Пасивні методи захисту від побічних електромагнітних випромінювань і наведень

Всі методи захисту від електромагнітних випромінювань і наведень можна розділити на пасивні та активні. Пасивні методи забезпечують зменшення рівня небезпечного сигналу або зниження інформативності сигналів. Активні методи захисту спрямовані на створення перешкод у каналах побічних електромагнітних випромінювань і наведень, що ускладнюють прийом і виділення корисної інформації з перехоплених зловмисником сигналів. Для блокування загрози впливу на електронні блоки і магнітні запам'ятовуючі пристрої потужними зовнішніми електромагнітними імпульсами і високочастотними випромінюваннями, що приводять до несправності електронних блоків і стирати інформацію з магнітних носіїв інформації, використовується екранування захищаються засобів. Захист від побічних електромагнітних випромінювань і наводок здійснюється як пасивними, так і активними методами. Пасивні методи захисту від ПЕМВН можуть бути розбиті на три групи (рис. 7).

Рис. 7. Класифікація пасивних методів захисту від ПЕМВН.

Екранування. Екранування є одним з самих ефективних методів захисту від електромагнітних випромінювань. Під екрануванням розуміється розміщення елементів КС, що створюють електричні, магнітні та електромагнітні поля, в просторово замкнутих конструкціях. Способи захисту залежать від особливостей полів, створюваних елементами КС при протіканні в них електричного струму. Характеристики полів залежать від параметрів електричних сигналів в КС. Так при малих струмах і високих напругах в створюваному поле переважає електрична складова. Таке поле називається електричним (електростатичним). Якщо в провіднику протікає струм великої величини при малих значеннях напруги, то в поле переважає магнітна складова, а поле називається магнітним. Поля, у яких електрична і магнітна складові співмірні, називаються електромагнітними. Залежно від типу створюваного електромагнітного поля розрізняють такі види екранізування:

• екранування електричного поля;

• екранування магнітного поля;

• екранування електромагнітного поля.

Екранування електричного поля заземленим металевим екраном забезпечує нейтралізацію електричних зарядів, які стікають по заземлювального контуру. Контур заземлення повинен мати опір не більше 4 Ом. Електричне поле може екрануватися і за допомогою діелектричних екранів, які мають високу відносну діелектричну проникність р. При цьому полі послаблюється в s разів [64]. При екрануванні магнітних полів розрізняють низькочастотні магнітні поля (до 10 кГц) і високочастотні магнітні поля. Низькочастотні магнітні поля шунтуються екраном за рахунок спрямованості силових ліній уздовж стінок екрана. Цей ефект викликається великою магнітною проникністю матеріалу екрану порівняно з повітрям. Високочастотне магнітне поле спричинює виникнення в екрані змінних індукційних вихрових струмів, які створюваним ними магнітним полем перешкоджають поширенню побічного магнітного поля. Заземлення не впливає на екранування магнітних полів. Поглинаюча здатність екрану залежить від частоти побічного випромінювання і від матеріалу, з якого виготовляється екран. Чим нижче частота випромінювання, тим більшою має бути товщина екрана. Для випромінювань в діапазоні середовищ-них хвиль і вище достатньо ефективним є екран товщноюї 0,5-1,5 мм. Для випромінювань на частотах понад 10 МГц досить мати екран з міді або срібла товщиною 0,1 мм. Електромагнітні випромінювання блокуються методами високочастотного електричного і магнітного екранування. Екранування здійснюється на п'яти рівнях:

• рівень елементів схем;

• рівень блоків;

• рівень пристроїв;

• рівень кабельних ліній;

• рівень приміщень.

Елементи схем з високим рівнем побічних випромінювань можуть міститися в металеві або металізовані напиленням заземлені корпусу. Починаючи з рівня блоків, екранування здійснюється за допомогою конструкцій з листової сталі, металевих сіток і напилення. Екранування кабелів здійснюється за допомогою металевого обплетення, сталевих коробів або труб. При екрануванні приміщень використовуються: листова сталь товщиною до 2 мм, сталева (мідна, латунна), сітка з вічком до 2,5 мм. У захищених приміщеннях екрануються двері і вікна. Вікна екрануються сіткою, металізованими шторами, металізацією стекол і обклеюванням їх струмопровідними плівками. Двері виконуються із сталі або покриваються струмопровідні матеріалами (сталевий лист, металева сітка). Особлива увага звертається на наявність електричного контакту токо-провідних верств двері і стін по всьому периметру дверного отвору. При екрануванні полів неприпустимо наявність зазорів, щілин в екрані. Розмір комірки сітки повинен бути не більше 0,1 довжини хвилі Вибір числа рівнів і матеріалів екранування здійснюється з урахуванням:

• характеристик випромінювання (тип, частота і потужність);

• вимог до рівня випромінювання за межами контрольованої зони і розмірів зони;

• наявності або відсутності інших методів захисту від ПЕМВН;

• мінімізації витрат на екранування.

