Торокин А.А. Инженерно-техническая защита информации, 2005

точником, проводами линии, нагрузкой и землей соответствен­ но. При наличии этих сопротивлений кроме основной, функцио­ нальной цепи возникает множество дополнительных целей меж­ ду источником сигналов и нагрузкой с участками по земле. В силу асимметричности расположения проводов относительно земли

Z Hi3 * Z H23,2 , 3 * z n23 и Z „13 * z „23- Из неравенства указанных сопро­ тивлений токи, протекающие по проводам 1 и 2, через рассматри­

ваемые сопротивления, а также по земле в противоположных на­ правлениях не равны. В результате этого возникает магнитная рам­ ка, излучающая электромагнитное поле с преобладанием магнит­ ной компоненты в ближней зоне.

Таким образом, распределенные источники излучений созда­ ют электромагнитные излучения несимметричных и симметрич­ ных кабелей. Несимметричный кабель образует магнитную рамку, образованную информационным проводом и землей. Излучения симметричного кабеля создаются за счет асимметрии кабеля отно­ сительно точки измерения и земли.

5.6.Утечка информации по цепям электропитания

Кцепям, имеющим выход за пределы контролируемой зоны и

вкоторые могут проникнуть опасные сигналы через паразитные связи любых видов, относятся, прежде всего, цепи электропитания. Поэтому предотвращение утечки информации по этим цепям явля­ ется одной из задач инженерно-технической защиты информации.

Цепи электропитания обеспечивают передачу электрической энергии в виде переменного электрического тока напряжением 380/220 В и частотой 50 Гц от внешних источников (подстанций) подавляющему большинству устанавливаемых в помещениях ра­ дио- и электрических приборов (технических средств и систем — ТСС). Соединение источника и приемника производят при помо­ щи трех или четырех проводов. При трехпроводной линии пере­ дачи источники могут быть соединены как треугольником, так и звездой (рис. 5.14).

161

Рис. 5.14. Схема цепей электропитания здания

Впоследнем случае точка соединения концов обмоток транс­ форматора (нейтральный провод — нейтрал) остается неподклю­ ченной и схема подключения не имеет нейтрального провода. Чаще используемую четырехпроводную линию передачи электро­ энергии применяют при соединении фаз источника и приемника звездой. Один из проводов соединяет точки нейтралей и заземляет­ ся (рис. 5.14). Напряжение каждой фазы относительно нейтрально­ го провода (фазовое напряжение) при соединении звездой состав­ ляет 220 В, линейное напряжение (между фазами) больше — 380 В. Трехфазное напряжение применяется для электропитания в основ­ ном мощных электродвигателей различных технических средств, однофазное напряжение 220 В — для электропитания радиоэлект­ ронных средств и бытовых маломощных электрических приборов (ламп освещения, вентиляторов, холодильников, электронагрева­ тельных приборов и др.).

Вкачестве первичных источников электропитания ТСС исполь­ зуются трансформаторные подстанции (ТПС) типа ТП 6-10/04 кВ или другие, понижающие трехфазное напряжение 6-10 кВ от цен­ трального распределительного пункта (ЦРП) или главной понизи­ тельной подстанции (ГПП) до трехфазного напряжения 380 В. К потребителям электроэнергия от трансформаторной подстанции подается, как правило, по радиальной схеме, в соответствии с ко­ торой каждый потребитель или их группа питается по отдельной

1 6 2

линии от соответствующего коммутационного узла. Линии пере­ дачи представляют собой, как правило, четырехжильные силовые кабели.

s|j Так как цепи электропитания выходят за пределы охраняемой Цоны, то распространение по ним опасных сигналов создает угро­ зу безопасности защищаемой информации. Существуют, по край­ ней мере, 4 причины появления опасных сигналов в цепях элект­ ропитания.

Первой причиной является наведение в них ЭДС полями НЧ и ВЧ побочных излучений ОТСС.

Вторая причина обусловлена модуляцией тока электропитания токами радиоэлектронного средства (РЭС). Иллюстрирующая эту причину модель представлена на рис. 5.15.

