуальные признаки электроакустической системы с распределенными параметрами выражаются прежде всего в том, что на пути распространения ультразвука встречаются участки среды, отличающиеся от остальных электрофизическими свойствами, например, воздушные пузырьки в полимерах и т.д. Это приводит к отражению, рассеиванию и поглощению в различной степени ультразвука на таких участках. Будучи хаотически расположенными по объему среды, такие участки имеют случайные координаты, характеризующие их размещение. Таким образом возникают случайные характерные размеры, определяющие характерные частоты, на которых формируются случайные параметры акустического поля даже в одной его контрольной точке. Осуществляя измерение этих параметров на разных рабочих частотах в одной или нескольких точках наблюдают случайные функции /АЧХ/, отражающие индивидуальные признаки системы. Число этих признаков возрастает если учесть случайный характер формы, размеров, ориентации упомянутых неоднородных участков среды, клеевых соединений преобразователей, рельефа поверхности, ограничивающей контролируемую зону, дополнительные индивидуальные признак, придаваемые ей. Каждому такому признаку соответствуют случайные амплитуды, частоты, фазы, времена задержек электрического сигнала на выходе приемника ультразвука, представленные в виде случайных чисел. Эти числа используют для хранения защищаемой информации, например, в качестве кода в блоках ее хранения и обработки, окруженных корпусом, представляющим собой звукопроводящую среду и являющимся контролируемой зоной одновременно. В него осуществляют излучение ультразвука как в электроакустическую систему с распределенными параметрами и содержащую упомянутые индивидуальные признаки. Именно в него осуществляют излучение ультразвука и в нем создают основную группу индивидуальных признаков. Будучи в сущности блоком памяти или его частью, при несанкционированном доступе он будет неизбежно разрушен на участке доступа, что приведет к необратимому изменению совокупности индивидуальных признаков, они дадут иную совокупность случайных чисел, с которой не "знакома" система, что в свою очередь эквивалентно невоспроизводимому "стиранию" или разрушению защищаемой информации. Таким образом защищаемая информация как бы защищает сама себя.

Способ опробован в лабораторных условиях на макете. Он представлял собой заготовку из эпоксидной смолы размером 55х27х17 м, в которую были внедрены вкрапления из пенопласта с характерными размерами 1,5 2,5 мм. На боковые поверхности заготовки были наклеены 5 пьезоэлементов /п.э./. На один из них подавался электрический сигнал от генератора с других снимался сигнал на осциллограф. Уровни сигналов на каждом из п.э. отличались друг от друга случайным образом, различие достигало величин от 1 до порядка и более. При переходе от одной частоты 220 кГц к другой 280 кГц это различие изменялось. После имитации несанкционированного доступа путем сверления в заготовке отверстия диаметpом 1 мм резко изменилось как соотношение сигналов на п.э. на этих частотах, так и различие в этих сигналах при этих частотах вплоть до обратного. Таким образом подтверждена работоспособность предлагаемого способа.

Сопоставительный анализ заявленного способа с прототипом показывает, что он отличается от известного следующими признаками:
1. Информацию размещают в контролируемой зоне.

2. Придают электроакустической системе дополнительно необходимое количество индивидуальных признаков.

3. Осуществляют излучение в контролируемую зону ультразвука в одной или нескольких точках.

4. Изменяют частоту излучения.

5. Измеряют параметры акустического поля в одной или нескольких точках.

Использование: изобретение относится к электронной акустике и может быть использовано при защите объектов различного назначения, в том числе носителей информации. Техническим результатом изобретения является повышение надежности защиты носителей информации. Сущность изобретения: технический результат достигается тем, что при излучении ультразвука в контролируемую зону используют одну или несколько точек излучения, а контролируемой зоне придают дополнительные акустические признаки. При изменении частоты излучения регистрируют амплитудно-частотные или фазочастотные характеристики акустического поля, а при изменении этих характеристик стирают информацию с носителя информации. 1 з.п. ф-лы.

1. Акустический способ защиты носителя информации от несанкционированного ее копирования, заключающийся в том, что в контролируемую зону носителя информации излучают ультразвук и измеряют в ней параметры акустического поля, при изменении которых стирают информацию с носителя, отличающийся тем, что излучение ультразвука осуществляют в одной или нескольких точках контролируемой зоны, которой придают дополнительные акустические признаки, измеряют частоту излучения ультразвука и регистрируют амплитудно-частотные или фазочастотные характеристики акустического поля в одной или нескольких точках контролируемой зоны, а при изменении параметров амплитудно-частотных или фазочастотных характеристик стирают информацию с носителя информации. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительные акустические признаки контролируемой зоне носителя информации придают путем создания в ней дополнительных электрофизических неоднородных участков.