The objectified procedure and a technology for assessing the state of complex noise speech information protection

Abstract

Зазвичай при побудові систем захисту мовної інформації для систем постановки активної завади використовують генератори білого шуму. Визначення рівня захищеності мовної інформації від витоку акустичними та вібраційними каналами відбувається за відповідними нормативними методом та технологією. Але використання зловмисником багатоканальних методів перехоплення мовної інформації та сучасних методів обробки цифрових фонограм (вейвлет-перетворення, кореляційного аналізу та інше) дозволяє отримати несанкціонований доступ. Спроби використання генераторів мовоподібних завад, що засновані на використанні білого шуму (та його кольорових клонів), методів реверберації, методу «мовний хор» та інших не вирішують поставленої задачі. В рамках дослідження запропоновано спосіб подолання цих труднощів. Він заснований на використанні генераторів мовоподібної завади скремблерного типу та застосуванні об'єктивізованого методу та технології оцінки ступеню захищеності мовної інформації на межі контрольованої зони. Об'єктивізований метод поєднує методи визначення критеріїв залишкової розбірливості мови (методи Покровського та Speech Intelligibility Index), методи фільтрації складнозашумлених акустичних сигналів (вейвлет-перетворення, фонемно-кореляційний аналіз та інші) та метод порівняння тест-сигналу в точці розміщення джерела сигналу і на межі контрольованої зони. Це дозволяє підвищити достовірність отриманої оцінки рівня захищеності мовного сигналу від витоку акустичними та вібраційними каналами за межі контрольованої зони. Для дослідження рівня захищеності мовної інформації при різних типах завади та різних співвідношеннях сигнал/завада розроблено імітаційну модель експерименту. Запропоновано технологію синтезу тест-сигналів на основі випадкових фонограм та/або фонограм озвучення дикторами артикуляційних таблиць і мікшування з різними типами завадового шуму при заданих співвідношеннях сигнал/завада. Дослідження проведені в блоці «Wavelet 1-D» середовища Matlab. Встановлено, що при використанні шумової завади типу білий шум та співвідношеннях сигнал/завада-20…24 дБ запропонована методологія збільшує залишкову розбірливість тест-сигналу з W ≤ 10 % до W ≈ 40…60 % Ключові слова: захист мовної інформації, акустичні завади, розбірливість мови, очищення мовного сигналу

Improvement of the method for assessing the level of speech information security

“…The proposed mathematical dependencies (10)- (14) create the theoretical base for the method of determining the level of speech information privacy based on the residual intelligibility index (RII). The implementation of the method will make it possible:…”

“…Such clearing methods can include, first of all, wavelet-transformation, phonetic-correlation analysis, adaptive and neuro network filtration. This leads, as shown in paper [14], to a significant increase in the level of speech signal recognition and, accordingly, to a critical increase in the values of such indices as SII, W (WII), AI (AI), SPC, SNR and SNRuni32.…”

“…When replacing a speech signal having a random form with its root mean square levels, even when using the division of frequency spectrum by ⅓-octave bands, there is a significant divergence between peak values and root mean square level [13,14].…”

“…Taking into consideration (10) to (14), it is proposed to introduce the scale of objective evaluation of the degree of speech information privacy on the boundary of the controlled zone by the criterion of residual speech intelligibility. When forming the scale, the provisions used in [4] (Table 1) and correlated with the requirements [1][2][3], were taken into consideration.…”

Development of a mathematical model of scrambler-type speech-like interference generator for system of prevent speech information from leaking via acoustic and vibration channels

“…However, as analysis [9][10][11] shows, the use of «white» noise and its clones has a significant drawback -the use of modern systems for digital processing of phonograms can significantly reduce the level of noise interference in the phonogram. And in [12][13][14] methods of digital processing of digital phonograms, including wavelet transform and correlation analysis, are presented. The informational composition of the intercepted message is substantially restored by the use by an attacker of multi-point «removal» of information from structural elements [15,16] -this is possible, since several emitters connected to the same channel are used in SSAVAN.…”