Способ скрытного подавления подслушивающего устройства, содержащего логические электронные компоненты

Способ скрытного подавления подслушивающего устройства, содержащего логические электронные компоненты

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к способам создания помех радиоэлектронным устройствам и способам их подавления, что выражается в нарушении нормального (штатного) функционирования устройств. Заявляемый способ может использоваться преимущественно для скрытного подавления подслушивающих устройств, содержащих логические электронные компоненты, например интегральные микросхемы, микропроцессоры, микроконтроллеры и т.п. В числе таких подслушивающих устройств могут быть микрофонные звукоусилительные устройства, магнитофоны, диктофоны и так называемые "закладные жучки", предназначенные для перехвата речевой информации по акустическому каналу и передачи перехваченных результатов по радио-, оптическому или другим каналам на большие расстояния в пункт приема и обработки информации.

Уровень техники. Критика первого аналога

Так известен способ скрытного подавления подслушивающего устройства, описанный в книге [Каторин Ю.Ф., Куренков Е.В., Лысов А.В., Остапенко А.Н. Большая энциклопедия промышленного шпионажа. - С.-Пб.: ООО "Издательство Полигон", 2000. - С.750] и основанный на создании и излучении в направлении на подслушивающее устройство неслышимого человеческим ухом мощного ультразвукового (УЗ) колебания (с частотой, например, 20 кГц), воздействие которого приводит к перегрузке и блокированию микрофонного усилителя, что препятствует нормальному усилению полезных информационных сигналов, принятых микрофоном.

Однако такой способ подавления достаточно просто парируется путем применения в микрофонном усилителе мер по низкочастотной фильтрации сигналов и помех. Например, используя фильтр с частотой среза, равной 5 кГц, можно значительно ослабить блокирующее действие УЗ помехи, причем без особого ущерба для разборчивости информационного сигнала, поскольку основной спектр этого сигнала, как и спектр речи, находятся ниже частоты среза.

Критика второго аналога

Так известны описанные в патентах [RU 2148266 от 27.04.2000 г., G 01 S 7/38. Способ функционального поражения полупроводниковых радиоэлектронных средств и устройство его реализации] и [RU 2154839 от 20.08.2000 г., G 01 S 7/38. Способ функционального поражения полупроводниковых радиоэлектронных средств] способы функционального поражения полупроводниковых радиоэлектронных средств, частным случаем которых может быть подслушивающее устройство, содержащее логические электронные компоненты. Эти способы основаны на создании сверхмощного электромагнитного излучения (обычно СВЧ-диапазона), выжигающего полупроводниковые элементы радиоэлектронных устройств.

Реализация этих способов связана со слишком большими затратами электромагнитной энергии, особенно тогда, когда приняты меры предосторожности и выжигаемые полупроводниковые элементы прикрыты металлизированными экранами. Кроме того, при использовании этих способов возникает проблема обеспечения электромагнитной совместимости действия выжигающих средств с другой радиоэлектронной аппаратурой, которая может находиться в одном помещении с подслушивающим устройством и которая может также поражаться электромагнитным излучением, что недопустимо.

Критика прототипа

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ-прототип, описанный в книге [Каторин Ю.Ф., Куренков Е.В., Лысов А.В., Остапенко А.Н. Большая энциклопедия промышленного шпионажа. - С.-Пб.: ООО "Издательство Полигон", 2000. - С.752-753]. Кроме того, он изложен в [RU 9354 от 16.02.1999 г., Н 04 К 3/00. Генератор помех (полезная модель)] при описании действия системы - генератора помех.

Способ основан на генерировании электрического сигнала в виде хаотической (шумовой) последовательности высокочастотных импульсов, излучении их антенной, направленной на подслушивающее устройство, и наведении за счет этого в электронных цепях и компонентах подслушивающего устройства электрической помехи, которая после нелинейного преобразования в электронных цепях и компонентах накладывается на низкочастотный информационный электрический сигнал и маскирует его.

