<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">ntv</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2226-1494</issn><issn pub-type="epub">2500-0373</issn><publisher><publisher-name>Университет ИТМО</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17586/2226-1494-2025-25-2-354-361</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">ntv-456</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MODELING AND SIMULATION</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Компьютерное моделирование защищенности помещения от утечки информации по виброакустическому каналу</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Computer simulation of the protection of a room from information leakage through a vibroacoustic channel</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-4309-6255</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Скрыль</surname><given-names>С. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Skryl</surname><given-names>S. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Скрыль Сергей Васильевич — доктор технических наук, профессор, профессор.</p><p>Москва, 105005, sc 57211168577</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Sergey V. Skryl — D.Sc., Full Professor.</p><p>Moscow, 105005, sc 57211168577</p></bio><email xlink:type="simple">skryl@bmstu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-7564-0158</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Мурашов</surname><given-names>М. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Murashov</surname><given-names>M. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Мурашов Михаил Владимирович — доктор технических наук, профессор, доцент.</p><p>Москва, 105005, sc 55204837500</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Mikhail V. Murashov — D.Sc., Professor, Associate Professor.</p><p>Moscow, sc 55204837500</p></bio><email xlink:type="simple">murashov@bmstu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-4395-2135</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Голубцова</surname><given-names>Е. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Golubtsova</surname><given-names>E. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Голубцова Екатерина Сергеевна — ассистент.</p><p>Москва, 105005, sc 57566871100</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Ekaterina S. Golubtsova — Assistant.</p><p>Moscow, 105005, sc 57566871100</p></bio><email xlink:type="simple">golubeka@bmstu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-0884-5617</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Грачёва</surname><given-names>Ю. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Gracheva</surname><given-names>J. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Грачёва Юлия Викторовна — старший преподаватель.</p><p>Москва, 105005</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Julia V. Gracheva — Senior Lecturer.</p><p>Moscow, 105005</p></bio><email xlink:type="simple">uvgracheva@bmstu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-5418-3111</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Паротькина</surname><given-names>М. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Parotkina</surname><given-names>M. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Паротькина Мария Алексеевна — лаборант.</p><p>Москва, 105005, sc 59397043700</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Maria A. Parotkina — Laboratory Assistant.</p><p>Moscow, 105005, sc 59397043700</p></bio><email xlink:type="simple">masha20022811@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Bauman Moscow State Technical University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2025</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>24</day><month>04</month><year>2025</year></pub-date><volume>25</volume><issue>2</issue><fpage>354</fpage><lpage>361</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Скрыль С.В., Мурашов М.В., Голубцова Е.С., Грачёва Ю.В., Паротькина М.А., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Скрыль С.В., Мурашов М.В., Голубцова Е.С., Грачёва Ю.В., Паротькина М.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Skryl S.V., Murashov M.V., Golubtsova E.S., Gracheva J.V., Parotkina M.A.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://ntv.elpub.ru/jour/article/view/456">https://ntv.elpub.ru/jour/article/view/456</self-uri><abstract><sec><title>Введение</title><p>Введение. Качество применения активных средств защиты информации от утечки по виброакустическому каналу традиционно оценивается по измеряемому значению соотношения уровня сигнал/шум. В этом случае для проверки защищенности выполняются измерения в нескольких контрольных точках, при этом размер выборки сравнительно мал, а процесс измерений является трудоемким. В настоящей работе учтены ранее полученные результаты исследований и моделирования распространения акустических волн в защищаемом помещении. Предлагается вместе с измеряемыми значениями соотношения сигнал/шум на поверхностях ограждающих конструкций рассчитывать речевую разборчивость в каждой точке внешней ограждающей поверхности. Заключение о защищенности помещения от утечки информации по виброакустическому каналу делается в результате сравнения полученных значений со шкалой оценки качества перехваченного речевого сообщения.</p></sec><sec><title>Метод</title><p>Метод. Предложенный метод оценки защищенности помещения основан на компьютерном моделировании распространения звука. Рассмотрено взаимодействие акустических колебаний воздуха со стеной как одного из базовых ограждающих элементов помещения. Представленный подход применим и для анализа других элементов конструкции помещения. Конечно-элементная модель стены реализована в программе ANSYS. Модель предусматривает закрепление виброакустического излучателя на поверхности стены с одной стороны, а источника звука на некотором расстоянии от ее поверхности. В каждой точке с противоположной стороны поверхности стены вычисляется соотношение сигнал/шум. Уровню сигнала соответствуют значения колебаний поверхности стены под действием источника звука, а уровню шума — под действием виброизлучателя, прикрепленного к стене с внутренней стороны. Основные результаты. На основе экспериментального моделирования дана оценка полученных значений разборчивости речи на всей поверхности стены путем их сопоставления с принятой в практике защиты шкалой оценки качества перехваченного речевого сообщения.