Способ формирования речеподобного шумового сигнала.

(51) 04 3/00 (2012.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ защищаемом помещении, что обеспечивает его тождественность защищаемому сигналу по фонетическим характеристикам и, следовательно,максимально возможную степень защиты при минимальной энергетике сигнала зашумления. Способ формирования речеподобного шумового сигнала включающий формирование электрического шумового сигнала, преобразовании электрического шумового сигнала в маскирующий шумовой акустический сигнал, при этом в качестве маскирующего шумового акустического сигнала используют многоголосовую речевую помеху,которую формируют суммированием одноголосовых речевых помех, которые представляют собой копию реального защищаемого речевого сигнала, для чего защищаемый сигнал оцифровывают аналогоцифровым преобразователем и записывают в кольцевой регистр в оперативной памяти, из которого процессор случайным образом выбирает фрагменты речевого сигнала различной длины, длительностью более одной фонемы, и эти выбранные случайным образом фрагменты суммируют между собой, образуя многоголосую речевую акустическую помеху,максимально близко соответствующую по спектральным и фонетическим особенностям защищаемой речевой информации.(72) Ахатаева Сауле Мукашевна Васильев Иван Вениаминович Ильичев Владимир Михайлович Кузьмин Вадим Викторович(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Специальное конструкторскотехнологическое бюро ГРАНИТ(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЧЕПОДОБНОГО ШУМОВОГО СИГНАЛА(57) Изобретение относится к способам формирования речеподобного шумового сигнала для защиты конфиденциальной акустической информации и может быть использовано для защиты от несанкционированного прослушивания и записи конфиденциальной акустической информации преимущественно в замкнутых помещениях. Техническим результатом является повышение маскирующего действия речеподобного шумового сигнала и снижения слоговой разборчивости защищаемой речевой информации во всем используемом диапазоне частот посредством применения сигнала зашумления на основе речевого сигнала,непосредственно циркулирующего в Изобретение относится к способам формирования шумовых сигналов для защиты конфиденциальной акустической информации и может быть использовано для защиты от несанкционированного прослушивания и записи конфиденциальной акустической информации преимущественно в замкнутых помещениях. Известно,что ценность экономической,политической,научно-технической информации многократно превышает ценность материальных объектов. Поэтому чрезвычайно актуальны средства защиты от несанкционированной утечки информации государственного, оборонного, научно-технического и коммерческого содержания. Для защиты содержательной информации применяют сложные технические средства,специальные схемы маскирования информационных сигналов,уменьшающие возможность их несанкционированного прослушивания Известны, например, способы защиты речевой информации в помещениях, в которых внутри помещения, на его внутренние отражающие поверхности, или непосредственно на оконные стекла подают акустические колебания с амплитудой,заведомо превышающей амплитуду колебаний,создаваемых голосом человека ( 27442 1, 7 Н 04 3/00, 27.01.200324610 1, 7 Н 04 3/00,10.08.2002). В этих способах напряжение с источника питания подается по линиям напряжения питания на блоки виброакустического генерирования шума, а в каждом из них - на вход соответствующего генератора шума. В каждом блоке генератор шума вырабатывает шумовой (псевдошумовой, речевой, музыкальный,ревеберационный) сигнал, который поступает непосредственно на вибропреобразователь,расположенный внутри блока. Отсутствие линии передачи сигнала(линий связи) устраняет неопределенность нагрузки и,следовательно,искажения амплитудно-частотной характеристики генератора шума,а также возможность несанкционированного съема с линии связи путем использования микрофонного эффекта. Недостаток указанных способов заключается, в основном, в том, что так называемый акустический белый шум достаточно легко отфильтровывается с использованием отбора заведомо не соответствующих человеческому голосу частот. А из оставшейся части спектра акустической помехи с помощью разложения его по амплитуде и по частоте выделяются модулирующие колебания, присущие голосу человека. Известны также способы,использующие устройства, работающие с использованием генератора речеподобных сигналов (Патенты 2226743,Н 04 3/00, 27.12.20032155453, Н 04 1/00,05.07.1999). В известных способах используют маскирующий шумовой сигнал, сформированный в диапазоне частот маскируемых акустических сигналов. Смесь маскируемых акустических сигналов и маскирующего шума преобразуют в электрический сигнал, из которого вычитают электрический шумовой