Пространственное и линейное зашумление.
Реализация пассивных методов защиты, основанных на применении экранирования и фильтрации, приводит к ослаблению уровней побочных электромагнитных излучений и наводок (опасных сигналов) ТСПИ и тем самым к уменьшению отношения опасный сигнал/шум (с/ш). Однако в ряде случаев, несмотря на применение пассивных методов защиты, на границе контролируемой зоны отношение с/ш превышает допустимое значение. В этом случае применяются активные меры защиты, основанные на создании помех средствам разведки, что также приводит к уменьшению отношения с/ш.
Для исключения перехвата побочных электромагнитных излучений по электромагнитному каналу используется пространственное зашумление, а для исключения съема наводок информационных сигналов с посторонних проводников и соединительных линий ВТСС - линейное зашумление.
К системе пространственного зашумления, применяемой для создания маскирующих электромагнитных помех, предъявляются следующие требования:
- система должна создавать электромагнитные помехи в диапазоне частот возможных побочных электромагнитных излучений ТСПИ;
- создаваемые помехи не должны иметь регулярной структуры;
- уровень создаваемых помех (как по электрической, так и по магнитной составляющей поля) должен обеспечить отношение с/ш на границе контролируемой зоны меньше допустимого значения во всем диапазоне частот возможных побочных электромагнитных излучений ТСПИ;
- система должна создавать помехи как с горизонтальной, так и с вертикальной поляризацией (поэтому выбору антенн для генераторов помех уделяется особое внимание);
- на границе контролируемой зоны уровень помех, создаваемых системой пространственного зашумления, не должен превышать требуемых норм по ЭМС.
Цель пространственного зашумления считается достигнутой, если отношение опасный сигнал/шум на границе контролируемой зоны не превышает некоторого допустимого значения, рассчитываемого по специальным методикам для каждой частоты информационного (опасного) побочного электромагнитного излучения ТСПИ [18].
В системах пространственного зашумления в основном используются помехи типа "белого шума" или "синфазные помехи" [24].
Системы, реализующие метод "синфазной помехи", в основном применяются для защиты ПЭВМ. В них в качестве помехового сигнала используются импульсы случайной амплитуды, совпадающие (синхронизированные) по форме и времени существования с импульсами полезного сигнала. Вследствие этого по своему спектральному составу помеховый сигнал аналогичен спектру побочных электромагнитных излучений ПЭВМ. То есть, система зашумления генерирует "имитационную помеху", по спектральному составу соответствующую скрываемому сигналу [24].
В настоящее время в основном применяются системы пространственного зашумления, использующие помехи типа "белый шум", то есть излучающие широкополосный шумовой сигнал (как правило, с равномерно распределенным энергетическим спектром во всем рабочем диапазоне частот), существенно превышающий уровни побочных электромагнитных излучений (см. рис. 2.13 ... 2.16) [28, НО]. Такие системы применяются для защиты широкого класса технических средств: электронно-вычислительной техники, систем звукоусиления и звукового сопровождения, систем внутреннего телевидения и т.д.
Генераторы шума выполняются или в виде отдельного блока с питанием от сети 220 В ("Гном", "Волна", "ГШ-1000" и др.), или в виде отдельной платы, вставляемой (встраиваемой) в свободный слот системного блока ПЭВМ и питанием от общей шины компьютера ("ГШ-К-1000","Смог"и др.).
Основные характеристики генераторов шума, используемых для пространственного зашумления, представлены в табл. 2.7 и 2.8, а внешний вид - на рис. 2.11 и 2.12 [33, 95].
Рис. 2.11. Генераторы шума "Гном-3" (а) и "Смог" (б)
Рис. 2.12. Генератор шума "ГШ -1000"
Рис. 2.13. Характерный вид спектра одного из побочных электромагнитных излучений монитора персонального компьютера.
Рис. 2.14. Спектрограмма маскировки побочных электромагнитных излучений персонального компьютера генератором шума "Гном-3":
1 - спектр побочных электромагнитных излучений ПЭВМ; 2 - спектр маскирующего излучения генератора шума.
