Оцінка можливості перехоплення мовної інформації із виділеного приміщення та способи його захисту від витоків інформації технічними каналами
| dc.contributor.advisor | Степанов, Михайло Миколайович | |
| dc.contributor.author | Павленко, Євген Вікторович | |
| dc.date.accessioned | 2024-08-23T09:27:14Z | |
| dc.date.available | 2024-08-23T09:27:14Z | |
| dc.date.issued | 2024 | |
| dc.description.abstract | Павленко Є.В. Оцінка можливості перехоплення мовної інформації із виділеного приміщення та способи його захисту від витоків інформації технічними каналами. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії в галузі знань 17 «Електроніка та телекомунікації» за спеціальністю 172 «Телекомунікації та радіотехніка». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» МОН України, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» МОН України, Київ, 2024. Дисертаційна робота присвячена вирішенню науково-практичної задачі підвищення ефективності та вдосконалення захисту приміщень від витоків інформації по акустичним каналам шляхом удосконалення розрахункового методу визначення словесної розбірливості з можливістю використання оптимальної по критерію мінімума інтегрального значення завади, що дозволить не тільки оцінити можливість перехоплення мовної інформації, а й забезпечити її захист. Крім того, була розширена математична модель оптико-електронного каналу витоку мовної інформації, що дозволяє оцінити можливість перехоплення мовної інформації засобами ЛСАР (лазерні системи акустичної розвідки), а у зв’язку з високою інформативністю даних каналів, дістала подальшого розвитку математична модель радіоелектронного каналу витоку інформації шляхом врахування параметрів передавача та приймача, що дозволило розрахувати оптимальний рівень небезпечного сигналу та маскуючого шуму в задачах протидії перехопленню інформації засобами технічної розвідки. У першому розділі дисертації проаналізовані технічні канали витоку інформації виділеного приміщення. Серед розглянутих каналів: прямий акустичний, акустовібраційний, акустоелектричний, оптико-електронний та електромагнітний канали. Розглянуто методи захисту мовної інформації від її витоків через акустичні канали, приведена послідовність заходів при організації захисту мовної інформації від її витоків із виділеного приміщення, наведений список засобів та способів перехоплення мовної інформації, а також заходів протидії для кожного з приведених акустичних каналів. Для забезпечення вимог по електромагнітній безпеці виділеного приміщення було розглянуто екранування електромагнітних хвиль. Показані основні положення і залежності екранування електричних, магнітних та електромагнітних екранів, розглянуті вимоги до електричних та магнітостатичних екранів. Показаний розрахунок ефективності екранування магнітних та немагнітних матеріалів на заданих частотах при різних значеннях провідності та товщини стінок екрану. Розглянуто показник словесної розбірливості для оцінки захисту виділеного приміщення від витоків акустичної інформації, приблизну шкалу оцінки перехопленого мовного повідомлення, критерії ефективності захисту виділених приміщень з точки зору показника словесної розбірливості, розрахунковий та інструментально-розрахунковий методи оцінки розбірливості мови, а також послідовність дій при здійсненні контролю ефективності захисту виділеного приміщення від витоків акустичної інформації при використанні інструментальнорозрахункового методу. У другому розділі дисертації проводиться аналітичний огляд та застосування математичних моделей акустичного, оптико-електронного та радіоелектронного каналів витоку інформації. Розглянута математична модель акустичного каналу витоку інформації дозволила оцінити стан захищеності потенційних акустичних каналів витоку мовної інформації розрахунковим методом, враховуючи можливі просторові і енергетичні умови розвідувального контакту в каналі та забезпечуючи високу точність оцінки захищеності мови, модель встановляє функціональну залежність розбірливості мови від характеристик сигнально-завадової обстановки в каналі. Для оцінки словесної розбірливості модель використовує формантний метод. Для забезпечення адекватності фізичних процесів протікаючих в каналі, приведена математична модель акустичного канала витоку інформації представлена у вигляді сукупності чотирьох взаємозв’язаних моделей, достатньо точно описуючих акустичний сигнал, який створюється джерелом мови, акустичні навмисні перешкоди і природні шуми, вплив неоднорідного середовища розповсюдження і можливості акустичного приймача по розпізнаванню мови. Використана в дослідженні математична модель оптико-електронного каналу витоку акустичної мовної інформації дозволила змоделювати загрози витоку мовної інформації через віконні отвори та пройоми з використанням