ХАЛИТОВ z4006. Технические каналы утечки информации и техническая разведка
 Скачать 403.73 Kb.
|
Утечка информации по электромагнитному каналуНежелательные излучения технических средств обработки информации Технические средства, не являющиеся радиопередающими устройствами, являются источниками нежелательных электромагнитных излучений. Такие излучения называются побочными электромагнитными излучениями. Существуют различные причины их возникновения. В цепях различных устройств протекают переменные электрические токи, порождающие электромагнитные поля, излучаемые в окружающее пространство. Структура и параметры электромагнитных полей, создаваемых токоведущими элементами, определяются конструктивными особенностями систем и средств информатизации и связи, а также условиями их размещения и эксплуатации. Такие электромагнитные излучения являются потенциальными носителями опасного сигнала. Технические средства различного назначения могут иметь в своем составе устройства, которые для выполнения своих основных функций генерируют электромагнитные колебания (эталонные и измерительные генераторы, генераторы тактовых частот, генераторы развертки электронно- лучевых трубок, гетеродины радиоприемных устройств и т.д.). В отдельных технических средствах, например в усилительных каскадах, могут возникать паразитные излучения, обусловленные их самовозбуждением за счет паразитных положительных обратных связей. Причины возникновения нежелательных обратных связей в усилителях могут быть различными. Параметры элементов радиоэлектронной аппаратуры — конденсаторов, резисторов, катушек индуктивности, отрезков соединительных линий — вне полосы рабочих частот существенно отличаются от соответствующих параметров на рабочих частотах. Наличие конечной индуктивности выводов элементов, различных паразитных емкостей, проявление свойств цепей с распределенными параметрами, различные межэлементные соединения образуют большое количество паразитных колебательных систем и обратных связей, свойства которых невозможно предусмотреть и учесть заранее. Причины возникновения нежелательных обратных связей в усилителях можно разделить на две группы. Первая группа причин связана с наличием внутренних обратных связей через усилительный прибор. Ко второй группе относят внешние обратные связи через паразитные индуктивности, емкости, цепи питания, регулировок и т.д. К таким каналам можно отнести все виды обратной связи между входной и выходной цепями, в пределах каждого отдельного каскада, в пределах двух, трех и более каскадов. Практически напряжение с выхода усилителя на его вход может передаваться в результате действия следующих основных видов внешних обратных связей: через емкость между выходной и входной цепями усилителя. Этот вид связи имеет место в тех случаях, когда провода входной цепи проходят рядом с проводами выходной цепи (емкость C1, рис. 6), когда отсутствуют экраны между каскадами или когда они недостаточно экранированы (емкость С2 рис. 6), когда среди монтажных проводов имеются провода, не имеющие отношения к высокоточным цепям, но связанные с ними емкостями (емкости С3 и С4, рис. 6); через взаимоиндуктивности между выходным и входным контурами избирательного усилителя; через провода питания активных элементов усилителя; через провода регулировок, подключенные к различным точкам усилительных каскадов; — через шасси и корпус усилителя, являющиеся общим проводом, соединяющим ряд его точек.  В определенных условиях нежелательная обратная связь может оказаться положительной, а условия самовозбуждения - выполненными. Это приводит к возникновению паразитной генерации устройства на этой частоте, предсказать которую заранее практически невозможно.Рис. 6. Образование паразитной емкостной обратной связи в многокаскадном усилителе Побочные излучения технических средств обработки информации могут иметь место в различных участках частотного диапазона. Низкочастотными излучателями электромагнитных колебаний являются, например, усилительные устройства различного функционального назначения и конструктивного исполнения. На более высоких частотах наблюдаются излучения гетеродинов радиоприемных устройств, измерительных генераторов, генераторов тактовых частот электронно-вычислительной техники и т.