Пристрій для виявлення несанкціонованого підключення до абонентської телефонної лінії

Реферат: Винахід належить до галузі телекомунікації, електровимірювальної техніки, технології виявлення технічних каналів витоку інформації. Пристрій для виявлення несанкціонованого підключення до телефонної лінії містить джерело гармонічної напруги, підключене до мостової вимірювальної схеми, одне плече якої утворене двома резисторами, а друге - регульованим зразковим імпедансом та імпедансом досліджуваної телефонної лінії, різницевий підсилювач, інвертуючий вхід якого підключений до імпедансного плеча моста, а неінвертуючий - до резистивного плеча, вихід різницевого підсилювача сполучений із першим входом аналогового перемножувача напруг, а його другий вхід - з джерелом гармонічної напруги, вихід аналогового перемножувача напруг з'єднаний з входом фільтра нижніх частот, вихід фільтра нижніх частот з'єднаний з першим входом порогового пристрою, на другий вхід якого подається опорна напруга, індикатор з'єднаний з пороговим пристроєм, вихід якого одночасно є виходом пристрою. Технічним результатом, що досягається даним винаходом є підвищення завадостійкості та підвищення точності виявлення закладних пристроїв на телефонних лінія. UA 108187 C2 (12) UA 108187 C2 UA 108187 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до електровимірювальної техніки, зокрема до технології виявлення технічних каналів витоку інформації, а саме - несанкціонованих підключень до абонентських телефонних ліній. Відомий пристрій для виявлення несанкціонованого підключення до телефонної лінії (Халяпин Д.Б. Защита информации. Вас подслушивают? Защищайтесь! - М.: НОУ ШО "Баярд", 2004, - С. 342), що містить джерело еталонного значення напруги "чистої телефонної лінії", блок порівняння цієї еталонної напруги та поточного значення напруги в телефонній лінії при покладеній трубці, а також вихідний індикатор. Цей пристрій розроблений для виявлення паралельних телефонних закладок, проте його недоліком є велика ймовірність хибних спрацювань, що зумовлено впливом на лінію зовнішніх дестабілізуючих факторів. Найближчим до пристрою, що заявляється, є пристрій для виявлення несанкціонованого підключення до телефонної лінії (Патент РФ № 2416885 Фазовый способ обнаружения несанкционированного подключения к телефонным линиям связи, от 20.04.2011), що містить джерело гармонічної напруги, підключене до мостової вимірювальної схеми, одне плече якої утворене двома резисторами, а друге - регульованим зразковим імпедансом та імпедансом досліджуваної телефонної лінії, різницевий підсилювач, інвертуючий вхід якого підключений до імпедансного плеча моста, а неінвертуючий - до резистивного плеча, індикатор з'єднаний з пороговим пристроєм, вихід якого одночасно являється виходом пристрою. Але цей пристрій має низький рівень сигналу на виході лінійного адаптера, а відтак низька завадостійкість контролю фази. Також проблематичним є застосування вибіркових підсилювачів для підсилення вихідної напруги лінійного адаптера через загрозу неконтрольованих фазових зсувів та хибних спрацювань пристрою контролю. В основу винаходу поставлено задачу створити пристрій для виявлення несанкціонованого підключення до абонентської телефонної лінії, що мав би кращу завадостійкість для опрацювання низькорівневих інформаційних сигналів, і тим самим дозволить більш точно виявляти закладні пристрої на абонентських телефонних лініях. