Технические средства защиты информации. Курс лекций. Часть 1 (1151960), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Cвода – 1490 м/с. Cкирпич – 2300 м/с. Cбетон – 3700 м/с. Cсталь – 5200 м/с.Изменения давления в звуковой волне относительно среднего значения называетсязвуковым давлением Р и измеряется в Паскалях. Один паскаль это давление, создаваемоесилой в один Ньютон, действующей на площадь один квадратный метр.(1)27«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана»(МГТУ им.
Н.Э. Баумана)Технические средства защиты информацииВ акустике принято использование относительных единиц измерения уровнязвукового давления - децибел.(2)В качестве Р0 выбрана величина Р0 = 2·10-5 Па, что соответствует минимальномузвуковому давлению, воспринимаемому человеческим слухом. При этом изменениеуровня звукового давления на 1 дБ является минимальной, различаемой человеческимслухом величиной изменения громкости.
Следует отметить, что в акустике причастотном анализе сигналов используют стандартизированные частотные полосышириной в 1 октаву, 1/3 октавы, 1/12 октавы. Октава - это полоса частот, у которойверхняя граничная частота в два раза больше нижней граничной частоты.Δf=(f В - fН ) окт, если f В = 2 fНЦентральные частоты стандартных октавных полос соответствуют следующемуряду:2, 4, 8, 16, 31,5, 63, 125, 250, 500 (Гц), 1, 2, 4, 8, 16 (кГц).28«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана»(МГТУ им. Н.Э. Баумана)Технические средства защиты информации3.1.2. Основные акустические параметры речевых сигналовОсновные звуки речи образуются следующим образом:- гласные образуются при прохождении воздуха через голосовые связки.
Акустические колебаниягласных звуков носят периодический, близкий к гармоническому характер и могут изменяться взначительном частотном диапазоне;- глухие согласные (сонорные, щелевые, взрывные) образуются за счет преодоления воздухомпрепятствий в носовой и ротовой полостях и носят характер как отдельных акустическихимпульсов, так и шумовых сигналов со сплошным спектром различной конфигурации;-звонкие согласные образуются также как глухие, но при участии голосовых связок.Частотный диапазон речи лежит в пределах 70...7000 Гц. Энергия акустических колебаний впределах указанного диапазона распределена неравномерно. На рис.
3.3 кривой 1 представлен видсреднестатистического спектра русской речи. Следует отметить, что порядка 95 % энергииречевого сигнала лежит в диапазоне 175...5600 Гц.Важно отметить, что информативнаянасыщенность отдельных участков спектраречи неравномерна. Кривой 2 на рис. 3.3представлен вклад отдельных участковспектра речи в суммарную разборчивость.Рис.
3.3.Среднестатистическийспектр русской речи29«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана»(МГТУ им. Н.Э. Баумана)Технические средства защиты информацииУровни речевых сигналовВ различных условиях человек обменивается устной информацией с различнымуровнем громкости, при этом создаются следующие уровни звукового давления:-тихий шепот 35...40 дБ;- спокойная беседа 55...60 дБ;- выступление в аудитории без средств звукоусиления 65.. .70 дБ.Динамический диапазонУровень речи в процессе озвучивания одного сообщения может меняться взначительных пределах.
Разность между квазимаксимальными и квазиминимальнымиуровнями для различных видов речи составляет:- дикторская речь 25.. .35 дБ;-телефонные переговоры 35...45 дБ;- драматическая речь 45.. .55 дБ.30«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана»(МГТУ им. Н.Э.
Баумана)Технические средства защиты информации3.1.3. Распространение акустических сигналов в помещениях и строительныхконструкцияхПри своем распространении звуковая волна, доходя до какой-либо преграды(границы двух сред) и взаимодействуя с ней, частично отражается от нее, а частичнопродолжает распространяться по преграде. Количество акустической энергии,прошедшей из одной среды в другую, зависит от соотношения их акустическихсопротивлений (рис. 3.4.).ρ1С1 = 41, (МПа·с)/м; ρ 2С2 = 30...4010 ּ 2, (МПа·с)/м.В строительной акустике используются следующиеосновные понятия:коэффициент поглощениякоэффициент отраженияРис.3.4.Количествоакустической энергии,прошедшей из однойсреды в другуюкоэффициент звукопроницаемостизвукоизоляция31«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана»(МГТУ им.