д. Нежелательные излучения различных устройств могут содержать опасные сигналы. В процессе функционирования технических средств обработки информации элементы генераторов, усилителей и других излучающих электромагнитные поля устройств могут оказаться в зоне действия электромагнитных полей опасных сигналов. Воздействие электромагнитного поля опасного сигнала на рассматриваемые устройства может привести к изменению параметров отдельных элементов генератора или усилителя. Результатом такого изменения является паразитная модуляция опасным сигналом нежелательных излучений технических средств. Следствием этого является появление в окружающем пространстве нежелательных излучений, модулированных опасными сигналами, т.е. создаются предпосылки для утечки информации, обрабатываемой техническими средствами. Утечка информации по цепям заземления Заземлением называется преднамеренное соединение объекта с заземляющим устройством, осуществляемое путем создания системы проводящих поверхностей и электрических соединений, предназначенных для выполнения различных функций. Заземление экранирующих поверхностей способствует ослаблению нежелательных связей и является составной частью системы экранирования. Проводящие поверхности и электрические соединения системы заземления экранов предназначены для протекания обратных токов в сигнальных цепях и цепях электропитания. Одной из причин попадания опасного сигнала в систему заземления является наличие электромагнитного поля — носителя опасного сигнала в местах расположения элементов системы. Это электромагнитное поле будет наводить в расположенной поблизости системе заземления ток опасного сигнала.  Проникновение опасного сигнала в цепи заземления может быть связано с образованием так называемых контуров заземления. Рассмотрим два устройства, соединенные парой проводников, один из которых является сигнальным, а другой служит для протекания обратных токов (рис. 7).Рис. 7. Образование контуров заземления между двумя устройствами Пусть возвратный проводник соединен с корпусом первого (I) устройства, а корпус - с землей. Если этот проводник соединен с корпусом второго (II) устройства, также имеющего электрический контакт с землей (соединение 2'-3'), то образуется замкнутый проводящий контур 2-2'-3'-3-2. Внешнее электромагнитное поле источника опасного сигнала наводит в этом контуре ЭДС, вызывая протекание тока Iос, который, в свою очередь, создает на участке 2-3 падение напряжения Uос (опасного сигнала) равное: UIZ, ос ос 23 (1) где Z23 — сопротивление участка цепи 2-3. Если отсутствует проводник 2'-3' или соединение проводника 2-2' с корпусом второго устройства, то возможность образования контура заземления полностью не исключается. В этих случаях контур может состоять из провод- ников 2-2', 3-3', земляной шины и паразитных емкостей между сигнальной цепью и корпусом второго устройства С2, а также между корпусом второго устройства и землей С23. Еще одна причина появления опасного сигнала в цепи заземления связана с конечным значением величины сопротивления заземляющих проводников. По заземляющему проводнику протекает обратный электрический ток опасного сигнала (рис. 8). Из-за конечного сопротивления Rз земляной шины на этом сопротивлении создается падение напряжения: UR U c з , ос R R R (2) с с з 1 2 где UC – напряжение источника сигнала; RC1, RC2 — внутреннее сопротивление источника сигнала и сопротивление нагрузки соответственно. При R R c c 1 2 R ç : UR U c з , ос R R (3) с с 1 2 Напряжение опасного сигнала в цепи заземления будет тем больше, чем больше величина сопротивления Rз. Утечка информации по цепям заземления может также происходить вследствие того, что общая земля служит обратным проводом для различных контуров. Рассмотрим ситуацию, представленную на рис. 9. В этом случае для двух различных контуров — сигнального и постороннего — общая земля является обратным проводом с эквивалентным сопротивлением Rз.  Рис. 8. Утечка информации за счет падения напряжения на сопротивлении заземляющего устройства  Рис. 9. Утечка информации по общей цепи заземления двух различных устройств На эквивалентном сопротивлении земли Rз возникает падение напряжения за счет протекания обратного тока опасного сигнала -Ic, равное: URUR U c з c з , с R R R R R при Rз<< Rc1+ Rc2 (4) 1 с с з с с 1 2 1 2 где RC1, RC2 — внутреннее сопротивление источника опасного сигнала Uc и сопротивление нагрузки в цепи сигнального контура. На сопротивлении нагрузки R2 постороннего контура имеет место падение напряжения Uос, вызванное протеканием обратного тока опасного сигнала -Iс по общей цепи заземления, которое равно: UR c 2 U 1 , (5) oс R Rпри Rз<< R1+ R2 1 2 где R1 — внутреннее сопротивление источника напряжения U2 в цепи постороннего контура. Подставляя (4) в (5), получим выражение для определения величины падения напряжения опасного сигнала на нагрузке постороннего контура: URR U c 2 з . oс R RR R (6) 1 2 с с 1 2  Возможность утечки информации, связанная с цепями заземления, обусловлена также наличием электромагнитного поля опасного сигнала в грунте вокруг заземлителя. Из-за большого затухания, вносимого грунтом, магнитное поле в землю практически не проникает. Электрическое поле в земле определяется величиной потенциала заземлителя и параметрами грунта, где происходит растекание тока опасного сигнала. С помощью дополнительных заземлителей можно осуществить перехват опасного сигнала (рис. 10).