</p></sec><sec><title>Обсуждение</title><p>Обсуждение. Разработанный метод позволяет определять наименее защищенные места исследуемого помещения путем составления карт распределения разборчивости речи на поверхностях стен и других ограждающих конструкций. Исследование может найти применение при создании системы защиты информации от утечки по виброакустическому каналу. Проверка защищенности ограждающих конструкций с применением предложенного метода компьютерного моделирования позволяет выбрать рациональное расположение средств защиты, их количество, а также уточнить защищенность помещений, оцениваемую с использованием традиционных методов.</p></sec></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The quality of application of active means of information protection against leakage via vibroacoustic channel is traditionally assessed by the measured value of signal-to-noise ratio. In this case, measurements are taken at several control points to check the security, while the sample size is relatively small, and the measurement process is laborintensive. Based on the studies previously conducted by the authors of the article and modeling of acoustic wave propagation in the protected room, this paper proposes to calculate speech intelligibility at each point of the external enclosing surface along with the measured values of the signal-to-noise ratio on the surfaces of enclosing structures. A conclusion on the security of the room from information leakage via vibroacoustic channel is made by correlating the obtained values with the scale for assessing the quality of the intercepted speech message. The proposed method for assessing the security of a room is based on computer modeling of sound propagation. The interaction of acoustic air vibrations with a wall as one of the basic enclosing elements of the room is considered. The proposed approach is also applicable to the analysis of other structural elements of the room. The finite element model of the wall is implemented in the ANSYS program. The model provides for fixing a vibroacoustic emitter on the wall surface on one side of the wall, and a sound source at some distance from this surface. At each point on the opposite side of the wall surface, the signal-to-noise ratio is calculated. The signal level corresponds to the values of wall surface vibrations under the action of the sound source, and the noise level corresponds to the values of wall surface vibrations under the action of a vibroemitter attached to the wall from the inside. Based on experimental modeling, an assessment is made of the obtained values of speech intelligibility on the entire wall surface by comparing them with the scale for assessing the quality of intercepted speech messages adopted in security practice. The method proposed in the paper allows one to determine the least protected places in the studied premises by compiling maps of speech intelligibility distribution on the surfaces of walls and other enclosing structures. The study can find application in creating a system for protecting information from leakage through a vibroacoustic channel. Checking the security of enclosing structures using the proposed computer modeling method allows choosing a rational arrangement of protective equipment, their quantity, and also clarifying the security of premises assessed using traditional methods.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>акустика</kwd><kwd>защищенность</kwd><kwd>разборчивость речи</kwd><kwd>метод конечных элементов</kwd><kwd>технический канал утечки информации</kwd><kwd>виброакустический излучатель</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>acoustics</kwd><kwd>security</kwd><kwd>speech intelligibility</kwd><kwd>finite element method</kwd><kwd>technical channel of information leakage</kwd><kwd>vibroacoustic emitter</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Wegener K., Bleicher F., Heisel U., Hoffmeisterd H.-W., Möhring H.-C. Noise and vibrations in machine tools // CIRP Annals. 2021. V. 70. N 2. P. 611–633. https://doi.org/10.1016/j.cirp.2021.05.010</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Wegener K., Bleicher F., Heisel U., Hoffmeisterd H.-W., Möhring H.-C. Noise and vibrations in machine tools. CIRP Annals, 2021, vol. 70, no. 2, pp. 611–633. https://doi.org/10.1016/j.cirp.2021.05.010</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Насибуллаева Э.Ш. Моделирование акустического рассеяния от множества звукопроницаемых сфер в трехмерном пространстве // Вычислительные технологии. 2022. Т. 27. № 2. С. 19–36. https://doi.org/10.25743/ICT.2022.27.2.003</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nasibullaeva E.Sh. Simulation of acoustic scattering from a set of sound-permeable spheres in 3D space. Computational Technologies, 2022, vol. 27, no. 2, pp. 19–36. (in Russian). https://doi.org/10.25743/ICT.2022.27.2.003</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Yamamoto K., Masatoshi T., Nakagawa S. Privacy protection for speech signals // Procedia Social and Behavioral Sciences. 2010. V. 2. N 1. P. 153–160. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2010.01.029</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yamamoto K., Masatoshi T., Nakagawa S. Privacy protection for speech signals. Procedia Social and Behavioral Sciences, 2010, vol. 2, no. 1, pp. 153–160. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2010.01.029</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хорев А.А. Защита информации от утечки по техническим каналам. Часть 1. Технические каналы утечки информации. М.: Гостехкомиссия России, 1998. 