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для виявлення несанкціонованого підключення до абонентської телефонної лінії, що містить джерело гармонічної напруги, підключене до мостової вимірювальної схеми, одне плече якої утворене двома резисторами, а друге - регульованим зразковим імпедансом та імпедансом досліджуваної телефонної лінії, різницевий підсилювач, інвертуючий вхід якого підключений до імпедансного плеча моста, а неінвертуючий - до резистивного плеча, індикатор з'єднаний з пороговим пристроєм, вихід якого одночасно являється виходом пристрою застосовується синхронне детектування, як завадостійкий метод опрацювання сигналів, згідно з винаходом, пристрій додатково оснащений з'єднаними між собою аналоговим перемножувачем напруг та фільтром нижніх частот, причому вихід різницевого підсилювача сполучений із першим входом аналогового перемножувача напруг, а його другий вхід - з джерелом гармонічної напруги, вихід аналогового перемножувача напруг з'єднаний з входом фільтру нижніх частот, вихід фільтру нижніх частот з'єднаний з першим входом порогового пристрою, на другий вхід якого подаєтьсяопорна напруга. Введення додаткових елементів та зв'язків дало змогу збільшити чутливість та завадостійкість каналу оброки інформаційних сигналів, тому що синхронне детектування забезпечує високу частотну селективність сигналу, а фільтр нижніх частот накопичує корисну складову сигналу, а паразитна складова, знак якої кожний півперіод модулюючого сигналу змінюється, на виході прямує до нуля і тим самим забезпечує стабільність до зовнішніх дестабілізуючих факторів, а отже забезпечую більш точне виявлення закладних пристроїв. На фіг. 1 наведено функціональну схему пристрою для виявлення несанкціонованого підключення до телефонної лінії, на фіг. 2 наведено залежність синфазної складової сигналу лінійного адаптера від значення ємності з телефонної лінії яка містить закладний пристрій, де: 1 і 2 - перший та другий резистори, 3 - регульований конденсатор, 4 - контрольована телефонна лінія, 5 - джерело гармонічної напруги, 6 - різницевий підсилювач, 7 - аналоговий перемножувач напруги, 8 - фільтр нижніх частот, 9 - пороговий пристрій, 10 - індикатор. Пристрій для виявлення несанкціонованого підключення до телефонної лінії містить джерело гармонічної напруги 5, вихід якого підключений до перших виводів резистора 1, регульованого конденсатора 3 і входу аналогового перемножувача напруг 7, другий вивід резистора 1 сполучений із першим виводом резистора 2 та опорним входом різницевого підсилювача 6, другий вивід резистора 2 і другий затискач контрольованої лінії 4 та другий вихід джерела опорної напруги 5 - заземлено, другий вивід регульованого конденсатора 3 та перший затискач контрольованої лінії 4 з'єднані із інвертуючим входом різницевого підсилювача 6, вихід останнього сполучений із сигнальним входом аналогового перемножувача напруг 7 вихід якого 1 UA 108187 C2 5 10 15 з'єднаний з входом фільтру нижніх частот 8, вихід фільтру нижніх частот 8 з'єднаний першим входом порогового пристрою 9, другий вхід якого призначений для опорної напруги, вихід порогового пристрою 9 з'єднаний з індикатором і виходом пристрою. Пристрій для виявлення несанкціонованого підключення до телефонної лінії працює таким чином. Мостова вимірювальна схема перебуває у незрівноваженому режимі, оскільки вимірювальний сигнал на виході різницевого підсилювача 6 формується, з одного боку, із резистивного подільника, що утворений резисторами 1 і 2, а з іншого - із ємнісного подільника, утвореного регульованим конденсатором 3 та ємністю лінії 4. Ємність контрольованої лінії може приймати значення: - для "чистої лінії": C X  CК ; (1) - для випадку підключення до лінії закладки із ємністю СТЗ: C X  CК  СТЗ , (2) Потенціали U1 i U 2 на лівому і правому плечах моста визначаються виразами: U1  U0 R 2 , U2  R1  R 2 U0 1  jC X  CX C0 , де U 0 і  - відповідно амплітуда і частота напруги живлення мостової схеми; C 0 - ємність регульованого конденсатора 3. Вихідний сигнал різницевого підсилювача 6 за умови рівності опорів резисторів 1 і 2: 20 CX  1  