Занятие Технические каналы утечки информации 1

• Название: Занятие Технические каналы утечки информации 1
• Дата: 15.10.2022
• Размер: 5.53 Mb.
• Имя файла: TZI_FULL_PRAKTIKI.docx
• Тип: Занятие; #734863
• страница: 3 из 14

4. Каналы утечки информации объекта СВТ

Для обработки информации ограниченного доступа широко используются различные информационные системы, основу которых составляют средства вычислительной техники (СВТ). Поэтому объекты информатизации, на которых обработка информации осуществляется с использованием СВТ, часто называются «объектами СВТ».

При рассмотрении объекта СВТ, как объекта защиты от утечки информации по техническим каналам, его необходимо рассматривать как объект, включающий: - технические средства и системы, непосредственно   обрабатывающие   информацию ограниченного доступа, вместе с их соединительными линиями (под соединительными линиями понимают совокупность проводов и кабелей, прокладываемых между отдельными ТСОИ и их элементами):

вспомогательные технические средства и системы вместе с их соединительными линиями;

посторонние проводники;

систему электропитания;

систему заземления.

Совокупность источника информативного сигнала (в данном случае - СВТ), технического средства, осуществляющего перехват информации, и физической среды, в которой распространяется информативный сигнал, называется техническим каналом утечки информации, обрабатываемой СВТ (рис. 20).

Иностранные разведки для перехвата информации используют технические средства разведки (ТСР). Для перехвата информации, обрабатываемой СВТ, используются технические средства разведки побочных электромагнитных излучений и наводок (ТСР ПЭМИН).

Другие заинтересованные субъекты (юридические лица, группы физических лиц, отдельные физические лица) для перехвата информации используют специальные технические средства (СТС), приспособленные или доработанные для негласного получения информации.

В зависимости от природы образования информативного сигнала технические каналы утечки информации можно разделить на естественные и специально создаваемые (рис 20).

Естественные каналы утечки информации образуются за счёт побочных электромагнитных излучений, возникающих при обработке информации СВТ (электромагнитные каналы утечки информации), а также вследствие наводок информативных сигналов в линиях электропитания СВТ, соединительных линиях ВТСС и посторонних проводниках (электрические каналы утечки информации) [1].

К специально создаваемым каналам утечки информации относятся каналы, создаваемые путём внедрения в СВТ электронных устройств перехвата информации (закладных устройств) и путём «высокочастотного облучения» СВТ [1,2].


Рис. 20. Классификация технических каналов утечки информации,
обрабатываемой средствами вычислительной техники (СВТ)

4.1 Электромагнитные каналы утечки информации, обрабатываемой СВТ

В электромагнитных каналах утечки информации носителем информации являются электромагнитные излучения (ЭМИ), возникающие при обработке информации техническими средствами. Основными причинами возникновения электромагнитных каналов утечки информации в СВТ являются [1].

побочные электромагнитные излучения, возникающие вследствие протекания информативных сигналов по элементам СВТ;

модуляция информативным сигналом побочных электромагнитных излучений высокочастотных генераторов СВТ (на частотах работы высокочастотных генераторов);

модуляция информативным сигналом паразитного электромагнитного излучения СВТ (например, возникающего вследствие самовозбуждения усилителей низкой частоты, находящемся в выделенном помещении).

Побочным электромагнитным излучением (ПЭМИ) СВТ называется нежелательное радиоизлучение, возникающее в результате нелинейных процессов в блоках СВТ.

Побочные электромагнитные излучения возникают при следующих режимах обработки информации средствами вычислительной техники:

вывод информации на экран монитора;

ввод данных с клавиатуры;

запись информации на накопители;

чтение информации с накопителей;

передача данных в каналы связи;

вывод данных на периферийные печатные устройства - принтеры, плоттеры; запись данных от сканера на магнитный носитель и т.д.

При каждом режиме работы СВТ возникают ПЭМИ, имеющие свои характерные особенности. Диапазон возможных частот побочных электромагнитных излучений СВТ может составлять от 10 кГц до 2 ГГц.

Паразитным электромагнитным излучением ТСОИ называется побочное радиоизлучение, возникающее в результате самовозбуждения генераторных или усилительных блоков ТСОИ из-за паразитных связей [3]. Наиболее часто такие связи возникают за счёт случайных преобразований отрицательных обратных связей (индуктивных или ёмкостных) в паразитные положительные, что приводит к переводу усилителя из режима усиления в режим автогенерации сигналов.