У захищеної ПЕОМ, наприклад, екрануються блоки керування електронно-променевою трубкою, корпус виконується зі сталі або металлизируются зсередини, екран монітора покривається токопроводящей заземленою плівкою і (або) захищається металевою сіткою. Екранування, окрім виконання своєї прямої функції захисту від ПЕМВН, значно знижує шкідливий вплив електромагнітних випромінювань на організм людини. ня дозволяє також зменшити вплив електромагнітних шумів на роботу пристроїв.

Зниження потужності випромінювань і наведень. Способи захисту від ПЕМВН, об'єднані в цю групу, реалізуються з метою зниження рівня випромінювання і взаємного впливу елементів КС. До цієї групи відносяться такі методи:

• зміна електричних схем;

• використання оптичних каналів зв'язку;

• зміна конструкції,

• використання фільтрів;

• гальванічна розв'язка в системі живлення.

Зміни електричних схем здійснюються для зменшення потужності побічних випромінювань. Це досягається за рахунок використання елементів з меншим випромінюванням, зменшення крутизни фронтів сигналів, запобігання виникнення паразитної генерації, порушення регулярності повторень інформації.

Перспективним напрямком боротьби з ПЕМВН є використовування оптичних каналів зв'язку. Для передачі інформації на значні відстані успішно використовуються волоконнооптичні кабелі. Передачу інформації в межах одного приміщення (навіть великих розмірів) можна здійснювати за допомогою бездротових систем, що використовують випромінювання в інфрачервоному діапазоні. Оптичні канали зв'язку не породжують ПЕМВН. Вони забезпечують високу швидкість передачі і не схильні до дії електромагнітних завад. Зміни конструкції зводяться до зміни взаємного розташування окремих вузлів, блоків, кабелів, скорочення довжини шин. Використання фільтрів [64] є одним з основних способів захисту від ПЕМВН. Фільтри встановлюються як усередині пристроїв, систем для усунення розповсюдження та можливого посилення наведених побічних електромагнітних сигнаів, так і на виході з об'єктів ліній зв'язку, сигналізації та електроживлення. Фільтри розраховуються таким чином, щоб вони забезпечували зниження сигналів в діапазоні побічних наведень до безпечного рівня і не вносили істотних викривлень корисного сигналу. Повністю виключається попадання побічних наведених сигналів в зовнішній ланцюг електроживлення при наявності генераторів харчування, які забезпечують гальванічну розв'язку між первинною і вторинною ланцюгами. Використання генераторів дозволяє також подавати у вторинний ланцюг електроживлення з іншими параметрами, порівняно з первиним ланцюгом. Так, у вторинному ланцюзі може бути змінена частота в порівнянні з первинною ланцюгом. Генератори харчування, за рахунок інерційності механічної частини, дозволяють згладжувати пульсації напруги та короткочасні відключення в первинної ланцюга.

Зниження інформативності сигналів. Зниження інформативності сигналів ПЕМВН, що утрудняє їх використання при перехопленні, здійснюється наступними шляхами: • спеціальні схемні рішення; • кодування інформації. Як приклади спеціальних схемних рішень можна привести такі, як заміна послідовного коду паралельним, збільшення розрядності паралельних кодів, зміна черговості розгортки рядків на моніторі і т. п. Ці заходи ускладнюють процес отримання інформації з перехопленого зловмисником сигналу. Так, якщо в моніторі зображення формується не за рахунок послідовної розгортки рядків, а по якомусь особливому закону, то при перехопленні електромагнітного поля і використанні стандартної розгортки зображення на екрані монітора зловмисника не буде відповідати вихідному. Для запобігання витоку інформації може використовуватися кодування інформації, у тому числі і криптографічне перетворення.