Методы и средства защиты информации. Внимание!!! В книге могут встречаться существенные ошибки (в рисунках и формулах). Они не связаны ни со
 Скачать 4.86 Mb.
|
|
Глава 4. Каналы несанкционированного получения информации Источниками опасного сигнала являются элементы , узлы и проводящие цепи технических средств с токами и напряжениями опасных сигналов , а также голо - совой аппарат человека и элементы технических средств , создающие акустиче - ские поля опасных сигналов К основным техническим системам и средствам относятся средства , предна - значенные для передачи , приема , обработки и хранения информации с ограни - ченным доступом ( ИсОД ): • электронно - вычислительные машины ( ЭВМ ), в том числе персональные ( ПЭВМ ); • аппаратура звукозаписи , звуковоспроизведения и звукоусиления ; • системы оперативно - командной и громкоговорящей связи ; • системы внутреннего телевидения ; • средства изготовления и размножения документов Вспомогательные технические системы и средства не предназначены для обработки ИсОД , но при совместной установке с основными техническими сис - темами и средствами или при установке в служебных помещениях , где ведутся переговоры или работы , связанные с ИсОД , они могут способствовать утечке информации или образовывать “ самостоятельные ” системы утечки К вспомогательныем техническим системам и средствам относятся : • системы открытой телефонной связи ; • системы радиотрансляции ; • системы электропитания ; • системы охранной и пожарной сигнализации Вспомогательные технические средства , а также различного рода цепи , распо - ложенные в непосредственной близости от основных технических систем и средств , могут обладать антенным эффектом Этот эффект заключается в преоб - разовании энергии приходящей от основных технических систем и средств элек - тромагнитной волны в энергию электрических токов Вторичные технические сис - темы и средства , а также образовываемые ими цепи , называются также случай - ными приемными антеннами К сосредоточенным случайными приемным антеннам относятся телефонные аппараты , электрические звонки , датчики охран - ной и пожарной сигнализации и т п К распределенным случайным антеннам отно - сятся различного рода кабели , провода систем сигнализации , ретрансляционные сети , трубы , металлические конструкции и т п При прохождении опасных сигналов по элементам и цепям технических средств , соединительным линиям , в окружающем пространстве возникает элек - тромагнитное поле Поэтому такие средства и линии можно считать излучате - лями Все источники опасного сигнала принято рассматривать как излучатели , условно подразделяемые на три типа : точечные , линейные ( распределенные ) и площадные Точечные излучатели — это технические средства или излучающие эле - менты их электрических схем , размеры которых значительно меньше длины Излучатели электромагнитных колебаний 115 волны опасного сигнала , обрабатываемого технической системой и средством , и расстояния до границы контролируемой зоны К распределенным излучателям относят кабельные и соединительные проводные линии Площадные излучатели — это совокупность технических средств , равно - мерно распределенных на некоторой площади и обтекаемых одним и тем же то - ком Технические средства , для которых характерна большая амплитуда напряже - ния опасного сигнала и малая амплитуда тока , относятся к электрическим излу - чателям Технические средства с большой амплитудой тока и малой амплитудой напряжения рассматриваются , как магнитные излучатели Кроме того , электромагнитные излучения радиоэлектронного оборудования ( РЭО ) можно разделить на основные и нежелательные Основные радиоизлучения характеризуются : • несущей частотой ; • мощностью ( напряженностью ) поля ; • широкой полосой излучаемых частот ; • параметрами модуляции Нежелательные излучения подразделяются на побочные , внеполосные и шумовые Наиболее опасными , с точки зрения образования каналов утечки информации , яв - ляются побочные излучения Побочные излучения — это радиоизлучения , возникающие в результате любых нелинейных процессов в радиоэлектронном устройстве , кроме процессов модуляции Побочные излучения возникают как на основной частоте , так и на гармониках , а также в виде их взаимодействия Радиоизлучение на гармонике — это излучение на частоте ( частотах ), в целое число раз большей частоты основ - ного излучения Радиоизлучение на субгармониках — это излучение на часто - тах , в целое число раз меньших частоты основного излучения Комбинационное излучение — это излучение , возникающее в результате взаимодействия на ли - нейных элементах радиоэлектронных устройств колебаний несущей ( основной ) частоты и их гармонических составляющих Отмечая многообразие форм электромагнитных излучений , следует подчерк - нуть , что имеется и так называемое интермодуляционное излучение , возникаю - щее в результате воздействия на нелинейный элемент высокочастотного ( ВЧ ) тракта радиоэлектронной системы ( РЭС ) генерируемых колебаний и внешнего электромагнитного поля Каждое электронное устройство является источником магнитных и