Узлы и блоки РЭС Вторичный

Рис. 5.15. Модель цепи электропитания

Источником электропитания радиоэлектронного средства яв­ ляется блок питания, который можно представить в виде передаточ­ ной функции K(jco). Нагрузкой вторичного источника электропита­ ния являются узлы и блоки РЭС. Эту нагрузку можно представить в виде сопротивления или проводимости Gn(t). Величина проводи­ мости нагрузки меняется в соответствии с характером изменения величины обрабатываемого полезного сигнала S(t), т. е. GH(t) = S(t). Ток в цепи электропитания блока равен величине I3n(t) = U3n(t)K(j(o) GH(oo), где U (t) = Uonsina)nt — напряжение электропитания РЭС от первичногоисточникатокасноминальнымнапряжением11ол = 220 В и частотой f = 50 Гц. Если полезный сигнал S(t) = Ucsina)ct, то про­ водимость Gn = Goifsina)ct, где G — среднее значение проводимос­ ти при среднем значении полезного сигнала. Для упрощения при­ мем, что на частотах полезного сигнала K(jco) ~ 1. В этом случае ток в цепи электропитания можно представить в виде выражения

163

его анализа следует, что ток в цепи электропитания содержит со­ ставляющие с частотами полезного сигнала, которые можно выде­ лить и с которых можно снять информацию.

Типовой вторичный источник питания (блок питания) состоит из следующих последовательно соединяемых узлов:

•сетевого трансформатора с коэффициентом трансформации п;

•выпрямителя;

•фильтра блока питания;

•стабилизатора;

•устройства для защиты блока питания от короткого замыка­ ния.

Трансформатор преобразует напряжение 220 В в напряжение питания узла (блока) радиоэлектронного средства. Для получения постоянного напряжения переменный ток выпрямляется и с целью уменьшения пульсаций фильтруется. Параметры фильтра опреде­ ляются из условия обеспечения допустимого коэффициента пуль­ саций напряжения питания порядка 1-2% выходных каскадов РЭС, токи в которых составляют большую часть токов через эквивален­ тную нагрузку с проводимостью Gn.

Каждый из узлов блока питания оказывает определенное вли­ яние на К(со). Наибольшие искажения вносят фильтр питания и стабилизатор, которые можно представить в виде фильтра низ­ кой частоты с максимальной частотой пропускания около 30 Гц. Следовательно, типовой вторичный источник питания пропускает от РЭС в цепи электропитания сигналы в диапазоне 0-30 Гц. Если в радиоэлектронном средстве осуществляется обработка (усиле­ ние) речевых сигналов, то вторичный источник питания вырезает из его спектра участок шириной до 30 Гц и подавляет спектраль­ ные составляющие большей частоты. Учитывая, что спектр рече­ вого сигнала лежит в диапазоне сотен Гц-единиц кГц, вторичный источник питания не пропускает спектральные составляющие ре­ чевого сигнала, но пропускает его огибающую. Огибающая рече­ вого сигнала имеет полосу до 60-100 Гц, но его основная энергия сосредоточена в полосе до 30 Гц. Попадание в цепи электропита­ ния огибающей речевого сигнала позволяет при ее перехвате по­ нять смысл сообщения.

164

Всоответствии с третьей причиной опасный сигнал может по­ пасть в цепи электропитания через паразитные связи элементов схемы и элементов блока питания. Например, между первичной и вторичной обмотками сетевого (силового) трансформатора сущес­ твуют индуктивная и емкостная паразитные связи, через которые опасные сигналы могут поступать от узлов и блоков РЭС в цепи электропитания без существенного ослабления его сердечником трансф орматора.

