3)Физика процесса

Электромагнитная утечка

На практике при характеристике электромагнитной обстановки используют термины "электрическое поле", "магнитное поле", "электромагнитное поле". Коротко поясним, что это означает и какая связь существует между ними.

Электрическое поле создается зарядами. Например, во всем известных школьных опытах по электризации эбонита, присутствует как раз электрическое поле.

М агнитное поле создается при движении электрических зарядов по проводнику.

Для характеристики величины электрического поля используется понятие напряженность электрического поля, обозначение Е, единица измерения В/м (Вольт-на-метр). Величина магнитного поля характеризуется напряженностью магнитного поля Н, единица А/м (Ампер-на-метр). При измерении сверхнизких и крайне низких частот часто также используется понятие магнитная индукция В, единица Тл(Тесла), одна миллионная часть Тл соответствует 1,25 А/м.

П о определению, электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрическими заряженными частицами. Физические причины существования электромагнитного поля связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле Е порождает магнитное поле Н, а изменяющееся Н - вихревое электрическое поле: обе компоненты Е и Н, непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга. ЭМП неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами. При ускоренном движении заряженных частиц, ЭМП "отрывается" от них и существует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника (например, радиоволны не исчезают и при отсутствии тока в излучившей их антенне).

Электромагнитные волны характеризуются длиной волны, обозначение - l (лямбда). Источник, генерирующий излучение, а по сути создающий электромагнитные колебания, характеризуются частотой, обозначение - f.

В ажная особенность ЭМП - это деление его на так называемую "ближнюю" и "дальнюю" зоны. В "ближней" зоне, или зоне индукции, на расстоянии от источника r < l ЭМП можно считать квазистатическим. Здесь оно быстро убывает с расстоянием, обратно пропорционально квадрату r -2 или кубу r -3 расстояния. В "ближней" зоне излучения электромагнитная волне еще не сформирована. Для характеристики ЭМП измерения переменного электрического поля Е и переменного магнитного поля Н производятся раздельно. Поле в зоне индукции служит для формирования бегущих составляющей полей (электромагнитной волны), ответственных за излучение. "Дальняя" зона - это зона сформировавшейся электромагнитной волны, начинается с расстояния r > 3l . В "дальней" зоне интенсивность поля убывает обратно пропорционально расстоянию до источника r -1.

В "дальней" зоне излучения есть связь между Е и Н: Е = 377Н, где 377 - волновое сопротивление вакуума, Ом. Поэтому измеряется, как правило, только Е. В России на частотах выше 300 МГц обычно измеряется плотность потока электромагнитной энергии (ППЭ), или вектор Пойтинга. Обозначается как S, единица измерения Вт/м2. ППЭ характеризует количество энергии, переносимой электромагнитной волной в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны.

В процессе функционирования ТС создают в окружающем пространстве электромагнитное поле информационного сигнала. Это электромагнитное поле может быть обнаружено на каком‑то расстоянии от технического средства и, следовательно, та информация, переносчиком которой она является, может быть перехвачена.

Кроме того, электромагнитное поле, воздействуя на различные технические средства и системы, не обрабатывающие секретную информацию, наводит в их элементах и отходящих от них цепях напряжения и токи информационного сигнала. Рассматривая частный случай влияния электромагнитного поля — гальваническую связь (в общем случае “паразитную”) вспомогательных цепей ТС с элементами его тракта передачи (обработки, хранения) информации, приходим к выводу, что в этих цепях будут также появляться напряжения и токи информационного сигнала.

Причем указанная гальваническая связь может быть линейной и нелинейной. В случае линейной связи, как и при воздействии электромагнитного поля, могут происходить какие‑то частотные искажения исходного информационного сигнала, в случае нелинейной связи — более сложные его преобразования, например появление огибающей информационного сигнала в цепях электропитания ТС.

Анализ условий эксплуатации ТС на различных объектах показывает, что может иметь доступ к указанным выше цепям и, следовательно, могут быть обнаружены токи и напряжения, а в общем случае — электромагнитные поля информационного сигнала.

Несмотря на различия физических явлений, приводящих к возникновению информационных сигналов в пространстве вокруг ТС и в различных цепях, разработка критериев оценки эффективности защиты осуществляется на единой основе. В связи с этим вводится обобщенная модель канала утечки информации.

На уровень информационного сигнала влияют факторы, определяемые условием прохождения информационного сигнала внутри ТС и вне его, т.е. параметры среды распространения (СР) информационного сигнала.

Как и в обычном канале связи, в канале утечки информации действуют помехи, маскирующие информационный сигнал. Это мультипликативные (МП) и аддитивные (АП) помехи.

Для получения информации злоумышленник использует аппаратуру перехвата, которая в общем случае должна состоять из приемника, реализующего по тому или иному правилу выделения информационного сигнала, и регистрирующего устройства (РУ) — буквопечатающий аппарат, видеоконтрольное устройство, ухо человека и т.п.

Таким образом, обобщенная модель канала утечки информации состоит из источника информационного сигнала, среды распространения информационного сигнала, источников мультипликативных и аддитивных помех и аппаратуры перехвата.

Источником образования информативных (опасных) сигналов являются элементы цепей и схем, если эти элементы находятся под потенциалом таких сигналов и выходят из экранов. При поступлении высокочастотных сигналов в нелинейные (или параметрические) цепи, несущие информативные (опасные) сигналы, происходит модуляция высокочастотного сигнала. Поэтому. источниками информативных (опасных) сигналов являются нелинейные элементы, на которых происходит модуляция таких сигналов, например: линии связи; цепи электропитания, заземления, управления и сигнализации; цепи, образованные паразитными связями, конструктивными элементами зданий, сооружений, оборудования и т.п.

Применение в средствах ВТ импульсных сигналов прямоугольной формы и высокочастотной коммутации приводит к тому, что в спектре излучений будут компоненты с частотами вплоть до СВЧ. Энергетический спектр сигналов убывает с ростом частоты, но эффективность излучения при этом увеличивается, и уровень излучений может оставаться постоянным до частот нескольких гигагерц. Резонансы от паразитных связей могут вызвать усиление излучения на некоторых частотах спектра. Цепи, не предназначенные для передачи цифровых сигналов, могут излучать их вследствие наводок. Примером таких излучателей могут служить провода источников питания.

Дисплей может оказаться самым слабым ее звеном в защите, которое сведет на нет все меры по увеличению безопасности излучений, принятые во всех остальных элементах системы. Во-первых, для нормальной работы электронно‑лучевой трубки необходимы высокие уровни сигналов, вследствие чего монитор является самым “громким” излучающим элементом. Во-вторых, для дешифрования перехваченных сигналов монитора не требуется сложной обработки. Для отображения информации на мониторе перехваченный сигнал пригоден вообще без дополнительной обработки. Кроме того, изображение на экране монитора и, следовательно, излучаемые им сигналы многократно повторяются. В профессиональной аппаратуре это используется для накопления сигналов и соответствующего увеличения дальности разведки