Разработка устройства защиты телефонной линии от прослушивания

     "Выжигатели" телефонных закладок могут работать как в ручном, так и автоматическом режимах. Время непрерывной работы в автоматическом режиме составляет от 20 секунд до 24 часов.

     Устройство "КС-1300" оборудовано специальным  таймером, позволяющим при работе в автоматическом режиме устанавливать временной интервал подачи импульсов в линию в пределах от 10 минут до 2 суток.

     Наряду  со средствами активной защиты на практике широко используются различные устройства, позволяющие контролировать некоторые параметры телефонных линий и устанавливать факт несанкционированного подключения к ним.

     Методы контроля телефонных линий в основном основаны на том, что любое подключение к ним вызывает изменение электрических параметров линий: амплитуд напряжения и тока в линии, а также значений емкости, индуктивности, активного и реактивного сопротивления линии. В зависимости от способа подключения закладного устройства к телефонной линии (последовательного, в разрыв одного из проводов телефонного кабеля, или параллельного), степень его влияния на изменение параметров линии будет различной.

     За  исключением особо важных объектов линии связи построены по стандартному образцу. Ввод линии в здание осуществляется магистральным многопарным (многожильным) телефонным кабелем до внутреннего распределительного щита. Далее от щита до каждого абонента производится разводка двухпроводным телефонным проводом марки ТРП или ТРВ. Данная схема характерна для жилых и небольших административных зданий размеров. При больших размерах административных зданий внутренняя разводка делается набором магистральных кабелей до специальных распределительных колодок, от которых на небольшие расстояния (до 20 ... 30 м) разводка также производится проводом ТРП или ТРВ.

     В статическом режиме любая двухпроводная  линия характеризуется волновым сопротивлением, которое определяется погонными емкостью (пФ/м) и индуктивностью (Гн/м) линии. Волновое сопротивление магистрального кабеля лежит в пределах 130 ... 160 Ом для каждой пары, а для проводов марки ТРП и ТРВ имеет разброс 220 ... 320 Ом.

     Подключение средств съема информации к магистральному кабелю (как наружному, так и внутреннему) маловероятно. Наиболее уязвимыми местами подключения являются: входной распределительный щит, внутренние распределительные колодки и открытые участки из провода ТРП, а также телефонные розетки и аппараты. Наличие современных внутренних мини-АТС не влияет на указанную ситуацию.

     Основными параметрами радиозакладок, подключаемых к телефонной линии, являются следующие. Для закладок с параллельным включением важным является величина входной емкости, диапазон которой может изменяться в пределах от 20 до 1000 пФ и более, и входное сопротивление, величина которого составляет сотни кОм. Для закладок с последовательным включением основным является входное сопротивление, которое может составлять от сотен Ом до нескольких МОм.

     Телефонные  адаптеры с внешним источником питания, гальванически подключаемые к линии, имеют большое входное сопротивление до нескольких МОм (в некоторых случаях и более 100 МОм) и достаточно малую входную емкость.

     Важное  значение имеют энергетические характеристики средств съема информации, а именно потребляемый ток и падение напряжения в линии.

     Наиболее  информативным легко измеряемым параметром телефонной линии является напряжение в ней при положенной и поднятой телефонной трубке. Это обусловлено тем, что в состоянии, когда телефонная трубка положена, в линию подается постоянное напряжение в пределах 60 ... 64 В (для отечественных АТС) или 25...36 В (для импортных мини-АТС в зависимости от модели). При поднятии трубки в линию от АТС поступает сигнал, преобразуемый в телефонной трубке в длинный гудок, а напряжение в линии уменьшается до 10 ... 12 В.

     Если  к линии будет подключено закладное  устройство, то эти параметры изменятся (напряжение будет отличаться от типового для данного телефонного аппарата).

     Однако  падение напряжения в линии (при  положенной и поднятой трубке) не дает однозначного ответа - установлена в линии закладка, или нет, так как колебания напряжения в телефонной линии могут происходить из-за ее плохого качества (как результат изменения состояния атмосферы, времени года или выпадения осадков и т.п.). Поэтому для определения факта подключения к линии закладного устройства необходим постоянный контроль ее параметров.

     При подключении к телефонной линии закладного устройства изменяется и величина потребляемого тока (при поднятии трубки телефонного аппарата). Величина отбора мощности из линии зависит от мощности передатчика закладки и его коэффициента полезного действия.

     При параллельном подключении радиозакладки потребляемый ток (при поднятой телефонной трубке), как правило, не превышает 2,5 ... 3,0 мА.

     При подключении к линии телефонного  адаптера, имеющего внешний источник питания и большое входное  сопротивление, потребляемый из линии ток незначителен (20 ... 40 мкА).

     Комбинированные радиозакладки с автономными  источниками питания и параллельным подключением к линии имеют невысокое входное сопротивление (несколько кОм) и практически не потребляют энергию из телефонной линии, но значительно увеличивают ее емкость.

     Производя измерение тока в линии при  снятии телефонной трубки и сравнивая  его с типовым, можно выявить  факт подключения закладных устройств  с током потребления более 500 ... 800 мкА.

     Определение техническими средствами контроля закладных  устройств с малым током потребления из линии ограничено собственными шумами линии, вызванными нестабильностью как статических, так и динамических параметров линии. К нестабильности динамических параметров в первую очередь относятся флюктуации тока утечки в линии, величина которого достигает 150 мкА.

