22 августа 2011
Некоторые особенности оценки защищённости ВП
(Часть 1)
Общая оценка ситуации
Начиная с сентября 2001 года введён в действие основной нормативно - методический документ в области защиты информации от утечки по акустическим и вибрационным каналам - НМД АРР. Начиная, примерно, с того же времени, в эксплуатацию пришли современные цифровые интегрирующие шумомеры и автоматизированные системы оценки по вибрационным и акустическим каналам утечки на их основе. Срок более чем достаточный, чтобы сформулировать некоторые особенности подходов к объектовым измерений, весьма важные для единообразия получаемых результатов. Тем более, что в настоящее время всё более серьёзно начинают относится к вопросам метрологической корректности измерений.
В настоящее время на рынке услуг в области обеспечения информационной безопасности для инструментального контроля защищённости выделенных помещений от утечки речевой информации применяются как аналоговые шумомеры («ВШВ», RFT 00 023, 00 017 или аналогичные, уже уходящие с рынка), так и современные цифровые интегрирующие шумомеры и автоматизированные комплексы на их базе (Larson&Davis, Bruel&Kj?r, Svan, «Октава-101», «ШИ-1», «Спрут», «Шёпот»).
Практика проведения инструментального контроля на объектах информатизации, в том числе региональными органами ФСТЭК, показала наличие неоднозначностей как в результатах измерений, выполненных различными средствами измерения, так и при определении условий измерений и истолкования полученных результатов. Учитывая, что контрольные измерения Инспекцией выполняются с помощью автоматизированного комплекса «Шёпот» особенно важно внимательная, методологически выверенная оценка результатов, наработка комплекса практических рекомендаций, позволяющая всегда получать сходящиеся результаты во всех случаях, независимо от того, чем и кем выполнялись измерения.
Часть этих «нестыковок» обусловлено различными возможностями перечисленных средств измерений, заложенными в них свойствами. Другие связаны с недостаточно строго оговоренными в НМД условиями измерения. Третьи возникают в связи с тем, что конкретные схемы измерений (схемы эксперимента) отдельных типовых классов строительных и/или инженерных конструкций выделенных помещений вообще не определены руководящим документом и выполняются специалистами фирм-лецензиатов исключительно на основании собственных представлений о методике измерений.
Анализ сравнительных возможностей применяемых средств измерения.
Одна из главных особенностей, связанная с возросшими возможностями средств измерений, заключается в том, что появилась возможность строго выполнять требования ГОСТ-ов о выполнении многократных измерений мгновенных значений за установленное время интеграции с последующим их усреднением по определённому закону.
Аналоговые шумомеры, практически, не давали возможности выполнять это метрологическое требование при проведении реальных измерений с целью оценки защищённости помещений..
В соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 (Шум. Общие требования безопасности) шум подразделяется на постоянный и непостоянный. При решении задачи оценки защищённости помещений тестовый акустический сигнал и сигнал от системы зашумления (САЗ) следует отнести к постоянному шуму, а фоновые шумы - к непостоянному шуму. Кроме того, фоновые шумы следует отнести к колеблющимся во времени, а в некоторых случаях - к прерывистому шуму. Все перечисленные виды шума являются, в общем случае, шумом широкополосным.
В соответствии с ГОСТ 12.1.050-86 (Методы измерения шума на рабочих местах) и ГОСТ 23337-78 (Шум. Методы измерения шума на селитебной территории и в помещениях жилых и общественных зданий) для постоянного шума установлено продолжительность измерения не менее 15 секунд, для непостоянного - не менее 30 минут. В течение этого времени должно быть произведено 360 отсчётов показаний измерительного прибора с интервалами 5?6 секунд.
Учитывая вышеизложенное, время измерения в каждой контрольной точке должно составлять не менее 3*0,4+30=31,2 минут. Таким образом, метрологически корректные измерения в помещении с 30-50 контрольными точками, что является, обычно, минимальным объёмом измерений, должно занимать около 3 рабочих дней, что выходит за любые разумные сроки выполнения работ.
Дополнительно следует учитывать, что, в соответствии с тем же ГОСТ 23337-78 при визуальном считывании данных с измерительного прибора класс точности измерений понижается на единицу.