Частота автогенерации (самовозбуждения) лежит в пределах рабочих частот нелинейных элементов усилителей (например, полупроводниковых приборов). В ряде случаев паразитное электромагнитное излучение модулируется информативным сигналом (модуляцией называется процесс изменения одного или нескольких параметров электромагнитного излучения (например, амплитуды, частоты или фазы) в соответствии с изменениями параметров информативного сигнала, воздействующих на него [1,2]).

Для перехвата побочных электромагнитных излучений СВТ используются специальные стационарные, перевозимые и переносимые приёмные устройства, которые называются техническими средствами разведки побочных электромагнитных излучений и наводок (ТСР ПЭМИН).

Типовой комплекс разведки ПЭМИ включает: специальное приёмное устройство, ПЭВМ (или монитор), специальное программное обеспечение и широкодиапазонную направленную антенну. В качестве примера на рис. 3 приведён внешний вид одного из таких комплексов [1].

Средства разведки ПЭМИ могут устанавливаться в близлежащих зданиях или машинах, расположенных за пределами контролируемой зоны объекта (рис. 21).

Наиболее опасным (с точки зрения утечки информации) режимом работы СВТ является вывод информации на экран монитора. Учитывая широкий спектр ПЭМИ видеосистемы СВТ ( DF_c > 100 МГц) и их незначительный уровень, перехват изображений, выводимых на экран монитора ПЭВМ, является довольно трудной задачей. Дальность перехвата ПЭМИ современных СВТ, как правило, не превышает 30-50 м.




Рис. 21. Перехват ПЭМИ СВТ техническими средствами разведки ПЭМИН
Качество перехваченного изображения значительно хуже качества изображения, выводимого на экран монитора ПЭВМ (рис.22 [1]). Особенно трудная задача - перехват текста, выводимого на экран монитора и написанного мелким шрифтом (рис. 23 [1]).




Рис. 22. Тестовое изображение, выведенное на экран монитора (а)
и изображение, перехваченное средством разведки ПЭМИ (б)


Рис. 23. Исходный текст, выведенный на экран монитора
и текст, перехваченный средством разведки ПЭМИ

В качестве показателя оценки эффективности защиты информации от утечки по техническим каналам используется вероятность правильного обнаружения информативного сигнала (P₀) приёмным устройством средства разведки. В качестве критерия обнаружения наиболее часто используется критерий «Неймана-Пирсона». В зависимости от решаемой задачи защиты информации пороговое значение вероятности обнаружения информативного сигнала может составлять от 0,1 до 0,8, полученное при вероятности ложной тревоги от 10^-3 до 10^-5 [1].




Рис.24. Схема технического канала утечки информации,
возникающего за счёт побочных электромагнитных излучений СВТ
 (схема электромагнитного канала утечки информации)

Зная характеристики приёмного устройства и антенной системы средства разведки, можно рассчитать допустимое (нормированное) значение напряжённости электромагнитного поля, при котором вероятность обнаружения сигнала приёмным устройством средства разведки будет равна некоторому (нормированному) значению (P₀ =Р_П).

Пространство вокруг ТСОИ, на границе и за пределами которого напряжённость электрической (Е) или магнитной (Н) составляющей электромагнитного поля не превышает допустимого (нормированного) значения (Е ≤ Е_n; Н ≤ Н_n, называется опасной зоной 2 (R2) [1].

Зона R2 для каждого СВТ определяется инструментально-расчётным методом при проведении специальных исследований СВТ на ПЭМИ и указывается в предписании на их эксплуатацию или сертификате соответствия.

Таким образом, для возникновения электромагнитного канала утечки информации необходимо выполнение двух условий (рис.24):

первое - расстояние от СВТ до границы контролируемой зоны должно быть менее зоны R2 < R2);

второе - в пределах зоны R2 возможно размещение стационарных или перевозимых (переносимых) средств разведки ПЭМИН.

4.2 Электрические каналы утечки информации

Причинами возникновения электрических каналов утечки информации на объектах СВТ являются наводки информативных сигналов, под которыми понимаются токи и напряжения в токопроводящих элементах, вызванные побочными электромагнитными излучениями, ёмкостными и индуктивными связями.

Наводки информативных сигналов могут возникнуть:

в линиях электропитания ТСОИ;

в линиях электропитания и соединительных линиях ВТСС;

в цепях заземления ТСОИ и ВТСС;

в посторонних проводниках (металлических трубах систем отопления, водоснабжения, металлоконструкциях и т.д.).

