СПОСОБ И УСТРОЙСТВО АКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ КОНФИДЕНЦИАЛЬНОЙ РЕЧЕВОЙ ИНФОРМАЦИИ ОТ УТЕЧКИ ПО АКУСТО-ОПТО-ВОЛОКОННОМУ КАНАЛУ НА ОСНОВЕ ВНЕШНЕГО ОПТИЧЕСКОГО ЗАШУМЛЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК H04K3/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области обеспечения информационной безопасности переговоров в выделенных помещениях путем создания внешних оптических искусственных помех для нейтрализации акустических каналов утечки речевой информации через волоконно-оптические линии связи и системы передачи информации. Изобретение может быть использовано в системах защиты конфиденциальной речевой информации выделенных помещений.

Уровень техники

Защита речевой информации является важной проблемой современного общества, что связано с важностью конфиденциальных переговоров в коммерческих и государственных учреждениях. Оптоволоконные линии нашли широкое применение в связи с современной потребностью в увеличении скоростей передачи данных. Оптоволоконные линии сейчас используются в различных учреждениях, предприятиях и для домашнего подключения к сетям данных на различных дистанциях (локальные сети, магистрали данных). Если оптоволоконные линии проходят вблизи или внутри помещений, где проводятся конфиденциальные переговоры, то появляется угроза утечки акустической (речевой) конфиденциальной информации по акусто-опто-волоконному каналу.

Акусто-опто-волоконный канал связан с несанкционированным съемом речевой информации (подслушиванием) через штатные волоконно-оптические каналы передачи информации различного назначения данного учреждения. В канале утечки акустическое поле от носителя информации воздействует на оптоволокно штатных информационных систем построенных на волоконно-оптических технологиях и вызывает модуляцию светового потока в оптоволокне или оборудовании на акустических частотах. Цифровые методы передачи информации, наиболее часто применяемые в современных системах связи, позволяют это сделать без нарушения работы всей системы, так как уровень акустического воздействия светового потока незначительно уменьшает отношение сигнал/шум. Световой поток может быть сформирован как штатным оборудованием, так и специально создан нарушителем. Промодулированный речью световой поток по штатным волоконно-оптическим коммуникациям может выйти далеко за пределы от места переговоров, где может быть демодулирован и зарегистрирован злоумышленником (Гришачев В.В., Халяпин Д.Б., Шевченко Н.А. Анализ угроз утечки речевой информации через волоконно-оптические коммуникации // Вопросы Защиты Информации, №4, с.12-17, 2008).

В настоящее время существует много методов и технических решений защиты речевой информации от утечки по побочным электромагнитным излучениям и наводкам, виброакустическим и акустическим каналам. (Халяпин Д.Б. Защита информации. Вас подслушивают? Защищайтесь. - М.: НОУ ШО «БАЯРД», 2004 - 431 с.). Использование нового вида канала утечки речевой информации - акусто-опто-волоконного - может создать серьезные проблемы системам защиты, что связано с широким распространением новых технологий передачи информации на основе волоконно-оптического кабеля, а также с нестандартными физическими принципами формирования канала, техническое противодействие которым на настоящий момент в полном объеме не существует.

Все основные способы противодействия утечки речевой информации через волноводные каналы путем воздействия на его среду условно можно разделить на следующие виды:

- звукоизоляция среды канала передачи, пассивный способ, заключающийся в уменьшении влияния акустического воздействия на среду канала передачи;

- фильтрация носителя информации в канале передачи, способ, заключающийся в непропускании через канал сигнала с конфиденциальной речевой информацией;

- маскировка носителя информации в канале передачи, способ, заключающийся в ее сокрытие посредством добавления специального маскирующего сигнала;

- зашумление среды канала передачи, активный способ, заключающийся в создании искусственных помех и шумов на акустических частотах.

Каждый способ имеет свои недостатки и достоинства. В частности, последний тип противодействия по отношению к другим наиболее эффективен, когда требуется быстрое, краткосрочное решение задачи защиты конфиденциальных переговоров простыми эффективными способами.