Четвертая причина вызвана процессами в импульсных блоках питания РЭС, которые применяются вместо традиционных бло­ ков питания с силовыми трансформаторами для частоты 50 Гц. Силовой трансформатор низкой частоты традиционного блока пи­ тания имеет большие габариты и вес, которые сдерживают ми­ ниатюризацию бытовой и профессиональной радиоаппаратуры. Также велики размеры и вес элементов фильтров (индуктивностей

иконденсаторов) выпрямителя блока питания при преобразовании напряжений на частоте 50 Гц. С повышением частоты питающего напряжения уменьшаются габариты и вес блока питания. Поэтому для радиоаппаратуры, устанавливаемой, например, на борту само­ летов, используются источники электропитания на более высокой частоте 400 Гц.

Всовременных импульсных блоках питания напряжение 220 В от первичного источника коммутируется электронным клю­ чом, управляемым импульсным генератором с частотой повторе­ ния импульсов порядка 100 кГц. Высокочастотное питающее на­ пряжение подается на импульсный трансформатор, выпрямитель, стабилизатор и фильтр блока питания с существенно меньшими

габаритами и весом.

Однако высокочастотный ток, протекающий через ключ, имеет сложную форму и, соответственно, широкий спектр. Этот спектр может содержать составляющие, образующиеся в результа­ те комбинаций сигналов импульсного генератора и информацион­ ных сигналов, проникающих через паразитные связи из узлов РЭС в элементы блока питания. Высокая частота этих опасных сигна­ лов обеспечивает условия для их излучения в эфир с уровнем, до­ статочным для обнаружения и приема на удалении нескольких де­ сятков метров.

165

5.7. Утечка информации по цепям заземления

Так как цепи заземления выходят за пределы помещения и зда­ ния, то распространяющиеся по ним опасные сигналы создают уг­ розы содержащейся в них информации. Цепи заземления в общем случае создаются для выполнения следующих функций:

•исключение возможности поражения электрическим током пер­ сонала, обслуживающего технические средства (защитная фун­ кция);

•установление опорного (общего) «нуля» для измерений уровней измеряемых сигналов (базовая функция);

•экранирование электрического поля (экранирующая функция);

•обеспечение путей для протекания возвратных (обратных) пи­ тающих и сигнальных токов (возвратная функция).

При заземлении используются два понятия: «земля» и «мас­

са». Под массой понимаются схемотехнические конструкции (шина, провод опорного потенциала, корпус, нулевая точка, ней­ трал), по отношению к которым измеряются потенциалы сигналов схемы. «Масса» и «земля», как правило, но не всегда, гальвани­ чески связаны друг с другом, а их потенциалы могут отличаться. Потенциал земли, так же как уровень океана, принимается за нуле­ вой. Независимо от выполняемой функции ее эффективность тем выше, чем меньше сопротивление цепи заземления, включающей шину заземления и заземлитель.

Опасные сигналы в цепях заземления возникают по двум при­ чинам:

•наведение в цепях заземления ЭДС полями побочных электро­ магнитных излучейий;

•протекание тока заземления по контуру заземления. Образование контура заземления иллюстрируется рис. 5.16.

На нем показаны паразитные емкостные связи С и Сп2. Емкость Сп2 соответствует величине паразитной емкостной свя­ зи между элементами схемы и землей, а емкость С — величине емкостной паразитной связи между элементами схемы, в которой циркулируют сигналы Ес с защищаемой информацией, и массой (корпусом).

166

Рис. 5.16. Модель цепн заземления

Цепь заземления корпуса имеет сопротивление Zy Как видно из рис. 5.15, паразитные емкостные связи, цепь заземления, земля и эквивалентный источник образуют замкнутую цепь, ток в кото­ рой равен величине

где Zc = (С + Cn2)/jcoCn]Cn2 — суммарное сопротивление двух пос­ ледовательно соединенных емкостей С и Сп2.

Так как Сп1 » Сп2, то Zc ~*l/jcoCn2. Для низких частот Zc» Z3 и I3 ~ jcoEcCn2. Следовательно, чем выше частота сигнала, тем боль­ ше ток заземления.

