СПОСОБ ЗАЩИТЫ КОНФИДЕНЦИАЛЬНЫХ ПЕРЕГОВОРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК H04K1/00 

Изобретение относится к области секретной связи и может быть использовано для защиты от прослушивания конфиденциальных переговоров, проводимых в закрытом помещении или на открытом пространстве.

Известен способ защиты от подслушивания [1], заключающийся в том, что на информационный сигнал накладывают маскирующий сигнал в виде поочередно подаваемых тональных сигналов различных частот. На приемном конце линии связи осуществляется подавление маскирующего сигнала, а его амплитуда подстраивается таким образом, что она оказывается достаточно большой для блокирования нормальной работы подслушивающего устройства, но достаточно малой для приемника, используемого в данной системе связи.

Недостатком известного способа при его использовании для защиты от подслушивающих устройств, установленных в закрытом помещении, является возможность достаточно простого выявления частотного спектра маскирующего сигнала, что при дооборудовании подслушивающего устройства соответствующей системой фильтрации снижает эффективность способа.

Известно устройство конфиденциальной связи [2], содержащее телефонную установку, блок преобразователя речи, подключенный ко входу канала связи через первый криптографический блок, установленные на выходе канала связи второй криптографический блок и второй преобразователь речи, а также средства коммутации и управляемый блок питания.

Известен также ряд устройств, обеспечивающих кодирование и декодирование речевого сигнала при использовании радиотелефонных каналов связи.

Так, в устройстве для ведения секретных переговоров [3] на передающей стороне осуществляются модуляция и излучение сигналов речевого спектра в виде последовательности восьми видов сигналов, скомбинированных определенным образом относительно верхней и нижней частот выбранной полосы, а на приемной стороне последовательность демодулируется и синхронизируется посредством сигнала, вводимого в каждую комбинацию посылки.

В устройствах секретной связи [4, 5] в дополнение к манипуляции с аналоговым речевым сигналом используется цифровой сигнал управления, передаваемый в паузах речи для изменения кода и вида модуляции секретной информации.

Общим недостатком, присущим указанным устройствам, является то, что они рассчитаны только на двух участников обмена конфиденциальной информацией и не могут обеспечить одновременное оповещение и взаимодействие более широкого круга лиц, участвующих в переговорах. Кроме того, указанные устройства не предусматривают защиты от подслушивающих устройств, которые могут быть установлены в местах расположения участников обмена информацией, что особенно актуально при проведении совещаний в закрытых помещениях.

Более эффективным способом активного противодействия техническим средствам прослушивания помещения является создание в помещении акустического шумового сигнала в полосе, перекрывающей звуковую область частотного диапазона, и превышающего по интенсивности полезный акустический сигнал.

Известны многочисленные устройства для формирования случайных сигналов в области звуковых частот, снабженные средствами для регулировки полосы, мощности и других характеристик шума [6, 7]. Использование в помещении интенсивной шумовой помехи обеспечивает нейтрализацию подслушивающих устройств.

Недостатком указанных устройств является некомфортная обстановка для находящихся в помещении людей, затрудняющая информационный обмен между участниками переговоров, а при высоком уровне шума делающая его практически невозможным.

Известен также способ защиты конфиденциальных переговоров, раскрытый в описании полезной модели [8], являющийся по совокупности признаков и решаемой задаче наиболее близким к предлагаемому способу и принятый в качестве прототипа. Способ-прототип включает формирование электрического шумового сигнала в диапазоне частот маскируемых акустических сигналов, преобразование электрического шумового сигнала в маскирующий шумовой акустический сигнал посредством электродинамического преобразователя, закрепленного непосредственно на поверхности стекла и возбуждающего его колебания в широкой полосе частот звукового диапазона. Интенсивные вибрации защищаемой поверхности под действием шумового сигнала маскируют полезный акустический сигнал и тем самым блокируют работу внешних подслушивающих устройств: лазерных и направленных микрофонов стетоскопов и др. Достоинством способа-прототипа является более высокая комфортность ведения конфиденциальных переговоров в защищенном помещении.

Известно также устройство для формирования маскировочного акустического шума на оконном стекле [8], по совокупности признаков и решаемой задаче наиболее близкое к предлагаемому устройству и принятое в качестве прототипа. Устройство-прототип содержит генератор некоррелированного электрического шумового сигнала, полосовой фильтр, усилитель мощности и электродинамический преобразователь, закрепленный непосредственно на поверхности стекла и возбуждающий его колебания в широкой полосе частот звукового диапазона. Достоинством устройства- прототипа является более высокая комфортность ведения конфиденциальных переговоров в защищенном помещении.

Недостатком устройства-прототипа является то, что оно не обеспечивает защиты участников конфиденциальных переговоров от подслушивающего оборудования, установленного в непосредственной близости от участников переговоров.

Указанный недостаток способа-прототипа и устройства-прототипа может быть устранен увеличением мощности маскирующего акустического сигнала внутри помещения. При этом снижается комфортность конфиденциальных переговоров.