В зависимости от причин возникновения наводки информативных сигналов можно разделить на [1, 2]:

а) наводки информативных сигналов в электрических цепях ТСОИ, вызванные информативными побочными и (или) паразитными электромагнитными излучениями ТСОИ;

б) наводки информативных сигналов в соединительных линиях ВТСС и посторонних проводниках, вызванные информативными побочными и (или) паразитными электромагнитными излучениями ТСОИ;

в) наводки информативных сигналов в электрических цепях ТСОИ, вызванные внутренними ёмкостными и (или) индуктивными связями («просачивание» информативных сигналов в цепи электропитания через блоки питания ТСОИ);

г) наводки информативных сигналов в цепях заземления ТСОИ, вызванные информативными ПЭМИ ТСОИ, а также гальванической связью схемной (рабочей) земли и блоков ТСОИ.

Различные вспомогательные технические средства, их соединительные линии, а также линии электропитания, посторонние проводники и цепи заземления выполняют роль случайных антенн, при подключении к которым средств разведки возможен перехват наведённых информативных сигналов (рис. 25).

Случайные антенны могут быть сосредоточенными и распределёнными. Сосредоточенная случайная антенна представляет собой компактное техническое средство (например, телефонный аппарат, громкоговоритель радиотрансляционной сети, датчик пожарной сигнализации и т.д.), подключённое к линии, выходящей за пределы контролируемой зоны.




Рис. 25. Перехват наводок информативных сигналов с инженерных
коммуникаций техническим средством разведки ПЭМИН

К распределённым случайным антеннам относятся случайные антенны с распределёнными параметрами: кабели, провода, металлические трубы и другие токопроводящие коммуникации, выходящие за пределы контролируемой зоны. Уровень наводимых в них сигналов в значительной степени зависит не только от мощности излучаемых сигналов, но и расстояния до них от ТСОИ.

При распространении по случайной антенне наведённый информативный сигнал затухает. Коэффициент затухания информативного сигнала можно рассчитать или определить экспериментально. При известных коэффициенте усиления случайной антенны, её чувствительности и характеристиках приёмного устройства легко рассчитать значение наведённого информативного сигнала, при котором вероятность его обнаружения приёмным устройством средства разведки будет равна нормированному значению (Р₀ =Р_П).

Пространство вокруг ТСОИ, на границе и за пределами которого уровень наведённого от ТСОИ информативного сигнала в сосредоточенных антеннах не превышает допустимого (нормированного) значения (U=U_n), называется опасной зоной 1 (r1), а в распределённых антеннах - опасной зоной 1' (rl') [1, 2].

В отличие от зоны R2 размер зоны r1 (r1') зависит не только от уровня побочных электромагнитных излучений ТСОИ, но и от длины случайной антенны (от помещения, в котором установлено ТСОИ до места возможного подключения к ней средства разведки).

Зоны r1 и r1' для каждого СВТ определяются инструментально-расчётным методом, и их значения указываются в предписании на их эксплуатацию СВТ.

Для возникновения электрического канала утечки информации необходимо, чтобы (рис. 26):

соединительные линии ВТСС, линии электропитания, посторонние проводники и т.д., выполняющие роль случайных антенн, выходили за пределы контролируемой зоны объекта;

расстояние от СВТ до случайной сосредоточенной антенны было менее r1, а расстояние до случайной распределённой антенны было менее r1';

была возможность непосредственного подключения к случайной антенне за пределами контролируемой зоны объекта средств разведки ПЭМИН.




Рис. 26. Схема технического канала утечки информации,
возникающего за счёт наводок ПЭМИ СВТ в случайных антеннах

Появление информативных сигналов в цепи электропитания СВТ возможно как за счёт ПЭМИ, так и при наличии внутренних паразитных ёмкостных и (или) индуктивных связей выпрямительного устройства блока питания СВТ.

Наводки информативных сигналов в цепях заземления СВТ также могут быть обусловлены гальванической связью схемной (рабочей) земли и блоков СВТ.

В случае нахождения трансформаторной подстанции или заземлителя контура заземления за пределами контролируемой зоны объекта, при подключении к ним средства разведки ПЭМИН возможен перехват наведённых в них информативных сигналов (рис. 27).

Схемы технических каналов утечки информации, возникающих за счёт наводок информативных сигналов в линиях электропитания и заземления СВТ, приведены на рис. 28 и 29 соответственно.