сигнал в диапазоне частот маскируемой акустической информации посредством двухканального цифрового 2 адаптивного фильтра, выходной сигнал которого преобразуют в акустические сигналы с помощью головных телефонов по числу участников переговоров. Недостатком этих способов является применение для маскировки конфиденциальной акустической информации электрического шумового сигнала,идентичного защищаемой конфиденциальной акустической информации только по диапазону частот излучаемых колебаний и не учитывающего речевой характер защищаемой конфиденциальной акустической информации. В способе защиты от прослушивания и записи с использованием микрофонов и отраженного и модулированного речевой информацией оптического излучения (Патент 2130697, Н 04 М 1/68,20.05.1999) перед генерированием акустической помехи осуществляют определение амплитудночастотных характеристик голосов лиц, участвующих в обмене информацией, а акустическую помеху генерируют с этими характеристиками. В процессе обмена информацией осуществляют корректировку амплитудно-частотных характеристик акустической помехи в соответствии с изменением амплитудночастотных характеристик голосов лиц, участвующих в обмене информацией. При этом возможна передача акустической помехи на весь объем помещения, в котором происходит обмен информацией, или на оконное стекло этого помещения. В устройстве может быть использован микрофон любой конструкции,поскольку это устройство предназначено раскладывать акустические колебания по амплитудно-частотной характеристике, подключенный к входу компьютера с программой, позволяющей анализировать полученную амплитудно-частотную характеристику и вырабатывать управляющий сигнал, определяющий амплитудно-частотную характеристику генерируемой акустической помехи. Передача генерируемой акустической помехи на весь объем помещения, в котором происходит обмен информацией, или на оконное стекло данного помещения существенно затрудняет возможность селекции из считываемых лазером или микрофоном наружного расположения колебаний акустического диапазона части,содержащей информационную нагрузку. При этом корректировка амплитудно- частотных характеристик генерируемой акустической помехи в соответствии с изменением амплитудно-частотных характеристик лиц, участвующих в обмене информацией, позволяет исключить выделение из акустической помехи речевой информации при изменении голоса лица,участвующего в обмене информацией, в зависимости от его субъективного состояния, влияющего на изменение голоса. К недостаткам способа можно отнести необходимость непрерывного мониторинга происходящего разговора с помощью компьютера и достаточно сложного программного обеспечения, а конфиденциальность информации вызывает, в свою очередь, необходимость ее защиты при обработке на ПЭВМ, но главным недостатком является отсутствие жесткой корреляции между амплитудно-частотной и фонетической характеристиками сигнала. Наиболее близким к заявляемому является способ защиты конфиденциальной акустической информации(Патент 2348114, Н 04 1/00, 27.02.2009) Сущность данного способа состоит в формировании электрического шумового сигнала, преобразовании электрического шумового сигнала в маскирующий шумовой акустический сигнал, при этом в качестве маскирующего шумового акустического сигнала используют многоголосовую речевую помеху,которую заранее формируют из одноголосовых речевых помех, причем одноголосовая речевая помеха представляет собой случайную последовательность элементарных звуков речи в диапазоне частот 5015000 Гц с различным тембром, интервалом между ними и частотой употребления звуков речи,определяемой фонетическим составом языка,характерным для современного произношения, при этом одноголосовые речевые помехи суммируют в многоголосовую речевую акустическую помеху. Указанный способ позволяет снизить слоговую разборчивость маскируемого акустического сигнала,снизить требуемый уровень звукового давления маскирующего шумового акустического сигнала,обеспечить вибрационное зашумление каналов передачи информации в защищаемом помещении, а также адаптировать формируемую многоголосую речеподобную помеху к особенностям произношения звуков речи, характерным, например, для русского или английского языка, а также скорректировать спектр частот помехи при ведении переговоров собеседниками-женщинами и собеседникамимужчинами. Недостатком указанного способа является то, что для наилучшей защиты маскируемого сигнала необходимо как можно точнее имитировать его спектральный и фонемный состав. Синтез же маскирующего сигнала по данному способу осуществляется из большого, но вс же ограниченного количества фонем. Способ не учитывает возможность изменения тембра речи в процессе переговоров. Кроме того, в каждом конкретном случае применения данного способа необходимо подбирать набор