Рис. 2.15. Спектрограмма маскировки побочных электромагнитных излучений монитора персонального компьютера и плоттера генератором шума "ГШ - 1000".
Рис. 2.16. Спектрограмма маскировки побочных электромагнитных излучений принтера генератором шума "ГШ - 1000".
Таблица 2.7.
Основные характеристики
генераторов шума, используемых в системах пространственного зашумления.
|
Наименование характеристик |
Тип (модель) |
|||
|
ГШ-1000 |
ГШ-К-1000 |
Смог |
Гном-3 |
|
|
Диапазон частот, МГц |
0,1 ... 1000 |
0,1 ... 1000 |
0,00005 ... 1000 |
0,01 ... 1000 |
|
Спектральная плотность мощности шума,дБ |
40... 75 |
40... 75 |
55 ... 80 |
45 ... 75 |
|
Вид антенны |
Рамочная жесткая |
Рамочная мягкая |
Подставки под монитор и принтер |
Рамочная гибкая |
|
Конструктивное исполнение |
Переносной |
Бескорпусной, вставляется в слот ПЭВМ |
Бескорпусной, вставляется в слот ПЭВМ |
Стационарный |
Таблица 2.8
Основные характеристики генераторов шума, используемых в системах пространственного и линейного зашумления.
|
Наименование характеристик |
Тип (модель) |
|
|
Гром-ЗИ-4 |
Гном-2С |
|
|
Диапазон частот, МГц |
20... 1000 |
0,01 ... 1000 |
|
Спектральная плотность мощности шума, дБ |
40 ... 90 |
50... 80 |
|
Вид антенны |
Телескопическая |
Рамочная |
|
Конструктивное исполнение |
Переносной |
Стационарный |
Диапазон рабочих частот генераторов шума от 0,01 ... 0,1 до 1000 МГц.
При мощности излучения около 20 Вт обеспечивается спектральная плотность помехи 40 ... 80 дБ.
В системах пространственного зашумления в основном используются слабонаправленные рамочные жесткие и гибкие антенны. Рамочные гибкие антенны выполняются из обычного провода и разворачиваются в двух-трех плоскостях, что обеспечивает формирование помехового сигнала как с вертикальной, так и с горизонтальной поляризацией во всех плоскостях [33, 52, 95].
При использовании систем пространственного зашумления необходимо помнить, что наряду с помехами средствам разведки создаются помехи и другим радиоэлектронным средствам (например, системам телевидения, радиосвизи и т.д.). Поэтому при вводе в эксплуатацию системы пространственного зашумления необходимо проводить специальные исследования по требованиям обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС). Кроме того, уровни помех, создаваемые системой зашумления, должны соответствовать санитарно-гигиеническим нормам. Однако нормы на уровни электромагнитных излучений по требованиям ЭМС существенно строже санитарно-гигиенических норм. Следовательно, основное внимание необходимо уделять выполнению норм ЭМС.
Пространственное зашумление эффективно не только для закрытия электромагнитного, но и электрического каналов утечки информации, так как помеховый сигнал при излучении наводится в соединительных линиях ВТСС и посторонних проводниках, выходящих за пределы контролируемой зоны.
Системы линейного зашумления применяются для маскировки наведенных опасных сигналов в посторонних проводниках и соединительных линиях ВТСС, выходящих за пределы контролируемой зоны. Они используются в том случае, если не обеспечивается требуемый разнос этих проводников и ТСПИ (то есть не выполняется требование по Зоне № 1), однако при этом обеспечивается требование по Зоне № 2 (то есть расстояние от ТСПИ до границы контролируемой зоны больше, чем Зона № 2).
В простейшем случае система линейного зашумления представляет собой генератор шумового сигнала, формирующий шумовое маскирующее напряжение с заданными спектральными, временными и энергетическими характеристиками, который гальванически подключается в зашумляемую линию (посторонний проводник).Характеристики некоторых генераторов шума, используемых в системах линейного зашумления, представлены в табл. 2.8 [33, 95].
На практике наиболее часто подобные системы используются для зашумления линий электропитания (например, линий электропитания осветительной и розеточной сетей).
