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 14. Методы и средства разрушения информации ся по симметричному ( между линиями ) и несимметричному пути ( между линиями и корпусом ). Таким образом , элементы входного LC- фильтра имеют чрезвычайно низкие уровни W max и не являются препятствием на пути мощных импульсных помех Это вполне объяснимо , поскольку LC- фильтр в основном предназначен для ре - шения обратной задачи , а именно — препятствовать распространению собст - венных шумов ВИП в сеть питания Уровень шумов составляет доли вольта , по - этому при проектировании фильтра предельная энергопоглощающая способ - ность его элементов не является определяющим фактором Если LC- фильтр — это единственное устройство защиты на входе ВИП ( а именно так устроено большинство дешевых ВИП ), то ТС НСВ достаточно обеспечить возможность подвода к каждому атакуемому компьютеру мощной импульсной помехи с ам - плитудой порядка 2 кВ и энергией 1–2 Дж с достаточно крутым фронтом , умень - шающим влияние емкостного фильтра инвертора ВИП Основные функции защиты от мощных импульсных помех в качественных ВИП принимает на себя варистор Несмотря на впечатляющие уровни рабочих токов , варисторы имеют предельно допустимую рассеиваемую мощность , ис - числяемую единицами Вт , поэтому при воздействии длинных импульсов с отно - сительно небольшим током они выходят из строя или срабатывают , вызывая сгорание предохранителя на входе ВИП Перегорание предохранителя приводит к необходимости демонтажа и ремонта ВИП , тем самым объект атаки ( компью - тер ) на время выводится из строя Тем не менее , в данном случае ТС НСВ тре - буется энергия порядка 50–100 Дж при амплитуде порядка 1 кВ ( при этом дли - тельность импульса может доходить до 0,1 с для инерционных предохраните - лей ) в расчете на один атакуемый компьютер , а их может быть одновременно подключено к сети питания большое количество С учетом того , что существен - ная доля энергии при этом может передаваться не на вход ВИП , а в общегород - скую сеть питания ( по меньшей мере до ближайшей трансформаторной под - станции ), конструкция ТС НСВ усложняется , возрастают габариты и требуется большее вмешательство в сеть питания объекта атаки для подключения ТС НСВ Значительно меньше энергии требуется для повреждения конденсаторов входного фильтра инвертора и диодов выпрямительного моста При этом ТС НСВ генерирует импульс , “ обходящий ” варисторную схему защиты Использует - ся разница в напряжении пробоя конденсаторов и напряжения , при котором на - ступает эффективное ограничение напряжения варистором ( оно больше напря - жения пробоя конденсаторов на 70–120 В ). Для такого ТС НСВ в пересчете на один атакуемый компьютер достаточно энергии 15–25 Дж при амплитуде им - пульса 500–600 В и длительности до 5 мс После пробоя конденсаторов допол - нительно возникает импульс тока через диоды моста , который при горячем тер - мисторе доходит до 1000 А , выводя диоды из строя Для большинства ВИП при таком воздействии весьма вероятен выход из строя трансформаторов и других Намеренное силовое воздействие по сетям питания 247 элементов инвертора , а также забросы напряжения на выходе ВИП , приводящие к повреждению других узлов компьютера Входные высоковольтные и выходные низковольтные цепи ВИП компьютеров имеют емкостную связь через паразитную емкость C вх/вых = 10–30 пФ Большая величина паразитной емкости обусловлена тем , что в подавляющем большинст - ве компьютерных ВИП сложно реализовать специфические требования , предъ - являемые к конструкции фильтров НЧ ( разбивку корпуса на экранированные от - секи , применение элементов с малой собственной емкостью / индуктивностью , оптимальная трассировка монтажных жгутов и т п .). Из - за прокладки кабеля к се - тевому выключателю внутри корпуса компьютера без учета требований элек - тромагнитной совместимости появляется паразитная емкость C сеть-плата = 5–10 пФ , связывающая сеть питания с элементами материнской платы Если ТС НСВ используют для провоцирования сбоев в работе АС , то они генерируют высоко - вольтные импульсы с наносекундными временными нарастаниями Для таких импульсов импеданс паразитных емкостей составляет доли Ом , поэтому энергия импульсов эффективно передается как на шины питания узлов АС в виде им - пульсов напряжения , так и во внутренние