JAMMER WITH ARDUINO MEGA PRO FOR PROTECTION LANGUAGE INFORMATION

ГЛУШИТЕЛЬ НА БАЗЕ ARDUINO MEGA PRO ДЛЯ ЗАЩИТЫ РЕЧЕВОЙ ИНФОРМАЦИИ

Пишковций Ольга Ивановна

аспирант, Ужгородский национальный университет, Украина, г. Ужгород

Ризак Василий Михайлович

д-р физ.-мат. наук, профессор, Ужгородский национальный университет, Украина, г. Ужгород

JAMMER WITH ARDUINO MEGA PRO FOR PROTECTION LANGUAGE INFORMATION

Olga Pishkovtsii

Postgraduate student, Uzhhorod National University, Ukraine, Uzhgorod

Vasyl Rizak

Doctor of Physics and Mathematics, Professor, Uzhhorod National University, Ukraine, Uzhgorod

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматривается платформа Arduino Mega Pro для создания электронных устройств. Приводится функциональное описание и технические характеристики на примере платформы Arduino Mega Pro. Проводится анализ акустического метода подавления генератором на базе платформы Arduino Mega Pro, для защиты речевой информации.

ABSTRACT

This article discusses the Arduino Mega Pro platform for creating electronic devices. The functional description and technical characteristics on the example of the Arduino Mega Pro platform are given. An analysis of the acoustic method of jamming by the generator, based on the Arduino Mega Pro platform, to protect speech information.

Ключевые слова: информация, Arduino Mega Pro, акустический метод, глушитель.

Keywords: information, Arduino Mega Pro, acoustic method, jammer.

Постановка проблем. Согласно тенденциям развития общества наиболее распространенным ресурсом является информация, следовательно, ее ценность постоянно растет. За достаточно длительный период своего развития человечество накопило огромный ресурс знаний о способах и средствах ведения разведки. Сначала этот опыт носил в основном военный характер, но затем его реализация стала возможна и распространилась на обычных пользователей. Одним из основных способов ведения разведывательных действий является получение доступа к каналам передачи информации. Информация стала не только важнейшей сферой международного сотрудничества, но и объектом соперничества. Проблемы в сфере информационной безопасности обостряются вследствие политического и экономического противоборства государств. Это стало актуальным в зоне обеспечения информационной безопасности Украины.

Поскольку разглашение некоторой информации часто приводит к негативным последствиям для ее владельца вопросы защиты информации от несанкционированного ее получения становится все более актуальным.

Сегодня существует множество технических каналов утечки информации, разновидностью которых является каналы утечки речевой информации. При построении надежной системы защищенности информационных ресурсов необходимо применять комплексный подход, учитывая все возможные варианты утечки информации.

Поэтому можно считать, что проблема защиты речевой информации довольно критической и требует поиска наилучшего решения. Одним из таких решений может стать глушитель на базе Arduino Mega Pro для защиты речевой информации, использование которого позволит уменьшить габариты устройств, снизить их стоимость и трудоемкость изготовления.

Цель. Целью статьи является анализ уникального аппаратно-программного комплекса, а именно глушителей на базе Arduino Mega Pro для защиты речевой информации.

Метод. Данное исследование проводилось в рамках научно-исследовательской работы «глушителей на базе Arduino Mega Pro для защиты речевой информации» кафедры твердотельной электроники и информационной безопасности Ужгородского Национального Университета. В ходе исследования использовались методы об общение и систематизация зарубежного и отечественного опыта по проблеме речевой информации, глушителей, устройств снятия речевой информации, анализ применения Arduino – как платформы создания глушителей. Изучение уникального аппаратно и программного комплекса на примере создания глушителей на базе Arduino Mega Pro для защиты речевой информации.

Результат. Arduino – это электронный конструктор и удобная платформа быстрой разработки электронных устройств для новичков и профессионалов. Платформа пользуется огромной популярностью во всем мире благодаря удобству и простоте языка программирования также открытой архитектуре и программному коду. Устройство программируется через USB без использования программаторов.

В последнее время все больше внимания уделяется разработке устройств на базе Arduino, что позволяет значительно расширить функциональные и технические возможности приборов, ведь именно использование Arduino позволяет уменьшить габариты устройств, снизить их стоимость и трудоемкость изготовления.

Arduino применяется для создания электронных устройств с возможностью приема сигналов от различных цифровых и аналоговых датчиков, которые могут быть подключены к нему, и управления различными исполнительными устройствами. Проекты устройств, основанные на Arduino, могут работать самостоятельно или взаимодействовать с программным обеспечением на компьютере (напр.: Flash, Processing, MaxMSP). Платы могут быть собраны пользователем самостоятельно или куплены в готовом виде. Среда разработки программ с открытым исходным кодом доступно для бесплатного скачивания.

В ходе исследования, нами было выделено наиболее эффективный метод защиты речевой информации от утечки по всем каналам информационных сигналов – акустическая маскировка.

Акустическая маскировка подрозумеваєт в себе определенное устройство, генератор, входит в состав глушителя и производит шум, спектр которого перекрывает диапазон речевого сигнала без возможности в дальнейшем выделить информационную составляющую. При высокой эффективности метод имеет существенный недостаток – уровень создаваемого шума (70 – 80 дБ) не только не позволяет использовать устройство скрыто, но и создает некомфортные условия для собеседников.

