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 16. Технические методы и средства защиты информации • необходимо полностью исключить прямое подключение к линии в пределах и за пределами помещений и контролируемой зоны Экранирование помещений Для полного устранения наводок от технических средств передачи информа - ции ( ТСПИ ) в помещениях , линии которых выходят за пределы контролируемой зоны , необходимо не только подавить их в отходящих от источника проводах , но и ограничить сферу действия электромагнитного поля , создаваемого в непо - средственной близости от источника системой его внутренней электропроводки Эта задача решается путем применения экранирования Экранирование подраз - деляется на : • электростатическое ; • магнитостатическое ; • электромагнитное Электростатическое и магнитостатическое экранирование основывается на замыкании экраном , обладающим в первом случае высокой электропровод - ностью , а во втором — магнитопроводностью , соответственно , электрического и магнитного полей На высокой частоте применяется исключительно электро - магнитное экранирование Действие электромагнитного экрана основано на том , что высокочастотное электромагнитное поле ослабляется им же созданным ( благодаря образованию в толще экрана вихревых токов ) полем обратного на - правления Если расстояния между экранирующими цепями составляют при - мерно 10% от четверти длины волны , то можно считать , что электромагнитные связи этих цепей осуществляются за счет обычных электрических и магнитных полей , а не в результате переноса энергии в пространстве с помощью электро - магнитных волн Это дает возможность отдельно рассматривать экранирование электрических и магнитных полей , что очень важно , так как на практике преоб - ладает какое - либо одно из полей и подавлять другое нет необходимости Чтобы выполнить экранированное помещение , удовлетворяющее указанным выше требованиям , необходимо правильно решить вопросы , касающиеся выбо - ра конструкции , материала и фильтра питания Теория и практика показывают , что с точки зрения стоимости материала и простоты изготовления преимущества на стороне экранированного помещения из листовой стали Однако при приме - нении сетчатого экрана могут значительно упроститься вопросы вентиляции и освещения помещения В связи с этим сетчатые экраны находят широкое при - менение Для изготовления экрана необходимо использовать следующие мате - риалы : • сталь листовая декапированная ГОСТ 1386-47 толщиной 0,35; 0,50; 0,60; 0,76; 0,80; 1,0; 1,25; 1,50; 1,75; 2,0 мм ; • сталь тонколистовая оцинкованная ГОСТ 7118-54, толщиной 0,51; 0,63; 0,76; 0,82; 1,0; 1,25; 1,5 мм ; Экранирование помещений 309 • сетка стальная тканая ГОСТ 3826-47 №№ 0,4; 0,5; 0,7; 1,0; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,5; • сетка стальная плетеная ГОСТ 5336-53 №№ 3; 4; 5; 6. • сетка из латунной проволоки марки Л -80 ГОСТ 6613-53: 0,25; 0,5; 1,0; 1,6; 2,0; 2,5; 2,6. Чтобы решить вопрос о материале экрана , необходимо ориентировочно знать значения необходимой эффективности экрана , т е во сколько раз должны быть ослаблены уровни излучения ТСПИ С этой целью в том месте , где предполага - ется установка экрана , следует предварительно измерить уровень поля от ис - точников ТСПИ Необходимая эффективность экрана , в зависимости от его на - значения и величины уровня излучения ТСПИ , обычно находится в пределах от 10 до 100 раз , т е от 40 до 120 дБ Грубо можно считать , что экраны , обладаю - щие эффективностью порядка 40 дБ , обеспечивают отсутствие излучений ТСПИ за пределами экранированного помещения Эффективность сплошного экрана может быть рассчитана по формуле : Э = 1,5 chdt 1 + 0,5 Z д Z м + Z м Z g thdt , где d — эффективность вихревых токов ; t — толщина экрана , мм ; Z д — волно - вое сопротивление диэлектрика ( воздуха ), Ом ; Z м — волновое сопротивление металла , Ом В подавляющем большинстве случаев в экранированных помещениях , имеющих эффективность порядка 65–70 дБ , экранирование позволяет закрытые мероприятия Такую эффективность дает экран , изготовленный из одинарной медной сетки с ячейкой 2,5 мм ( расстояние между соседними проволоками сет - ки ). Экран , изготовленный из луженой низкоуглеродистой стальной сетки с ячей - кой 2,5–3 мм , дает эффективность порядка 55–60 дБ , а из такой же двойной ( с расстоянием между наружной и внутренней сетками 100 мм ) — около 90 дБ Эффективность экранирования помещений может быть рассчитана точно по формуле : Э = 1 + 2πR э 3S 1 lg S r 0 – 1,5 + μ 2δr 0 ; δr 0 2 2 = R ≈ R 0 , где R ≈ — сопротивление проволоки переменному току ; R 0 — сопротивление проволоки постоянному току ; μ — магнитная проницаемость ( для стали 100– 200); S — ширина щели ( ячейки ); r 0 — радиус проволоки ; δ — коэффициент вих - ревых токов ; R э — радиус экрана Для прямоугольного экрана R э определяется из выражения : R э = 3V 4π 310 Глава 16. Технические методы и средства защиты информации Коэффициент вихревых токов определяется из выражения : • для меди δ = 21,2 · 10 -3 f ; • для стали δ = 75,6 · 10 -3 f ; • для алюминия δ = 16,35 · 10 -3 f Значения коэффициента вихревых токов для меди , стали и алюминия в зави - симости от частоты представлены в табл . 16.7. Таблица 16.7. Значение коэффициента вихревых токов для некоторых материалов Частота , МГц Медь Сталь Алюминий 0,10 6,709 23,92 5,17 0,20 9,487 33,82 7,32 0,50 15,00 53,47 11,56 1,00 21,21 75,61 16,35 10,00 67,09 239,20 51,72 100,00 212,10 756,10 163,50 Эффективность экранирования с двойным сетчатым экраном определяется по формуле : Э = Э 1 Э 2 1 1 – 1 – 1 Э 1 1 – 1 Э 2 , где Э 1 и Э 2 — эффективности экранирования внутреннего и наружного экранов , которые вычисляются по приведенным выше формулам Размеры экранированного помещения выбирают , исходя из его назначения , стоимости и наличия свободной площади для его размещения Обычно экрани - рованные помещения строят 6–8 м 2 при высоте 2,5–3 м Металлические листы или полотнища сетки должны быть между собой элек - трически прочно соединены по всему периметру Для сплошных экранов это мо - жет быть осуществлено электросваркой или пайкой Шов электросварки или пай - ки должен быть непрерывным с тем , чтобы получить цельносварную геометри - ческую конструкцию экрана Для сетчатых экранов пригодна любая конструкция шва , обеспечивающая хороший электрический контакт между соседними полот - нищами сетки не реже , чем через 10–15 мм Для этой цели может применяться пайка или точечная сварка Двери и окна помещений должны быть экранированы При замыкании двери ( окна ) должен обеспечиваться надежный электрический контакт со стенками по - мещений ( с дверной или оконной рамой ) по всему периметру не реже , чем через 10–15 мм Для этого может быть применена пружинная гребенка из фосфори - стой бронзы , которую укрепляют по всему внутреннему периметру рамы Экранирование помещений 311 При наличии в экранированном помещении окон последние должны быть за - тянуты одним или двумя слоями медной сетки с ячейкой не более 2 х 2 мм , при - чем расстояние между слоями сетки должно быть не менее 50 мм Оба слоя должны иметь хороший электрический контакт со стенками помещения ( с рамой ) по всей образующей Сетки удобнее делать съемными , а металлическое обрам - ление съемной части также должно иметь пружинные контакты в виде гребенки из фосфористой бронзы Экранирующие свойства имеют и обычные помещения Степень их защиты зависит от материала и толщины стен и перекрытий , а также от наличия оконных проемов В табл . 16.8 приведены данные о степени экранирующего действия разных типов помещений в зависимости от частоты радиосигнала Таблица 16.8. Экранирующие свойства помещений ( зданий ) с оконными проемами , площадь которых составляет 30% площади стены Экранировка , дБ Относительная дальность действия Тип здания 0,1 0,5 1 Окна без решеток Деревянное , с толщиной стен 20 см 5–7 7–9 9–11 2–3 Кирпичное , с толщиной стен 1,5 кирпича 13–15 15–17 16–19 1 Железобетонное , с ячейкой арматуры 15 × 15 см и толщиной стен 160 мм 20–25 18–19 15–17 0,4–1,2 ( в зависимо - сти от частотного диапазона ) Окна закрыты металлической решеткой с ячейкой 5 см Деревянное , с толщиной стен 20 см 6–8 10–12 12–24 1,5–2 Кирпичное , с толщиной стен 1,5 кирпича 17–19 20–22 22–25 0,5–0,8 Железобетонное , с ячейкой арматуры 15 × 15 см и толщиной стен 160 мм 28–32 23–27 20–25 0,3–0,8 ( в зависимо - сти от частотного диапазона ) Следует отметить эффективность экранировки оконных проемов в железобе - тонных зданиях на частотах 100–500 МГц Это объясняется тем , что экран из арматуры железобетонных панелей и решетки , закрывающей оконные проемы , эффективно ослабляет радиоизлучение Уменьшение экранировки на частотах 1 ГГц и выше является следствием того , что размер ячейки арматуры становится соизмеримым с ½ длины волны (15 см ). 