При использовании современных цифровых интегрирующих шумомеров (например Larson&Davis тип 824) возможно автоматическое выполнение измерений (отсчётов) со значительно меньшими периодами. Многочисленные эксперименты, проведённые для постоянного шумового сигнала показали, что значения (показания шумомера) звукового давления или виброускорения полностью стабилизируется за время интеграции, превышающее 30-40 с (при измерении мгновенных значений каждые 125 мс). Это даёт основания утверждать, что возможно сокращение минимального времени интеграции до, не менее, чем 1 мин. Практика измерений комплексом «Шёпот» показала, что при этом флуктуации полученных значений не превышают ± 0,3?0,5 дБ, что ниже допуска на ошибку для шумомера 1 класса или допуска на точность технического метода измерения.
Вышесказанное относится к измерению уровня тест-сигнала, сигнала и сигнала САЗ, точнее - смеси сигналов с фоновым шумом при относительной малости последних. То есть к сигналам, носящим стационарный характер. Для измерения фоновых шумов, носящих иной характер, предложения по измерению их значения сформулированы ниже.
Рассматривая особенности, связанные с измерением уровня фоновых шумов, измеряемых различными датчиками, особенно акселерометрами, часто приходим к выводу, что измеряется не их уровень, а собственные шумы датчика и шумомера. Это весьма частый случай, особенно при измерениях на массивных ограждающих конструкциях (стенах, фундаменте) в нерабочее время (ночью). При этом понятие реального фонового шума просто теряет смысл, как неизмеряемая величина. Нормальный уровень собственных шумов в октавных полосах отобранного (наилучшего по уровню собственных шумов из 10 экземпляров) акселерометра АР98-100 совместно с интегрирующим шумомером Larson&Davis тип 842 составляет около 16 дБ. Поскольку принятый нулевой уровень виброускорения равен 1*10-6 м/c2, получаем, с учётом требуемого метрологическими стандартами превышения сигнала над шумом +10 дБ (ГОСТ 27296-87 Звукоизоляция строительных конструкций. Методы измерения.) минимальное измеряемое значение порядка 26 дБ или 20*10-6 м/с2. Любое измеренное значение, меньшее приведённой цифры, будет некорректным с точки зрения метрологических стандартов (при измерении вышеприведёнными средствами измерения). Однако надо иметь в ввиду, что шумомеры производства других фирм (ШИ-1, «Октава-101», «Svan» имеют более высокий уровень собственных шумов. Акселерометры с более высокой реальной чувствительностью (например 532B фирмы PCB Piezotronics) имеют заметно более высокую стоимость. Всё изложенное выше относится к ICP акселерометрам. Однако анализ параметров зарядовых акселерометров (например АР57) с типовыми усилителями заряда (AQ02, AQ05) показывает, что их собственные шумы имеют тот же порядок, хотя несколько меньше.
Следует отметить, что при применении аналоговых шумомеров и зарядовых акселерометров собственный уровень шумов в тракте измерения меньше, чем для цифровых приборов.
Для микрофонов эта ситуация менее остра, так как обычный уровень шума, даже в тихом, пустом помещении, выше уровня собственных шумов микрофона. Однако в нашей практике встречались и такие случаи при проведении измерений в ночное время в зданиях, удалённых от городских коммуникаций (за городом).
Всё вышеизложенное приводит к мысли о необходимости нормирования уровня акустических и/или вибрационных шумов по образу и подобию нормированных помех в других каналах утечки. По крайней мере для случаев оценки защищённости ВП высокой категории. А при допустимости учёта реальных шумов чётко оговаривать условия их измерения. В противном случае становится бессмысленным само понятие контроля, проверки, полученных кем-то результатов.
Некоторые общие вопросы методологии.
Измерения уровня фоновых шумов
Измерения фонового шума, как акустического, так и вибрационного, отличается рядом особенностей.