электро - магнитных полей широкого частотного спектра , характер которых определяется назначением и схемными решениями , мощностью устройства , материалами , из которых оно изготовлено , и его конструкцией 116 Глава 4. Каналы несанкционированного получения информации Известно , что характер поля изменяется в зависимости от расстояния до приемного устройства Если это расстояние значительно меньше длины волны электромагнитного сигнала ( r << λ ), поле имеет ярко выраженный магнитный ( или электрический ) характер , а в дальней зоне ( r >> λ ) поле носит явный электромаг - нитный характер и распространяется в виде полосной волны , энергия которой делится поровну между электрической и магнитной компонентами Коль скоро длина волны определяет расстояние и тем более назначение , устройство , принцип работы и другие характеристики правомерно подразделять излучатели электромагнитных сигналов на низкочастотные , высокочастотные и оптические Низкочастотные излучатели Низкочастотными ( НЧ ) излучателями электромагнитных колебаний в основном являются звукоусилительные устройства различного функционального назначения и конструктивного исполнения В ближней зоне таких устройств наиболее мощным выступает магнитное поле опасного сигнала Такое поле усилительных систем дос - таточно легко обнаруживается и принимается посредством магнитной антенны и селективного усилителя звуковых частот ( рис . 4.3). Рис . 4.3. Прием НЧ сигналов Высокочастотные излучатели К группе высокочастотных ( ВЧ ) излучателей относятся ВЧ автогенераторы , модуляторы ВЧ колебаний и устройства , генерирующие паразитные ВЧ колеба - ния по различным причинам и условиям ( рис . 4.4). Источниками опасного сигнала являются ВЧ генераторы радиоприемников , телевизоров , измерительных генераторов , мониторы ЭВМ Излучатели электромагнитных колебаний 117 Рис . 4.4. Классификация излучателей ВЧ сигналов Модуляторы ВЧ колебаний как элементы , обладающие нелинейными харак - теристиками ( диоды , транзисторы , микросхемы ), образуют нежелательные со - ставляющие ВЧ характера Довольно опасными источниками ВЧ колебаний могут быть усилители и дру - гие активные элементы технических средств , работающие в режиме паразитной генерации за счет нежелательной положительной обратной связи Источниками излучения ВЧ колебаний в различной аппаратуре являются встроенные в них генераторы , частота которых по тем или иным причинам мо - жет быть промодулирована речевым сигналом В радиоприемниках , телевизорах , магнитофонах , трехпрограммных громкого - ворителях и в ряде электроизмерительных приборов всегда имеются встроен - ные генераторы ( гетеродины ). К ним примыкают различные усилительные систе - мы — усилители НЧ , системы звукоусиления , способные по тем или иным при - чинам войти в режим самовозбуждения ( т е по существу стать неконтролируемым гетеродином ). Основным элементом гетеродина является колебательный контур с конден - сатором переменной емкости Под воздействием акустического давления будет меняться расстояние между пластинами переменного воздушного конденсатора гетеродина Изменение расстояния приведет к изменению емкости , а последнее — к изменению значения частоты гетеродина ( ω o = 1/ LC ) по закону акустического давления , т е к частотной модуляции гетеродина акустическим сигналом Кроме конденсаторов , акустическому воздействию подвержены катушки ин - дуктивности с подстроечными сердечниками , монтажные провода значительной длины Практика показала , что акустическая реакция гетеродина возможна на рас - стоянии до нескольких метров , особенно в помещениях с хорошей акустикой В зависимости от типа приемника , прием такого сигнала возможен на значитель - ном расстоянии , иногда достигающем порядка 1–2 км Источником излучения ВЧ колебаний в аппаратуре звукозаписи является генератор стирания - подмагничивания , частота которого может быть промодулирована речевым сиг - 118 Глава 4. Каналы несанкционированного получения информации налом за счет нелинейных элементов в усилителе записи , головки записи и др из - за наличия общих цепей электропитания взаимного проникновения в тракты усиления В цепях технических средств , находящихся в зоне воздействия мощных ВЧ излучений , напряжение наведенных сигналов может составлять от нескольких до десятков вольт Если в указанных цепях имеются элементы , параметры кото - рых ( индуктивность , емкость или сопротивление ) изменяются под действием НЧ сигналов , то в окружающем пространстве будет создаваться вторичное поле ВЧ излучения , модулированное НЧ сигналом ( рис . 4.5). Рис . 4.5. Классификация излучателей ВЧ сигналов Роль нелинейного элемента могут играть : • телефоны , различные датчики ( ВЧ навязывание по проводам ); • приемники , магнитофоны ( ВЧ навязывание по эфиру ). Как правило , причиной излучения кабелей является плохое состояние : • соединителей ; • направленных ответвлений и т п Теоретически , если нет дефектов в экранирующей оплетке ( экране ) кабеля , его экран ослабляет излучение более чем в 100 дБ Этого более чем достаточно для предотвращения любого излучения кабеля , которое можно зарегистриро - вать Для того чтобы сигнал был зарегистрирован приемником , его максималь - ный уровень в кабеле не превышает 100 мкВ , а минимальный на поверхности кабеля — не более 1 мкВ Тепловой шум на входе приемника ограничивает прием сигнала Это под - тверждается расчетными значениями уровня шума в широкополосном кабеле ( табл . 