108 Глава 4. Каналы несанкционированного получения информации
Энергетический спектр суммарного сигнала
+∞
GΣ(ω) = ⌠⌡RΣ(τ) e–jωτ dτ = Gxx(ω) + Gxпxп(ω) + Gxxп(ω) + Gxпx(ω) + …
–∞
Если X(t) и Xп(t) некоррелированы, то
Gxxп(ω) = Gxпx(ω) = 0
Способы борьбы с помехами в значительной мере зависят от их спектра. По относительному спектральному составу различают следующие три вида помех:
•высокочастотная с периодом повторений Тп значительно меньше времени измерения
Тизм;
•с периодом повторения, близким к Тизм;
•низкочастотная с периодом повторения Тп, значительно превышающим Тизм.
Высокочастотную составляющую наиболее целесообразно уменьшать усреднением, если при этом обеспечивается необходимое быстродействие приема информации.
Составляющая с периодом Тп ≈ Tизм часто представляет собой помехи с частотой сети. В этом случае помехи уменьшают, применяя фильтры, интегрирование за время, кратное периоду помехи, и осуществляя синфазирование моментов получения информации и перехода помехи через нулевое значение.
Низкочастотная составляющая устраняется обычно способами, разработанными для систематических погрешностей.
Излучатели электромагнитных колебаний
Источниками опасного сигнала являются элементы, узлы и проводящие цепи технических средств с токами и напряжениями опасных сигналов, а также голосовой аппарат человека и элементы технических средств, создающие акустические поля опасных сигналов.
К основным техническим системам и средствам относятся средства, предназначенные для передачи, приема, обработки и хранения информации с ограниченным доступом (ИсОД):
•электронно-вычислительные машины (ЭВМ), в том числе персональные (ПЭВМ);
•аппаратура звукозаписи, звуковоспроизведения и звукоусиления;
•системы оперативно-командной и громкоговорящей связи;
•системы внутреннего телевидения;
•средства изготовления и размножения документов.
Вспомогательные технические системы и средства не предназначены для обработки ИсОД, но при совместной установке с основными техническими системами и средствами или при установке в служебных помещениях, где ведутся переговоры или работы, связанные с ИсОД, они могут способствовать утечке информации или образовывать “самостоятельные” системы утечки.
Излучатели электромагнитных колебаний 109
К вспомогательныем техническим системам и средствам относятся:
•системы открытой телефонной связи;
•системы радиотрансляции;
•системы электропитания;
•системы охранной и пожарной сигнализации.
Вспомогательные технические средства, а также различного рода цепи, расположенные
в непосредственной близости от основных технических систем и средств, могут обладать антенным эффектом. Этот эффект заключается в преобразовании энергии приходящей от основных технических систем и средств электромагнитной волны в энергию электрических токов. Вторичные технические системы и средства, а также образовываемые ими це-
пи, называются также случайными приемными антеннами. К сосредоточенным случай-
ными приемным антеннам относятся телефонные аппараты, электрические звонки, датчики охранной и пожарной сигнализации и т.п. К распределенным случайным антеннам относятся различного рода кабели, провода систем сигнализации, ретрансляционные сети, трубы, металлические конструкции и т.п.
При прохождении опасных сигналов по элементам и цепям технических средств, соединительным линиям, в окружающем пространстве возникает электромагнитное поле. Поэтому такие средства и линии можно считать излучателями. Все источники опасного сигнала принято рассматривать как излучатели, условно подразделяемые на три типа: точечные, линейные (распределенные) и площадные.
Точечные излучатели — это технические средства или излучающие элементы их электрических схем, размеры которых значительно меньше длины волны опасного сигнала, обрабатываемого технической системой и средством, и расстояния до границы контролируемой зоны.
К распределенным излучателям относят кабельные и соединительные проводные линии.
Площадные излучатели — это совокупность технических средств, равномерно распределенных на некоторой площади и обтекаемых одним и тем же током.
Технические средства, для которых характерна большая амплитуда напряжения опасного сигнала и малая амплитуда тока, относятся к электрическим излучателям. Технические средства с большой амплитудой тока и малой амплитудой напряжения рассматриваются, как магнитные излучатели.
Кроме того, электромагнитные излучения радиоэлектронного оборудования (РЭО) можно разделить на основные и нежелательные.
Основные радиоизлучения характеризуются:
•несущей частотой;
•мощностью (напряженностью) поля;
•широкой полосой излучаемых частот;
•параметрами модуляции.
Нежелательные излучения подразделяются на побочные, внеполосные и шумовые.
110 Глава 4. Каналы несанкционированного получения информации
Наиболее опасными, с точки зрения образования каналов утечки информации, являются побочные излучения.
Побочные излучения — это радиоизлучения, возникающие в результате любых нелинейных процессов в радиоэлектронном устройстве, кроме процессов модуляции. Побочные излучения возникают как на основной частоте, так и на гармониках, а также в виде их взаимодействия. Радиоизлучение на гармонике — это излучение на частоте (частотах), в целое число раз большей частоты основного излучения. Радиоизлучение на субгармониках — это излучение на частотах, в целое число раз меньших частоты основного излучения. Комбинационное излучение — это излучение, возникающее в результате взаимодействия на линейных элементах радиоэлектронных устройств колебаний несущей (основной) частоты и их гармонических составляющих.