Прежде всего, при выполнении измерений в рабочее время, то есть при наличии значительного числа импульсных источников (стук обуви, звуки двигателей автомашин, хлопанье дверей и т.д.), эти шумы носят ярко выраженный непостоянный характер (определение приведено в ГОСТ 12.1.003-83, Приложение 1) и должен характеризоваться как непостоянный и колеблющийся или прерывистый. Характеристикой непостоянного шума является эквивалентный уровень звука в дБ. Метрологические стандарты ориентированы, таким образом, на измерение некого усреднённого, интегрированного уровня шума. При оценке защищённости помещений, как следует из действующей методики, необходимо ориентироваться на некие минимальные уровни шума. Действующие стандарты не определяют условия и методику таких измерений.
В таких условиях толкование единственного условия НМД о том, что регистрации (измерению) подлежит минимумы фоновых шумов может быть истолковано весьма неоднозначно. В комплексе «Шёпот» это положение методики решено, на настоящий момент, буквально. То есть производится анализ всего массива измеренных мгновенных значений за время измерения и выбирается единственное минимальное значение.
Давно назрела необходимость разработки строгого и реализуемого существующими средствами измерения определения условий измерения именно фонового шума. Практика измерений в объектовых условиях, выполняемых «ЦБИ «МАСКОМ» позволяет предложить, например, такое определение:
В качестве значения реальных фоновых шумов в каждой октавной полосе частот (акустических или вибрационных) для расчёта параметров защищённости принимается минимальное значение вычисленного доверительного интервала ±2S (доверительная вероятность 95%).
Доверительный интервал рассчитывается для множества мгновенных значений уровня среднеквадратичных значений (отсчётов), выполненных за время, не менее 1 минуты (при измерении мгновенных значений не реже, чем 5 измерений за 1 с), при условии, что за это время отклонение мгновенных значений от величины их математического ожидания не превышало 5 дБ. Допускается производить вычисление доверительного интервала за несколько отдельных периодов интеграции при условии, что их суммарная длительность не менее 60 с, а длительность самого короткого непрерывного периода интеграции не менее 10 с. Допускается рассчитывать доверительный интервал, отбрасывая максимальные и/или минимальные значения, если их количество не превышает 20 % от общего числа отсчётов мгновенных значений за непрерывный период интеграции, а отклонение не превышало ± 15 дБ. Общее время, в течении которого производится выборка интервалов интеграции не нормируется.
Основанием для такого определения способа измерения фоновых шумов является практический опыт выполнения таких измерений «ЦБИ «МАСКОМ». Близкий к вышеприведённому алгоритм измерения экспериментально «обкатывался» много раз и показывал стабильные результаты даже при выполнении измерений фоновых шумов в дневное время при крайне нестационарном их характере. Кроме вышесказанного, обоснованием выбора минимального времени интеграции являются требования ГОСТ 27296-87 раздел 7, описывающий условия измерения шума, создаваемого проходящим транспортом и устанавливающий время измерения уровней звукового давления не менее 60 с. Зачастую, именно шум от проходящего транспорта, вносит основной вклад в фоновые шумы, измеряемые при оценке защищённости помещений.
Кроме того, представляется необходимым определять раздельно время измерения фоновых шумов в рабочее время и вне него, поскольку разница в значениях бывает весьма существенна.
Так же отдельно следует определить условия при измерениях фоновых шумов в системах вентиляции, где необходимо оговаривать допускается ли производить измерения во время работы вентиляторов или только во время их отключения. Разница уровней фоновых шумов в системах вентиляции при работающих и остановленных устройствах вытяжки/нагнетания составляет до десятков дБ.
О допустимых погрешностях и их влиянии на результат
Особо необходимо рассмотреть вопрос о соотношении получаемых значений расчётного показателя защищённости помещения с устанавливаемой стандартами точностью измерения техническим методом. ГОСТ 23941-79 (Шум. Методы определения шумовых характеристик) устанавливает точность технического метода в реверберационном помещении в соответствии с нижеприведённой таблицей. Сейчас этот ГОСТ отменён и заменён на ГОСТ 23941-2002, в котором нижеприведённые данные отсутствуют.
