 |
Фильтрация опасных сигналов
|
|
|
|
Еще одним методом локализации опасных сигналов является фильтрация. Фильтрация применяется к источникам электромагнитных полей и наводок с целью предотвращения распространения опасных сигналов за их пределы. Для фильтрации в цепях питания технических средств применяются разделительные трансформаторы и помехоподавляющие фильтры.
Разделяющие трансформаторы обеспечивают развязку первичной и вторичной цепей по сигналам наводки. То есть наводки первичной обмотки трансформатора не должны попадать во вторичную. Для уменьшения влияния паразитных индуктивных и емкостных связей между обмотками трансформатора ставят экран. Чаще всего экран представляет собой заземленную прокладку или фольгу, которая укладывается между двумя обмотками трансформатора. Благодаря этому наводки, возникающие в первичной цепи "выбирают" путь с наименьшим сопротивлением. Применение в разделительных трансформаторах экранирования позволяет существенно (более чем на 40 дБ) уменьшить уровень наводок.
Помехоподавляющие фильтры. К помехоподавляющим фильтрам относятся фильтры нижних и верхних частот, полосовые, заграждающие и т.п. Основное назначение фильтров - пропускать сигналы с частотами, лежащими в заданной полосе частот, и подавлять (ослаблять) сигналы с частотами, лежащими за пределами этой полосы. Для исключения просачивания информационных сигналов в цепи электропитания используются фильтры нижних частот, которые пропускают сигналы с частотами ниже граничной частоты (f? fгр) и подавляет - с частотами выше граничной частоты.
Количественно эффективность фильтра можно оценить по тому, насколько он ослабляет опасный сигнал, в соответствии с формулой:
|
|
|
где - напряжение опасного сигнала на входе фильтра; - напряжение опасного сигнала на выходе фильтра.
Основные требования, предъявляемые к защитным фильтрам, заключаются в следующем:
·величины рабочего напряжения и тока фильтра должны соответствовать напряжению и току фильтруемой цепи;
·величина ослабления нежелательных сигналов в диапазоне рабочих частот должна быть не менее требуемой;
·ослабление полезного сигнала в полосе прозрачности фильтра должно быть незначительным;
К фильтрам цепей питания наряду с перечисленными выше предъявляются следующие дополнительные требования [16.2]:
·затухание, вносимое такими фильтрами в цепи постоянного тока или переменного тока основной частоты, должно быть минимальным (например, 0,2 дБ и менее) и иметь большое значение (более 60 дБ) в полосе подавления, которая в зависимости от конкретных условий может быть достаточно широкой (до 10 ГГц);
·сетевые фильтры должны эффективно работать при сильных проходящих токах, высоких напряжениях и высоких уровнях мощности проходящих и задерживаемых электромагнитных колебаний;
·ограничения, накладываемые на допустимые уровни нелинейных искажений формы напряжения питания при максимальной нагрузке, должны быть достаточно жесткими (например, уровни гармонических составляющих напряжения питания с частотами выше 10 кГц должны быть на 80 дБ ниже уровня основной гармоники).
На практике между входом и выходом фильтра существует паразитная связь, которая не позволяет получить затухание опасного сигнала более 100 Дб. Если при этом фильтр не экранирован и сигнал подается и снимается с помощью неэкранированных соединений, затухание не превышает 40..60 Дб.
Конструктивно фильтры подразделяются на:
·фильтры на элементах с сосредоточенными параметрами (LC- фильтры) - обычно предназначены для работы на частотах до 300 МГц;
|
|
|
·фильтры с распределенными параметрами (полосковые, коаксиальные или волноводные) - применяются на частотах свыше 1 ГГц;
·комбинированные - применяются на частотах 300 МГц... 1 ГГц.
Следует отметить, что требования к помехоподавляющим фильтрам регулируются законодательством, в частности ГОСТ 13661-92 и РД 11 0956-96.
Подводя итог, можно сделать вывод о том, что основными характеристиками помехоподавляющего фильтра являются рабочий диапазон частот, ток и величина нагрузки. При выборе фильтра потребитель должен также учитывать условия эксплуатации фильтра, так как от этого зависит не только его работоспособность, но и требуемые объемные и весовые характеристики.
Зашумление
Пассивные методы защиты, рассмотренные ранее, рассчитаны на снижение уровня сигнал/шум на границе контролируемой зоны. Иногда, несмотря на применение фильтров и экранирования, данное отношение превышает установленный допустимый уровень. В этом случае применяются активные методы защиты, основанные на создании помех для технических средств злоумышленника с целью уменьшения отношения сигнал/шум на входе его приемной аппаратуры.
Для исключения перехвата ПЭМИН по электромагнитному каналу используется пространственное зашумление, а для исключения съема наводок информационных сигналов с посторонних проводников и соединительных линий вспомогательных технических средств обработки, передачи и хранения информации - 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 электромагнитной совместимости.
Пространственное зашумление считается успешным, если отношение сигнал/шум на границе контролируемой зоны не превышает установленного значения. Это допустимое значение рассчитывается по специальным мелодикам для каждой частоты ПЭМИ средства обработки, передачи и хранения защищаемой информации.
В системах пространственного зашумления наиболее широко используются "синфазные помехи" и "белый шум". Первые применяются преимущественно для защиты ПЭВМ. В "синфазных помехах" в качестве сигнала зашумления используются импульсы со случайной амплитудой, синхронизированные с импульсами защищаемого информационного сигнала. Таким образом генерируются, так называемые, имитационные помехи, по спектральному составу похожие на защищаемые сигналы.
"Белый шум" представляет собой широкополосный сигнал с равномерным энергетическим спектром во всем рабочем диапазоне частот. Уровень мощности такого сигнала существенно превышает уровень мощности ПЭМИ. "Белый шум" применяется для защиты многих устройств, в частности, электронно-вычислительной техники, систем внутреннего телевидения и т.п.
Генераторы шума выполняются в виде отдельного блока с питанием от сети или в виде отдельной платы, вставляемой в свободный слот компьютера.
Основные характеристики генераторов шума для пространственного зашумления представлены в таблице 16.3.
Таблица 16.3.
| Характеристика | 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 |
Системы линейного зашумления применяются для маскировки наведенных опасных сигналов в посторонних проводниках и соединительных линиях ВТСС, выходящих за пределы контролируемой зоны.
|
|
|
Система линейного зашумления в общем случае состоит из генератора шумового сигнала, который формирует шумовое маскирующее напряжение с заданными характеристиками. Генератор шума подключается к линии, которую необходимо "зашумить".
Применение генераторов шума для защиты информации от утечки через ПЭМИН, помимо выполнения своей основной функции, может внести помехи легитимным радиоэлектронным устройствам (например, системам телевидения, радио и т.п.). Поэтому при выборе и покупке активного средства защиты следует обращать внимание на его соответствие требованиям обеспечения электромагнитной совместимости.
|
|
|