Отмечая многообразие форм электромагнитных излучений, следует подчеркнуть, что имеется и так называемое интермодуляционное излучение, возникающее в результате воздействия на нелинейный элемент высокочастотного (ВЧ) тракта радиоэлектронной системы (РЭС) генерируемых колебаний и внешнего электромагнитного поля.
Каждое электронное устройство является источником магнитных и электромагнитных полей широкого частотного спектра, характер которых определяется назначением и схемными решениями, мощностью устройства, материалами, из которых оно изготовлено, и его конструкцией.
Известно, что характер поля изменяется в зависимости от расстояния до приемного устройства. Если это расстояние значительно меньше длины волны электромагнитного сигнала (r<<λ), поле имеет ярко выраженный магнитный (или электрический) характер, а в дальней зоне (r>>λ) поле носит явный электромагнитный характер и распространяется в виде полосной волны, энергия которой делится поровну между электрической и магнитной компонентами.
Коль скоро длина волны определяет расстояние и тем более назначение, устройство, принцип работы и другие характеристики правомерно подразделять излучатели электромагнитных сигналов на низкочастотные, высокочастотные и оптические.
Низкочастотные излучатели
Низкочастотными (НЧ) излучателями электромагнитных колебаний в основном являются звукоусилительные устройства различного функционального назначения и конструктивного исполнения. В ближней зоне таких устройств наиболее мощным выступает магнитное поле опасного сигнала. Такое поле усилительных систем достаточно легко обнаруживается и принимается посредством магнитной антенны и селективного усилителя звуковых частот (рис. 4.3).
Излучатели электромагнитных колебаний 111
Рис. 4.3. Прием НЧ сигналов
Высокочастотные излучатели
К группе высокочастотных (ВЧ) излучателей относятся ВЧ автогенераторы, модуляторы ВЧ колебаний и устройства, генерирующие паразитные ВЧ колебания по различным причинам и условиям (рис. 4.4).
Источниками опасного сигнала являются ВЧ генераторы радиоприемников, телевизоров, измерительных генераторов, мониторы ЭВМ.
Рис. 4.4. Классификация излучателей ВЧ сигналов
Модуляторы ВЧ колебаний как элементы, обладающие нелинейными характеристиками (диоды, транзисторы, микросхемы), образуют нежелательные составляющие ВЧ характера.
Довольно опасными источниками ВЧ колебаний могут быть усилители и другие активные элементы технических средств, работающие в режиме паразитной генерации за счет нежелательной положительной обратной связи.
Источниками излучения ВЧ колебаний в различной аппаратуре являются встроенные в них генераторы, частота которых по тем или иным причинам может быть промодулирована речевым сигналом.
В радиоприемниках, телевизорах, магнитофонах, трехпрограммных громкоговорителях и в ряде электроизмерительных приборов всегда имеются встроенные генераторы (гетеродины). К ним примыкают различные усилительные системы — усилители НЧ, сис-
112 Глава 4. Каналы несанкционированного получения информации
темы звукоусиления, способные по тем или иным причинам войти в режим самовозбуждения (т.е. по существу стать неконтролируемым гетеродином).
Основным элементом гетеродина является колебательный контур с конденсатором переменной емкости. Под воздействием акустического давления будет меняться расстояние между пластинами переменного воздушного конденсатора гетеродина. Изменение расстояния приведет к изменению емкости, а последнее — к изменению значения частоты гетеродина (ωo = 1/ LC) по закону акустического давления, т.е. к частотной модуляции гетеродина акустическим сигналом.
Кроме конденсаторов, акустическому воздействию подвержены катушки индуктивности с подстроечными сердечниками, монтажные провода значительной длины.
Практика показала, что акустическая реакция гетеродина возможна на расстоянии до нескольких метров, особенно в помещениях с хорошей акустикой. В зависимости от типа приемника, прием такого сигнала возможен на значительном расстоянии, иногда достигающем порядка 1–2 км. Источником излучения ВЧ колебаний в аппаратуре звукозаписи является генератор стирания-подмагничивания, частота которого может быть промодулирована речевым сигналом за счет нелинейных элементов в усилителе записи, головки записи и др. из-за наличия общих цепей электропитания взаимного проникновения в тракты усиления.
В цепях технических средств, находящихся в зоне воздействия мощных ВЧ излучений, напряжение наведенных сигналов может составлять от нескольких до десятков вольт. Если в указанных цепях имеются элементы, параметры которых (индуктивность, емкость или сопротивление) изменяются под действием НЧ сигналов, то в окружающем пространстве будет создаваться вторичное поле ВЧ излучения, модулированное НЧ сигналом (рис. 4.5).
Рис. 4.5. Классификация излучателей ВЧ сигналов
Роль нелинейного элемента могутиграть:
•телефоны, различные датчики (ВЧ навязывание по проводам);
•приемники, магнитофоны (ВЧ навязывание по эфиру).
Как правило, причиной излучения кабелей является плохое состояние:
•соединителей;
•направленных ответвлений и т.п.
Теоретически, если нет дефектов в экранирующей оплетке (экране) кабеля, его экран ослабляет излучение более чем в 100 дБ. Этого более чем достаточно для предотвращения любого излучения кабеля, которое можно зарегистрировать. Для того чтобы сигнал