Для обеспечения наложения помехи на сигнал и достижения подавления сигнала частоту следования импульсов устанавливают в пределах эффективного частотного диапазона речи (обычно это в пределах 300...3400 Гц, что соответствует полосе частот стандартного телефонного канала). Данное условие обеспечивает совпадение по спектру наведенной электрической помехи и электрического информационного сигнала, циркулирующего в электронных цепях и компонентах подслушивающего устройства.

Скрытность подавления, под которой понимается затрудненность обнаружения факта подавления подслушивающего устройства по наличию различных признаков, в частности по присутствию посторонних шумов, препятствующих перехвату речевых сигналов, достигается тем, что для воздействия на подслушивающее устройство используется не воспринимаемое человеком электромагнитное излучение радиодиапазона.

Недостаток описанного способа-прототипа заключается в том, что эффект подавления подслушивающего устройства достигается только в периоды излучения электромагнитных импульсов, наводящих помехи в электронных цепях подслушивающего устройства. После прекращения излучения подавление также прекращается и нормальное функционирование подслушивающего устройства восстанавливается. Таким образом, период подавления совпадает с периодом излучения и определяется им.

Однако при продолжительном подавлении скрытность подавления может быть нарушена, поскольку за это время с помощью различных радиотехнических устройств, например, с помощью накапливающего спектроанализатора, подключенного к широкополосному радиоприемному устройству, за достаточно большое время накопления может быть обнаружено излучение, вызывающее помехи. Вместе с тем, как следует из практики, в некоторых случаях, например, при ведении длительных секретных переговоров требуемый период подавления может достигать нескольких часов, в течение которых должна быть обеспечена защита от применения средств несанкционированного прослушивания (микрофонов) и документирования звукозаписи (диктофонов). Этого времени бывает вполне достаточно для обнаружения мешающего излучения и принятия противоположной стороной адекватных мер по защите от подавления.

Кроме того, эффективное применение способа-прототипа ограничено сравнительно малым радиусом действия устройств, реализующих этот способ. Обычно радиус не превышает нескольких метров, что требует постоянного отслеживания возможных перемещений подавляемого подслушивающего устройства. В частности, если подслушивающее устройство находится в кармане человека-носителя, которому разрешено ходить из одной комнаты здания в другую, требуется постоянно ходить с устройством подавления за этим человеком так, чтобы он был все время в зоне действия устройства подавления. Очень часто такие следящие перемещения невозможны по организационно-техническим причинам. Кроме того, эти перемещения могут вызвать у человека-носителя подозрения. В результате используемый способ подавления теряет свое свойство скрытности.

Технический результат изобретения

Техническим результатом изобретения являются:

- увеличение периода подавления подслушивающего устройства по сравнению с периодом электромагнитного излучения, а также увеличение радиуса подавления (под которым понимается увеличение расстояние между антенной аппаратуры подавления и подслушивающим устройством, находящимся в подавленном состоянии);

- повышение вероятности подавления.

Способ достижения технического результата изобретения

Технический результат изобретения достигается тем, что в способе скрытного подавления подслушивающего устройства, основанном на генерировании электрического сигнала, излучении его антенной, направленной на подслушивающее устройство, и наведении за счет этого в электронных цепях и компонентах подслушивающего устройства электрической помехи, сигнал генерируют в виде одиночного импульса, для чего используется генератор одиночных импульсов, а длительность импульса выбирается в диапазонах нано- или субнаносекундных длительностей из условия достижения максимально возможной для используемого генератора пиковой мощности импульса.

Кроме того, в вышеописанном способе скрытного подавления подслушивающего устройства, дополнительно измеряется текущая дальность до подслушивающего устройства, сравнивается с заранее определенной граничной и при меньшей дальности импульсу придается монополярная, а при большей - биполярная формы.

Сущность изобретения

Сущность изобретения заключается в том, что в заявляемом способе для подавления предлагается использовать помеху нового типа - так называемую "сбойную" помеху, являющуюся результатом действия на логические электронные компоненты подслушивающего устройства электромагнитного излучения в виде одиночного достаточно короткого импульса нано- или субнаносекундной длительности. Такая помеха, воспринимаемая логическими электронными компонентами как некоторый ложный сигнал, препятствует их нормальному функционированию и, в конечном итоге, приводит к их "зависанию" - аварийной остановке, которая может продолжаться неопределенно долгое время.