Известны способы нейтрализации воздействия акустических полей на оптический кабель путем специальной звукоизолирующей оболочки волокна и кабеля, которая понижает влияние вибраций и звука на параметры света в волоконно-оптических линиях связи. Например, в соответствии с "Правилами применения оптических кабелей связи, пассивных оптических устройств и устройств для сварки оптических волокон", утвержденным приказом Министерства информационных технологий и связи Российской Федерации от 19.04.2006 г. №47 (зарегистрирован Минюстом России 28.04.2006, регистрационный №7772) от производителей кабеля требуется стойкость оптического кабеля к вибрационным нагрузкам с ускорением до 40 м/с² в диапазоне частот от 10 до 200 Гц. Однако это не обеспечивает полной защиты от акусто-опто-волоконного канала утечки речевой информации, что связано с возможностью создать акустический контакт с кабелем как непреднамеренно при монтаже и эксплуатации, так и специально нарушителем.

Известны способы нейтрализации локального влияния акустических полей на оптический кабель путем включения в волоконно-оптическую линию связи специального оборудования, восстанавливающего параметры световых импульсов в ней - повторители, регенераторы сигналов. Например, оптоэлектронное развязывающее устройство на 1 порт SC ОРУ-1 или на 2 порта SC ОРУ-2 производства ФГУП КБПМ (г.Москва). Принцип работы устройства связан преобразованием оптического сигнала в электрический и последующее преобразование в оптический сигнал, очищенный от шумов, в том числе и акустической природы. Кроме специальной аппаратуры любое активное волоконно-оптическое оборудование в сети неизбежно разрушает акусто-опто-волоконный канал утечки, так как в нем восстанавливается исходная цифровая модуляция и шумовые воздействия исчезают. Но использование специального и/или активного сетевого оборудования само несет опасность формирования утечки, что требует специального обслуживания, размещения рядом с защищаемым помещением в специальном шкафе, регламентированных проверок функционирования и т.д. А также такое оборудование требует специальной защиты от утечки по побочным электромагнитным излучениям и наводкам, что связано с электронными составляющими оборудования, с цепями электрического питания от сети.

Известны способы и устройства нейтрализации акустических каналов утечки речевой информации через различные волноводные каналы передачи информации, например в телефонных абонентских линиях связи, электрических сетях, других электрических кабельных системах, путем акустического зашумления среды вблизи линии или самой линии. Например, генератор шума по сети электропитания и линиям заземления "Соната-РС1" (ЗАО «АННА» г.Москва), предназначенный для активной защиты от утечки информации в форме информативных электрических сигналов, возникающих в сети электропитания, системе заземления, инженерных коммуникациях и т.п.

Однако подобных методов противодействия подслушиванию для волоконно-оптических каналов передачи информации неизвестно, что связано с новизной проблемы. В связи с чем прототипов изобретению не существует.

Раскрытие изобретения

Сущность изобретения как технического решения

Сущность изобретения как технического решения состоит в том, что для нейтрализации акусто-опто-волоконного канала утечки конфиденциальной речевой информации в волоконно-оптический канал передачи информации вводится оптическое излучение на акустических частотах с шумовым или другим специальным спектром, которое зашумляет/маскирует информационный световой поток сети. Таким образом, происходит зашумление/маскировка любой акустической (речевой) информации, которая может несанкционированно передаваться по волоконно-оптическим коммуникациям вместе с трафиком информационной сети или вместо него с помощью внешнего источника света.

Задача, на решение которой направлено изобретение, с указанием технического результата

Изобретение решает задачу нейтрализации утечки речевой информации (подслушивание) через штатные волоконно-оптические коммуникации путем установки специальных технических средств зашумления волоконно-оптического канала передачи информации. Устройство включается в оптоволоконный канал штатной системы в местах разъемного соединения и может работать на постоянной основе или только во время проведения конфиденциальных совещаний и переговоров. В выключенном состоянии устройство не оказывает влияние на работу системы связи. При включении устройство в зависимости от режимов работы может или полностью нейтрализовать работу систему связи, когда интенсивность внешнего оптического шумового сигнала превышает интенсивность других сигналов (информационного) в канале связи, или не влияет на работу, когда интенсивность шумового сигнала незначительна в сравнении с теми же сигналами.

