Способ защиты акустической речевой информации от сопутствующей передачи по оптическим линиям связи Российский патент 2017 года по МПК H04B10/00 

Изобретение относится к области обеспечения информационной безопасности, в частности к способам защиты акустической речевой информации от сопутствующей передачи по линиям связи, в том числе оптическим линиям связи. Способ может быть использован для защиты акустической речевой информации в выделенных помещениях.

Известны «Способы и устройства активной защиты речевой информации от прослушивания по акусто-опто-волоконному каналу утечки» по патенту РФ №2416166 от 27 апреля 2009 г., заключающиеся в том, что формируют искусственную помеху световому потоку путем формирования виброакустической, и/или акустооптической, и/или магнитооптической, и/или электрооптической модуляции проходящего светового потока на акустических частотах, обеспечивая зашумление пассивных и активных элементов волоконно-оптических коммуникаций выделенного помещения.

Недостатком известного способа является существенное снижение энергетического потенциала волоконно-оптической системы передачи, что обусловлено его частичным замещением сигналом и снижает качество функционирования волоконно-оптической системы передачи (ВОСП) по основному целевому предназначению в течении всего времени работы.

Известен «Источник шума для виброакустического зашумления помещения» по патенту РФ №2408143 от 8 июня 2009 г., содержащий электроакустический преобразователь, генератор электрического шумового сигнала и электоровибрационный преобразователь.

Известное изобретение не гарантирует исключение канала утечки акустической речевой информации (АРИ) по волоконно-оптическим коммуникациям выделенного помещения.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявленному является «Волоконно-оптический детектор угроз утечки речевой информации через волоконно-оптические коммуникации» по патенту РФ №2428798 от 14 сентября 2009 г., заключающийся в том, что в нем обнаружение канала утечки акустической (речевой) информации проводится путем контроля оптических излучений в штатных волоконно-оптических коммуникациях.

Недостатком прототипа является то, что он не решает вопросов защиты АРИ, что обусловлено ограничением его технического результата только до этапа выявления факта утечки АРИ по техническому каналу.

Техническим результатом изобретения является исключение восстановления наводимой в оптических линиях связи (ОЛС) АРИ с заданным качеством за счет нарушения условия восстановления сигнала, определяемого теоремой Котельникова.

Технический результат достигается тем, что в заявленном способе защиты акустической речевой информации от сопутствующей передачи по оптическим линиям связи, заключающийся в том, что производится регистрация с демодуляцией на акустических частотах параметров оптического излучения, проходящего через элементы волоконно-оптические телекоммуникации выделенных помещений, и определяется утечка акустической речевой информации, отличающийся тем, что при определении утечки акустической речевой информации в выделенном помещении изменяется режим работы источника оптического излучения - лазера, который задает период включения лазера T, удовлетворяющего условию Т>1/2ƒ_н, где ƒ_н - нижняя частота акустического речевого сигнала, распространяющегося в выделенном помещении, при этом период T включает в себя время отключения лазера ΔT - скважность, и время работы лазера Δt удовлетворяющего условию Δt<1/2ƒ_в, где ƒ_в - верхняя частота акустического речевого сигнала, распространяющегося в выделенном помещении, в которое период следования его импульсов τ соответствует штатному режиму. При отсутствии утечки акустической речевой информации в выделенном помещении лазер волоконно-оптической системы передачи работает в штатном режиме.

Благодаря новой совокупности существенных признаков в заявленном способе обеспечивается исключение восстановления наводимой в ОЛС АРИ с заданным качеством за счет нарушения условия восстановления сигнала, определяемого теоремой Котельникова. Причем нарушение условия восстановления сигнала, определяемого теоремой Котельникова, обеспечивается путем изменения режима работы лазера при регистрации утечки АРИ в выделенном помещении.

Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показаны:

фиг. 1 - структурное представление волоконно-оптической системы передачи выделенного помещения и несанкционированного доступа к оптической линии связи;

фиг. 2 - временная структура импульсной последовательности лазера в штатном режиме;

фиг. 3 - временная структура импульсной последовательности лазера в режиме защиты акустической речевой информации.

Заявленный способ реализуется следующим образом.

Акустооптический канал утечки, связанный с несанкционированным съемом АРИ через штатные волоконно-оптические инфотелекоммуникации различного назначения расположенных в выделенных помещениях, является следствием появления и развития волоконно-оптических технологий.

В этом канале утечки источник АРИ воздействует на оптическое волокно штатных волоконно-оптических систем передач выделенного помещения и вызывает модуляцию оптического сигнала акустическими частотами [Гринев А.Ю., Наумов К.П., Пресленев Л.Н., Тигин Д.В. Оптические устройства в радиотехнике: Учеб. пособие для вузов / Под ред. В.Н. Ушакова. Изд. 2-е, испр. и доп. - М.: Радиотехника, 2009]. Модулированный акустической составляющей оптический сигнал может выйти далеко за пределы выделенного помещения и контролируемой территории, что создает предпосылки для перехвата конфиденциальной АРИ при несанкционированном доступе (НСД) к ВОСП (фиг. 1).