Для устранения аварийной остановки ("зависания") необходимо внешнее вмешательство человека-оператора для проведения действий, возвращающих логические компоненты в исходное штатное состояние: например, выключение питания, очистку памяти, перезагрузку операционной системы и т.п.

Период аварийной остановки ("зависания") как интервала времени между окончанием электромагнитного излучения и началом действий человека-оператора может быть достаточно большим и в ряде случаев достигать 1 часа. Если, например, длительность электромагнитного излучения (импульса) составляет 1 нс (10^-9 с), а период "зависания" - 1 ч (3600 с), то период подавления, равный сумме периода излучения (10^-9 с) и периода зависания (3600 с), составит: 3600 с + 10^-9 с ≈ 3600 с. В этом случае увеличение периода подавления по сравнению с периодом электромагнитного излучения составит: 3600 с / 10^-9 с = 3,6·10¹² раз. Тем самым достигается одна из целей изобретения - увеличение периода подавления по сравнению с периодом электромагнитного излучения.

Следует подчеркнуть принципиальное различие между заявляемым способом и способом-прототипом. Способ-прототип основан на использовании помехи классического типа, т.е. помехи, накрывающей (маскирующей) полезный информационный сигнал. В отсутствие информационного сигнала применение такой помехи бессмысленно и ведет лишь к бесполезной трате энергии. В заявляемом же способе действие новой сбойной помехи не привязано к сигналу - его может и не быть вовсе, а логические электронные компоненты подслушивающего устройства с помощью такой помехи все равно будут приведены в состояние аварийной остановки (подавления). После возникновения "зависания" зона, в которой сохраняется неработоспособность подслушивающего устройства, становится практически неограниченной и подслушивающее устройство вместе с человеком-носителем может удаляться от своего первоначального местоположения на сколько угодно большие расстояния.

Подчеркнем, что помеха сбойного типа - новая. Это подтверждается отсутствием ее в недавно составленной классификации профессора Быкова В.В. [Быков В.В. Универсальная классификация радиоэлектронных помех // Труды 7 международной научно-технической конференции "Радиолокация, навигация, связь". - Воронеж: Воронежский гос.университет. - 2003. - Т.2. - С.401-407]. Возможность создания такой помехи доказана в экспериментах, описанных в статье [Авдеев В.Б., Авдеева Д.В., Бердышев А.В., Макаров Г.В., Панычев С.Н., Ярыгин А.П. Помехи и сбои при воздействии мощных наносекундных импульсов на приемопередатчики сотовой и мобильной связи // Известия ВУЗов. Серия "Радиоэлектроника". - 2004. - Т.47. - №10. - С.47-53].

Отметим еще одно принципиальное отличие заявляемого способа и способа-прототипа. В способе-прототипе понятие "радиус подавления" как расстояние между антенной, излучающей импульсы, и подслушивающим устройством, находящимся в подавленном состоянии, полностью совпадает с понятием "радиус эффективного воздействия импульса". Эти понятия - тождества. В заявляемом способе - это два разных понятия. Например, "радиус эффективного воздействия импульса", при котором возникает сбой в логических электронных компонентах подслушивающего устройства, может быть 3 м, в то время как "радиус подавления" - 3 км. Последняя величина получена путем умножения периода подавления, равного, например, 1 ч, на среднюю скорость, например 3 км/ч, удаления человека-носителя подслушивающего устройства от аппаратуры подавления. Таким образом, в данном примере радиус подавления превышает радиус эффективного воздействия импульса в 3 км / 3 м = 1000 раз (на три порядка величины !). Тем самым достигается еще одна из поставленных целей изобретения - увеличение радиуса подавления.