Рис. 27. Перехват информативных сигналов при подключении
средств разведки ПЭМИН к линиям электропитания и заземления СВТ



Рис. 28. Схема ТКУИ, возникающего за счёт наводок информативных сигналов
 в линиях электропитания и заземления СВТ



Рис. 29. Схема ТКУИ, возникающего за счёт наводок информативных сигналов
 в цепях заземления СВТ

4. 3 Специально создаваемые технические каналы утечки информации

Наряду с пассивными способами перехвата информации, обрабатываемой СВТ, рассмотренными выше, возможно использование и активных способов, в частности, способа «высокочастотного облучения» (рис. 30 и 31), при котором СВТ облучается мощным высокочастотным гармоническим сигналом (для этих целей используется высокочастотный генератор с направленной антенной, имеющей узкую диаграмму направленности). При взаимодействии облучающего электромагнитного поля с элементами СВТ происходит модуляция вторичного излучения информативным сигналом. Переизлучённый сигнал принимается приёмным устройством средства разведки и детектируется.

Для перехвата информации, обрабатываемой СВТ, возможно также использование электронных устройств перехвата информации (закладных устройств), скрытно внедряемых в технические средства и системы (рис. 32).

.


Рис. 30. Перехват информации, обрабатываемой СВТ,
методом «высокочастотного облучения»


Рис. 31. Схема технического канала утечки информации,
 создаваемого путём «высокочастотного облучения» СВТ

Перехваченная с помощью закладных устройств информация или непосредственно передаётся по каналу связи на приёмный пункт, или записывается в специальное запоминающее устройство и передаётся только по команде управления.

Для передачи информации на приёмный пункт могут использоваться радиоканал, оптический (инфракрасный) канал или линии электропитания СВТ (рис. 33).

Закладные устройства, внедряемые в СВТ, по виду перехватываемой информации можно разделить на [9]:

аппаратные закладки для перехвата изображений, выводимых на экран монитора;

аппаратные закладки для перехвата информации, вводимой с клавиатуры ПЭВМ;

аппаратные закладки для перехвата информации, выводимой на периферийные устройства (например, принтер);

аппаратные закладки для перехвата информации, записываемой на жёсткий диск ПЭВМ.

Аппаратные закладки для перехвата изображений, выводимых на экран монитора, состоят из блока перехвата и компрессии, передающего блока, блока управления и блока питания (преобразователя AC/DC). Они скрытно устанавливаются, как правило, в корпусе монитора (возможна установка закладки и в системном блоке ПЭВМ) и контактно подключаются к кабелю монитораПерехваченная информация (видеоизображение) в цифровом виде передаётся по радиоканалу, линии электросети 220 В или выделенной линии на приёмный пункт, где перехваченное изображение восстанавливается и отображается на экране компьютера в реальном масштабе времени, создавая «копию» экрана, а дополнительная информация может записываться на жёсткий диск для дальнейшей обработки.

Блок дистанционного управления предназначен для приёма сигналов дистанционного включения и выключения закладного устройства и установления параметров работы передающего устройства.

Питание закладного устройства осуществляется от сети 220 В через блок питания.


Рис. 32. Перехват информации, обрабатываемой СВТ,
путём установки в них закладных устройств




Рис. 33. Схема технического канала утечки информации,
создаваемого путём внедрения в СВТ закладных устройств

Приёмный комплекс состоит из радиоприёмного устройства, модема, ПЭВМ типа notebook и специального программного обеспечения.

Аппаратные закладки для перехвата информации, вводимой с клавиатуры ПЭВМ, скрытно устанавливаются в корпусе клавиатуры или внутри системного блока и подключаются к интерфейсу клавиатуры. Они являются самыми распространёнными закладными устройствами и предназначены в основном для перехвата паролей пользователей и текстовых документов, набираемых с использованием ПЭВМ. Перехватываемая информация может или передаваться по радиоканалу, или записываться на flash-память.

На рис. 34 представлен внешний вид аппаратного кейлоггера, осуществляющего передачу перехваченной информации по радиоканалу, и специального приёмного устройства, на рис.35 - схема его применения [1].




Рис.34. Аппаратный кейлоггер с передачей информации по радиоканалу BE24:
а) аппаратная закладка BE24 Т, устанавливаемая в клавиатуру;
б) специальное приёмное устройство BE24 СК



Рис. 35. Перехват информации, вводимой с клавиатуры ПЭВМ,
аппаратным кейлоггером с передачей информации по радиоканалу

Аппаратный кейлоггер с передачей информации по радиоканалу состоит из модуля перехвата, передающего или запоминающего блоков и блока управления. Питание кейлоггера осуществляется от интерфейса клавиатуры.

Модуль перехвата осуществляет перехват сигналов, передаваемых от клавиатуры в системный блок при нажатии клавиши. Перехваченные сигналы в цифровом виде передаются по радиоканалу на приёмный пункт, где в реальном масштабе времени восстанавливаются и отображаются на экране компьютера в виде символов, набираемых на клавиатуре.

