2_3_3.htm 2.2.3. Защита от побочных электромагнитных излучений и наводок Одним из важнейших условий защиты информации через побочные электромагнитные излучения и наводки, возникающие в технических средствах передачи информации, является правильное заземление этих устройств. На практике чаще всего приходится иметь дело с радиальной системой заземления, которая имеет меньше общих участков для протекания сигнальных и питающих токов в обратном направлении (от технических средств к посторонним наблюдателям). Следует иметь в виду, что шина заземления и заземляющего контура не должна иметь петель, а выполняется в виде ветвящегося дерева, где сопротивление контура не превышает 1 Ом. Данное требование обеспечивается применением в качестве заземлителей — стержней из металла, обладающих высокой электропроводностью, погруженных в землю и соединенных с металлическими конструкциями технических средств. Чаще всего — это вертикально вбитые в землю стальные трубы длиной в 2—3 метра и диаметром 35—50 мм. Они хороши тем, что позволяют достигать влажных слоев земли, обладающих наибольшей проводимостью и не подверженных высыханию или промерзанию. Кроме того, использование труб не связано со сколько-нибудь значительными земляными работами. Сопротивление заземления определяется главным образом сопротивлением растекания тока в земле. Его величину можно значительно снизить за счет уменьшения переходного сопротивления (между заземлителем и поч- вой) путем тщательной очистки поверхности трубы от грязи и ржавчины, подсыпкой в лунку по всей ее высоте поваренной соли и утрамбовкой почвы вокруг каждой трубы. Заземлители (трубы) следует соединять между собой шинами с помощью сварки. Сечение шин и магистралей заземления для достижения механической прочности и получения достаточной проводимости рекомендуется брать не менее 24х4 мм. Магистрали заземления вне здания надо прокладывать на глубине около 1,5 м, а внутри здания — по стенам или специальным каналам, чтобы можно было их регулярно осматривать. Соединяют магистрали с заземли-телем только с помощью сварки, а к техническим средствам передачи информации магистраль подключают болтовым соединением в одной точке. В случае подключения к магистрали заземления нескольких таких устройств соединять их с магистралью надо параллельно (при последовательном соединении — отключение одного прибора может привести к отключению всех остальных). При расчете конкретных заземляющих устройств необходимо использовать специальные формулы и таблицы. При устройстве заземления нельзя применять естественные заземлители: • Металлические конструкции зданий, имеющие соединение с землей • Проложенные в земле металлические трубы • Металлические оболочки подземных кабелей. Возникновение наводок в сетях питания технических средств передачи информации чаще всего связано с тем, что они подключены к общим линиям питания. Поэтому сетевые фильтры, используемые в цепях питания этих средств, выполняют две функции: • Защиты аппаратуры от внешних импульсных помех • Защиты от наводок, создаваемых самой аппаратурой. При этом однофазная система распределения электроэнергии должна осуществляться трансформатором с заземленной средней точкой, трехфазная — высоковольтным понижающим трансформатором. При выборе фильтров нужно учитывать: • Номинальные значения токов и напряжений в цепях питания, а также допустимые значения падения напряжения на фильтре при максимальной нагрузке • Допустимые значения реактивной составляющей тока на основной частоте напряжения питания • Необходимое затухание фильтра • Механические характеристики фильтра (размер, масса, тип корпуса, способ установки) • Степень экранирования фильтра от посторонних полей. Фильтры в цепях питания могут иметь весьма различные конструкции, их масса колеблется в пределах от 0,5 кг до 90 кг, а объем от 0,8 см3 до 1,6 м3. Конструкция фильтра должна обеспечивать существенное снижение вероятности возникновения внутри корпуса побочной связи между входом и выходом из-за магнитных, электрических либо электромагнитных полей. Для полного устранения наводок от технических средств передачи информации в помещениях, линии которых выходят за пределы контролируемой зоны, необходимо не только подавить их в отходящих от источника проводах, но и ограничить сферу действия электромагнитного поля, создаваемого системой его внутренних электропроводок. Эта задача решается путем экранирования технических средств или всего помещения в целом. Размеры экранируемого помещения выбирают, исходя из его назначения, наличия свободной площади и стоимости работ. Обычно достаточно иметь помещение площадью 6—8 кв. м при высоте 2,5—3 м. Теоретически, с точки зрения стоимости материала и простоты изготовления, преимущества на стороне экранов из листовой стали. Однако применение сетки значительно упрощает вопросы вентиляции и освещения. Чтобы решить вопрос о материале экрана, необходимо знать, во сколько раз требуется ослабить уровни излучения. Чаще всего необходимо ослабить излучения более чем в 30 раз. Такую эффективность обеспечивает экран, изготовленный из одинарной медной сетки с ячейкой 2,5 мм, либо из тонколистовой оцинкованной стали толщиной 0,51 мм и более. Металлические листы (или полотнища сетки) должны быть между собой электрически прочно соединены по всему периметру, что обеспечивается электросваркой