Решаемой задачей является обеспечение эффективной защиты от прослушивания конфиденциальных переговоров, проводимых как в закрытом помещении, так и на открытом пространстве, при создании комфортных условий для участников переговоров.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что в способе защиты конфиденциальных переговоров, включающем формирование электрического шумового сигнала в диапазоне частот маскируемых акустических сигналов, преобразование электрического шумового сигнала в маскирующий шумовой акустический сигнал, смесь маскируемых акустических сигналов и маскирующего шумового акустического сигнала преобразуют в электрический сигнал, из которого вычитают электрический шумовой сигнал в диапазоне частот маскируемой акустической информации посредством двухканального адаптивного фильтра, выходной сигнал которого преобразуют в акустические сигналы посредством головных телефонов по числу участников переговоров.

Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что в устройство для защиты конфиденциальных переговоров, содержащее последовательно соединенные генератор электрического шумового сигнала в диапазоне частот маскируемой акустической информации и электроакустический излучатель, введено устройство обработки замаскированной акустической информации, которое содержит микрофон, головные телефоны по количеству участников конфиденциальных переговоров и двухканальный цифровой адаптивный фильтр, к первому входу которого подключен выход микрофона, ко второму входу подключен второй выход генератора электрического шумового сигнала в диапазоне частот маскируемой акустической информации, а к выходу - головные телефоны.

Сущность изобретений поясняется дальнейшим описанием и чертежом, на котором представлена структурная схема предлагаемого устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит установленные в помещении для проведения конфиденциальных переговоров генератор 1 электрического шумового сигнала в диапазоне частот маскируемой акустической информации, к выходу которого подключен электроакустический излучатель 2, выполненный, например, в виде электродинамического преобразователя с рупором, излучающего звуковые волны во все направления, в которых возможно размещение средств подслушивания, и устройство 3 обработки замаскированной акустической информации. Устройство 3 содержит микрофон 4, подключенный к первому входу двухканального цифрового адаптивного фильтра 5, и головные телефоны (наушники) 6 по количеству участников конфиденциальных переговоров, подключенные к выходу цифрового адаптивного фильтра 5. Второй вход (вход опорного сигнала) цифрового адаптивного фильтра 5 подключен ко второму выходу генератора 1 электрического шумового сигнала.

Техническая реализация входящих в состав устройства изделий известна из доступных источников информации. Генератор 1 электрического шумового сигнала может быть выполнен аналогично генераторам псевдослучайных сигналов, рассмотренным, например, в работе [9]. На первом и втором выходах генератора 1 формируются синхронные и синфазные сигналы, которые отличатся мощностью: к излучателю 2 для его возбуждения сигнал подается усиленным по мощности. Двухканальный цифровой адаптивный фильтр 5 может быть аналогичен известным, описанным, например, в работе [10].

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

В помещении, где проводятся переговоры, электрический шумовой сигнал, вырабатываемый генератором 1, преобразуется излучателем 2 в маскирующий акустический шумовой сигнал, который распространяется во все направления, в которых могут быть установлены подслушивающие устройства. Маскирующий шумовой акустический сигнал накладывается на речевой сигнал (маскируемую акустическую информацию) источников 7 акустической информации (участников переговоров). Таким образом, в помещении присутствует акустический сигнал, представляющий собой смесь маскирующего акустического шума и речи участников переговоров (замаскированная акустическая информация). Эта смесь в качестве основного сигнала через микрофон 4 поступает на первый вход двухканального цифрового адаптивного фильтра 5. На второй вход фильтра 5 поступает <чистый шум> (опорный сигнал) непосредственно от генератора 1 электрического шумового сигнала. Двухканальный цифровой адаптивный фильтр 5 обрабатывает оба сигнала и через головные телефоны 6 выдает участникам переговоров "очищенный" от маскирующего шума речевой сигнал.

Компенсация шумовой составляющей в смеси маскирующего шума и речи обеспечивается при реализации двухканальным цифровым адаптивным фильтром 5 с конечной импульсной характеристикой алгоритма минимизации ошибки фильтра, которая определяется как разность между основным сигналом и оценкой шума. Оценка шума вычисляется из P последних отсчетов опорного сигнала с учетом задержки p, возникающей при прохождении шумового сигнала от электроакустического излучателя 2 до микрофона 4, посредством P коэффициентов линейного предсказания. На каждой итерации вычислений, которая совпадает с периодом дискретизации входных и выходных сигналов двухканального цифрового адаптивного фильтра 5, происходит вычисление новых коэффициентов линейного предсказания в зависимости от значений сигнала ошибки фильтра и опорного сигнала. В результате двухканальный цифровой адаптивный фильтр 5 подавляет взаимокоррелированные составляющие основного и опорного сигналов, и на его выходе остается "очищенный" от шума речевой сигнал.

Математическое описание работы двухканального цифрового адаптивного фильтра 5 может быть представлено следующими выражениями:
;
e(n) = z(n) - y(n);
W(n+1,i) = W(n,i) + m sign[e(n)]•x(n-p-i),
где Z(n) - очередной отсчет основного сигнала;
x(n) - очередной отсчет опорного сигнала;
y(n) - очередной отсчет оценки шума;
e(n) - очередной отсчет сигнала ошибки;
W(n,i) - очередное значение коэффициента линейного предсказания;
m - коэффициент, определяющий скорость адаптации;
P - число коэффициентов линейного предсказания;
p - задержка акустического сигнала;
n - значение дискретного времени, (n=1, 2, 3,...);
i - номер коэффициента линейного предсказания (i=1, 2,.., Р);
sign - символ знака функции [e(n)].