объемы корпусов компьютеров и дру - гого оборудования в виде импульсных электромагнитных полей Следствием яв - ляется “ зависание ” компьютеров , сбои в работе программного обеспечения , ис - кажение данных Повреждение микросхем такими импульсами маловероятно Вежекторный дроссель и конденсаторы входного LC- фильтра ВИП образуют высокодобротный колебательный контур с волновым сопротивлением приблизи - тельно на порядок большим волнового сопротивления сетевых проводов По - этому при падении из сети питания импульса с крутым фронтом амплитуда им - пульса на выходе фильтра может возрасти в 1,5 раза ( нечто подобное происхо - дит со всеми фильтрами , не рассчитанными при проектировании на подавление мощных импульсов ). Этот импульс может включить трансформатор инвентора ВИП в момент , не соответствующий алгоритму системы управления Включение трансформатора может привести к забросу напряжения на выходе ВИП или к повреждению ВИП Далее тип сетевого включателя ПЭВМ может оказать влия - ние на устойчивость АС по отношению к НСВ ТС НСВ генерирует высоковольтный импульс с крупным фронтом наносе - кундного диапазона и подключается к сетевому кабелю по несимметричной схе - ме — между жилой и шиной заземления в трехпроводной сети с изолированной нейтралью Если витая пара проложена совместно с сетевым кабелем в общем коробе , то при разнесении их на расстояние до 100 мм и с наличием участка со - вместной прокладки длиной более 2–5 м индуцированное импульсное напряже - ние на жилах витой пары может достигать амплитуды напряжения на выходе ТС НСВ Энергия импульса напряжения на жилах витой пары составляет максимум 50–100 МДж и слабо зависит от энергии , генерируемой ТС НСВ Наибольшую опасность индуцированное импульсное напряжение может представлять для 248 Глава 14. Методы и средства разрушения информации изоляции на корпус УГР , которое может быть пробито и тем самым УГР выведе - но из строя Дополнительные устройства защиты типа простейших ограничителей , фильт - ров , UPS по схеме “off-line”, импортных релейных сетевых конденсаторов и т п имеют в качестве элементов зашиты от помех НЧ - фильтры и варисторы Защита от перегрузок предусматривает отключение устройства Поэтому все сказанное относительно недостатков входного фильтра ВИП применительно и к ним Высо - кокачественные фильтры отечественного производства с проходными конденса - торами хороши для защиты от радиопомех , но при НСВ разрушаются с взрыво - подобным эффектом из - за низких предельно допустимых напряжений проход - ных конденсаторов . UPS по схеме “on- line”, в принципе , должны защищать оборудование от НСВ Однако реальные конструкции этой защиты не обеспечи - вают Прежде всего , UPS имеет схему питания собственных нужд , которая со - держит импульсный ВИП , аналогичный компьютерному , поэтому при НСВ по се - ти питания UPS выходит из строя При этом обычно срабатывает байпас , и че - рез него энергия ТС НСВ беспрепятственно достигает цели в обход UPS. Практически любые стабилизаторы и конденсаторы напряжения , предлагае - мые для защиты ПЭВМ , имеют слабую защиту нагрузки и питания собственных нужд от импульсных помех Технические средства для НСВ по сети питания Классифицировать и дать описание и характеристики ТС НСВ достаточно сложно , так как их производители по понятным причинам не стремятся к само - рекламе Однако знание физических принципов НСВ и схемотехнических прие - мов , используемых в ТС НСВ , позволяет корректно сформулировать требования к системам защиты в техническом и организационном аспектах , чтобы миними - зировать ущерб от возможного нападения с применением ТС НСВ Определяющим фактором , влияющим на конструкцию ТС НСВ в целом , яв - ляется способ подключения к сети питания ( последовательно или параллельно ). Последовательный ( чаще — трансформаторный ) способ требует более серь - езного вмешательства в сеть питания для подключения обмотки трансформато - ра в разрыв цепи При этом через вторую обмотку трансформатора проходит полный ток потребителя , поэтому ТС НСВ имеет большие размеры и массу , а при большей мощности , потребляемой объектом атаки , для подключения ТС НСВ необходимы демаскирующие его кабели большего сечения Эффектив - ность подобных ТС НСВ достигается за счет того , что энергия НСВ передается непосредственно на один объект атаки и не