Бехтин М.А. Система обнаружения побочных информационных электромагнитных излучений технических средств (1006293), страница 4
Текст из файла (страница 4)
6.АнтеннаясистемаТехническоесредствоАнализаторспектраМодульАЦПВыход ПЧРис. 6. Схема экспериментального стенда проведения измеренийПЭМИ технических средствПри проведении исследований использовалось следующее контрольноизмерительное оборудование:− антенна дипольная активная П6-51, рабочий диапазон частот 9 кГц –300 МГц;− анализатор спектра Agilent E4407B;− модуль аналого-цифрового преобразования;− персональный компьютер.Антенна дипольная активная П6-51 предназначена для измерения электрической составляющей напряжённости электромагнитного поля.
Антеннытакого типа используются при решении задач электромагнитной совместимоститехнических средств, а также для определения и контроля предельно допустимых уровней электромагнитных полей технических средств.17Широкополосный анализатор спектра Agilent E4407B представляет собойсовременный высокотехнологичный прибор, обладающий широкими возможностями измерения спектра сигналов. Для получения анализируемых сигналовбольшой длительности прибор оснащен опциональной платой выхода промежуточной частоты.Для получения цифрового сигнала с выхода промежуточной частоты анализатора спектра сигнал подавался на специально разработанный цифровойблок формирования квадратур.
Использование этого модуля позволило получать и обрабатывать на компьютере комплексную огибающую принимаемогосигнала. Для управления параметрами работы приборов, накопления измеренных данных и их последующей обработки используется персональный компьютер.Также в четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований ПЭМИ ТС для разных режимов работы системы обнаружения. Сигналы на выходе корреляторов амплитудного и квадратурного каналов для частоты настройки 17 МГц, диапазона анализируемых частот ΔF = 30 МГц и полосы пропускания ФПЧ ΔFПЧ = 100 кГц показаны на рис.
7.0.80.60.08УровеньУровень0.10.060.040.20.0200.41020Частота, МГц0301020Частота, МГц30а)б)Рис. 7. ВКФ измеренного ПЭМИ ТС с опорным сигналом дляамплитудного (а) и квадратурного каналов (б).F = 17 МГц, ΔF = 30 МГц, ΔFПЧ = 100 кГц.Из рисунков видно, что информационные составляющие ПЭМИ жесткогодиска повторяются с частотой, кратной частоте F1 = 1,32 МГц. При этом из-заблизкого расположения друг к другу частот информативного сигнала жесткогодиска и широкой полосы пропускания фильтра промежуточной частоты на выходе коррелятора амплитудного канала произошло наложение соседних лепестков взаимнокорреляционной функции.
Это привело к невозможности оценить18точные значения частот информационных составляющих ПЭМИ ТС. При этомна выходе коррелятора квадратурного канала структура сигнала сохранилась, иопределить информативные частоты не составляет труда.В пятой главе решена задача разработки и реализации измерительногокомплекса для обнаружения информационных составляющих ПЭМИ технических средств. Проведен обзор современных измерительных комплексов на основе сканирующих приемников, селективных микровольтметров и анализаторов спектра. Показано, что представленные на отечественном рынке комплексыдля проведения исследований ПЭМИ радиотехнических устройств позволяют вручном или автоматическом режимах решать задачи анализа излучений и наводок технических средств обработки, хранения и передачи информации. Измерительные комплексы классифицируются по принципу построения и функциональным возможностям.Простейшим устройством, позволяющим проводить измерения и поискинформативных излучений ТС является индикатор электромагнитных излучений.
Такой индикатор состоит из слабонаправленной антенны, широкополосного усилителя, амплитудного детектора и порогового устройства. Прибор регистрирует интегральный уровень электромагнитных излучений в месте приема.Другой класс измерительных устройств – сканирующие приемники. Выделяюттри основных режима работы сканирующих приемников: автоматическое сканирование в диапазоне частот; автоматическое сканирование на заданных частотах; сканирование в ручном режиме.Другую группу измерительных приборов, используемых для поиска информативных излучений ТС, представляют анализаторы спектра, рабочий диапазон которых достигает десятков гигагерц. Основное достоинство анализаторов спектра заключается в возможности наблюдения за изменениями панорамырадиосигнала в выбранном частотном диапазоне и регистрации его основныхпараметров.