Признаки, используемые для характеристики устройств и способа

Реализация предлагаемого способа осуществляется на основе стандартных или специально созданных элементов. В число которых входит широкополосный генератор света с волоконно-оптическим выходом и шумовым модуляционным спектром и устройство ввода оптического излучения или волоконно-оптический ответвитель. Обобщенная блок-схема устройства представлена на фиг.1.

Широкополосный генератор света с волоконно-оптическим выходом и шумовым модуляционным спектром представляет собой стандартный источник света с генерацией света, модулируемого по интенсивности, частоте, фазе и поляризации. В качестве модулятора используется электрический генератор шума, плеер с записями шумов или речеподобного сигнала. Генератор имеет волоконно-оптический выход. Использование широкополосного источника света позволяет создать зашумление/маскировку волоконно-оптического канала по всему спектральному диапазону и исключить использование специальных узкополосных источников света для формирования канала утечки. В самом деле, применение внешних узкополосных источников света в канале утечке является опасным способом для подслушивания, так как позволяет получить высокое отношение сигнал/шум путем установки селективных оптических фильтров, отсекающих все другие излучения в канале связи.

Устройство ввода оптического излучения в оптический кабель. Свет с шумовой модуляцией должен вводиться в оптическое волокно штатных систем, для чего можно использовать штатные разъемные соединения или устройство ввода/вывода оптического сигнала на микроизгибе. Наиболее простой ввод с помощью стандартного оптического ответвителя формата 2→1. Генератор включают в один из 2 входов. Направление, в котором необходимо произвести постановку помехи, выбирается присоединением остальных замыкающих линию связи разъемов ответвителя. Например, включение ответвителя, показанное на фиг.1, позволяет защититься от прослушивания в направлении справа от устройства. В этом направлении следует свет от генератора. Также излучение может вводиться в оптическое волокно с помощью устройства ввода светового излучения через микроизгиб, как это реализовано в устройстве ввода-вывода оптической мощности без разрыва волокна FCD-10B от EXFO (Устройство ввода/вывода оптического сигнала FCD-10B. Инструкция по эксплуатации p/n 1037015 март 2003 г. www.exforussia.ru; www.exfo.com). Однако устройство ввода-вывода имеет ограниченную эффективность по длинам волн и цвету покрытия волокна, что ограничивает возможности его использования на практике.

Краткое описание чертежей

Фиг.1. Обобщенная блок-схема способа и устройства по оптическому зашумлению волоконно-оптического канала передачи информации. 1 - широкополосный генератор света с волоконно-оптическим выходом и шумовым модуляционным спектром, 2 - широкополосный источник света, 3 - генератор электрического сигнала на звуковых частотах (плеер), 4 - волоконно-оптический ответвитель.

Фиг.2. Устройство нейтрализации акусто-опто-волоконного канала утечки речевой информации на основе широкополосного генератора света. 1 - широкополосный генератор света, 2 - набор светодиодов, излучающих на различных частотах и соединенных оптическими волноводами, 3 - аудиоплеер с флэш-памятью, в которой записаны различные виды шумов, 4 - двунаправленный волоконно-оптический ответвитель, 5 - волоконно-оптические соединительные элементы.

Осуществление изобретения

Изобретение, относящееся к способу

Пример 1. Способ нейтрализации состоит в том, что в штатную систему связи на основе волоконно-оптических технологий, вводится световое излучение от внешнего источника со спектром модуляции по амплитуде. В некоторых случаях в канале утечки может быть использована модуляция по другим параметрам, таким как частота, фаза, поляризация. Нейтрализация таких каналов возможно при зашумлении канала связи по этим параметрам. Ввод излучения необходимо производить во все волокна кабеля на участке между активным оборудованием.