Для возникновения помехи сбойного типа весьма существенны нелинейные эффекты наведения и преобразования импульсов в логических электронных компонентах. Наиболее ярко эти эффекты проявляются при высоких пиковых мощностях генерируемых электрических импульсов. Весьма распространенным приемом, используемым для повышения пиковой мощности импульса в генераторах одиночных импульсов, является укорочение длительности импульса при сохранении его энергии. Такая технология, реализованная в настоящее время в ряде генераторов, эффективна при укорочении импульсов только до нано- или, иногда, до субнаносекудных длительностей. С еще большим укорочением энергия импульса неизбежно уменьшается, что вызывает падение пиковой импульсной мощности. По этой причине нет смысла искать импульсы с наиболее высокими пиковыми мощностями в диапазонах с меньшими длительностями импульсов. Таким образом, диапазоны нано- и субнаносекудных длительностей - оптимальны.

Вероятность возникновения сбоя зависит от пиковой плотности потока мощности импульсного электромагнитного поля, создаваемого в месте расположения подслушивающего устройства. При увеличении пиковой плотности потока мощности повышается вероятность возникновения сбоя. Увеличение пиковой плотности потока мощности в заданной точке пространства можно достичь путем изменения формы электрического импульса, возбуждающего антенну аппаратуры подавления, что приводит к рациональной "перекачке" ядра спектра этого импульса из высокочастотной (ВЧ) области в низкочастотную (НЧ) и обратно в зависимости от текущей дальности до подавляемого подслушивающего устройства. При относительно малой дальности до подслушивающего устройства, меньшей, чем некоторая граничная (о ее выборе см. ниже), поле усиливается согласно известному электродинамическому эффекту "разбухания" поля в ближней зоне излучения антенны (иногда называют - зоне индукции антенны), поскольку там поле с уменьшением расстояния возрастает не по линейному (как в дальней зоне), а по очень существенному кубическому закону, что описано, например, в справочнике [Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи. В 3-х вып. Вып.2. Внутрисистемные помехи и методы их уменьшения: Сокр. пер. с англ. / Под ред. А.И.Сапгира. - М.: Сов. радио. 1978. - С.30].

Для этого в заявляемом способе осуществляется переход на монополярную форму импульса, при которой ядро спектра импульс находится в НЧ области. При относительно большой дальности до подслушивающего устройства, большей, чем выбранная граничная, энергетические преимущества ближней зоны утрачиваются и целесообразно использовать импульс с ВЧ-спектром, обеспечивающим высокий коэффициент усиления антенны в дальней зоне антенны (иногда называют - зоне излучения), поскольку в данной зоне коэффициент усиления возрастает с частотой. В связи с этим в заявляемом способе электрическому импульсу придают биполярную форму, при которой ядро спектра импульса перераспределяется из НЧ в ВЧ область. Это увеличивает пиковую плотность потока мощности электромагнитного импульсного поля в месте расположения подслушивающего устройства и, как следствие, - возрастает вероятность подавления. Тем самым достигается последняя цель изобретения - повышение вероятности подавления.

Обоснование соответствия критерию охраноспособности "новизна"

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестен способ скрытного подавления подслушивающего устройства, содержащего логические электронные компоненты, включающий генерирование электрического сигнала в виде одиночного импульса, длительность которого выбирается в диапазонах нано- или субнаносекундных длительностей из условия достижения максимально возможной для используемого генератора пиковой мощности импульса с целью увеличения периода подавления подслушивающего устройства по сравнению с периодом электромагнитного излучения и увеличения радиуса подавления.

Кроме того, предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений, включая описанный выше способ, неизвестен способ скрытного подавления подслушивающего устройства, содержащего логические электронные компоненты, в котором измеряют текущую дальность до подслушивающего устройства, сравнивают ее с заранее определенной граничной и придают импульсу монополярную форму при меньшей и биполярную форму при большей дальностях с целью повышения вероятности подавления.

Обоснование соответствия критерию охраноспособности "изобретательский уровень"

Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что заявленная последовательность операций и генерирование электрического сигнала в предлагаемом виде и с длительностью, выбранной по указанному условию в указанных диапазонах длительностей, приводят к увеличению периода подавления подслушивающего устройства по сравнению с периодом электромагнитного излучения и увеличению радиуса подавления.

Кроме того, предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений, включая описанный выше способ, явным образом не следует, что заявленная последовательность операций, а также измерение текущей дальности до подслушивающего устройства, сравнивание ее с заранее определенной граничной и придание электрическому импульсу монополярной формы при меньшей и биполярной формы при большей дальностях приводят к повышению вероятности подавления.