фонем,частоту их употребления и интервалы между фонемами. Технической задачей предлагаемого способа является повышение маскирующего действия шумовой речеподобной помехи во всем используемом речевом диапазоне частот без необходимости подбора параметров маскирующего речеподобного сигнала. Техническим результатом является повышение маскирующего действия речеподобного шумового сигнала и снижения слоговой разборчивости защищаемой речевой информации во всем используемом диапазоне частот посредством применения сигнала зашумления на основе речевого сигнала,непосредственно циркулирующего в защищаемом помещении, что обеспечивает его тождественность защищаемому сигналу по фонетическим характеристикам и, следовательно,максимально возможную степень защиты при минимальной энергетике сигнала зашумления. Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что предлагаемый способ формирования речеподобного шумового сигнала так же, как известный способ,состоит в формировании электрического шумового сигнала, преобразовании электрического шумового сигнала в маскирующий шумовой акустический сигнал, при этом в качестве маскирующего шумового акустического сигнала используют многоголосовую речевую помеху,которую формируют из одноголосовых речевых помех, однако в отличие от известного способа одноголосовая речевая помеха представляет собой не последовательность заранее сформированных элементарных звуков речи, а копию реального защищаемого речевого сигнала, при этом одноголосовые речевые помехи суммируют в многоголосовую речевую акустическую помеху. Требуемый технический результат достигается также тем, что согласно предлагаемому способу защищаемый сигнал оцифровывается аналогоцифровым преобразователем и записывается в кольцевой регистр в оперативной памяти. Из этого кольцевого регистра процессор случайным образом выбирает фрагменты речевого сигнала различной длины, длительностью более одной фонемы. Выбранные случайным образом фрагменты суммируются между собой, образуя многоголосую речевую акустическую помеху, максимально близко соответствующую по спектральным и фонетическим особенностям защищаемой речевой информации. Сущность предлагаемого способа формирования речеподобного шумового сигнала поясняется рисунком, на котором изображена функциональная блок-схема устройства, реализующего способ. Устройство(фиг.1),реализующее способ формирования речеподобного шумового сигнала содержит последовательно соединенные микрофон 1,аналого-цифровой преобразователь(АЦП) 2,оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 3,вычислительное устройство 4, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 5 и излучатели 6. Предлагаемый способ формирования речеподобного шумового сигнала осуществляется следующим образом. Маскируемый сигнал, принятый микрофоном 1 подают на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 2, который переводит его в цифровую форму. С выхода АЦП 2 цифровые данные записывают в оперативное запоминающее устройство(ОЗУ) 3, организованное как кольцевой буфер. Вычислительное устройство 4, извлекает из ОЗУ 3 случайным образом выбранные фрагменты данных из различных адресов ячеек и суммирует их. Суммарный сигнал, представляющий собой сумму случайных коротких фрагментов маскируемого сигнала,образующую шумовую помеху типа речевой хор,подают на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 5, с выхода которого сформированный аналоговый маскирующий сигнал подают на излучатели 6. Осуществление предлагаемого способа не вызывает затруднений, так как все отдельно взятые блоки и узлы, входящие в устройство, реализующее способ формирования речеподобного шумового сигнала, общеизвестны, широко описаны в технической литературе и могут быть использованы при выполнении таких устройств без дополнительной разработки. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ формирования речеподобного шумового сигнала, включающий формирование электрического шумового сигнала, преобразование электрического шумового сигнала в маскирующий шумовой акустический сигнал, при этом в качестве маскирующего шумового акустического сигнала используют многоголосовую речевую помеху,которую формируют суммированием одноголосовых речевых помех,отличающийся тем,что одноголосовая речевая помеха представляет собой копию реального защищаемого речевого сигнала, для чего защищаемый сигнал оцифровывают аналогоцифровым преобразователем и записывают в кольцевой регистр в оперативной памяти, из которого процессор случайным образом выбирает фрагменты речевого сигнала различной длины, длительностью более одной фонемы, и эти выбранные случайным образом фрагменты суммируют между собой, образуя многоголосовую речевую акустическую помеху,максимально близко соответствующую по спектральным и фонетическим особенностям защищаемой речевой информации.