Изобретение, относящееся к устройству

Пример 2. Фиг.2. Основой для создания искусственной оптической помехи в оптическом кабеле штатных систем связи является генератор света. В качестве источника света наиболее эффективно использование набора светодиодов на разные длины волн, перекрывающие спектральный диапазон, которые может применить нарушитель, т.е. от 400 нм до 1600 нм. Такие источники света не производятся. Максимально заполнить весь спектральный диапазон можно применяя несколько светодиодов на разные длины волн, соединенные волоконно-оптическими ответвителями в единый световой поток. Светодиоды позволяют применить внутреннюю модуляцию внешним электрическим сигналом с требуемым акустическим частотным спектром шума. Формирование шумового электрического сигнала производится с помощью аудио-плеера с флэш-памятью, в памяти которого записаны требуемые шумы, речеподобные сигналы. Мощности аудио-плеера достаточно для формирования световых сигналов маломощными светодиодами, в противном случае требуется дополнительное усиление сигнала от плеера. Генератор имеет волоконно-оптический разъем типа FC, SC, ST или иной в зависимости от разъемов, используемых в сети. Для ввода излучения в оптический кабель в двух направлениях можно использовать комбинацию из ответвителей, как показано на фиг.2.

Изобретение относится к области обеспечения информационной безопасности переговоров в выделенных помещениях с помощью оптического зашумления волоконно-оптического канала связи на акустических частотах и может быть использовано в системах защиты конфиденциальной речевой информации. Технический результат состоит в нейтрализация утечки речевой информации. Для этого вводят внешнюю оптическую искусственную помеху на акустических частотах в оптический кабель систем передачи информации, а устройство реализации способа активной защиты содержит источник света с волоконно-оптическим выходом, генерирующим оптическое излучение с шумовым спектром на акустических частотах. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ предотвращения утечки речевой информации через волоконно-оптические коммуникации выделенных помещений, приводящий к несанкционированной передачи речевой информации, заключающийся в том, что искусственный оптический сигнал помехи, модулированный на акустических частотах, вводится в соединения через волоконно-оптический ответвитель с оптическими волокнами кабеля генератора шумового оптического сигнала с направлением светового потока в одном или обоих направлениях оптического волокна.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что искусственный оптический сигнал помехи создается в модуле в виде волоконно-оптического или интегрально-оптического генератора, оптически включаемом в кабельную систему волоконно-оптических коммуникаций.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что искусственный оптический сигнал помехи модулируется по амплитуде, и/или частоте, и/или фазе, и/или поляризации на акустических частотах.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что искусственный оптический сигнал помехи имеет адаптированную к подавлению речевого сигнала комбинацию шумовых спектров, спектр звукового сигнала, подобного речи.

5. Устройство предотвращения утечки речевой информации через волоконно-оптические коммуникации выделенных помещений, приводящее к несанкционированной передаче речевой информации, состоит из звуковоспроизводящего элемента с записями речи, звуков и шумов различного спектра электрически, соединенного с генератором света, который оптически подключается к волоконно-оптической подсистеме структурированной кабельной системы с помощью волоконно-оптического ответвителя.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что генерируемый свет модулируется по амплитуде, и/или фазе, и/или частоте, и/или поляризации.

7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что для генерации света широкого спектрального диапазона используется набор светодиодов или полупроводниковых лазеров на разных частотах, излучение которых сводится в единый поток с помощью волоконно-оптических соединений.

8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что устройство подключается к оптическому кабелю с помощью устройства ввода излучения на микроизгибе без разрыва волокон оптического кабеля.

9. Устройство по п.5, отличающееся тем, что устройство изготавливается по волоконно-оптической и/или интегрально-оптической технологиям в виде отдельного модуля, электрически и оптически интегрируемого в активное волоконно-оптическое оборудование, входящее в структурированную кабельную систему.

10. Устройство по п.5, отличающееся тем, что вместо звуковоспроизводящего элемента с записями речи, звуков и шумов различного спектра используется электрический генератор звуков и шума тех же спектров.

11. Устройство по п.5, отличающееся тем, что в памяти звуковоспроизводящего элемента записываются речи, звуки и шумы различного спектра и воспроизводятся генератором света по отдельности или в комбинации.

12. Устройство по п.5, отличающееся тем, что в памяти звуковоспроизводящего элемента записывается речь защищаемых переговорщиков не конфиденциального характера и воспроизводится генератором света.

13. Устройство по п.5, отличающееся тем, что для создания света сигнала помехи используется генератор света с акустооптическим, и/или магнитооптическим, и/или электрооптическим модулятором.