оптикоелектронної апаратури дистанційного прослуховування мови. Дана загроза заснована на модулюванні відбитого лазерного випромінювання згинальними коливаннями віконних шибок, джерелом яких являються мовні сигнали, що циркулюють всередині приміщень. Дана модель дозволяє визначити відношення потужності корисного сигналу до потужності шуму на виході детектора та розрахувати словесну розбірливість мови на виході оптико-електронної апаратури дистанційного прослуховування мови з урахуванням всіх перетворень вихідного акустичного сигналу, шумових складових і відношень сигнал/шум в точках знімання інформації засобами дистанційного прослуховування мови. Приведена математична модель оптико-електронного каналу витоку мовної інформації була розширена залежностями для визначення величини сигнал/шуму на вході оптико-електронної апаратури та відповідної їй словесної розбірливості для отримання мінімального значення словесної розбірливості на виході оптикоелектронної апаратури дистанційного прослуховування мови. Також, в роботі приведений зв’язок зазначеної моделі з представленою методикою оцінки можливості перехоплення та захисту мовної інформації виділеного приміщення, що дозволяє оцінити можливість перехоплення мовної інформації через віконні отвори та пройоми з використанням оптико-електронної апаратури дистанційного прослуховування мови. Використана в дослідженні математична модель радіоелектронного каналу витоку інформації при різних модифікаціях функції правдоподібності, яка по суті представляє собою математичний запис теореми Байеса, показує яким чином із апріорних даних і результатів аналізу прийнятого коливання формуються апріорні значення. Базуючись на положеннях теорії оптимального прийому, модель описує процес перетворення прийнятого розвідувальним приймачем електромагнітного коливання з метою прийняття рішення про наявність сигналу, враховуючи вимоги незаниження оцінки можливостей розвідки. При вирішенні задач в контексті даної теорії відповідь повинна бути отримана як на основі попередніх (апріорних) відомостей про сигнал та завади, так і результатів аналізу даних, що містяться в прийнятому коливанні. В контексті даної моделі була розглянута нерівність для винесення рішення про наявність або відсутність детермінованого сигналу на фоні білого шуму, а також функціональна схема оптимального приймача з чотирма можливими випадками виявлення сигналу, що порівнюються з встановленим порогом засобу радіоелектронної розвідки. У третьому розділі дисертації удосконалено розрахунковий метод визначення словесної розбірливості шляхом використання оптимальної по критерію мінімума інтегрального значення завади, для визначення рівня захищеності мовної інформації виділеного приміщення. Для практичної реалізації удосконаленого методу була представлена методика оцінки можливості перехоплення та захисту мовної інформації, приведені результати її розрахунків. Представлена методика проводить оцінку захищеності мовної інформації виділеного приміщення шляхом розрахунку відношення сигнал/шуму за огородженнями приміщення, а також оцінює можливість перехоплення мовної інформації на основі розрахунку значень словесної розбірливості при навмисному і ненавмисному прослуховуванні мовної інформації із суміжного приміщення через елементи його конструкції. Розрахунок значень словесної розбірливості заснований на врахуванні параметрів виділеного приміщення (площі та типу конструктивних елементів, наявність або відсутність спрямованого мікрофону) та не потребує використання широкого спектру інструментально-вимірювального обладнання. Також, в роботі приведений зв’язок зазначеної методики з оптикоелектронним каналом витоку мовної інформації, що дозволяє оцінити можливість перехоплення мовної інформації через віконні отвори та пройоми з використанням оптико-електронної лазерної апаратури дистанційного прослуховування мови. А у випадку невідповідності словесної розбірливості отриманої за результатами приведеної методики встановленим значенням, можна регулювати її величину за допомогою використаної в методиці оптимальної по критерію мінімума інтегрального значення завади. Реалізація даної завади заснована на врахуванні вагових коефіцієнтів, що характеризують вірогідність наявності формант мови в даній частотній смузі і відображаючих вклад даної смуги в словесну розбірливість. Таким чином, при розподіленні енергії шумового сигналу по частотним смугам у відповідності з ваговими коефіцієнтами, використана оптимальна з точки зору приведеної методики завада. Процес розрахунку значень словесної розбірливості та оптимальної по критерію мінімума інтегрального значення завади був автоматизований в програмному середовищі Mathcad, а результати розрахунку приведені в роботі. Також, в роботі дістала подальшого розвитку математична модель