Таким образом, в результате использования предлагаемых изобретений достигается технический эффект, заключающийся в блокировании интенсивным акустическим шумовым сигналом работы подслушивающих устройств, установленных как внутри, так и снаружи помещения. При этом участники конфиденциальных переговоров не испытывают неудобств, связанных с нахождением в зашумленном пространстве, т.к. находятся в головных телефонах 6 и слышат речь, очищенную от маскирующего шума.

Представленные описание, чертежи и существующая элементная база позволяют без особых затруднений изготовить предлагаемое устройство в производстве и использовать предлагаемые изобретения для защиты конфиденциальных переговоров.

Литература
1. РСТ, заявка N 90/14722, МПК H 04 К 1/02, публикация 29.11.90 г.

2. РФ, свидетельство N 8194 на полезную модель, МПК H 04 К 1/00, публикация 16.10.98 г.

3. Япония, акцептованная заявка N 3-4144, МПК H 04 К 1/04, публикация 22.01.91 г.

4. Япония, акцептованная заявка N 1-58701, МПК H 04 К 1/00, публикация 13.12.89 г.

5. Франция, заявка N 2625391, МПК H 04 К 3/00, публикация 30.06.89 г.

6. РФ, патент N 2008726 на изобретение, МПК G 10 K 3/00, публикация 16.10.98 г.

7. Каталог выставки "Системы безопасности - 94", Санкт-Петербург, 1994, с. 47.

8. РФ, свидетельство N 3068 на полезную модель, МПК H 03 В 29/00, публикация 16.10.96 г., прототип.

9. Л.Дж.Хоффман Современные методы защиты информации. -М.: Сов. Радио, - 1980, - С. 89-91.

10. A.Weiss and D. Mitra. Digital Adaptivs: Conditions for Convergence, Rats of Convergence, Effect of Noise and Errors Arising from the Implementation, IEEE Trans. On Information Theory. vol. IT-25 (Nov. 1979), pp. 637-652.

Способ и устройство относятся к области секретной связи и могут быть использованы в качестве средства защиты от прослушивания конфиденциальных переговоров, проводимых в закрытом помещении или на открытом пространстве. Техническим результатом является обеспечение эффективной защиты от прослушивания конфиденциальных переговоров, проводимых как в закрытом помещении, так и на открытом пространстве, при создании комфортных условий для участников переговоров. Сущность предлагаемого способа заключается в том, что в способе защиты конфиденциальных переговоров, включающем формирование электрического шумового сигнала в диапазоне частот маскируемых акустических сигналов, преобразование электрического шумового сигнала в маскирующий шумовой акустический сигнал, смесь маскируемых акустических сигналов и маскирующего шумового акустического сигнала преобразуют в электрический сигнал, из которого вычитают электрический шумовой сигнал в диапазоне частот маскируемой акустической информации посредством двухканального цифрового адаптивного фильтра, выходной сигнал которого преобразуют в акустические сигналы посредством головных телефонов по числу участников переговоров. Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что в устройство для защиты конфиденциальных переговоров, содержащее последовательно соединенные генератор электрического шумового сигнала в диапазоне частот маскируемой акустической информации и электроакустический излучатель, введено устройство обработки замаскированной акустической информации, которое содержит микрофон, головные телефоны по количеству участников конфиденциальных переговоров и двухканальный цифровой адаптивный фильтр, к первому входу которого подключен выход микрофона, ко второму входу подключен второй выход генератора электрического шумового сигнала в диапазоне частот маскируемой акустической информации, а к выходу - головные телефоны. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ защиты конфиденциальных переговоров, включающий формирование электрического шумового сигнала в диапазоне частот маскируемых акустических сигналов, преобразование электрического шумового сигнала в маскирующий шумовой акустический сигнал, отличающийся тем, что смесь маскируемых акустических сигналов и маскирующего шумового акустического сигнала преобразуют в электрический сигнал, из которого вычитают электрический шумовой сигнал в диапазоне частот маскируемой акустической информации посредством двухканального цифрового адаптивного фильтра, выходной сигнал которого преобразуют в акустические сигналы посредством головных телефонов по числу участников переговоров. 2. Устройство для защиты конфиденциальных переговоров, содержащее последовательно соединенные генератор электрического шумового сигнала в диапазоне частот маскируемой акустической информации и электроакустический излучатель, отличающееся тем, что в него введено устройство обработки замаскированной акустической информации, которое содержит микрофон, головные телефоны по количеству участников конфиденциальных переговоров и двухканальный цифровой адаптивный фильтр, к первому входу которого подключен выход микрофона, ко второму входу подключен второй выход генератора электрического шумового сигнала в диапазоне частот маскируемой акустической информации, а к выходу - головные телефоны.