Диссертация (Идентификация параметров источников побочных электромагнитных излучений по измерениям в ближней зоне), страница 5

На этапе специальных исследований, проводимых в лаборатории (чаще всего в экранированной камере),осуществляется измерение параметров информативных сигналов во всех режимах работы исследуемого ТС и режимах обработки защищаемой информациина минимальном расстоянии от ТС (от 1 м до 3 м в зависимости от анализируемого диапазона частот), что позволяет существенно снизить время на проведение исследований и повысить точность, поскольку мощность ЭМИ вблизиустройства гораздо выше мощности на границе контролируемой зоны. Измеренные уровни напряжённости электрического и магнитного полей в точкемаксимального излучения на частотах, соответствующих информационномусигналу, используются для расчёта характеристик ПЭМИ на границе контролируемой зоны. Для учёта затухания электромагнитного поля в зависимости отрасстояния от ТС вводятся три зоны излучения: ближняя зона, переходная зонаи дальняя зона.

В каждой зоне используются упрощённые формулы, полученные путём аппроксимации модели излучения элементарного диполя [31].В результате специальных исследований для всех режимов работы ТСопределяется радиус R максимально возможной зоны разведки (перехвата) информации от ТС за счёт ПЭМИ.22Аттестационный контроль осуществляется непосредственно на объектеинформатизации и заключается в расчёте контролируемого показателя защищённости информации для опасных режимов работы СВТ, определённых порезультатам специальных исследований.

При этом опасными режимами работыСВТ считаются такие, в которых не обеспечивается условие R < 0,71RКЗ, гдеRКЗ – минимальное расстояние от исследуемого ТС до границы контролируемой зоны. При проведении аттестационных испытаний на объекте информатизации для расчёта показателя защищённости определяется реальное затуханиесигнала при его распространении от места расположения исследуемого СВТ дограницы контролируемой зоны с использованием вспомогательного излучателя, состоящего из генератора и передающей антенны.В качестве радиоприёмного измерительного устройства при проведенииспециальных исследований и аттестационного контроля рекомендовано использовать измерительные приёмники и анализаторы спектра, а также измерительные комплексы на их основе.Оценка параметров ПЭМИ производится в частотной области с использованием априорной информации о параметрах тестового сигнала.

Для этого производится фиксация в режиме пикового детектирования значений амплитуднапряжённости электрического и магнитного полей на частотах, на которыхобнаружено излучение тестового сигнала. При этом измерения проводятся вкаждом лепестке спектра импульса тестового сигнала шириной F в отдельности.

На выявленных частотах также производится измерение реальных помех ишумов. По результатам измерений на каждой частоте рассчитывается уровеньизлучения тестового сигнала как среднеквадратическое значение превышенияего над уровнем шума и помех. Полученные результаты используются для расчёта отношения мощности сигнала к мощности шума на расстоянии r. При этоммощность информационного сигнала рассчитывается как сумма квадратов рассчитанных уровней излучения тестового сигнала на частотах излучения тестового сигнала с учётом затухания электромагнитной волны на расстоянии r.23Мощность шума рассчитывается путём интегрирования в полосе F эмпирической частотной характеристики шумов электрического поля.В соответствии с методикой, оценка защищённости информации, обрабатываемой СВТ, производится путём сравнения полученных значений отношения сигнал/шум с допустимым значением  , приведённым в нормативных документах.

Исследуемое СВТ считается защищённым, если во всех опасных режимах работы в каждом частотном интервале F рассчитанное значение меньше .Согласно действующим нормативно-методическим документам, при проведении специальных исследований требуется измерять информативныеПЭМИ. Такие излучения составляют лишь малую долю от всего спектра излучений технического средства. Все прочие излучения, в том числе соответствующие передаче служебной информации, не должны фиксироваться при измерениях.

Для того чтобы выделить информационные ПЭМИ, на исследуемомтехническом средстве предусматривают специальные тестовые режимы его работы. Основные требования к тестам и тестовым режимам работы ТС представлены в ГОСТ 29339-92 [32]. В соответствии с этим документом тестовыйрежим работы ТС должен обеспечивать: формирование на выделенном пути циркуляции информации определённой периодической последовательности информационных сигналов (импульсов); максимально возможные частоту повторения и уровень излучения информационных сигналов; минимизацию объёма служебной части в тестовом сигнале.Представленная методика контроля защищённости информации, обрабатываемой СВТ, от её утечки за счёт побочных ЭМИ на сегодняшний день обладает существенными недостатками, связанными с особенностями построениятрактов передачи информации и формирования сигналов в современныхустройствах. К ним относятся:241.

Трудность формирования тестовых режимов работы для современныхинтерфейсов передачи данных, использующих пакетную передачу сигналов вдифференциальном режиме на высоких скоростях. Например, максимальнаяскорость передачи данных в интерфейсе USB 3.0 составляет 5 Гбит/с, интерфейс HDMI имеет пропускную способность в пределах от 4,9 до 10,2 Гбит/с, аинтерфейс SATA 3.0 обеспечивает скорость обмена данными до 6 Гбит/с.2. Необходимость учёта специфики формирования излучения элементовтракта передачи информации, а не только априорные данные о параметрах передаваемых сигналов, поскольку ЭМИ современных интерфейсов, как показанов [33] формируется суперпозицией в общем случае неидентичных сигналов,даже в тестовом режиме работы СВТ.3. Возможность существенного завышения опасности утечки информацииза счёт использования тестовых режимов, формирующих детерминированноеЭМИ, тогда как в стандартных режимах работы СВТ информационный сигналимеет случайный характер, а его спектр мощности распределён во всем диапазоне частот.4.