     Простейшее  устройство контроля телефонных линий  представляет собой измеритель напряжения. При настройке оператор фиксирует значение напряжение, соответствующее нормальному состоянию линии (когда к линии не подключены посторонние устройства), и порог тревоги. При уменьшении напряжения в линии более установленного порога устройством подается световой или звуковой сигнал тревоги.

     На  принципах измерения напряжения в линии построены и устройства, сигнализирующие о размыкании телефонной линии, которое возникает при последовательном подключении закладного устройства.

     Как правило, подобные устройства содержат также фильтры для защиты от прослушивания за счет "микрофонного эффекта" в элементах телефонного аппарата и высокочастотного "навязывания".

     Устройства  контроля телефонных линий, построенные  на рассмотренном принципе, реагируют на изменения напряжения, вызванные не только подключением к линии средств съема информации, но и колебаниями напряжения на АТС (что для отечественных линий довольно частое явление), что приводит к частым ложным срабатываниям сигнализирующих устройств. Кроме того, эти устройства не позволяют выявить параллельное подключение к линии высокоомных (с сопротивлением в несколько МОм) подслушивающих устройств. Поэтому подобные устройства не находят широкого применения на практике.

     Принцип работы более сложных устройств  основан на периодическом измерении  и анализе нескольких параметров линии (наиболее часто: напряжения, тока, а также комплексного (активного и реактивного) сопротивления линии). Такие устройства позволяют определить не только факт подключения к линии средств съема информации, но и способ подключения (последовательное или параллельное). Например, контроллеры телефонных линий "КТЛ-2", "КТЛ-3" (см. рис. ) и "КТЛ-400" за 4 минуты позволяют обнаружить закладки с питанием от телефонной линии независимо от способа, места и времени их подключения, а также параметров линии и напряжения АТС. Приборы также выдают световой сигнал тревоги при кратковременном (не менее 2 секунд) размыкания линии.

     Современные контроллеры телефонных линий, как  правило, наряду со средствами обнаружения  подключения к линии устройств  несанкционированного съема информации, оборудованы и средствами их подавления. Для подавления в основном используется метод высокочастотной маскирующей помехи. Режим подавления включается автоматически или оператором при обнаружении факта несанкционированного подключения к линии.

     Для блокировки работы (набора номера) несанкционированно подключенных параллельных телефонных аппаратов используются специальные электронные блокираторы.

     Принцип работы подобных устройств поясним  на примере изделия "Рубин". В дежурном режиме устройство производит анализ состояния телефонной линии путем сравнения напряжения в линии и на эталонной (опорной ) нагрузке, подключенной к цепи телефонного аппарата. При поднятии трубки несанкционированно подключенного параллельного телефонного аппарата напряжение в линии уменьшается, что фиксируется устройством защиты. Если этот факт зафиксирован в момент ведения телефонного разговора (трубка на защищаемом телефонном аппарате снята), срабатывает звуковая и световая (загорается светодиод несанкционированного подключения к линии) сигнализация. А если факт несанкционированного подключения к линии зафиксирован в отсутствии телефонного разговора (трубка на защищаемом телефонном аппарате не снята), то срабатывает сигнализация и устройство защиты переходит в режим блокирования набора номера с параллельного телефонного аппарата. В этом режиме устройство защиты шунтирует телефонную линию сопротивлением 600 Ом (имитируя снятие трубки на защищаемом телефонном аппарате), что полностью исключает возможность набора номера с параллельного телефонного аппарата. 

     2.2. Анализ возможных  вариантов построения  устройства.

     Учитывая  вышесказанное возможны несколько  вариантов построения устройства:

     - комбинированный речевой скремблер на основе частотно-временных перестановок отрезков речи, представленные конкретными отсчетами, с применением цифровой обработки сигналов, (рис. 2.10) 

     Рис. 2.10– схема комбинированного скремблера 

     - цифровой широкополосный скремблер  (рис. 2.11) 

     Рис. 2.11 – схема цифрового широкополосного скремблера 

     - цифровой узкополосный скремблер  скремблер (рис. 2.12) 

     Рис. 2.12 – схема цифрового узкополосного скремблера 
 
 
 
 
 
 
 

     - вокодер, использующий систему кодирования AbS-LPC (рис. 2.13) 

     Рис. 2.13 – схема вокодера 

     2.3 Выбор, расчет  и технико-экономическое  обоснование структурной  схемы устройства

     Анализируя  возможные схемы построения устройства, беря во внимание исходную схему организации телефонной линии, которую необходимо защитить от прослушивания и учитывая экономическую целесообразность выбора устройства для защиты телефонной линии от прослушивания на основании одного из правил теории защиты информации, которое гласит, что «ценность защищаемой информации не должна превышать расходы на ее защиту», выбираем устройсво, основанное на принципе постановки шумовой помехи, скорректированной по частоте, в телефонную линию. Так же для улучшения защитных свойств устройства включаем цепь изменения уровня напряжения в телефонной линии при поднятой трубке.

     Рис. 2.14 – структурная схема устройства защиты телефонной линии от прослушивания. 

     Описание  структурной схемы устройства:

     -  блок питания обеспечивает работу всех узлов прибора и выдаёт: стабилизированное напряжение 12V, гальванически не связанное с общим "0" схемы, не стабилизированное напряжение +15V, -15V и стабилизированное +12V, -12V относительно общего "0";