радіоелектронного каналу витоку інформації шляхом врахування параметрів передавача та приймача, що дозволило розрахувати оптимальний рівень небезпечного сигналу та маскуючого шуму. У першому випадку, на базі моделі радіоелектронного каналу витоку інформації, приведений розрахунок оптимального рівня сигналу між передавачем та приймачем в межах контрольованої зони, також представлені залежності умов не отримання корисного сигналу приймачем засобу радіоелектронної розвідки за межами контрольованої зони. У другому випадку, на базі моделі радіоелектронного каналу витоку інформації та одного з можливих випадків виявлення розвідувальним приймачем сигналу на фоні шуму, представлена можливість запобігання перехопленню сигнала, що виходить за межі контрольованої зони та перевищує заданий поріг засобу радіоелектронної розвідки, шляхом його маскування спеціально сформованим шумом, приведений алгоритм визначення оптимального рівня маскуючого шуму. | |
| dc.description.abstractother | Pavlenko Y.V. Assessment of possibility the interception of speech information from the premises and ways of its protection from leakage of information via technical channels. - Qualifying scientific work on manuscript rights. Dissertation for obtaining the scientific degree of PhD in the field of knowledge 17 "Electronics and telecommunications" in the specialty 172 "Telecommunications and radio engineering". - National Technical University of Ukraine "Ihor Sikorskyi Kyiv Polytechnic Institute" MES of Ukraine, National Technical University of Ukraine "Ihor Sikorskyi Kyiv Polytechnic Institute" MES of Ukraine, Kyiv, 2023. The dissertation is devoted to solving the actual scientific and practical problem of increasing the efficiency and improving protection of premises from information leaks via acoustic channels by improving the calculation method of determining speech intelligibility with the possibility of using the interference of optimal criterion of the minimum integral value, which allows not only to assess the possibility of interception of speech information, but also to ensure of its security. In addition, was expanded the mathematical model of the optical-electronic channel of speech information leakage which allows to assess the possibility of interception of speech information by means of LARS (laser acoustic reconnaissance systems) and also due to connection with the high informativeness of these channels received the further development the mathematical model of the radio-electronic leakage channel information by taking into account the parameters of the transmitter and receiver, which made it possible to calculate the optimal level of dangerous signal and masking noise in the tasks of countering the interception of information by means of technical intelligence. In the first chapter of the dissertation was analyzed the technical channels of information leakage of the allocated premises. Among the reviewed channels: direct acoustic, acoustovibrational, acoustoelectric, optical-electronic and electromagnetic channels. Considered the methods of protecting speech information from its leaks via acoustic channels, presented the sequence of measures for organization of protection of speech information from its leaks from premises, given the list of means and methods of interception of speech information, as well as countermeasures for each of the given acoustic channels. Considered shielding of electromagnetic waves to ensure electromagnetic safety requirements of the allocated premises. Shown the main provisions and dependences of the shielding of electric, magnetic and electromagnetic screens, considered the requirements for electric and magnetostatic screens. Shown the calculation of the efficiency of shielding of magnetic and non-magnetic materials at given frequencies on different values of conductivity and thickness of the shield walls. Considered speech intelligibility index, for evaluating the protection of allocated premises from acoustic information leaks, an approximate scale for evaluating an intercepted speech message, criteria for the effectiveness of the protection of allocated premises from the point of view of a verbal intelligibility indicator, calculation and instrumental-calculation methods for evaluating speech intelligibility, as well as the sequence of actions for implementing control of the effectiveness of the protection of the allocated premises from the leakage of acoustic information using the instrumental and calculation method. In the second chapter of the dissertation carried out an analytical review and application of mathematical models of acoustic, optical-electronic and radio-electronic channels of information leakage. The considered mathematical model of the acoustic channel of