312 Глава 16. Технические методы и средства защиты информации Существует мнение , что металлизированные стекла эффективно ослабляют электромагнитное излучение Но это утверждение лишено оснований — метал - лизация алюминием толщиной 4 мкм ослабляет сигнал на частоте 1 ГГц всего на 5 дБ , а на более низких частотах и того меньше При этом стекло с такой метал - лизацией практически не пропускает дневной свет Таким образом , при подборе помещения для проведения конфиденциальных переговоров необходимо уделить некоторое внимание конструктивным особен - ностям данных помещений с точки зрения их звукоизоляционных свойств и осо - бенностей распространения виброакустического сигнала При рассмотрении помещения в целом можно выделить следующие его кон - структивные части : • стены и перегородки ; • перекрытия и потолки ( междуэтажные перекрытия ); • оконные и дверные проемы ; • трубопроводы При решении вопросов звукоизоляции стен анализируют два основных фак - тора , которые определяют их эффективность , — масса на единицу поверхности и ширина воздушной прослойки в двойных стенах Следует отметить , что при одинаковой массе перегородки из одних материалов обладают большей звуко - изоляцией , чем перегородки из других материалов Частотные характеристики изоляции воздушного шума в диапазоне частот 63–8000 Гц и индекс изоляции воздушного шума ( R' W , дБ ) для конкретных кон - структивных решений ограждений рассчитываются по нормативной частотной характеристике действующего стандарта СТ СЭВ 4867-84 “ Защита от шума в строительстве Звукоизоляция ограждающих конструкций Нормы ”. Одновременно отметим , что с точки зрения технической защиты информации ( ТЗИ ) наиболее существенными являются данные в диапазоне от 250 до 4000 Гц В качестве примера в табл . 16.9 приведены примеры звукоизоляции некото - рых видов стен и перегородок , наиболее часто используемых в современных строительных конструкциях и поэтому представляющих наибольший интерес с точки зрения ЗИ На основе подробного анализа этих данных можно сделать ряд выводов : при прочих равных условиях кирпичная кладка менее звукопроводна , чем однород - ный бетон , а пористый кирпич и ячеистый бетон плохо проводят звук ; известко - вый раствор делает каменную кладку менее звукопроводной , чем цементный раствор ; при равном весе на единицу площади ограждения из дерева обладают относительно низкой звукопроводностью , и даже некоторые волокнистые мате - риалы или материалы из древесных отходов могут дать хорошие результаты Но в то же время пористые материалы со сквозными порами значительно ухудшают звукоизоляцию Экранирование помещений 313 Таблица 16.9. Параметры звукоизоляции некоторых видов стен и перегородок Среднегеометрические частоты октавных полос , Гц 6 3 1 2 5 2 5 0 5 0 0 1 0 0 0 2 0 0 0 4 0 0 0 8 0 0 0 Описание конструкции Т о л щ и н а ко н ст - р ук ц и и , м м П о в ер хн о ст н ая п л о тн о ст ь , кг / м 2 Изоляция воздушного шума , дБ И н д ек с и зо л я ц и и R ' w , д Б Кладка из кирпича , оштукатуренная с двух сторон , с толщи - ной стен 1,5 кирпича 360 620 41 44 48 55 61 65 65 65 56 Кладка из кирпича , оштукатуренная с двух сторон , с тол - щиной стен 2 кирпича 480 820 45 45 52 59 65 70 70 70 59 Железобетонная панель 100 250 34 40 40 44 50 55 60 60 47 Железобетонная панель 160 400 37 43 47 51 60 63 63 63 52 Панель из гипсовых плит 180 198 32 37 38 40 47 54 60 60 44 От одиночной стены или перегородки можно в лучшем случае добиться зву - коизоляции от 40 до 50 дБ Для увеличения звукоизоляции стен используются пористые материалы и многослойные стены Также можно заглушать мягким по - ристым материалом любой резонанс , который может возникнуть в воздушной прослойке между перегородками При рассмотрении вопросов передачи воздушных шумов очевидно , что масса и вес перекрытия значительно влияют на звукоизоляционные свойства строи - тельных конструкций Аналогично можно провести анализ звукоизоляционных свойств междуэтажных перекрытий Параметры некоторых из них приведены в табл . 