2. Анализ электромагнитных излучений и наводок в компьютерных системах

   1. Характеристики излучения протоколов обмена

Известно, что спектр периодического сигнала имеет дискретный характер, т.е. определен набором амплитуд отдельных гармонических составляющих, частота которых кратна частоте сигнала. Поэтому использование в протоколах обмена импульсных сигналов прямоугольной формы и высококачественной коммутации в аппаратной части средств защиты информации (СЗИ) приводит к тому, что в спектр излучений входят различные компоненты, вплоть до СВЧ. Измерения показали, что напряженность электрического поля излучения протоколов обмена достигает 25 дБ и выше - до частот в сотни МГц. В качестве примера в таблице 3.3 приведены данные измерений нормированной величины излучения сигналов протокола обмена контроллера СЗИ, встроенного в ПЭВМ, с электронным идентификатором DS.

Таблица 3. 3 - Нормированные величины излучения

Частота излучения, МГц	Относительная напряженность электрического поля Е, дБ	Частота излучения F, МГц	Относительная напряженность электрического поля Е, дБ
1,08	13	6,2	17
1,35	13	10,15	25
2,05	13	18,2	25
2,8	23	27,1	20
3,6	20	54,6	23
5,13	25	135,2	24

Съем параметров проводится на расстоянии одного метра от объекта. Вид принимаемых сигналов контролировался с помощью осциллографа, подключенного к выходу селективных приемников. Для других систем защиты информации или контроля доступа (например, использующих в качестве устройств аутентификации пользователей Proximiti-карты) значения относительной напряженности поля могут значительно превышать величины, указанные в таблице 4.1. Расчеты показывают, что с учетом минимальной длительности импульсных сигналов обмена приемник, предназначенный для съема информации и ее полного восстановления, при соотношении сигнал - шум 10 дБ, должен обладать полосой пропускания не менее 40 кГц и чувствительностью приемника 0,15 - 0,2 мкВ. Указанными параметрами обладает ряд устройств, предлагаемых на российском рынке.

2. Анализ спектра излучения протокола обмена

Не выделяя акцентов на конкретных средствах защиты, системах контроля доступа, электронных идентификаторах и их конструктивных особенностях, рассмотрим возможные способы, обеспечивающие надежную защиту протоколов обмена СЗИ от «взлома» путем перехвата и последующего анализа побочных электромагнитных излучений. Это, прежде всего, использование в протоколах обмена сигналов в виде псевдослучайных импульсных последовательностей (ИП), представляющих собой дискретные стационарные процессы с распределением отдельных параметров (независимых между собой) по тому или иному заранее заданному принципу. Такой анализ параметров импульсной последовательности в любом интервале времени позволяет идентифицировать пользователя. После каждого обмена между средством идентификации и аппаратной частью СЗИ необходимо изменение и запись характеристик последовательности распределения случайных параметров импульсной последовательности. Это позволит максимально снизить возможность «взлома» системы путем перехвата и анализа ПЭМИН. В качестве случайных параметров импульсной последовательности в цифровых схемах обработки сигналов используются: длительность отдельных импульсов, временные расстояния между импульсами или комбинации длительности и расстояния.

При цифровой обработке предыскаженных импульсных последовательностей для восстановления исходной формы цифровых сигналов в аппаратной часты средств защиты используются программируемые цифровые фильтры с максимальной разрядностью, соизмеримой с шумами канала связи. С помощью программируемых предыскажений задается определенная скорость изменения огибающей импульсов цифровых сигналов, соответственно, фиксирование уровней внеполосных излучений. Максимальная вероятность идентификации при минимальных временных интервалах анализа сигнала и затраты памяти ПЭВМ достигается путем применения интерполяционного метода обращения к табличному ПЗУ, содержащему информацию о форме генерируемого импульса.

Идентификация пользователя в этом случае основана на фильтрации сигнала на входе системы и анализе информационного импульса. При построении данного способа защиты учитывается необходимость генерации шумового сигнала в достаточно широком диапазоне частот и восстановления исходной формы видеосигналов после фильтрации шумовой помехи.