распространяется на всю питающую сеть Парралельный способ подключения не требует вмешательства в сеть пита - ния ( достаточно вставить стандартную вилку в розетку ). Такие ТС компактны и не имеют демаскирующего кабеля большого сечения Но в этом случае техниче - ски сложнее организовать передачу в сеть питания длинных импульсов , наибо - Намеренное силовое воздействие по сетям питания 249 лее опасных для ПЭВМ с импульсным ВИП Кроме того , энергия НСВ распро - страняется на всю сеть электропитания , а не только на объект атаки Это об - стоятельство требует накопителей энергии ТС существенного объема и снижает действенность атаки По принципу действия ТС НСВ можно классифицировать следующим обра - зом 1. Переключающие на короткое время однофазное напряжение сети питания объекта атаки на линейное напряжение , что вызывает повышение напряже - ния в однофазной сети в 1,73 раза Это примитивные и дешевые устройства , основными элементами которых являются электромагнитные или тиристор - ные контакторы и схемы управления ими Требуют серьезного вмешательст - ва в схему электропитания для подключения ТС к разрыву в сети Обеспечи - вают НСВ для небольших объектов с однофазным электроснабжением ( в зданиях с многочисленными офисами ). Для диверсии обыкновенно в ходе ремонтных или электромагнитных работ к этажному щитку питания и / или ав - томатическому включателю объекта прокладывается дополнительный ка - бель , а спустя некоторое время к нему подключают ТС НСВ и производится атака на объект 2. ТС НСВ с вольтдобавочными трансформаторами Устанавливаются последо - вательно в разрыв кабеля электропитания Позволяют кратковременно под - нять напряжение на объекте атаки соответствующей трансформацией сете - вого напряжения , либо трансформировать в сеть электропитания импульс напряжения необходимой формы и амплитуды от емкостного накопителя Возможно одновременное использование энергии сети питания и энергии ем - костного накопителя В конструкции применяются специальные импульсные трансформаторы с малыми размерами и массой В качестве конструктивной основы могут быть использованы доработанные соответствующим образом сварочные трансформаторы , что дает определенный маскирующий эффект 3. ТС НСВ с параллельным подключением и емкостными ( реже индуктивными ) накопителями Из - за относительной простоты технической реализации и экс - плуатации эта группа ТС является наиболее многочисленной ТС НСВ с емкостными / индуктивными накопителями представлены , по мень - шей мере , тремя основными видами • ТС НСВ с низковольтными емкостными накопителями большой энергии предназначены для повреждения на объекте элементов АС с ограничен - ной энергопоглощающей способностью В относительно недорогих ТС НСВ применяются электролитические кон - денсаторы , у которых удельная объемная энергия достигает 2000 кДж / м 3 , а удельная энергия по массе — 200–300 Дж / кг В обычном кейсе может разместиться ТС НСВ с энергией , способной вывести из строя 5–20 ком - пьютеров одновременно Стоимость такого “ кейса ” — 10000–15000$. В бо - лее дорогих ТС НСВ могут быть использованы молекулярные накопители 250 Глава 14. Методы и средства разрушения информации ( ионисторы ), у которых удельная объемная энергия достигает 10 МДж / м 3 , а удельная энергия по массе — 4–10 кДж / кг Такой “ кейс ” выведет из строя все компьютеры большого вычислительного центра Стоимость его в 3–5 раз больше предыдущего Время заряда накопителя составляет от не - скольких десятков секунд до нескольких минут , количество разрядов на объект атаки ( для увеличения вероятности уничтожения АС объекта ) мо - жет быть от 1 до нескольких десятков То есть суммарное время подклю - чения к электросети исчисляется минутами • ТС НСВ с высоковольтными емкостными накопителями малой энергии или индуктивными генераторами высоковольтных импульсов Наиболее распространенный тип ТС для провоцирования сбоев и искажения данных в АС , вывода из строя компьютеров с низкокачественными ВИП и т п В конструкции используются конденсаторы с пленочным и комбинированным диэлектриком с удельной объемной энергией до 400 кДж / м 3 и удельной энергией по массе до 150 Дж / кг В обычном кейсе размещаются ТС НСВ , угрожающие компьютерам небольшого малоэтажного здания При этом ТС НСВ , подключенное к одной из фаз , за счет индуктивной и емкостной свя - зей генерирует импульсы в остальных фазах В корпусе размером с ви - деокассету помещается ТС НСВ , провоцирующее сбои и искажение дан - ных АС в радиусе 10–30 м , т е в пределах одной или нескольких комнат , причем работает такое ТС круглосуточно на протяжении нескольких меся - цев В простейших устройствах используются соответствующим образом доработанные схемы автомобильного электронного зажигания или элек - тронные стартеры для натриевых и аналогичных осветительных ламп Стоимость простейших ТС НСВ не превышает 2000$. • Комбинированные ТС НСВ с низковольтным и высоковольтным емкостны - ми накопителями и трансформаторным суммированием импульсных на - пряжений Позволяют решать все задачи НСВ , в том числе и принудитель - ное отпирание тиристорных байпасов UPS с последующей перекачкой че - рез байпас энергии , накопленной низковольтными конденсаторами Стационарные ТС такого типа могут дистанционно ( по радиоканалу или сети электропитания ) программироваться для решения той или иной зада - чи НСВ Это весьма дорогие изделия ТС НСВ могут иметь и другие принципы действия В качестве ТС может быть использована трансформаторная подстанция здания Если трансформатор под - станции сухой и без защитного кожуха , то к части вторичной обмотки может быть подключено ТС НСВ с емкостным накопителем , параметры которого подобраны так , что вторичная обмотка трансформатора , магнитопровод и емкостной нако - питель образуют повышающий автотрансформатор Такая схема “ глобального ” действия может вывести из строя все электронное оборудование зданий , кото - рые запитываются от этой подстанции Отметим , что доступ к трансформатор - ной подстанции подчас бывает весьма простым Вирусные_методы_разрушения_информации_251'>Вирусные методы разрушения информации 251 Еще одним примером являются современные мощные полнопроточные UPS импортного производства , которые имеют развитое встроенное программное обеспечение для управления , в том числе , уровнем выходного напряжения Со - ответствующая программная закладка может быть активизирована закодиро - ванной командой по сети электропитания и на короткое время перепрограмми - рует UPS на максимально возможное выходное напряжение , которое приведет к выходу из строя защищаемого UPS оборудования Так как программное обеспе - чение UPS специализированно , то поиск таких закладок может быть затрудните - лен Поэтому рекомендуется устанавливать на входе UPS дополнительные фильтры По способу управления ТС НСВ могут быть с ручным управлением , автомати - ческим и дистанционным Автоматические ТС НСВ могут генерировать импульсы напряжения периодически , по случайному закону , по максимуму нагрузки ( у по - следовательно включаемых ТС НСВ может контролироваться ток в цепи нагрузки , т е косвенно количество включаемых ПЭВМ ) и т д Вирусные методы разрушения информации Компьютерным вирусом называется программа , которая может “ заражать ” другие программы , включая в них свою ( возможно , модифицированную ) копию Эта копия , в свою очередь , также способна к дальнейшему размножению Сле - довательно , заражая программы , вирусы способны распространяться от одной программы к другой Зараженные программы ( или их копии ) могут передаваться через дискеты или по сети на другие ЭВМ Упрощенно процесс заражения вирусом программных файлов можно пред - ставить следующим образом 1. Код зараженной программы изменен таким образом , чтобы вирус получал управление первым , до начала работы программы - носителя 2. При получении управления вирус находит на диске какую - нибудь не заражен - ную программу и вставляет собственную копию в начало ( или в конец ) этой программы Возможны случаи , когда вирус включает себя в середину про - граммы 3. Если вирус дописывается не в начало программы , то он корректирует ее код ( или даже уничтожает программу ) с тем , чтобы получить управление первым 4. После размножения ( или вместо него в отдельных случаях ) вирус может про - изводить различные разрушающие действия 5. После этого управление обычно передается программе - носителю ( как прави - ло , она сохраняется вирусом ) и она выполняет свои функции , делая незамет - ными для пользователя действия вируса Для более эффективного размножения вирус при первом получении управ - ления становится резидентным , т е постоянно присутствует в оперативной па - |