Рис. 10. Утечка информации по цепям заземления, обусловленная наличием электромагнитного поля в грунте Утечка информации по цепям электропитания Как правило, провода общей сети питания распределяются по различным помещениям, где расположены технические системы, и соединены с различными устройствами. Вследствие этого образуется нежелательная связь между отдельными техническими средствами. Кроме того, провода сети  питания являются линейными антеннами, способными излучать или воспринимать электромагнитные поля. На практике значительная часть нежелательных наводок между удаленными друг от друга устройствами происходит с участием сети питания. При этом возможны различные ситуации. В случае асимметричной наводки, когда провода сети питания прокладываются вместе и имеют одинаковые емкости относительно источников и приемников наводки, в них наводятся напряжения, одинаковые по величине и по фазе относительно земли и корпуса приборов. На рис. 11 представлены действительная и эквивалентная схемы нежелательной асимметричной связи двух устройств, питающихся от общей сети.а  б Рис. 11. Схемы нежелательной асимметричной связи двух устройств: а – действительная схема; б – эквивалентная схема На рис. 12 показан прием опасного сигнала через сеть питания, в которой наводятся напряжения за счет электромагнитного поля, излучаемого техническими средствами, а на рис. 13 изображено излучение опасного сигнала через цепи питания источника наводки.  Все рассмотренные виды распространения наводок по сети питания являются асимметричными или однопроводными, поскольку оба провода сети питания передают сигнал наводки в одном направлении.Рис. 12. Утечка информации по цепям электропитания за счет побочных электромагнитных наводок  Рис. 13. Утечка информации по цепям электропитания за счет побочного электромагнитного излучения Симметричное распространение наводки имеет место в тех случаях, когда на проводах сети индуцируются различные напряжения относительно земли. Тогда между проводами образуется высокочастотная разность потенциалов, и по проводам сети проходят токи наводки в разных направлениях (рис. 14). Вследствие этого в приемнике наводки индуцируются равные по величине обратные по знаку напряжения. Поэтому симметрично распространяющаяся наводка не может проникнуть в высокочастотную часть приемника наводки. Проникновение симметричной наводки через силовой трансформатор путем передачи напряжения, наведенного в первичной обмотке, во вторичную маловероятно вследствие существенных отличий частот сети питания и сигнала наводки. Симметричное распространение наводки опасно только при асимметрии приемника наводки относительно проводов сети питания. Например, если в один из проводов сети питания ввести  предохранитель, то провода сети будут иметь разные емкости относительно приемника наводки. Через них будут передаваться напряжения, разность которых приведет к наводке в приемнике.Рис. 14. Симметричное распространение наводки по цепям электропитания Одними из основных устройств, без которых невозможна работа любого технического средства, являются вторичные источники питания, предназначенные для преобразования энергии сети переменного тока или постоянного тока в энергию постоянного или переменного тока с напряжением, необходимым для питания аппаратуры технических средств. При определенных условиях вторичные источники питания совместно с подводящими питающими линиями могут создавать условия для утечки информации, циркулирующей в техническом средстве. Несмотря на большое разнообразие конкретных технических решений схем построения таких источников питания, все они содержат в своем составе трансформаторы, выпрямители, сглаживающие фильтры, стабилизаторы и обладают конечным внутренним сопротивлением. При наличии в составе технических средств усилительных каскадов токи усиливаемых в них сигналов замыкаются через вторичный источник электропитания, создавая на его внутреннем сопротивлении падение напряжения, изменяющееся в соответствии с законом изменения усиливаемого (опасного) сигнала. При недостаточном затухании в фильтре источника питания это напряжение может быть обнаружено в питающей линии. |