320 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khorev A.A. Protection of Information from Leakage via Technical Channels. Part 1. Technical Channels of Information Leakage. Moscow, Gostehkomissija Rossii Publ., 1998, 320 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бурлаков М.Е., Осипов М.Н. Акустические и виброакустические каналы утечки информации. Теоретические основы и базовый практикум. Самара: Издательство Самарского университета, 2021. 96 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Burlakov M.E., Osipov M.N. Acoustic and Vibroacoustic Channels of Information Leakage. Theoretical Foundations and Basic Practical Training. Samara, SSAU Publ., 2021. 96 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Howard C.Q., Cazzolato B.S. Acoustic Analyses Using MATLAB and ANSYS. CRC Press, 2014. 708 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Howard C.Q., Cazzolato B.S. Acoustic Analyses Using MATLAB and ANSYS. CRC Press, 2014, 708 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мурашов М.В. Численное моделирование в ANSYS поля давлений при мероприятиях по обеспечению защиты информации от утечки по акустоэлектрическому каналу // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2009. № 10. С. 2.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Murashov M.V. Numerical modeling in ANSYS of the pressure field during measures to ensure information protection from leakage through an acoustoelectric channel. Science and Education of the Bauman MSTU, 2009, no. 10, pp. 2 (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мурашов М.В., Голубцова Е.С., Капитонова Л.И., Федорова В.А., Савина Т.Т. Исследование защищенности помещения от утечки информации по виброакустическому каналу с помощью программы ANSYS // Защита информации. Инсайд. 2022. № 3 (105). С. 5–9.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Murashov M.V., Golubtsova E.S., Kapitonova L.I., Fedorova V.A., Savina T.T. Investigation of the room protection from information leakage through the vibroacoustic channel using the ANSYS program. Zaŝita informacii. Inside, 2022, no. 3 (105), pp. 5–9. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Horev A., Margarian T. Experimental studies of voice messages intelligibility // Proc. of the Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). 2019. P. 1538– 1543. https://doi.org/10.1109/EIConRus.2019.8657302</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Horev A., Margarian T. Experimental studies of voice messages intelligibility. Proc. of the Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus), 2019, pp. 1538–1543. https://doi.org/10.1109/EIConRus.2019.8657302</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Щевьев Ю.П. Основы физической акустики. СПб.: Лань, 2021. 364 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shchevev Iu.P. Fundamentals of Physical Acoustics. St. Petersburg, Lanbook Publ., 2021, 364 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Герасименко В.Г., Лаврухин Ю.Н., Тупота В.И. Методы защиты акустической речевой информации от утечки по техническим каналам. М.: РЦИБ «Факел», 2008. 258 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gerasimenko V.G., Lavrukhin Iu.N., Tupota V.I. Methods of Protecting Acoustic Speech Information from Leakage via Technical Channels. Moscow, RCIB «Fakel», 2008, 258 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Lukmanova O., Horev A.A., Vorobeyko E., Volkova E.A. Research of the analog and digital noise generators characteristics for protection device // Proc. of the IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, (EIConRus), 2020. P. 2093– 2096. https://doi.org/10.1109/EIConRus49466.2020.9039193</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lukmanova O., Horev A.A., Vorobeyko E., Volkova E.A. Research of the analog and digital noise generators characteristics for protection device. Proc. of the IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, (EIConRus), 2020. pp. 2093–2096. https://doi.org/10.1109/EIConRus49466.2020.9039193</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Murashov M.V., Panin S.D. Numerical modelling of contact heat transfer problem with work hardened rough surfaces // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2015. V. 90. P. 72–80. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.06.024</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Murashov M.V., Panin S.D. Numerical modelling of contact heat transfer problem with work hardened rough surfaces. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2015, vol. 90, pp. 72–80. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.06.024</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мурашов М.В. Выбор параметров вычислительных алгоритмов при решении задачи контактного деформирования шероховатых тел в ANSYS // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия Естественные науки. 2016. № 1 (64). C. 111–121. https://doi.org/10.18698/1812-3368-2016-1-111-121</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Murashov M.V. Selection of parameters for computational algorithms while solving the problem of rough bodies contact with ANSYS. Herald of the Bauman Moscow State Technical University, Series Natural Sciences, 2016, no. 1 (64), pp. 111–121. (in Russian). https://doi.org/10.18698/1812-3368-2016-1-111-121</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Коробейников А.Г., Калинкина М.Е., Ткалич В.Л., Пирожникова О.И., Гришенцев А.Ю. Моделирование состояния поверхности мембраны при точечном воздействии // Научнотехнический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2020. Т. 1. № 1. С. 155–161. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2020-20-1-155-161</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Korobeynikov A.G., Kalinkina M.E., Tkalich V.L., Pirozhnikova O.I., Grishentcev A.Yu. Modeling of membrane surface state under point impact. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics, 2020, vol. 20, no. 1, pp. 155–161. (in Russian). https://doi.org/10.17586/2226-1494-2020-20-1-155-161</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