Метод определения |
Максимальные среднеквадратические отклонения
уровней звуковой мощности, дБ, на среднегеометрических частотах октавных полос, Гц. |
125 |
250 |
500 |
1000;
2000;
4000 |
8000 |
Технический метод в реверберационном помещении |
5 |
3 |
2 |
2 |
2 |
Анализируя методику расчёта октавных соотношений сигнал/шум в действующей методике нетрудно убедится, что в силу линейности преобразований погрешность результата для октавных соотношений сигнал/шум должна иметь ту же величину. К сожалению, в методике не определено поле допусков рассчитанных значений Ei [дБ]. В тех случаях, когда в любой из октавных полос значение Ei превышает нормированное значение предлагается выполнять расчёт другого параметра защищённости - значения словесной разборчивости «W».
Расчёт этого значения представляет собою неинвариантное и нелинейное преобразование. В связи с указанным представляет интерес анализ поведения значений «W» при флуктуациях исходных измеренных значений звукового давления тестового акустического сигнала и/или фоновых шумов в пределах, допускаемых ГОСТ.
Результаты такого анализа иллюстрированы графиком. По оси «Х» отложена ошибка измерения звукового давления в одной (двух) указанной октавной полосе в дБ (только какого-либо одного значения, например уровня тест-сигнала). По оси «Y» - связанная с ней ошибка в вычислении значения «W» в процентах. Как следует из приведённых, данных для того, чтобы уложиться в десятипроцентную ошибку вычислений значения словесной разборчивости необходимо оставаться в пределах точности измерений звукового давления ± 1 дБ при ошибке в одной октавной полосе и не хуже ± 0,6 дБ при ошибке в двух октавных полосах. Подобная точность, в соответствии с требованиями ГОСТ, достижима только при измерениях точным методом в безэховой (заглушенной) камере постоянных шумовых сигналов.
Реально достижимая точность вычисления значений параметра защищённости при натурных измерениях не превосходит, в лучшем случае, величины ± 30%. При нарушении приведённых выше условий (необходимого превышения сигнала над фоновыми шумами, усреднении результатов измерений по значительному ансамблю мгновенных значений и т.д.) ошибка вычисления параметра защищённости легко превосходит 100%.
Продолжение следует
Мнения экспертов
Очень интересная статья, позволяющая читателю погрузиться в технические детали потенциальных утечек информации по акустическим и вибрационным каналам. Не являясь экспертом в данной области защиты информации, не думал, что она столь многогранна и сложна. Ясно, что есть стандарты, описывающие методологию измерений, по которым нужно действовать. Ясно, что многие стандарты оставляют достаточно большое место для толкования и «свободы творчества» специалиста, выполняющего те или иные действия согласно стандарту. Однако, автор статьи совершенно четко показывает тот факт, что неверное применение стандарта может свести на нет все усилия и дать в корне неверную картину, что может привести, в частности, к ошибочной аттестации объекта информатизации и, следовательно, к потенциальной или реальной утечке важнейшей информации. Автор статьи доказательно уточняет, как именно следует выполнять измерения, чтобы их результат соответствовал действительной картине. Статья не только информативна, но и очень иллюстративна благодаря приведенным схемам и таблицам. Несомненна и практическая применимость статьи – фактически, она представляет собой руководство по выполнению корректных измерений. Не вижу ни одного недостатка у данной статьи.
