Угрозы безопасности информации на физическом уровне взаимодействия информационных систем

     Разделительный  трансформатор со специальными средствами экранирования и развязки обеспечивает ослабление информационного сигнала  наводки в нагрузке на 126 дБ при  емкости между обмотками 0,005 пФ и  на 140 дБ при емкости между обмотками 0,001 пФ [2] .

     Средства  экранирования, применяемые в разделительных трансформаторах, должны не только устранять  влияние асимметричных наводок  на защищаемое устройство, но и не допустить  на выходе трансформатора симметричных наводок, обусловленных асимметричными наводками на его входе. Применяя в разделительных трансформаторах  специальные средства экранирования, можно существенно (более чем  на 40 дБ) уменьшить уровень таких  наводок. 

 

Фильтрация  информационных сигналов. Помехоподавляющие  фильтры. 

     Фильтрация  информационных сигналов. Одним из методов локализации опасных сигналов, циркулирующих в технических средствах и системах обработки информации, является фильтрация [1,8]. В источниках электромагнитных полей и наводок фильтрация осуществляется в целях предотвращения распространения нежелательных электромагнитных колебаний за пределы устройства – источника опасного сигнала. Фильтрация в устройствах – рецепторах электромагнитных полей и наводок должна исключить их воздействие на рецептор.

     Для фильтрации сигналов в цепях питания  ТСПИ используются разделительные трансформаторы и помехоподавляющие фильтры.

Помехоподавляющие фильтры.

  В настоящее  время существует большое количество различных типов фильтров, обеспечивающих ослабление нежелательных сигналов в разных участках частотного диапазона. Это фильтры нижних и верхних  частот, полосовые и заграждающие фильтры и т.д. Основное назначение фильтров - пропускать без значительного  ослабления сигналы с частотами, лежащими в рабочей полосе частот, и подавлять (ослаблять) сигналы  с частотами, лежащими за пределами  этой полосы.

  Для исключения просачивания информационных сигналов в цепи электропитания используются фильтры нижних частот.

  Фильтр  нижних частот (ФНЧ) пропускает сигналы с частотами ниже граничной частоты (f ≤ f_гр) и подавляет- с частотами выше граничной частоты.

  Последовательная  ветвь ФНЧ должна иметь малое  сопротивление для постоянного  тока и нижних частот. Вместе с тем  для того, чтобы высшие частоты  задерживались фильтром, последовательное сопротивление должно расти с  частотой. Этим требованиям удовлетворяет  индуктивность L.

  Параллельная  ветвь ФНЧ, наоборот, должна иметь  малую проводимость для низких частот с тем, чтобы токи этих частот не шунтировались параллельным плечом. Для высоких частот параллельная ветвь должна иметь большую проводимость, тогда колебания этих частот будут  ею шунтироваться, и их ток на выходе фильтра будет ослабляться. Таким  требованиям отвечает емкость С.

  Более сложные многозвенные ФНЧ (Чебышева, Баттерворта, Бесселя и т.д.) конструируют на основе сочетаний различных единичных звеньев.

  Основные  требования, предъявляемые к защитным фильтрам, заключаются в следующем:

 ·     величины рабочего напряжения и тока фильтра должны соответствовать напряжению и току фильтруемой цепи;

 ·     величина ослабления нежелательных сигналов в диапазоне рабочих частот должна быть не менее требуемой;

 ·     ослабление полезного сигнала в полосе прозрачности фильтра должно быть незначительным;

 ·     габариты и масса фильтров должны быть минимальными;

 ·     фильтры должны обеспечивать функционирование при определенных условиях эксплуатации (температура, влажность, давление) и механических нагрузках (удары, вибрация и т.д.);

 ·     конструкции фильтров должны соответствовать требованиям техники безопасности.

 К фильтрам цепей питания наряду с общими предъявляются следующие дополнительные требования:

 ·     затухание, вносимое такими фильтрами в цепи постоянного тока или переменного тока основной частоты, должно быть минимальным (например, 0,2 дБ и менее) и иметь большое значение (более 60 дБ) в полосе подавления, которая в зависимости от конкретных условий может быть достаточно широкой (до 10 ГГц);

 ·     сетевые фильтры должны эффективно работать при сильных проходящих токах, высоких напряжениях и высоких уровнях мощности проходящих и задерживаемых электромагнитных колебаний;

 ·     ограничения, накладываемые на допустимые уровни нелинейных искажений формы напряжения питания при максимальной нагрузке, должны быть достаточно жесткими (например, уровни гармонических составляющих напряжения питания с частотами выше 10 кГц должны быть на 80 дБ ниже уровня основной гармоники).

 

Пространственное  зашумление.

- пространственное  зашумление:

- пространственное  электромагнитное зашумление с  использованием генераторов шума  или создание прицельных помех  (при обнаружении и определении  частоты излучения закладного  устройства или побочных электромагнитных  излучений ТСПИ) с использованием  средств создания прицельных  помех;

- создание  акустических и вибрационных  помех с использованием

генераторов акустического шума;

- подавление  диктофонов в режиме записи  с использованием подавителей  диктофонов.

2.4. Пространственное  и линейное зашумление.

Реализация  пассивных методов защиты, основанных на применении экранирования и фильтрации, приводит к ослаблению уровней побочных электромагнитных излучений и наводок (опасных сигналов) ТСПИ и тем  самым к уменьшению отношения  опасный сигнал/шум (с/ш). Однако в  ряде случаев, несмотря на применение пассивных методов защиты, на границе  контролируемой зоны отношение с/ш  превышает допустимое значение. В  этом случае применяются активные меры защиты, основанные на создании помех  средствам разведки, что также  приводит к уменьшению отношения  с/ш.