information leakage made it possible to assess the state of security of potential acoustic channels of speech information leakage by calculation method, taking into account the possible spatial and energy conditions of intelligence contact in the channel and ensuring high accuracy of speech security assessment, the model establishes the functional dependence of speech intelligibility on the characteristics of the signal-jamming environment in the channel. For assessing speech intelligibility, the model uses the formant method. To ensure the adequacy of the physical processes occurring in the channel given mathematical model of the acoustic channel of information leakage presented as a set of four interconnected models that sufficiently accurately describe the acoustic signal created by the speech source, acoustic intentional interference and natural noises, the influence of a heterogeneous propagation environment and possibilities acoustic receiver for speech recognition. The mathematical model of the optical-electronic channel of the leakage of acoustic speech information used in study made it possible to simulate the threats of the leakage of speech information through window openings using optical-electronic equipment for remote speech eavesdropping. This threat based on the modulation of reflected laser radiation by bending vibrations of window panes, the source of which are speech signals circulating inside the premises.This model allows you to determine the ratio of the power of the useful signal to the power of the noise at the output of the detector and calculate the speech intelligibility of the speech at the output of the optical-electronic equipment for remote speech eavesdropping, taking into account all transformations of the output acoustic signal, noise components and signal-to-noise ratios at the points of information capture by means of remote speech eavesdropping. The given mathematical model of the optical-electronic channel of speech information leakage was extended by dependencies for determination of signal-to-noise value at the input of the optical-electronic equipment and the corresponding speech intelligibility for obtaining the minimum value of the speech intelligibility at the output of the optical-electronic remote speech eavesdropping. Also, in paper shown the connection of the specified model with the presented methodology for assessing the possibility of interception and protection of speech information of allocated premises, which allows to assess the possibility of interception of speech information through window openings using optical-electronic equipment for remote speech eavesdropping. The mathematical model of the radio-electronic information leakage channel used in study with various modifications of the likelihood function which is essentially a mathematical notation of Bayes' theorem shows how a priori values are formed from a priori data and the results of the analysis of the received oscillation. Based on the provisions of the theory of optimal reception, the model describes the process of converting the electromagnetic oscillation received by the intelligence receiver in order to make a decision about the presence of a signal, taking into account the requirements of not underestimating the intelligence capabilities. When solving problems in the context of this theory, the answer should be obtained both on the basis of previous (a priori) information about the signal and interference, and the results of the analysis of the data contained in the accepted oscillation. In the context of this model, an inequality was considered for making a decision about the presence or absence of a deterministic signal against a background of white noise, as well as a functional scheme of an optimal receiver with four possible cases of signal detection, which are compared with the established threshold of a radio electronic intelligence tool. In the third section improved the calculation method of determining speech intelligibility by using the interference of optimal criterion of the minimum integral value to determine the level of protection of speech information of the allocated premises. For the practical implementation of the improved method, presented methodology for assessing the possibility of interception and protection of speech information and presented the results of its calculations. The presented technique assesses the security of the speech information of allocated premises by calculating the signal-to-noise ratio behind the premises enclosures, and evaluates the possibility of interception of speech information based on the calculation of speech intelligibility values by intentional and unintentional eavesdropping of speech information from the