Значительные временные затраты на проведение измерений, а такженеобходимость использования специализированных помещений большой площади для проведения специальных исследований.5. Невысокая точность расчёта радиуса зоны R, за счёт использованияупрощённой аппроксимации ТС моделью элементарного диполя, которая, какпоказывают исследования [33], является адекватной только для определённогочастотного диапазона.Также необходимо учитывать, что на расстоянии 1 – 3 м от ТС излучениена разных частотах формируется по-разному, поскольку для высоких частот этаобласть уже является дальней зоной, а для низких может лежать как в переходной, так и в ближней зонах, что определяет необходимый набор измерений ирасчётные соотношения.Таким образом, для эффективного описания и исследования пространственно-частотных характеристик излучения современных СВТ необходимо25разрабатывать новые технологии измерения, методы анализа и эффективныеалгоритмы обработки.1.3 Современные методы исследования ЭМИ ТСПоскольку зарубежная нормативно-методическая база по контролю защищённости ТС от утечки информации за счёт ЭМИ является закрытой, обзорсовременных методов и подходов к измерению может быть произведён на основании стандартов по обеспечению электромагнитной совместимости (ЭМС)радиоэлектронной аппаратуры.Существует большое количество норм и требований, относящихся кобеспечению ЭМС оборудования.

Они подразделяются на нормы, регламентирующие характеристики измерительного оборудования, параметры тестовыхсистем и методику измерений ЭМИ различной природы. Определяя методикуиспытаний электрических устройств на ЭМС, эти нормы устанавливают критерии, на основании которых может быть сделан вывод о том, что испытываемыеустройства удовлетворяют требованиям ЭМС.Работа по стандартизации требований по электромагнитной совместимости ведётся на международном, европейском, американском и национальныхуровнях. На мировом уровне основную нагрузку несут на себе ISO (Международная организация по стандартизации) и IEC (Международная электротехническая комиссия, МЭК), подразделением которой является CISPR (InternationalSpecial Committee on Radio Interference — Международный специальный комитет по борьбе с радиопомехами).

На европейском уровне данную работу осуществляют CEN (Европейский комитет по стандартизации) и CENELEC (Европейский комитет по электротехническим стандартам), а также ETSI (Европейский институт по стандартизации в области телекоммуникаций). В Америкестандартизация в этой области осуществляется FCC (Федеральная комиссия покоммуникациям) и в рамках системы военных стандартов MIL-STD.К основным стандартам оценки ЭМС за счёт ЭМИ относятся:26 CISPR 11, CISPR 12, CISPR 14-1, группа стандартов CISPR 16 иCISPR 22; группы стандартов IEC EN 61000 и IEC EN 61967; группа стандартов ISO 11451; европейские стандарты EN 50 081, EN 55 011, EN 55 013 EN 55 014, EN55 022, VDE 0875, VDE 0871; американские стандарты FCC Часть 15 и MIL-STD 461.Некоторые из представленных стандартов также имеют отечественныеэквиваленты, например, стандарту МЭК 61000-4-3:2006 соответствует ГОСТ Р51317.4.3-2006,стандартуCISPR16-1-4:2007соответствуетГОСТР51318.16.1.4-2008 и т.д.В рамках представленных стандартов можно выделить следующие методы измерения ЭМИ, подробно рассмотренные в [34-36]: измерения в свободном пространстве; измерения в специализированных экранированных и безэховых камерах; метод сканирования ближнего поля.Первые два метода практически не отличаются от рассмотренных впредыдущем разделе по своей концепции, однако используют другие нормы итребования к измерительной аппаратуре, включающие возможность проведения измерений во временной области, а также к параметрам проведения измерений, таким как расстояния от измерительной аппаратуры до исследуемогообъекта и диапазону анализируемых частот.Дополнительно к этим методам, в стандарте IEC 61967-3 вводится методисследования ЭМИ интегральных схем, основанный на сканировании ближнегополя излучения в частотной области с использованием специальных пробников[37].Теория сканирования ближнего поля для определения характеристикнаправленности и мощности излучения в дальней зоне была разработана для27антенных систем достаточно давно и на сегодняшний день практически заменила классический метод прямого измерения благодаря высокой точности ималым временным затратам.Такой подход к измерениям также широко используется производителямисовременных измерительных стендов для оценки ЭМС интегральных схем, таких как Agilent, Detectus AB, EMScan, Langer EMV-Technik и т.д.

Современныеисследования [10, 28, 29, 38] также показывают, что данный метод может бытьтакже эффективно применён для исследования ЭМИ широкого классаустройств, в том числе излучения информационных сигналов СВТ, имеющего вобщем случае случайный характер.Исследования другой научной группы показывают, что результаты измерения компонент электромагнитного поля в ближней зоне могут также эффективно использоваться для оценки сигналов, наводимых излучающей структурой на соседние линии передачи и другие сосредоточенные и распределённыеструктуры [39], что может позволить одновременное комплексное исследование канала утечки информации за счёт ПЭМИН.1.4 Исследования ЭМИ ТС в ближней зонеЭлектромагнитное поле, излучаемое источником (антенной, техническимсредством и т.д.), по своим характеристикам может быть условно разделено нанесколько областей в зависимости от расстояния от источника.