Бехтин М.А. Система обнаружения побочных информационных электромагнитных излучений технических средств (Система обнаружения побочных информационных электромагнитных излучений технических средств)

На правах рукописиБЕХТИН МАКСИМ АЛЕКСАНДРОВИЧСИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ ПОБОЧНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВСпециальность 05.12.04 – Радиотехника,в том числе системы и устройства телевиденияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2009Работа выполнена на кафедре теоретической радиотехникиМосковского авиационного института (государственного техническогоуниверситета) «МАИ».Научный руководитель:доктор технических наук, профессорЮрий Владимирович КузнецовОфициальные оппоненты:доктор технических наук, профессорКуприянов Александр Ильичкандидат военных наук, доцентНабока Юрий ИвановичВедущая организация:Федеральное государственное унитарноепредприятие «Научно-производственноепредприятие «Гамма»Защита диссертации состоится « 29 » декабря 2009 г.

в 1000 часов назаседании диссертационного совета Д 212.125.03 при Московском авиационном институте (государственном техническом университете) по адресу:125993, г. Москва, А-80, ГСП-3, Волоколамское шоссе, 4.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАИ.Автореферат разослан «Ученый секретарьдиссертационного советаД 212.125.03, к.т.н., с.н.с.»2009 года.М.И. СычевОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность проблемы. В процессе функционирования техническихсредств (ТС) обработки, хранения и передачи информации в конструктивныхэлементах и кабельных соединениях этих устройств циркулируют электрические токи информативных сигналов.

Это приводит к формированию и излучению в окружающее пространство электромагнитных полей, уровни которых могут быть достаточными для их приема на расстоянии от техническогосредства и извлечения из них информации с помощью специальной аппаратуры. Возможность скрытого от владельца технического средства съема информации, обрабатываемой на устройстве, сложность выявления электромагнитного канала утечки информации обусловили высокий интерес к методам исредствам анализа побочного электромагнитного излучения техническихсредств обработки, хранения и передачи информации.Под утечкой информации по каналам побочного электромагнитного излучения понимается возможность доступа к информации, обрабатываемой натехнических средствах, осуществляемого путем перехвата и соответствующей обработки побочных электромагнитных излучений технических средствпередачи, обработки и хранения информации. Канал утечки информациивключает в себя техническое средство, среду распространения электромагнитных волн, систему перехвата и обработки побочных излучений.Каналы утечки информации могут возникать вследствие излучения информативных сигналов при работе технического средства и наведения этихсигналов в линиях связи, цепях питания и заземления, других коммуникациях.

ПЭМИ технических средств может распространяться на большие расстояния и регистрироваться современными измерительными средствами. Частотыинформационных составляющих побочных излучений зависят от типа технического средства и видов сигналов, обрабатываемых на нем, и могут перекрывать диапазон частот от сотен герц до нескольких десятков гигагерц.В настоящее время литература по вопросам обеспечения информационной безопасности практически отсутствует.

В большинстве книг, посвященных проблеме информационной безопасности, материалы об электромагнитном канале утечки информации носят обзорный характер. Большинство работв области исследования побочного электромагнитного излучения техниче-3ских средств проводятся в целях обеспечения государственной безопасности,и вся полученная информация является секретной.Для обеспечения информационной безопасности технических средствнеобходимо принимать во внимание электромагнитную обстановку и уровеньэлектромагнитных излучений исследуемых технических средств в широкомдиапазоне частот. В большинстве случаев мероприятия по снижению уязвимости радиотехнического оборудования опираются на совокупность инженерно-технических исследований (ИТИ), в результате которых должны бытьполучены обоснованные рекомендации для каждого конкретного технического средства.

Целью ИТИ является выявление и количественная оценка степени защищенности технического средства. Наиболее часто на практике применяют критерий оценки защищенности в виде отношения уровня информативного сигнала в канале утечки к уровню нормированной помехи. Т.е. задачаИТИ состоит в определении реального отношения сигнал/шум на выходеприемника ПЭМИ в точке его возможного расположения и сравнении полученного значения с нормой.