16.10. Соответственно на основе детального анализа данных можно сделать ряд выводов : улучшения звукоизоляции можно добиться , если чистый пол сделать независимым от самой несущей части перекрытия ( чистый пол на битуме ; пар - кет , наклеенный на пробку и т д .). Также для улучшения звукоизоляционных свойств используются ковровые покрытия и линолеум Широко используются подвесные потолки Для эффективности двойной пере - городки необходимо , чтобы толщина воздушной прослойки была не меньше 10 см Подвесной потолок в силу необходимости должен быть очень легким , что уменьшает звукоизоляцию Поэтому необходима укладка слоя пористого мате - 314 Глава 16. Технические методы и средства защиты информации риала Потолок должен быть независимым от перекрытия , для чего можно ис - пользовать пружинящие подвески С точки зрения звукоизоляции открывающиеся элементы здания ( двери и ок - на ) всегда представляют собой слабые места не только потому , что собственная их звукоизолирующая способность мала , но и потому , что плохая подгонка пере - плетов окон и полотен дверей к коробкам и деформация их с течением времени ведут к образованию сквозных щелей и отверстий Таблица 16.10. Параметры звукоизоляции некоторых видов междуэтажных перекрытий Среднегеометрические частоты октавных полос , Гц 6 3 1 2 5 2 5 0 5 0 0 1 0 0 0 2 0 0 0 4 0 0 0 8 0 0 0 Описание конструкции Т о л щ и н а ко н ст - р ук ц и и , м м П о в ер хн о ст н ая п л о тн о ст ь , кг / м 2 Изоляция воздушного шума , дБ И н д ек с и зо л я - ц и и R ' w , д Б Железобетонная плита 120 300 — — — — — — — — 49 Железобетонная плита 160 380 — 38 39 48 57 60 58 — 52 Линолеум на тепло - звукоизолирующей основе (5) + битумная мастика (2) + железо - бетонная плита (160) 167 385 — 41 40 50 56 58 60 — 52 Рулонное покрытие типа “ ворсонит ” (5), железобетонная пли - та (160) 165 390 — 40 44 52 60 64 59 — 54 Паркет на битумной мастике (16), твердая ДВП (4), железобе - тонная плита (160) 180 405 — 40 39 49 58 62 58 — 51 Линолеум (5), бетон - ная стяжка , армиро - ванная сеткой 150 × 150/3/3 (100), желе - зобетонная ребри - стая плита (60) 165 400 38 42 47 56 60 65 68 68 58 Экранирование помещений 315 Окончание таблицы 16.10 Среднегеометрические частоты октавных полос , Гц 6 3 1 2 5 2 5 0 5 0 0 1 0 0 0 2 0 0 0 4 0 0 0 8 0 0 0 Описание конструкции Т о л щ и н а ко н ст - р ук ц и и , м м П о в ер хн о ст н ая п л о тн о ст ь , кг / м 2 Изоляция воздушного шума , дБ И н д ек с и зо л я - ц и и R ' w , д Б Штучный паркет (15), бетонная стяжка , ар - мированная сеткой (50), минераловатные плиты (40), железобе - тонная плита с круглы - ми пустотами , запол - ненными вспученным перлитовым песком (220), минераловатные плиты (40), штукатурка по сетке Рабица (40) 405 640 50 52 58 64 70 76 80 80 68 С точки зрения звукоизоляции открывающиеся элементы здания ( двери и ок - на ) всегда представляют собой слабые места не только потому , что собственная их звукоизолирующая способность мала , но и потому , что плохая подгонка пере - плетов окон и полотен дверей к коробкам и деформация их с течением времени ведут к образованию сквозных щелей и отверстий Согласно данным , которые приведены в литературе , можно составить табли - цы , характеризующие звукоизоляционные свойства некоторых видов оконных проемов и дверей ( табл . 16.11 и 16.12, соответственно ). Таблица 16.11. Параметры звукоизоляции некоторых видов оконных проемов Среднегеометрические частоты октавных полос , Гц 6 3 1 2 5 2 5 0 5 0 0 1 0 0 0 2 0 0 0 4 0 0 0 8 0 0 0 Описание конструкции Т о л щ и н а ко н ст - р ук ц и и , м м П о в ер хн о ст н ая п л о тн о ст ь , кг / м 2 Изоляция воздушного шума , дБ И н д ек с и зо л я - ц и и R ' w , д Б Стекло силикатное 10 21 25 28 30 30 36 42 44 Стекло органическое 10 18 22 26 30 33 35 31 39 Стекла толщиной 10+10, воздушный промежуток — 50 70 50 — 27 35 43 40 45 53 — 41 |