4.1). Таблица 4.1. Уровни шума в широкополосном кабеле Скорость передачи данных , Мбит / с Требуемая полоса пропускания , МГц Среднеквадратическое значение шума в полосе приемника , мкВ 5 0,1 0,01 6 0,3 0,03 2,68 0,6 0,2 Из табл . 4.1 видно , что среднеквадратическое значение теплового шума на поверхности кабеля выше 1 мкВ для кабеля с высокой скоростью передачи дан - Излучатели электромагнитных колебаний 119 ных ( отношение сигнал / шум больше 1). При таких значениях вполне возможен перехват данных по излучению кабеля С увеличением расстояния между кабе - лем и приемником эта возможность уменьшается , т к затухание излучения равно А = 20 log(4 π d/ λ ), где d — расстояние до кабеля , λ — длина волны излучения кабеля Таким образом , при исправном кабеле перехватить информацию по излучению очень трудно Однако на практике кабели не всегда экранированы Это приводит к тому , что неисправные или покрытые коррозией соединители могут быть причиной значительных излучений Сигнал в 1 мкВ может быть обнаружен на расстоянии 3 м от кабеля , а в 1 мВ — на расстоянии 300 м Оптические излучатели В волоконно - оптических линиях связи ( ВОЛС ) существуют волны трех типов : направляемые , выте - кающие и излучаемые ( рис . 4.6). Направляемые волны — это ос - новной тип волны , распространяю - щейся по ВОЛС Излучаемые волны возникают при вводе света в волновод Здесь определенная часть энергии уже в начале линии излучается в окружающее пространство и не распространяется вдоль световода Это связано с дополнительными потерями энергии и приводит к возможности приема излучаемых в пространство сигналов Вытекающие волны частично распространяются вдоль волновода , а частично переходят в оболочку и распространяются в ней или выходят наружу Причины возникновения излучения ( утечки световой информации ) в разъем - ных соединениях ВОЛС представлены на рис . 4.7. Все эти причины приводят к излучению световых сигналов в окружающее пространство , что приводит к затуханию , или потере , полезного сигнала в воло - конно - оптических линиях связи ( ВОЛС ). Исходя из особенностей оптического волокна ( ОВ ), модель затухания сигнала в ВОЛС должна включать в себя две части : • затухание оптического сигнала ( ОС ), обусловленное физическими особенно - стями ОВ ; • затухание ОС , обусловленное преднамеренными действиями на ОВ потенци - ального нарушителя Рис . 4.6. Типы волн , распространяющихся по световодам 120 Глава 4. Каналы несанкционированного получения информации а ) радиальная несогласованность стыкуемых волокон ; б ) угловая несогласованность осей световодов ; в ) наличие зазора между торцами световода ; г ) наличие взаимной непараллельности торцов волокон ; д ) разница в диаметрах сердечников стыкуемых волокон Рис . 4.7. Причины возникновения излучения в ВОЛС Затухание ОС за счет физических особенностей ОВ обусловлено существо - ванием потерь при передаче информации При распространении оптического импульса вдоль однородного волокна мощность P и энергия W импульса уменьшаются из - за потерь энергии , вызван - ных рассеянием и поглощением по экспоненциальному закону ( закон Бугера , рис . 4.8) и определяется , как P(L) = P(0) e –αL , W(L) = W(0) e –αL Рис . 4.8. Закон Бугера Зависимость мощностей световых импульсов от расстояния вдоль волокна на длинах волн 1550 нм , 1300 нм и 985 нм Здесь P(L) — мощность излучения на расстоянии L ; P(0) — мощность излу - чения в начальной точке ; α — коэффициент затухания , определяемый выраже - нием : Излучатели электромагнитных колебаний 121 α = 1 L ln P(0) P(L) В единицах дБ / км коэффициент ослабления α может быть выражен , как α (дБ/км) = 10 L log P(0) P(L) = 4.343α (км –1 ) Зависимость коэффициента затухания от длины волны проиллюстрирована на рис . 4.9. Рис . 4.9. Зависимость коэффициента затухания от длины волны Затухание света в ОВ включает в себя потери на поглощение , потери на рас - сеяние и кабельные потери В свою очередь , потери на поглощение ( α погл ) и на рассеяние ( α рас ) вместе определяются , как собственные потери ( α собств ), а ка - бельные потери ( α каб ) и потери , связанные с несанкционированным доступом ( НСД ), в силу их физической природы , можно назвать дополнительными поте - рями ( α доп ). Затухание сигнала в ОВ зависит от длины волны и составляет 0,5 дБ / км для 1300 нм и 0,3 дБ / км для 1550 нм стандартного одномодового волокна ( сплошная линия ). Это волокно имеет пик затухания в области 1400 нм , который является результатом поглощения энергии молекулами воды Пунктирной линией на рис 4.9 показано затухание для волокна AllWave®, свободного от воды Таким образом , полное затухание в ОВ с учетом НСД можно представить в следующем виде : α = α собств + α доп = α погл + α рас + α каб + α НСД |