Современные информационные технологии / 4. Информационная безопасность

Д.т.н., проф. Пилькевич И.А., к.т.н., доц. Котков В.И., к.т.н., доц. Лобанчикова Н.Н.

Житомирский военный институт радиоэлектроники им. С.П. Королева ГУТ

Использование радиометра для выявления радиозакладного устройства

Наиболее распространенным устройством для выявления радиозакладных устройств является нелинейный радиолокатор (НРЛ) [1]. Однако при его использовании возникает проблема селекции как искусственных полупроводников радиоэлектронных элементов, так и природных структур типа „металл-оксид-металлˮ (МОМ), образующихся при контакте двух металлических тел через пленку оксида. В профессиональной научно-технической литературе достаточно основательно описаны свойства МОМ-структур, а также способы их селекции. Несмотря на распространенность метода нелинейной локации и широкую номенклатуру НРЛ, в большинстве случаев достоверность способов селекции полупроводников, как правило, не превышает 30% [1]. Основным недостатком НРЛ является побочное электромагнитное излучение, возникающее при его работе и, как следствие, наносящее вред здоровью оператора.

Известно [2], что методы пассивной радиолокации (определение свойств объекта по его собственному электромагнитному излучению) находят широкое применение для задач контроля внутренней температуры тел и поиска тепловых неоднородностей в непроводящих и полупроводящих средах. Измеряя радиотепловой контраст (изменение температуры объекта и окружающей среды) определяются области с физической температурой, отличной от фоновой (). Область, в которой расположено радиозакладное устройство (РЗУ), вследствие потребления электрической мощности, будет обладать теплоконтрастом, определяемым как . Таким образом, выявление теплового контраста температуры, а соответственно и РЗУ, требует обоснования и разработки соответствующего способа.

Целью работы является разработка способа выявления РЗУ по их собственным электромагнитным излучениям.

Как известно [3], простые РЗП состоят из микрофона, устройства обработки и передатчика, который непрерывно излучает в радиоэфир. Наличие РЗП такого типа в помещении, как правило, определяется с помощью таких средств обнаружения, как НРЛ, сканеров радиоэфира, детекторов высокочастотного поля и др.

Наиболее типичными местами установки РЗП для несанкционированного снятия акустической информации являются помещения, в которых циркулирует информация представляющая интерес [3]. Имитируя наиболее вероятный случай размещения РЗП с минимизацией визуального демаскирующего признака, местом установки в основном является однородная диэлектрическая среда. Такой случай наиболее характерен при размещении РЗП в конструкциях, выполненных из строительных материалов типа, например, кирпич, бетон, штукатурка и т.п.

На практике чаще всего применяются РЗУ, работающие в пассивном режиме записи акустического сигнала [3]. Такие устройства размещаются в экранирующем корпусе, что в значительной степени препятствует их выявлению с помощью НРЛ. В этом случае действие зондирующего излучения НРЛ имеет недостаточный уровень для возбуждения нелинейного отклика от искусственных полупроводниковых элементов РЗУ и детекторов СВЧ-поля. РЗУ, работающие в пассивном режиме, осуществляют процесс передачи накопленной информации по радиоканалу, что делает невозможным их обнаружение с помощью сканеров радиоэфира [4].

В состав РЗУ, работающего в пассивном режиме записи, входят (рис. 1): микрофон (М), устройство усиления (УУ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), память (П), микроконтроллер (МК), передатчик (ПЕР). Принцип действия таких устройств заключается в следующем. Акустический сигнал поступает на микрофон и превращается в электрический. Устройство усиления служит для обработки сигнала (его усиления, фильтрации и нормирования). АЦП преобразует принятый электрический сигнал в цифровой код, а микроконтроллер управляет АЦП, памятью и передатчиком для передачи накопленной информации.

Рис. 1. Структурная схема радиозакладного устройства

Суть предлагаемого способа выявления РЗУ заключается в расчетах тепловых цепей и интенсивности излучения, и может быть представлен последовательностью таких шагов:

– для анализа работы и наличия возможных демаскирующих признаков осуществляется оценка структурной схемы РЗУ и элементов, входящих в ее состав;

– учитывая структурную схему РЗУ, оценивается потребляемая электрическая мощность элементов, входящих в состав устройства;

– проводится оценка теплового сопротивления элементов РЗУ с построением тепловой схемы работы устройства;

– на основании расчетов тепловой схемы устройства определяется изменение температуры РЗУ в процессе его работы;

– определяются электрические параметры среды, в которой расположено РЗУ;

– на основании электрических параметров оцениваются интенсивность излучения, затухания сигнала и скин-слой;

– основываясь на параметрах структурной схемы РЗУ, определяются минимальные геометрические размеры устройства, с последующим расчетом максимальной длины волны исследуемого излучения, сопоставленной с пространственным разрешением в среде;

– исходя из параметров длины волны излучения, скин-слоя и температурной аномалии, проводится расчет необходимой флуктуационной чувствительности радиометра, сопоставленной с необходимой глубиной максимального выявления и его физической реализуемостью [5].

Алгоритмы расчета тепловых цепей и интенсивности излучения детально рассмотрены в [6].

В результате исследования разработан способ выявления РЗУ различных типов и сформулирован набор необходимых технических параметров радиометра, который обеспечит измерения искомых тепловых аномалий. Результаты моделирования показали, что реализация разработанного способа на практике позволит обнаруживать замаскированные РЗУ на глубинах до 26см при величине скин-слоя поглощающей среды порядка 0,1см.

Литература:

1. Хорев А. А. Способы и средства защиты информации: учеб. пособие. М.: МО РФ, 1998. 316 с.

2. Филатов А. В. Микроволновые радиометрические системы нулевого метода измерений. Томск: Том. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2007. 276 с.

3. Вернигоров Н. С. Нелинейный локатор – эффективное средство обеспечения безопасности в области утечки информации // Защита информации. Конфидент. 1996. № 1. С. 67–70.

4. Краус Д. Д. Радиоастрономия. М.: Сов. радио, 1975. 456 с.

5. Филатов А. В., Убайчин А. В., Жуков Н. О. Двухканальный микровол-новый радиометр повышенной точности // Радиотехника. 2011. № 1. С. 47–53.

6. Пількевич І. А., Котков В. І., Завада А. А., Оверчук С. П. Виявлення радіозакладних пристроїв з використанням радіометру // Східно-Європейський журнал передових технологій. 2013. №5/5 (65). С. 44–48.