На сегодняшний день, результаты инструментального контроля, проводимого на объектах информатизации, являются неоднозначными. Причинами этой неоднозначности являются: различные условия измерений и различные средства инструментального контроля. При этом, особенно важным представляется наличие методологически выверенной оценки результатов измерений, комплекса практических рекомендаций. Именно это позволит получить однозначные результаты, вне зависимости от того, чем и кем выполнялись измерения. Автор четко обосновывает использование современных цифровых интегрирующих шумомеров, с возможностью автоматического выполнение измерений, позволяющих, сокращение время интеграции до 1 мин. и менее. Отдельно необходимо выделить вопрос рассмотренный автором в части выбора места расположения и количестве контрольных точек для объективной оценке защищенности помещения. Рассматривая, типовые схемы измерений автор предлагает конкретные решения по размещению микрофонов. Это вне всякого сомнения может быть учтено при проведении практических работ по оценке защищенности выделенных помещений. Вместе с тем, хотелось бы отметить следующее: 1.При определении условий измерения фонового шума автор ссылается на практику измерений, выполняемых только «ЦБИ «МАСКОМ». Хотелось бы отметить, что указанными работами, на сегодняшний день, занимается не только «ЦБИ «МАСКОМ», но и ряд других организаций, к числу которых можно отнести ООО «Центр Безопасности Информации», ФГУП НПП «Гамма». Учет практического опыта указанных организаций позволил бы иметь более полную выборку измерений. 2. Как известно, в процессе измерения уровня фоновых шумов, производится анализ всего массива измеренных мгновенных значений за время измерения и выбирается единственное минимальное значение. По словам автора, указанные измерения можно проводить с использованием комплекса для проведения акустических и виброакустических измерений «Шепот». Рассмотрение только одного из комплексов для проведения акустических и виброакустических измерений, очевидно, не может дать всей полноты и качества измерений. Хотелось, чтобы впоследствии автором при указанных выше измерениях фоновых шумов, по возможности были учтены и измерения с использованием программно-аппаратных комплексов «Сптрут 6 »и «Спрут 7А».
Статья представляет несомненный интерес для специалистов в области защиты звуковой информации от несанкционированного доступа. Возможно, более подходящей площадкой для нее были бы журналы «Измерительная техника» и «Метрология», учитывая научный характер статьи, однако, на мой взгляд, среди читателей БДИ могут быть заинтересованные в этой информации люди.
По названию статьи «Некоторые особенности..» ожидалось увидеть материал в значительной степени компактнее, чем это оказалось на самом деле. Реально – это ощущается как исследовательская работа. Здесь и ГОСТы, и анализ рынка (в т.ч. ценовой) измерительной аппаратуры и многое другое. Но уж если автор решил преподать нам такой материал, то пусть дал бы и определения постоянного и непостоянного шумов и их видов. Ссылаясь на ГОСТ, он указал количество и интервалы измерений непостоянного шума, но не продолжительность отдельного измерения. Действительно, скважность измерений в этом случае неизвестна. Тогда возникает вопрос: что даст нам измерение непостоянного шума в течение 30 мин. с интервалом 5с, если предположить его кратковременность на значительном отрезке времени, но высокую интенсивность (спектральную плотность мощности)? Насколько достоверными можно считать такие измерения, когда во времени шум вырождается в шумовой взрыв или удары. Ясно, что с т.з. решения задач защиты информации от утечки по акустическим каналам это не актуально. Но, как и все любители исследовать, мы стараемся загнать задачу в углы и посмотреть, как ей там. И в этом смысле, представляет интерес определение, приводимое автором по практике измерений, проводимых «ЦБИ «МАСКОМ». Материал подан вполне интересно и наглядно, но в конце его, исходя из его объёмности, сами собой напрашиваются выводы. Вспоминается и собственная, уже «древняя» практика измерения защищённости выделенных помещений с помощью обычных ГЗ и «Хорды». Тем не менее, для меня остаётся открытым вопрос, как измерить с достаточной точностью шумы мгновенного свойства.
Статья рассматривает вопросы оценки защищенности выделенных помещений от утечек информации по акустическим и вибрационным каналам. При этом богатый практический опыт позволяет автору указать на неоднозначности в нормативной документации, описывающей процесс аттестации помещений. Но речь идет не только о констатации данного факта, предлагаются и обосновываются наиболее рациональные способы проведения измерений, режимы работы измеряющей аппаратуры, вводятся схемы проведения тестов. Глубокое понимание предмета позволяет автору по сути предложить методику измерений, которая после верификации в профессиональном сообществе может быть закреплена в стандарте, как более эффективная и рациональная. Данный материал можно рассматривать как пример отлично проделанной работы по улучшению инструментальных средств профессионалами в сфере безопасности. Хочется выразить надежду, что количество подобных полезных материалов будет только расти, а развитие профессиональных информационных ресурсов будет способствовать этому.
Ваши комментарии:
Для того, чтобы оставлять коментарии, Вам нужно авторизоваться на Sec.Ru. Если У Вас еще нет аккаунта, пройдите процедуру регистрации.
|
|