Н.Э. Баумана)Технические средства защиты информацииТаблица 3.1. Звукоизоляция основных строительных конструкций, дБТип строительной конструкцииЦентральные частоты октавных полос, Гц2505001000200040004451586465404450556033373944442626262626Оштукатуренная стена толщиной 270 ммЖелезобетонная стена толщиной 100 ммГипсобетонная перегородка толщиной 80ммПерегородка ДСП толщиной 80 мм32«Московский государственный технический университет имени Н.Э.
Баумана»(МГТУ им. Н.Э. Баумана)Технические средства защиты информацииНа рис. 3.5 представлены основные варианты возможной утечки речевой информациииз объемов выделенных помещений. Все их можно объединить в две группы - этоакустические каналы (обозначены буквами а, б, в), т.е. такие каналы, по которыминформация может быть перехвачена с помощью микрофонов воздушнойпроводимости или прослушана непосредственно человеком, и виброакустическиеканалы (обозначены буквами г, д, е), т.е.
каналы, по которым информация может бытьзафиксирована с помощью микрофонов твердой среды (виброметров, велосиметров,акселерометров).Рис. 3.5. Основные каналы утечки речевой информации33«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана»(МГТУ им. Н.Э. Баумана)Технические средства защиты информацииСледующими по степени опасности являются звуководы с размерами значительноменьше длины звуковых волн L << λ. Таковыми могут быть отверстияэлектропроводки, щели и трещины в строительных конструкциях, неплотностидверных и оконных проемов.
Затухание звука в таких каналах весьма значительно 5 = 1...20 дБ/м. Оно определяется вязкостью воздуха и зависит от поперечных размеровотверстий, шероховатости поверхности и продольной конфигурации отверстия.Несмотря на заметную величину затухания, этого абсолютно недостаточно дляобеспечения защиты информации. Так, если в стене толщиной 0,5 м имеется трещина сплощадью поперечного сечения 5 мм2 и длиной 0,75 м, звукоизоляция в областивыхода этой трещины на поверхность будет составлять 18 дБ, в то время как приотсутствии трещины такая стена может обеспечить звукоизоляцию более 65 дБ.Звуковые колебания могут распространяться за пределы выделенного помещенияне только за счет тех или иных воздушных каналов, но и за счет переизлученияколебаний ограждающими строительными конструкциями.Переизлучение звука за пределы выделенного помещения происходит за счетколебаний строительных конструкций, вызванных падающими на них звуковымиволнами.
Так как толщина подавляющего большинства строительных конструкций(стены, полы, потолки, двери, окна) значительно меньше их поперечных размеров,процессы, происходящие в них, хорошо описываются теорией колебания мембран и34пластин.«Московский государственный технический университет имени Н.Э.
Баумана»(МГТУ им. Н.Э. Баумана)Технические средства защиты информацииОсновные практические выводы, вытекающие из данных положений:- акустическое сопротивление ограждающих строительных конструкций в направлении,перпендикулярном их поверхности невелико;- строительные конструкции имеют большое количество собственных мод колебаний.Последнее явление в строительной акустике носит название «волнового совпадения». Оновозникает, когда длина падающей звуковой волны совпадает с длиной изгибной волны встроительной конструкции и приводит к значительному снижению звукоизоляции. Этопроиллюстрировано на рис.
3.6.Рис. 3.6. Снижение звукоизоляции строительной конструкции35«Московский государственный технический университет имени .Н.Э. Баумана»(МГТУ им. Н.Э. Баумана)Технические средства защиты информации3.1.4. Виброакустические каналы утечки информацииКак только что было показано, строительные конструкции совершают значительныеколебания под воздействием акустических волн. Чтобы перехватить информацию,переносимую этими колебаниями, не обязательно регистрировать акустические колебания,переизлученные этими конструкциями, достаточно зафиксировать колебания собственностроительных конструкций. Так, например, под воздействием звука Рак = 70 дБ кирпичнаястена толщиной 0,5 м совершает вибрационные колебания с ускорением а ≈ 3·10-5g.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