Основой канала утечки является оптический сигнал, создаваемый источником излучения - лазером и распространяющийся в оптическом волокне. Современные телекоммуникационные лазеры работают в импульсном режиме, обеспечивая обмен информацией между цифровыми системами передачи [Р. Фриман. Волоконно-оптические системы. 3-е дополненное издание. Пер. с англ. М.: Техносфера, 2006]. Следовательно, происходит модуляция импульсов оптического сигнала, следующих, в телекоммуникационных лазерах, с периодом в несколько пикосекунд, акустическими частотами.

Для восстановления при НСД АРИ с заданным качеством требуется провести ряд мероприятий, связанных следующей последовательностью:

1) регистрация оптического излучения в «точке» НСД;

2) демодуляция акустической составляющей оптического сигнала [Гринев А.Ю., Наумов К.П., Пресленев Л. Н., Тигин Д.В. Оптические устройства в радиотехнике: Учеб. пособие для вузов / Под ред. В.Н. Ушакова. Изд. 2-е, испр. и доп. - М.: Радиотехника, 2009];

3) выполнение условия теоремы Котельникова для восстановления акустического сигнала с заданным качеством, по которому период следования непрерывных отсчетов должен удовлетворять условию t_o≤1/2ƒ_в, где t_o - период следования отсчетов; ƒ_в - верхняя частота акустического диапазона.

Основой заявленного способа защиты АРИ от сопутствующей передачи по оптическим линиям связи является нарушение условия восстановления акустического сигнала с заданным качеством, определяемого теоремой Котельникова. Для этого на границе выделенного помещения производится регистрация с демодуляцией на акустических частотах параметров оптического излучения (фиг. 1), при регистрации утечки акустической речевой информации изменяется режим работы источника оптического излучения (лазера) который задает период включения лазера Т, удовлетворяющего условию Т>1/2ƒ_н, где ƒ_н - нижняя частота акустического речевого сигнала, распространяющегося в выделенном помещении, при этом период T включает в себя время отключения лазера ΔT - скважность, и время работы лазера Δt удовлетворяющего условию Δt<1/2ƒ_в, где ƒ_в - верхняя частота акустического речевого сигнала, распространяющегося в выделенном помещении, в которое период следования его импульсов т соответствует штатному режиму (фиг. 2). При отсутствии утечки акустической речевой информации в выделенном помещении лазер работает в штатном режиме (фиг. 3). Таким образом, снижение информационной скорости происходит только во время наличия в выделенном помещении акустического речевого сигнала, при этом расчеты показывают, что даже в защищенном режиме информационная скорость лазера сохраняет высокие значения (десятки Мбит), обеспечивая предоставление должностному лицу любых мультисервисных услуг связи [Росляков А.В., Ваняшин С.В., Самсонов М.Ю., Шибаев И.В., Чечнева И.А. Сети следующего NGN. - М.: Эко-Тренз, 2009]. Кроме того, энергетический потенциал волоконно-оптической системы передачи сохраняется в любом режиме работы лазера, за счет чего дальность связи в ней остается неизменной.

Так для стандартного телекоммуникационного лазера волоконно-оптической системы передачи с информационной скоростью передачи 100 Гбит/с (транспондер TS-100E из состава мультисервисной платформы «Волга» производства компании «Т8», Россия) при защите данным способом АРИ в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц обеспечивается информационная скорость передачи 10 Мбит/с.

Таким образом, за счет управления режимами работы лазера ВОСП достигается выполнение технического результата.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для обеспечения информационной безопасности при защите акустической речевой информации (АРИ) от сопутствующей передачи по линиям связи, в том числе оптическим линиям связи (ОЛС). Технический результат состоит в исключении наводимой в ОЛС АРИ с заданным качеством за счет нарушения условия восстановления сигнала, определяемого теоремой Котельникова. При регистрации утечки АРИ в ВП изменяется режим работы источника оптического излучения - лазера, который задает период включения лазера Т, удовлетворяющий условию Т>1/2f_н, где f_н - нижняя частота акустического речевого сигнала, распространяющегося в ВП, при этом период Т включает в себя время отключения лазера ΔT - скважность и время работы лазера Δt, удовлетворяющее условию Δt<1/2ƒ_в, где ƒ_в - верхняя частота акустического речевого сигнала, распространяющегося в ВП, в которое период следования его импульсов τ соответствует штатному режиму. При отсутствии утечки акустической речевой информации в ВП задается штатный режим работы лазера. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ защиты акустической речевой информации от сопутствующей передачи по оптическим линиям связи, заключающийся в том, что производят регистрацию с демодуляцией на акустических частотах параметров оптического излучения, проходящего через элементы волоконно-оптические телекоммуникации выделенных помещений, и определяют утечку акустической речевой информации, отличающийся тем, что при определении утечки акустической речевой информации в выделенном помещении изменяют режим работы источника оптического излучения - лазера, который задает период включения лазера T, удовлетворяющий условию , где - нижняя частота акустического речевого сигнала, распространяющегося в выделенном помещении, при этом период T включает в себя время отключения лазера ΔT - скважность, и время работы лазера Δt, удовлетворяющее условию , где - верхняя частота акустического речевого сигнала, распространяющегося в выделенном помещении, в котором период следования его импульсов τ соответствует штатному режиму.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при отсутствии утечки акустической речевой информации в выделенном помещении лазер волоконно-оптической системы передачи работает в штатном режиме.