Крупнейшими производителями профессиональных анализаторовспектра являются фирмы Agilent и Rohde&Schwarz.В главе представлен разработанный и изготовленный блок формирования квадратур, включающий в себя аналого-цифровой преобразователь, сигнальный процессор и систему накопления и передачи данных в компьютер.Предложена структура измерительного комплекса, позволяющего реализовать разработанный алгоритм обнаружения информационных составляющих19побочных электромагнитных излучений технических средств на основе квадратурной обработки измеренных сигналов.Для реализации системы обнаружения информационных составляющихПЭМИ технических средств в рамках создания цифрового блока формирования квадратур был разработан, изготовлен и отлажен модуль аналогоцифрового преобразования.
Основные характеристики цифрового блока формирования квадратур приведены в табл. 1.Таблица 1Технические характеристики цифрового блока формирования квадратурНаименование параметраРазрядность АЦПЗначение12 битЧастота дискретизации АЦП200 МГцКоэффициент децимации128Результирующая частота дискретизацииРазрядность сигналов квадратур1,5625 МГц16 битНесущая частота анализируемого сигнала21,4 МГцВ системе обнаружения информационных составляющих побочныхэлектромагнитных излучений технических средств предложено использоватьмодуль цифрового преобразования (МЦП) радиосигнала промежуточной частоты.
Использование этого модуля позволит выполнять обработку комплексной огибающей принимаемого сигнала и осуществлять амплитудное и частотное детектирование непосредственно на управляющем компьютере. Основные функции и задачи МЦП следующие:1.
Аналого-цифровое преобразование сигнала с выхода промежуточнойчастоты анализатора спектра.2. Предварительная цифровая обработка данных, полученных с АЦП:− формирование сигналов квадратур;− цифровая фильтрация сигналов в квадратурных каналах;− децимация выходных потоков данных.3. Передача данных на управляющий компьютер.В заключение главы предложены пути автоматизации процесса обнаружения информационных составляющих побочных электромагнитных излучений технических средств.20ЗаключениеДиссертационная работа посвящена разработке алгоритма поиска и обнаружения информационных составляющих побочного электромагнитногоизлучения технических средств с использованием квадратурной обработки иреализации радиотехнической системы обнаружения. Разработанная системаобнаружения и блок цифровой обработки могут быть эффективно примененыдля решения задач обеспечения информационной безопасности техническихсредств обработки, хранения и передачи информации.Проведенный обзор по материалам отечественных и зарубежных источников в области анализа побочных электромагнитных излучений технических средств (ТС) обработки, хранения и передачи информации с точки зрения информационной безопасности показал, что выбранное направление исследований является востребованным, актуальным и перспективным.По результатам исследований, проведенных в рамках данной диссертации, получены следующие основные результаты и сделаны следующие выводы.1.
Разработана модель формирования информационных составляющихэлектромагнитного излучения технических средств, учитывающая особенности сигналов, обрабатываемых в различных технических средствах обработки, хранения и передачи информации.2. Разработана частотно-временная модель системы обнаружения информационных составляющих побочного электромагнитного излучения технических средств обработки, хранения и передачи информации, учитывающая режим работы измерительного оборудования.3. Проведено стохастическое компьютерное моделирование процессовобнаружения информационных составляющих ПЭМИ технических средствдля заданных значений полосы частот и времени наблюдения сигнала, позволившее оценить технические характеристики измерительного комплекса вразных режимах работы.4.
Разработан алгоритм обнаружения информационных составляющихПЭМИ технических средств обработки, хранения и передачи информации,позволяющий уменьшить вероятность пропуска более чем в два раза при вероятности ложной тревоги 10 % для заданного отношения сигнал/шум посравнению с известными алгоритмами за счет использования комплексной21огибающей измеренного сигнала и учета характеристик измерительной системы.5. Разработан и реализован модуль аналого-цифрового преобразованияс частотой дискретизации 200 МГц, осуществляющий дискретизацию радиосигнала промежуточной частоты, синхронное детектирование, выделениеквадратурных составляющих, децимацию, цифровую фильтрацию и передачуобработанных данных на компьютер по шине USB 2.0.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