Обоснование соответствия критерию охраноспособности "промышленная применимость"

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, поскольку для его реализации могут быть использованы стандартные радиотехническое и электронное оборудования и приспособления, выпускаемые промышленностью и имеющиеся на рынке.

Пример выполнения

На чертеже приведена структурная схема варианта реализации способа и применяемых для этого устройств. Здесь обозначено:

1 - генератор одиночных импульсов нано- или субнаносекундной длительности;

2 - антенна, подключенная к генератору;

3 - излученное импульсное электромагнитное поле;

4 - волновой дальномер (например, лазерный);

5 - зондирующая волна дальномера;

6 - подслушивающее устройство (например, диктофон);

7 - микрофон, встроенный в подслушивающее устройство;

8, 9, 10 - логические электронные компоненты подслушивающего устройства (в виде микросхем, микропроцессоров, микроконтроллеров и т.п.);

11 - человек-носитель подслушивающего устройства.

Реализация способа состоит в следующем. С помощью дальномера 4, соединенного электрической связью с генератором 1, измеряют дальность до человека-носителя 11 подслушивающего устройства 6 (последнее может быть выполнено, например, в виде диктофона). Сравнивают эту дальность с некоторой граничной (о выборе граничной дальности см. ниже) и, если она меньше некоторой граничной r_гр, то подают по электрической связи соответствующий управляющий сигнал на генератор 1, который в этом случае переводится в режим монополярных импульсов. В противном случае он остается в первоначально установленном режиме генерирования биполярных импульсов.

Затем генерируют с помощью генератора 1 электрический импульс соответствующей полярности, при этом длительность импульса выбирают в диапазонах нано- или субнаносекундных длительностей из условия достижения максимально возможной пиковой мощности импульса, реализуемой в данном генераторе 1. Например, для портативного генератора типа ИК-30Н, выпускаемого ЗАО "ФИД-Технологии" (Россия, 195220, г.С.-Петербург, ул. Гжатская, 27) в соответствии с рекламным проспектом фирмы максимальная пиковая мощность, равная 20 МВт, достигается при длительности импульса 0,5 нс.

Данным электрическим импульсом возбуждают антенну 2 и излучают в виде импульсного электромагнитного поля 3 в направлении на подслушивающее устройство 6 (справа в выноске приведен увеличенный вид), оснащенное микрофоном 7 и содержащее логические электронные компоненты 8, 9 и 10.

При облучении подслушивающего устройства 6 полем 3 в логических электронных компонентах 8, 9 и 10 наводится электрическая помеха сбойного типа, которая приводит эти компоненты к "зависанию" на неопределенно долгое время и подавлению подслушивающего устройства 6 в целом.

Значение граничной дальности r_гр, выбираемое заранее, целесообразно устанавливать с учетом наибольшего размера L излучательной части антенны 2 и граничной частоты f_гр между НЧ и ВЧ областями "перекачки" спектра импульса. Например, если выполняется неравенство дипольного приближения L≪c/f_гр (здесь с=3·10⁸ м/с - скорость света), то можно положить r_гр=c/(2πf_гр). Тогда при выбранной границе, например, f_гр=30 МГц и размере антенны L=1 м будет: r_гр=1,6 м. Таким образом, можно заранее выбрать значение r_гр=1,6 м.

1. Способ скрытного подавления подслушивающего устройства, содержащего логические электронные компоненты, основанный на генерировании электрического сигнала, излучении его антенной, направленной на подслушивающее устройство, и наведении за счет этого в электронных цепях и компонентах подслушивающего устройства электрической помехи, отличающийся тем, что сигнал генерируют в виде одиночного импульса, для чего используют генератор одиночных импульсов, а длительность импульса выбирают в диапазонах нано- или субнаносекундных длительностей из условия достижения максимально возможной для используемого генератора пиковой мощности импульса.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измеряют текущую дальность от антенны до подслушивающего устройства, сравнивают ее с заранее определенной граничной и при меньшей дальности придают импульсу монополярную, а при большей - биполярную формы.