jC X U0 C 0 . (4) U  U1  U 2   C 2 1  jC X  X C0 Налаштування пристрою здійснюється на "чистій лінії", коли справджується рівність (1), шляхом підбору ємності конденсатора 3 з забезпеченням C0  CK . (5) Отже, на "чистій лінії" напруга на виході різницевого підсилювача 6 описується рівнянням: 25 U  U0 jRC X . (6)  2 2  jRC X Якщо до лінії 5 підключена паралельна телефонна закладка із ємністю С ТЗ, то напруга на виході різницевого підсилювача 6 із врахуванням (2) описується виразом: 2 C ТЗ 1  C ТЗ  1 C ТЗ    R 0 C X 2  jR 0 C X    jRC X C0 2  C0  2 U C0   U  0   U0  . 2 C ТЗ 2 C ТЗ  C ТЗ  2 jRC X 2 4  4  C0  C   R 0 C X   C0  0  Наведений вираз можна істотно спростити, оскільки на практиці справджуються нерівності: 30 C ТЗ  1 і R 0 C X  1 , C0 тобто U  U 0  C ТЗ  j    R0  CX C0  C 4   1  ТЗ  C0      . (7) Дослідження показали, що інформативними параметрами, які забезпечують найкращу чутливість та селективність до змін електрофізичних параметрів телефонної лінії 4, є фаза: 35     R0  CX ArgU    arctg  C ТЗ   C0      , (8)    натомість її модуль при підключенні телефонної закладки із ємністю СТЗ змінюється незначно: 2 UA 108187 C2 ModU  U0  5 10 15 20   R0  C X  C  4  1  ТЗ   C0    . Значення ємностей конденсаторів 3 і 4, а також опорів резисторів 1 та 2 вибираються із таких міркувань. Діапазон значень ємності C0 регульованого конденсатора 3 повинен покривати можливі значення ємності контрольованої ділянки абонентської телефонної лінії 4. Беручи до уваги паспортні дані робочої ємності телефонних кабелів і розподільчих проводів, а також враховуючи протяжність лінії на ділянці від телефонного апарату до розподільчої шафи, значення ємності лінії 4, зазвичай, знаходитиметься в діапазоні від 100 пФ до 10 нФ. Для досліджень приймемо СК=5 нФ. Частоту зондувального сигналу доцільно вибрати fО=1 кГц, оскільки це зручно із погляду достатньої швидкодії елементів каналу перетворення вимірювального сигналу, передовсім операційних підсилювачів, інтеграторів, компараторів, так і прийнятних значень струму в плечах мостової схеми. Оскільки ХС=1/2 fО C0≈30 кОм, значення опорів резисторів 1 і 2 можна вибрати 10 кОм. Синхронний детектор, що складає основу фазового компаратора, реалізований на базі аналогового перемножувача напруг 7 та фільтра нижніх частот 8. Опорним сигналом синхронного детектора є напруга зондувального сигналу, тому сигнал на виході перемножувача описується виразом: UП  U x  cos0  t    U0  cos0  t     U x  U0  cos   cos2  0  t   . (10) Фільтр нижніх частот виділяє сталу складову сигналу (10), яка пропорційна синфазній складовій напруги: URe      Ux  U0  cos   R  U0  C ТЗ . (11) 4  Cx З фіг. 2 видно, що характеристика пристрою контролю є лінійною у всьому діапазоні. 25 30 35 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Пристрій для виявлення несанкціонованого підключення до абонентської телефонної лінії, який містить джерело гармонічної напруги, підключене до мостової вимірювальної схеми, одне плече якої утворене двома резисторами, а друге - регульованим зразковим імпедансом та імпедансом досліджуваної телефонної лінії, різницевий підсилювач, індикатор, з'єднаний з пороговим пристроєм, вихід якого одночасно є виходом пристрою, який відрізняється тим, що додатково оснащений з'єднаними між собою аналоговим перемножувачем напруг та фільтром нижніх частот, причому вихід різницевого підсилювача сполучений із першим входом аналогового перемножувача напруг, а його другий вхід - з джерелом гармонічної напруги, вихід аналогового перемножувача напруг з'єднаний з входом фільтра нижніх частот, вихід фільтра нижніх частот з'єднаний з першим входом порогового пристрою, на другий вхід якого подається опорна напруга. 3 UA 108187 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4