Блок дистанционного управления предназначен для приёма сигналов дистанционного включения и выключения закладного устройства и установления параметров работы передающего устройства.

Приёмный комплекс состоит из радиоприёмного устройства, специального модемного модуля (модема), ПЭВМ типа notebook и специального программного обеспечения.

Для передачи информации наиболее часто используется UHF - диапазон. Например, аппаратный кейлоггер KS-1 работает на частоте 434,0005 МГц, а кейлоггер BE24 Т - в диапазоне частот от 300 до 306 МГц [1]. При передаче информации используется частотная манипуляция (FFSK) сигнала. Мощность передатчика может составлять от 1-20 мВт до 50-100 мВт, что обеспечивает передачу информации на дальности от 50 до 500 м и более.

Аппаратные кейлоггеры имеют небольшие размеры и весят несколько грамм. Например, кейлоггер BE24 Т имеет размеры 48x16x4 мм [1].

Некоторые аппаратные кейлоггеры для передачи информации используют канал Bluetooth. Внешний вид одного из таких кейлоггеров представлен на рис. 36 [1].



Рис.36. Аппаратный кейлоггер BT PS/2 Extended с передачей данных по каналу Blutooth:
а) - вид спереди; б) - вид сбоку

Аппаратные кейлоггеры, осуществляющие запись перехваченной информации на flash-память, состоят из датчика, осуществляющего перехват сигналов, передаваемых от клавиатуры в системный блок при нажатии клавиши, микроконтроллера и flash-памяти [1].

Такие аппаратные кейлоггеры работают под управлением любой операционной системы. Они не требуют дополнительного питания (питание осуществляется от клавиатуры ПЭВМ). Запись информации осуществляется на flash-память объёмом от 64 кБ до 2 ГГб. При объёме памяти 1 МГб обеспечивается запись до 2000000 нажатий клавиш или 500 страниц текста. Записываемая на flash-память информация шифруется с использованием 128-битного ключа [1].

При наличии большого количества различных кабелей, подключённых к системному блоку ПЭВМ, обнаружить факт установки кейлоггера довольно трудно.

Аппаратные закладки для перехвата информации, выводимой на принтер, устанавливаются в корпусе принтера и по принципу работы аналогичны аппаратным закладкам, рассмотренным выше.

Аппаратные закладки для перехвата информации, записываемой на жёсткий диск ПЭВМ, являются наиболее сложными из рассмотренных выше. Они состоят из блока перехвата, блока обработки, передающего блока, блока управления и блока питания (преобразователя AC/DC). Они скрытно устанавливаются в системном блоке ПЭВМ и контактно подключаются через специальный блок перехвата к интерфейсу, соединяющему жёсткий диск с материнской платой.

Перехватываемые сигналы поступают в блок специальной обработки, включающий специализированный процессор, где осуществляется их обработка по специальной программе. Файлы с заданным расширением (например, doc) записываются в оперативную или flash память. По команде управления записанная в памяти информация в цифровом виде по радиоканалу или сети 220 В передаётся на приёмный пункт, где в виде отдельных файлов записывается на жёсткий диск для дальнейшей обработки. Питание закладного устройства осуществляется от сети 220 В через блок питания.

Приёмный комплекс состоит из радиоприёмного устройства, модема, ПЭВМ типа notebook и специального программного обеспечения.

Таким образом, перехват информации, обрабатываемой средствами вычислительной техники, может осуществляться путём:

перехвата побочных электромагнитных излучений, возникающих при работе СВТ;

перехвата наводок информативных сигналов с соединительных линий ВТСС и посторонних проводников;

перехвата наводок информативных сигналов с линий электропитания и заземления СВТ;

«высокочастотного облучения» СВТ; внедрения в СВТ закладных устройств.

Если рассмотреть ПЭВМ, то практически все компоненты СВТ во время работы являются источниками возникновения ПЭМИН:

• процессор, шина данных процессора и цепи питания;

• контроллеры и мост чипсета;

• модули памяти и шина данных;

• инверторы питания перечисленных выше устройств;

• HDD и шины IDE (ATA) и SATA;

• CD и шина IDE (ATA);

• видеокарта и шина AGP или E-PCI;

• COM порт и внешние подключения по нему;

• LTP порт и внешние подключения по нему;

• USB порты;

• VGA и другие виды портов, предназначенные для подключения мониторов;

• беспроводные сетевые адаптеры IEEE 802 для локальных сетей.

Это надо помнить при организации защиты информации на объектах СВТ.