Акустический метод подавления позволяет добиваться полного подавления полезного сигнала, не нанося вреда здоровью, а только доставляя неудобства шумом в слышимом диапазоне. Итак, поскольку наша цель составляет полное подавление любого типа диктофона, мы остановились на устройстве, излучает акустический шум.

Подавление диктофона осуществляется благодаря уменьшению соотношения информативного акустического сигнала к уровню шума на входе устройства записи (1):

(P_c/P_ш) < (P_a/P_ш),                                                          (1)

где P_c – мощность сигнала в точке приема;

P_ш – мощность шумов в точке приема;

(P_a/P_ш) – предельное соотношение акустического сигнала к уровню шума, что обеспечивает перехват информативного сигнала звукозаписывающим устройством.

Глушитель речевой информации был создан на платформе Arduino, а именно на Arduino Mega Pro. Для формирования импульсов использую вспомогательный модуль – генератор импульса NE555. Этот генератор импульсов на NE555 используется в проектах на микроконтроллерах для регулирования параметров выходных импульсов в широких пределах или как задающий генератор в настройке и тестировании разного электронного оборудования. Модуль генерирует последовательность прямоугольных импульсов, которые определяются RC цепочкой. Для использования модуля необходимо создать на его основе макет – подключить питание и подключить к контроллеру или другому электронному устройству. После подачи на модуль напряжения питания на корпусе платы должен загореться светодиод, обозначенный D1. Частота выходных прямоугольных импульсов регулируется с помощью ручки потенциометра (настроенного резистора), обозначенного RP1, в диапазоне 1Гц – 600кГц. Другие параметры выходного сигнала не регулируются. Амплитуда выходных импульсов пропорциональна напряжению источника питания (4,5–18В).

Характеристики:

• генератор собран на таймере: NE555;
• модуль совместим: с Arduino;
• форма генерируемых импульсов: прямоугольные импульсы;
• регулирования частоты выходных импульсов в диапазоне: 1 Гц – 600 кГц;
• напряжение питания: 4,5 – 18 В постоянного тока;
• потребляемый ток: 225 мА;
• выходной ток: 200 мА;
• рабочая температура: 0 – 70°C;
• размеры: 29 х 12 х 10 мм;
• вес: 3 м

Управление генератором:

• Амплитуда выходных импульсов пропорциональна напряжению источника питания (4,2 – 11,4 В).
• Питание модуля может осуществляться от Ардуино-контроллера или от внешнего источника питания.
• Постройка частоты импульсов в выбранном диапазоне осуществляется резистором R1.
• Скважность задается с помощью построения резистора R2.

С помощью перемычки, имеет четыре положения, есть возможность настройки частоты выходных импульсов в 4 диапазонах:

• 0.5 – 50 Гц;
• 35 Гц – 3.5 кГц;
• 650 Гц – 65 кГц;
• 50 кГц – 600 кГц.

Данные приведены для питания в 5 В. При чередовании частоты, необходимо обязательно выключать генератор. Питание генератора возможно как от внешнего источника, так и от контроллера, которые могут обеспечить от 5 до 15 В постоянного тока. К тому же, генератор имеет красный светодиод, который начинает моргать при малой частоте на выходе.

Основные преимущества генератора:

• низкая цена;
• миниатюрные габариты;
• большой диапазон частотного регулирования;
• широкий диапазон рабочих температур;
• наличие светодиодной индикации.

Примеры использования:

• генератор прямоугольных импульсов;
• фильтр;
• тестирования оборудования;
• регулирования параметров импульсов на выходе;
• микро шаговый двигатель;
• двухпозиционный регулятор;
• таймер.

Вывод. Речевая информация – один из основных источников информации о личной жизни человека или финансовую, административную или производственную деятельность организации, то есть информация, которая не подлежит широкому разглашению, а иногда и совершенно секретно. Речевая информация возникает во время разговоров в помещении, а также при работе систем усиления звука и воспроизведения звука.

Носителем речевой информации является акустический сигнал, который является колебанием частиц эластичной среды, распространяющиеся от источника речи в окружающее пространство в виде волн различной длины. Таким образом, среда распространения акустических, виброакустических и электромагнитных колебаний, линии распространения электрических колебаний, а также технические средства регистрации и обработки этих колебаний образуют канал несанкционированного доступа (утечки) информации.

Именно поэтому, для предотвращения утечки информации был проанализирован метод подавления на примере акустического генератора. Следовательно, руководствуясь результатом исследования работы, можно прийти к выводу, что подавителей на базе Arduino Mega Pro может использоваться для защиты речевой информации от утечки акустическими каналами.

Благодарность. This work was supported by the Collegium Talentum Programme of Hungary.

Список литературы:

1. Техническая защита информации. [Электронный ресурс] // – http://www.binom.net.ua/статьи.html.
2. Голубенко, Н.Б. Информационные технологии в библиотечном деле / Н.Б. Голубенко. – РН/Д: Феникс, 2012. – 282 c.
3. Платформа Arduino http://Arduino-diy.com 25.04.2019.
4. Франц М.В. Методы подавления цифровых диктофонов / М.В. Франц, М.Н. Букало, В.В. Паслен // Материалы международной конференции Инновационные перспективы Донбасса. – Донецк, 2017.
5. Характеристики и робота платформы http://Arduino-project.net 25.04.2020