На практике при оценке защищенности каналовЭМИ используют не реальное отношение сигнал/шум, а расстояние от технического средства, за пределами которого выполняется условие защищенности.В настоящее время для проведения исследований ПЭМИ техническихсредств целесообразно использовать такой комплекс аппаратуры, основу которого составляет измерительный приёмник или анализатор спектра с набором соответствующих измерительных антенн. Измерительные приёмники внаибольшей степени отвечают требованиям, предъявляемым к аппаратуре дляисследований ПЭМИ.

Они обеспечивают высокую точность измерений приотносительно больших временных затратах.Значительная часть измерительных приёмников позволяет наблюдатьпанораму исследуемого диапазона частот, анализировать сигналы на выходедетекторов различных типов. Однако цена измерительных приёмников весьма высока. Анализаторы спектра по своим функциональным возможностямвполне сопоставимы с измерительными приёмниками. Более того, на стадииобнаружения ПЭМИ они оказываются удобнее приёмников.Для защиты технических средств от утечки информации применяютсяорганизационные и технические мероприятия. Организационные мероприятия направлены на то, чтобы, не изменяя уровня ПЭМИ исследуемого уст4ройства или уровня электромагнитных шумов путем изменения расположения ТС добиться уменьшения зоны возможного перехвата информации. Ктехническим мероприятиям защиты информации относятся меры и средства,воздействующие либо на уровень ПЭМИ, либо на уровень электромагнитныхшумов.

Например, электромагнитное экранирование является эффективнымспособом защиты информации.При проведении ИТИ для обеспечения стационарности излучения технического средства и, как следствие, более уверенного обнаружения информационных составляющих в ПЭМИ ТС, на практике используют такой режимработы устройства, при котором в нем циклически выполняется набор одинаковых операций. Этот режим работы ТС называется тестовым режимом. Например, для отдельных блоков персонального компьютера используются следующие тест-режимы: для монитора используется режим отображения «точкачерез точку»; для жестких магнитных дисков используется чередование записи и чтения «единиц»; для клавиатуры – нажатая клавиша.Условия, предъявляемые к качеству измерения ПЭМИ ТС, требуют разработки специальных программно-аппаратных комплексов, использующих,наряду с универсальными измерителями, специализированные устройствадля обнаружения, обработки и регистрации информационных составляющихПЭМИ ТС.

Это определяет актуальность задачи разработки новых методов иалгоритмов эффективного анализа электромагнитных излучений в широкойполосе частот, учитывающих характеристики тестовых последовательностейи используемых универсальных измерительных устройств.В связи со всем выше сказанным задача разработки системы обнаружения побочных информационных электромагнитных излучений техническихсредств с использованием квадратурной обработки является актуальной.Целью работы является разработка алгоритма поиска и обнаруженияинформационных составляющих побочного электромагнитного излучениятехнических средств с использованием квадратурной обработки и реализациярадиотехнической системы обнаружения.Для достижения поставленной цели в работе решены следующиеосновные задачи:1. Синтезирована математическая модель информационных сигналовпобочных электромагнитных излучений технических средств.52.

Разработан алгоритм обнаружения информационных составляющихПЭМИ технических средств на основе квадратурной обработки сигналов,учитывающий параметры и режим работы измерительного оборудования.3. Разработана математическая модель системы обнаружения информационных составляющих побочного электромагнитного излучения технических средств обработки, хранения и передачи информации.4. Проведено компьютерное моделирование процесса обнаружения информационных составляющих ПЭМИ ТС с использованием синтезированныхмоделей системы обнаружения и сигналов технического средства.5.

Проведено стохастическое исследование статистических характеристик и параметров сигналов на выходе системы обнаружения.6. Разработана и реализована система обнаружения и блок цифровойобработки побочных электромагнитных излучений технических средств.7. Проведено экспериментальное исследование по обнаружению информационных составляющих ПЭМИ отдельных блоков персонального компьютера.Методы исследований.

Для решения поставленных задач использовался аппарат теории вероятностей, математического анализа, цифрового спектрального анализа и его приложения, методы анализа линейных и нелинейных радиоустройств, методы математического и статистического моделирования, а также теоретические основы статистической радиотехники.Научная новизна:1.