adjacent premises through its structural elements. The calculation of speech intelligibility values based on the parameters of the allocated premises (area and type of structural elements, presence or absence of a directional microphone) and does not require using of wide range of instrumental and measuring equipment. Also, the paper shows the connection of the specified methodology with the optical-electronic channel of speech information leakage, which allows to evaluate the possibility of interception of speech information through window openings using opticalelectronic laser equipment for remote speech eavesdropping. And in the case of inconsistency of the speech intelligibility obtained by the results of the given methodology with the established values, it is possible to adjust its values with the help of used in methodology the interference of criterion of the minimum integral value. The implementation of this interference based on the weighting coefficients characterizing the probability of the presence of speech formants in a given frequency band and reflecting the contribution of this band to speech intelligibility. Thus, when distributing the energy of a noise signal across frequency bands in accordance with the weighting coefficients, used from the point of view of the presented methodology the optimal interference. The process of calculating the values of speech intelligibility and the interference of optimal criterion of the minimum integral value was automated with the help of Mathcad software and the results of the calculation are given in the paper. Also, in paper presented the further development of mathematical model of the radio-electronic channel of information leakage taking into account the parameters of the transmitter and receiver which made it possible to calculate the optimal level of dangerous signal and masking noise. In the first case, on basis of the model of radio-electronic channel of leakage information given the calculation of optimal signal level between transmitter and receiver within the controlled zone as well as presented dependences of the conditions of nonreception of a useful signal by receiver of radio-electronic intelligence outside the controlled zone. In the second case, based on the model of radio-electronic channel of leakage information and one of the possible cases of signal detection by the intelligence receiver against the background of noise presented the possibility of preventing the interception of a signal that goes beyond the controlled zone and exceeds the specified threshold of the radio-electronic intelligence tool by masking it with specially formed noise presented the algorithm for determining the optimal level of masking noise. | |
| dc.format.extent | 150 с. | |
| dc.identifier.citation | Павленко, Є. В. Оцінка можливості перехоплення мовної інформації із виділеного приміщення та способи його захисту від витоків інформації технічними каналами : дис. … д-ра філософії : 172 Телекомунікації та радіотехніка / Павленко Євген Вікторович. – Київ, 2024. – 150 с. | |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/68485 | |
| dc.language.iso | uk | |
| dc.publisher | КПІ ім. Ігоря Сікорського | |
| dc.publisher.place | Київ | |
| dc.subject | розбірливість мови | |
| dc.subject | шумова завада | |
| dc.subject | сигнал | |
| dc.subject | система безпеки | |
| dc.subject | запобігання витоку мовної інформації | |
| dc.subject | коефіцієнт розбірливості мови | |
| dc.subject | захист мовної інформації | |
| dc.subject | побічні електромагнітні випромінювання і наведення | |
| dc.subject | захист інформації | |
| dc.subject | спектральний склад випромінювання | |
| dc.subject | технічний захист інформації | |
| dc.subject | технічна розвідка | |
| dc.subject | технічні канали витоку інформації. | |
| dc.subject | speech intelligibility | |
| dc.subject | noise disturbance | |
| dc.subject | signal | |
| dc.subject | security system | |
| dc.subject | prevention of leakage of speech information | |
| dc.subject | speech intelligibility index | |
| dc.subject | protection of speech information | |
| dc.subject | side electromagnetic radiation and guidance | |
| dc.subject | information protection | |
| dc.subject | radiation spectrum | |
| dc.subject | technical protection of information | |
| dc.subject | technical intelligence | |
| dc.subject | technical channels of information leakage | |
| dc.subject.udc | 621.396:004.056.5](043.3) | |
| dc.title | Оцінка можливості перехоплення мовної інформації із виділеного приміщення та способи його захисту від витоків інформації технічними каналами | |
| dc.type | Thesis Doctoral |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 8.98 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: