Разработка устройства защиты телефонной линии от прослушивания

     Защита  информации, передаваемая по каналам  связи, может осуществляться на семантическом и энергетическом уровнях. На семантическом ровне защита информации достигается применением криптографических методов и средств защиты и направлена на исключение ее получения (выделения), даже при перехвате противником (злоумышленником) информационных сигналов. Методы защиты информации на энергетическом уровне направлены на исключение (затруднение) приема противником (злоумышленником) непосредственно информационных сигналов. То есть эти методы направлены на уменьшение отношения сигнал/шум до величин, обеспечивающих невозможность выделения информационного сигнала средством разведки (средством несанкционированного съема информации).

     В данной статье рассмотрим только методы защиты информации на энергетическом уровне. Защита телефонных разговоров осуществляется как активными, так и пассивными методами.

     К основным активным методам относятся:

• подача во время разговора в телефонную линию синфазного маскирующего низкочастотного (речевого диапазона) сигнала (метод синфазной низкочастотной маскирующей помехи);
• подача во время разговора в телефонную линию маскирующего высокочастотного сигнала звукового диапазона (метод высокочастотной маскирующей помехи);
• подача во время разговора в телефонную линию маскирующего высокочастотного ультразвукового сигнала (метод ультразвуковой маскирующей помехи);
• поднятие напряжения в телефонной линии во время разговора (метод повышения напряжения);
• подача во время разговора в линию напряжения, компенсирующего постоянную составляющую телефонного сигнала (метод "обнуления");
• подача в линию при положенной телефонной трубке маскирующего низкочастотного (речевого диапазона) сигнала (метод низкочастотной маскирующей помехи);
• подача в линию при приеме сообщений маскирующего низкочастотного (речевого диапазона) с известным спектром (компенсационный метод);
• подача в телефонную линию высоковольтных импульсов (метод "выжигания").

     Суть метода синфазного маскирующего низкочастотного (НЧ) сигнала заключается в подаче в каждый провод телефонной линии с использованием единой системы заземления аппаратуры АТС и нулевого провода электросети 220 В (нулевой провод электросети заземлен) согласованных по амплитуде и фазе маскирующих сигналов речевого диапазона частот (как правило, основная мощность помехи сосредоточена в диапазоне частот стандартного телефонного канала: 300 ... 3400 Гц). В телефонном аппарате эти помеховые сигналы компенсируют друг друга и не оказывают мешающего воздействия на полезный сигнал (телефонный разговор). Если же информация снимается с одного провода телефонной линии, то помеховый сигнал не компенсируется. А так как его уровень значительно превосходит полезный сигнал, то перехват информации (выделение полезного сигнала) становится невозможным.

     В качестве маскирующего помехового сигнала, как правило, используются дискретные сигналы (псевдослучайные последовательности импульсов) речевого диапазона частот.

     Метод синфазного маскирующего низкочастотного  сигнала используется для подавления телефонных радиозакладок (как с параметрической, так и с кварцевой стабилизацией частоты) с последовательным (в разрыв одного из проводов) включением, а также телефонных радиозакладок и диктофонов с подключением к линии (к одному из проводов) с помощью индукционных датчиков различного типа.

     Метод высокочастотной маскирующей помехи заключается в подаче во время разговора в телефонную линию широкополосного маскирующего сигнала в диапазоне высших частот звукового диапазона (то есть в диапазоне выше частот стандартного телефонного канала).

     Данный  метод используется для подавления практически всех типов подслушивающих устройств как контактного (параллельного и последовательного) подключения к линии, так и подключения с использованием индукционных датчиков. Однако эффективность подавления средств съема информации с подключением к линии при помощи с индукционных датчиков (особенно, не имеющих предусилителей) значительно ниже, чем средств с гальваническим подключением к линии.

     В качестве маскирующего сигнала используются широкополосные аналоговые сигналы типа "белого шума" или дискретные сигналы типа псевдослучайной последовательности импульсов.

     Частоты маскирующих сигналов подбираются  таким образом, чтобы после прохождения селективных цепей модулятора закладки или микрофонного усилителя диктофона их уровень оказался достаточным для подавления полезного сигнала (речевого сигнала в телефонной линии во время разговоров абонентов), но в то же время эти сигналы не ухудшали качество телефонных разговоров. Чем ниже частота помехового сигнала, тем выше его эффективность и тем большее мешающее воздействие он оказывает на полезный сигнал. Обычно используются частоты в диапазоне от 6 ... 8 кГц до 16 ... 20 кГц. Например, в устройстве Sel SP-17/Т помеха создается в диапазоне 8 ... 10 кГц.

     Такие маскирующие помехи вызывают значительные уменьшение отношения сигнал/шум и искажения полезных сигналов (ухудшение разборчивости речи) при перехвате их всеми типами подслушивающих устройств (см. рис.  2.8 и рис. 2.9). Кроме того, у радиозакладок с параметрической стабилизацией частоты ("мягким" каналом) как последовательного, так и параллельного включения наблюдается "уход" несущей частоты, что может привести к потере канала приема.

     Для исключения воздействия маскирующего помехового сигнала на телефонный разговор в устройстве защиты устанавливается специальный низкочастотный фильтр с граничной частотой 3,4 кГц, подавляющий (шунтирующий) помеховые сигналы и не оказывающий существенного влияния на прохождение полезных сигналов. Аналогичную роль выполняют полосовые фильтры, установленные на городских АТС, пропускающие сигналы, частоты которых соответствуют стандартному телефонному каналу (300 Гц ... 3,4 кГц), и подавляющие помеховый сигнал.

     Метод ультразвуковой маскирующей помехи в основном аналогичен рассмотренному выше. Отличие состоит в том, что используются помеховые сигналы ультразвукового диапазона с частотами от 20 ...25 кГц до 50 ... 100 кГц.

     Метод повышения напряжения заключается в поднятии напряжения в телефонной линии во время разговора и используется для ухудшения качества функционирования телефонных радиозакладок. Поднятие напряжения в линии до 18 ... 24 В вызывает у радиозакладок с последовательным подключением и параметрической стабилизацией частоты "уход" несущей частоты и ухудшение разборчивости речи вследствие размытия спектра сигнала. У радиозакладок с последовательным подключением и кварцевой стабилизацией частоты наблюдается уменьшение отношения сигнал/шум на 3 ... 10 дБ. Телефонные радиозакладки с параллельным подключением при таких напряжениях в ряде случаев просто отключаются.

     Метод "обнуления" предусматривает подачу во время разговора в линию постоянного напряжения, соответствующего напряжению в линии при поднятой телефонной трубке, но обратной полярности.

     Этот  метод используется для нарушения  функционирования подслушивающих устройств с контактным параллельным подключением к линии и использующих ее в качестве источника питания. К таким устройствам относятся: параллельные телефонные аппараты, проводные микрофонные системы с электретными микрофонами, использующие телефонную линию для передачи информации, акустические и телефонные закладки с питанием от телефонной линии и т.д.

     Метод низкочастотной маскирующей  помехи заключается в подаче в линию при положенной телефонной трубке маскирующего сигнала (наиболее часто, типа "белого шума") речевого диапазона частот (как правило, основная мощность помехи сосредоточена в диапазоне частот стандартного телефонного канала: 300 ... 3400 Гц) и применяется для подавления проводных микрофонных систем, использующих телефонную линию для передачи информации на низкой частоте, а также для активизации (включения на запись) диктофонов, подключаемых к телефонной линии с помощью адаптеров или индукционных датчиков, что приводит к сматыванию пленки в режиме записи шума (то есть при отсутствии полезного сигнала).

     Компенсационный метод используется для односторонней маскировки (скрытия) речевых сообщений, передаваемых абоненту по телефонной линии, и обладает высокой эффективностью подавления всех известных средств несанкционированного съема информации.

     Суть  метода заключается в следующем: при передаче скрываемого сообщения на приемной стороне в телефонную линию при помощи специального генератора подается маскирующая помеха (цифровой или аналоговый маскирующий сигнал речевого диапазона с известным спектром). Одновременно этот же маскирующий сигнал ("чистый" шум) подается на один из входов двухканального адаптивного фильтра, на другой вход которого поступает аддитивная смесь принимаемого полезного сигнала речевого сигнала (передаваемого сообщения) и этого же помехового сигнала. Аддитивный фильтр компенсирует (подавляет) шумовую составляющую и выделяет полезный сигнал, который подается на телефонный аппарат или устройство звукозаписи.

     Недостатком данного метода является то, что  маскировка речевых сообщений односторонняя и не позволяет вести двухсторонние телефонные разговоры.

     Метод "выжигания" реализуется путем подачи в линию высоковольтных (напряжением более 1500 В) импульсов, приводящих к электрическому "выжиганию" входных каскадов электронных устройств перехвата информации и блоков их питания, гальванически подключенных к телефонной линии.

     При использовании данного метода телефонный аппарат от линии отключается. Подача импульсов в линию осуществляется два раза. Первый (для "выжигания" параллельно подключенных устройств) - при разомкнутой телефонной линии, второй (для "выжигания" последовательно подключенных устройств) - при закороченной (как правило, в центральном распределительном щитке здания) телефонной линии.

     Для защиты телефонных линий используются как простые устройства, реализующие один метод защиты, так и сложные, обеспечивающие комплексную защиту линий различными методами, включая защиту от утечки информации по электроакустическому каналу.

     На  отечественном рынке имеется  большое разнообразие средств защиты. Среди них можно выделить следующие: "SP 17/Т", "SI-2001", "КТЛ-3","КТЛ-400", "Ком-3", "Кзот-06", "Цикада-М", "Прокруст" (ПТЗ-003), "Прокруст-2000", "Консул", "Гром-ЗИ-6", "Протон" и др.

     В активных устройствах защиты телефонных линий наиболее часто реализованы метод высокочастотной маскирующей помехи ("SP 17/Т", ", "КТЛ-3","КТЛ-400", "Ком-3", "Прокруст" (ПТЗ-003), "Прокруст-2000","Гром-ЗИ-6", "Протон" и др.) и метод ультразвуковой маскирующей помехи ("Прокруст" (ПТЗ-003), "Гром-ЗИ-6").

     Метод синфазной низкочастотной маскирующей помехи используется в устройстве "Цикада-М", а метод низкочастотной маскирующей помехи - в устройствах "Прокруст", "Протон", "Кзот-06" и др.

     Метод "обнуления" применяется, например, в устройстве "Цикада-М", а метод  повышения напряжения в линии - в  устройстве "Прокруст".

     Компенсационный метод маскировки речевых сообщений, передаваемых абоненту по телефонной линии, реализован в изделии "Туман".

     Большинство устройств защиты производят автоматическое измерение напряжения в линии  и отображают его значение на цифровом индикаторе. В приборе ""Гром-ЗИ-6" на цифровом индикаторе отображается уровень уменьшения напряжения в линии.

     Устройства  защиты телефонных линий имеют сравнительно небольшие размеры и вес (например, изделие "Прокруст" при размерах 62• 155• 195 мм весит 1 кг). Питание их, как правило, осуществляется от сети переменного тока 220 В. Однако некоторые устройства (например, "Кзот-06") питаются от автономных источников питания.

     Для вывода из строя ("выжигания" входных  каскадов) средств несанкционированного съема информации с гальваническим подключением к телефонной линии используются устройства типа "ПТЛ-1500, "КС-1300", КС-1303", "Кобра" (см. рис. ) и т.д. Их основные характеристики приведены в табл. .

     Приборы используют высоковольтные импульсы напряжением не менее 1500 ... 1600 В. Мощность "выжигающих" импульсов составляет 15 ... 50 ВА. Так как в схемах закладок применяются миниатюрные низковольтные детали, то высоковольтные импульсы их пробивают и схема закладки выводится из строя.