или пайкой. Двери помещений также необходимо экранировать, с обеспечением надежного электроконтакта с дверной рамой по всему периметру не реже, чем через 10—15 мм. Для этого применяют пружинную гребенку из фосфористой бронзы, укрепляя ее по всему внутреннему периметру дверной рамы. При наличии в помещении окон их затягивают одним или двумя слоями медной сетки с ячейкой не более чем 2х2 мм, причем расстояние между слоями сетки должно быть не менее 50 мм. Оба слоя должны иметь хороший электроконтакт со стенками помещения посредством все той же гребенки из фосфористой бронзы, либо пайкой (если сетка несъемная). Грамотно выполненное электромагнитное экранирование является радикальным способом защиты информации от перехвата по радиотехническому каналу, но требует значительных капитальных затрат и регулярного контроля эффективности экранирования. Кроме того, полное электромагнитное экранирование вносит дискомфорт в работу обслуживающего технику персонала, а сделать экранированные помещения в офисах коммерческих фирм обычно не представляется возможным. В этих случаях используется активная радиотехническая маскировка. Она заключается в формировании и излучении в непосредственной близости от защищаемых устройств широкополосного шумового сигнала с уровнем, превышающим уровень информационных излучений во всем частотном диапазоне, где
Рис. 2.20. Спектральные характеристики генераторов шума и спектрограммы побочных информационных излучений имеют место эти излучения, а также в осуществлении наводок (по эфиру), маскирующих шумовых колебаний в отходящие цепи. Спектральные характеристики генераторов шума и спектрограммы побочных информационных излучений некоторых, наиболее часто используемых средств вычислительной техники, представлены на рис. 2.20. Для того чтобы определить расстояние, на котором информация с экрана дисплея уже не будет воспроизводиться ТВ-приемником, производятся определенные измерения. Последние производятся на специальной измерительной установке (рис. 2.21) в широком диапазоне частот. Исследуемый дисплей располагается на высоте 1 м над заземленным металлическим листом, находящимся в полу измерительной площадки. Сигнал от калиброванной антенны подается на вход приемника для измерения в диапазоне 30—1000 МГц. Сигнал ПЧ измерительного приемника перестройкой частоты преобразуется во входной сигнал ТВ-приемника. Два приемника позволяют не только восстанавливать, но и проводить измерения напряженности электрического поля и сравнивать ее значение с качеством восстановления. В отличие от ситуации реального извлечения информации из излучения при измерениях имеющийся в наличии дисплей позволяет измерять синхросигналы. Строчный синхросигнал получают непосредственно от дисплея, как правило, за счет магнитного поля строчного трансформатора. С помощью антенны и последующего фильтра выделяется синусоида с частотой 15—20 кГц, которая имеет значительную фазовую нестабильность. Для ее устранения требуется фазовая автоподстройка с большой постоянной времени. Схема формирования импульсов превращает синусоиду в синхроимпульсы строк, которые делением частоты повторения превращаются в синхроимпульсы кадров. Последние поступают на ТВ-приемник по волоконно-оптическому кабелю, чтобы предотвратить их влияние на поле излучения дисплея. Как всякое электронное устройство, телефон и факс, а также их линии связи излучают в открытое пространство высокие уровни поля в диапазоне частот вплоть до 150 МГц. Чтобы полностью подавить все виды излучений от этих технических средств, необходимо отфильтровать излучения в проводах микротелефона, в проводах отходящих от аппарата, а также обеспечить достаточную экранировку внутренней схемы аппарата. То и другое возможно лишь путем значительной переработки конструкций аппаратов и изменения их электрических параметров. Иными словами, требуется защитить цепь микрофона, цепь звонка и двухпроводную линию телефонной связи. Понятно, что осуществить указанные мероприятия способны только специалисты с использованием соответствующего оборудования и стандартных схем. То же самое относится и к проблеме защиты линий связи, выходящих за пределы помещений с аппаратами. Причиной излучения кабелей, как правило, является плохое состояние соединителей, направленных ответвителей и т.п. (неисправные или покрытые коррозией соединители могут быть причиной сильных излучений). Теоретически, если нет дефектов в оплетке (экране) кабеля, соединителях и
Рис. 2.21. Структурная схема измерительной установки других компонентах кабельной сети, эффективность экранирования кабеля составляет более 100 дБ. Этого более чем достаточно для предотвращения любого излучения от кабеля, которое можно зарегистрировать. При этом предполагается максимальный уровень сигнала в кабеле не более 100 мВ, а минимальный сигнал на поверхности кабеля должен быть 1 мкВ, чтобы он был зарегистрирован приемником. Существуют и более чувствительные приемники, но они обычно узкополосные и не годятся для приема широкополосных сигналов передачи данных. Чтобы не допустить восстановления информации, содержащейся в поле излучения кабелей, вокруг компьютерной системы должны быть размещены индикаторы электромагнитных излучений, которые обнаружат излучения, когда они еще не достигли значений, достаточных для восстановления информации за границами кабельной сети.