Опасный сигнал может быть «снят» с цепи заземления индук­ тивным способом или с сопротивления, включенного последова­ тельно в эту цепь. Так как обычно к одной шине заземления под­ ключается несколько радиоэлектронных средств, то протекающие по ней токи представляют собой смесь токов разных источников. Поэтому выделение в этой смеси опасных сигналов из определен­ ного помещения возможно в принципе, но связано с выполнением ряда условий, в том числе с обеспечением отношения сигнал/поме­ ха, необходимым для выделения информации с требуемым качес­

167

Глава 6. Технические каналы утечки информации

6.1. Особенности утечки информации

Под утечкой информации понимается несанкционированный перенос информации от ее источника к злоумышленнику. Понятие «утечка» широко распространено. Говорят об утечке воды, газа, материальных ценностей со склада, информации и т. д. Утечка ин­ формации возможна путем ее разглашения людьми, утерей ими носителей с информацией, переносом информации с помощью по­ лей, потоков элементарных частиц, веществ в газообразном, жид­ ком или твердом виде. Например, желание сотрудников поделить­ ся последними новостями о работе с родными или близкими со­ здает предпосылки для утечки конфиденциальной информации. Переносчиками информации могут быть любые ее носители.

Часто под утечкой понимают процесс вроде вытекания воды из неисправного крана. Например, утечку иногда определяют как не­ санкционированное распространение носителя с защищаемой ин­ формацией за пределы контролируемой зоны. Такой подход пред­ ставляется неверным, так как для информации не выполняется за­ кон сохранения материи. Средства массовой информации милли­ онными экземплярами тиражируют сведения и при этом с их ис­ точником ничего не происходит.

Утечка информации по сравнению с утечкой (хищением) мате­ риальных объектов имеет ряд особенностей, которые надо учиты­ вать при организации защиты информации:

•при утечке информации не выполняются законы сохранения ма­ терии, вследствие чего утечка не может быть обнаружена в ре­ зультате уменьшения количества информации источника;

•утечка информации может происходить только при попадании ее к заинтересованному в ней несанкционированному получа­ телю (злоумышленнику), в отличие, например, от утечки воды или газа;

•при утечке информации вследствие расширения круга ее потре­ бителей цена информации уменьшается.

169

Первая особенность существенно усложняет своевременное обнаружение утечки информации. При утечке материальных объ­ ектов достаточно провести ревизию их наличия для обнаружения утечки объектов в результате, например, хищения. При утечке ин­ формации могут отсутствовать явные признаки ее хищения: доку­ менты в наличии, оттиски печатей на сейфе не нарушены, следов проникновения в помещение посторонних лиц нет. Однако появле­ ние косвенных признаков (внезапный выброс на рынок конкурент­ ного товара с идентичными потребительскими свойствами, срыв по непонятным причинам выполнения договора и др.) вынуждает в качестве причины этих событий рассматривать утечку информа­ ции. Из-за существенного запаздывания проявляющихся призна­ ков по отношению ко времени утечки информации задача хотя бы частичной нейтрализации ее последствий становится весьма про­ блематичной.

Вторая особенность имеет существенное значение для безо­ пасности информации, так как сами по себе факты утери докумен­ та, разглашения сведений, распространения носителей за преде­ лы контролируемой зоны и другие действия далеко не всегда при­ водят к утечке информации. Например, если конфиденциальный разговор во время совещания в кабинете руководителя организа­ ции слышен в приемной из-за неплотно закрытой двери, а в прием­ ной нет посторонних людей, то утечки информации нет, хотя но­ ситель информации (акустическая волна) выходит за пределы кон­ тролируемой зоны — кабинета. Только в том случае, когда в при­ емной будет находиться сотрудник организации или посетитель, который воспользуется информацией из услышанного разговора в личных или иных целях или поделится ею с другими заинтересо­ ванными в ней людьми, происходит утечка информации из кабине­ та руководителя.

В общем случае можно говорить об утечке информации как факте нарушения ее безопасности только в том случае, если она по­ падает к злоумышленнику независимо от того, знает или не знает об этом владелец информации. Если по какой-то причине на этом пути передачи информации происходит разрыв в цепочке, то ин­ формация исчезает вместе с ее носителем, а утечки информации не происходит.

170