Для исключения перехвата побочных электромагнитных излучений по электромагнитному  каналу используется пространственное зашумление, а для исключения съема  наводок информационных сигналов с  посторонних проводников и соединительных линий ВТСС - линейное зашумление.

К системе  пространственного зашумления, применяемой  для создания маскирующих электромагнитных помех, предъявляются следующие  требования:

- система  должна создавать электромагнитные  помехи в диапазоне частот  возможных побочных электромагнитных  излучений ТСПИ;

- создаваемые  помехи не должны иметь регулярной  структуры;

- уровень  создаваемых помех (как по электрической,  так и по магнитной составляющей  поля) должен обеспечить отношение  с/ш на границе контролируемой  зоны меньше допустимого значения  во всем диапазоне частот возможных  побочных электромагнитных излучений  ТСПИ;

- система  должна создавать помехи как с горизонтальной, так и с вертикальной поляризацией (поэтому выбору антенн для генераторов помех уделяется особое внимание);

- на границе  контролируемой зоны уровень  помех, создаваемых системой пространственного  зашумления, не должен превышать  требуемых норм по ЭМС.

Цель пространственного  зашумления считается достигнутой, если отношение опасный сигнал/шум  на границе контролируемой зоны не превышает некоторого допустимого  значения, рассчитываемого по специальным  методикам для каждой частоты  информационного (опасного) побочного  электромагнитного излучения ТСПИ [18].

В системах пространственного зашумления в  основном используются помехи типа "белого шума" или "синфазные помехи" [24].

Системы, реализующие  метод "синфазной помехи", в  основном применяются для защиты ПЭВМ. В них в качестве помехового сигнала используются импульсы случайной  амплитуды, совпадающие (синхронизированные) по форме и времени существования  с импульсами полезного сигнала. Вследствие этого по своему спектральному  составу помеховый сигнал аналогичен спектру побочных электромагнитных излучений ПЭВМ. То есть, система  зашумления генерирует "имитационную помеху", по спектральному составу  соответствующую скрываемому сигналу [24].

В настоящее  время в основном применяются  системы пространственного зашумления, использующие помехи типа "белый  шум", то есть излучающие широкополосный шумовой сигнал (как правило, с  равномерно распределенным энергетическим спектром во всем рабочем диапазоне  частот), существенно превышающий  уровни побочных электромагнитных излучений. Такие системы применяются для  защиты широкого класса технических  средств: электронно-вычислительной техники, систем звукоусиления и звукового  сопровождения, систем внутреннего  телевидения и т.д.

В системах пространственного зашумления в  основном используются слабонаправленные  рамочные жесткие и гибкие антенны. Рамочные гибкие антенны выполняются  из обычного провода и разворачиваются  в двух-трех плоскостях, что обеспечивает формирование помехового сигнала, как  с вертикальной, так и с горизонтальной поляризацией во всех плоскостях.

При использовании  систем пространственного зашумления необходимо помнить, что наряду с  помехами средствам разведки создаются  помехи и другим радиоэлектронным средствам (например, системам телевидения, радиосвязи и т.д.). Поэтому при вводе в  эксплуатацию системы пространственного  зашумления необходимо проводить специальные  исследования по требованиям обеспечения  электромагнитной совместимости (ЭМС). Кроме того, уровни помех, создаваемые  системой зашумления, должны соответствовать  санитарно-гигиеническим нормам. Однако нормы на уровни электромагнитных излучений  по требованиям ЭМС существенно  строже санитарно-гигиенических норм. Следовательно, основное внимание необходимо уделять выполнению норм ЭМС.

Пространственное  зашумление эффективно не только для  закрытия электромагнитного, но и электрического каналов утечки информации, так как  помеховый сигнал при излучении  наводится в соединительных линиях ВТСС и посторонних проводниках, выходящих за пределы контролируемой зоны.

 

Линейное  зашумление. 

- линейное зашумление:

- линейное  зашумление линий электропитания (см. рис. 1.9);

- линейное  зашумление посторонних проводников  и соединительных линий ВТСС, имеющих выход за пределы контролируемой  зоны

Рис. 1.10. Линейное зашумление линий электропитания осветительной и розеточных сетей выделенных помещений.

2.4. Пространственное  и линейное зашумление.

Реализация  пассивных методов защиты, основанных на применении экранирования и фильтрации, приводит к ослаблению уровней побочных электромагнитных излучений и наводок (опасных сигналов) ТСПИ и тем  самым к уменьшению отношения  опасный сигнал/шум (с/ш). Однако в  ряде случаев, несмотря на применение пассивных методов защиты, на границе  контролируемой зоны отношение с/ш  превышает допустимое значение. В  этом случае применяются активные меры защиты, основанные на создании помех  средствам разведки, что также  приводит к уменьшению отношения  с/ш.

Для исключения перехвата побочных электромагнитных излучений по электромагнитному  каналу используется пространственное зашумление, а для исключения съема  наводок информационных сигналов с  посторонних проводников и соединительных линий ВТСС - линейное зашумление.

Системы линейного зашумления применяются для маскировки наведенных опасных сигналов в посторонних проводниках и соединительных линиях ВТСС, выходящих за пределы контролируемой зоны. Они используются в том случае, если не обеспечивается требуемый разнос этих проводников и ТСПИ (то есть не выполняется требование по Зоне № 1), однако при этом обеспечивается требование по Зоне № 2 (то есть расстояние от ТСПИ до границы контролируемой зоны больше, чем Зона № 2).

В простейшем случае система линейного зашумления представляет собой генератор шумового сигнала, формирующий шумовое маскирующее  напряжение с заданными спектральными, временными и энергетическими характеристиками, который гальванически подключается в зашумляемую линию (посторонний проводник). На практике наиболее часто подобные системы используются для зашумления линий электропитания (например, линий электропитания осветительной и розеточной сетей).