Бузов Г.А., Калинин С.В., Кондратьев А.В. Защита от утечки информации по техническим каналам (2005) (1095364), страница 55
Текст из файла (страница 55)
При выполнении этого условия можно быть уверенным, что не пропущены некие диапазоны частот с аномально низким затуханием. Если в исследованном диапазоне затухание сильно разнится, то для финального расчета нужно брать либо минимальное его значение, либо усреднять его, обычно по среднеквадратичному закону. 291 Глава 5 Однако обольщаться на этот счет все-таки не стоит! Реальное затухание сильно зависит от частоты и среды распространения. В области речевых частот, например, километрическое (т.е. на километр длины) затухание телефонной пары с жилой диаметром 0,5 мм в многопарном кабеле на частоте 800 Гц составляет не более 1,5 дБ.
В силовых цепях электропитания затухание сигнала речевого спектра может быть и несколько большим (правда, это не утверждение, а предположение), но поскольку на сегодня передача информации по сильноточным цепям в речевом диапазоне частот практически не применяется, то и не исследованы параметры передачи типовых силовых кабелей, а соответственно, заранее сказать что-либо определенное о вносимом той или иной цепью питания не представляется возможным. В ВЧ диапазоне частот затухание низкочастотных (например, телефонных) кабелей также не нормируется и дать предварительную оценку затухания кабеля не представляется возможным. Надо также иметь в виду, что при распространении ВЧ сигнала даже небольшого уровня, вполне вероятно взаимное влияние между кабелем, несущим информацию, и проложенными рядом с ним другими кабелями за счет параллельного пробега. Теория взаимных влияний между отдельными цепями хорошо проработана еще в 30 — 50 гг.
ХХ в., и нет необходимости приводить ее в данном пособии. К услугам заинтересованных специалистов большое количество различного рода пособий, учебников и монографий на эту тему. Скажем только одно, вероятность перехода ВЧ сигнала на параллельно идущие кабели всегда существует, а степень ее малости можно оценить только экспериментально. Но для этого потребуется проведение измерений не в одном (влияющем) кабеле, а во всем пучке кабелей, имеющих параллельный пробег с влияющим, часто расходящимся на несколько направлений (например, телефонные, сигнализации, оповещения и ряд других). Еще одним «подвидом» специальных исследований в области акустоэлектрических преобразований являются исследования эффективности различных видов систем активной защиты.
Достаточно часто приходится это оценивать, особенно в части прямого акустоэлекгрического преобразования, т.е. при зашумлении линий, Как правильно измерить сигналы и оценить эффективность систем активной защиты? Во-первых, должен быть измерен опасный сигнал в соответствии с методикой в отсугпсгпвиц зашумленоя. Рассчитано значение эквивалентного сигнала. Отдельно снимается (измеряется) спектр 292 Мероприятия по выявлению каналов утечки информации зашумляющего сигнала системы активной защиты в той же линии и, как правило, в той же точке. Точнее — огибающая спектральной плотности.
Почему именно спектр, а не интегральное значение во всей заданной полосе частот? Не так уж редок случай, когда в заданном диапазоне (не столь важно узок он или широк, важен принципиальный подход) огибающая шумового сигнала весьма неравномерна. При этом не исключен вариант, при котором в каких-то частотных интервалах соотношение сигнал/шум будет меньше нормируемого, хотя при использовании интегральных значений все укладывается в норму.
Именно поэтому, если огибающая спектральной плотности шума оказалась заметно неравномерной, нужно либо отдельно рассчитывать соотношения сигнал/шум для разных частотных интервалов, либо подставлять при расчете минимальное значение шума. И снова приходится указывать, что все принятые допущения и варианты измерений и расчетов должны быть изложены в протоколе. При проведении специальных исследований технических средств необходимо рассматривать еще один канал возможной утечки — канал, образуемый за счет «паразитной» высокочастотной генерации (ПВЧГ) усилительных устройств в широком смысле этого слова.
Возникновение генерации в усилительных устройствах всегда связано с наличием в них обратной связи (под которой понимается процесс передачи части выходного сигнала усилителя на его вход), как специально вводимой в схемы усилителей для стабилизации его параметров, так и образующейся за счет различного рода «паразитных связей» (емкости и индуктивности монтажа), старения элементов, и как следствие этого изменения их параметров и ряда других причин.
В топологии построения современных микросхем предусмотреть все «паразитные связи» практически невозможно. Дополнительно к этому в современных электронных схемах ПВЧГ в значительной мере определяется в том числе и очень высокой граничной частотой применяемых в настоящее время транзисторов („, (часто называемой частотой единичного усиления), микросхемы ведь тоже состоят в основном из транзисторов. Перечислять все причины возникновения ПВЧГ не имеет смысла — они подробно излагаются в курсе теоретической радиотехники.
В практике проведения исследований по наличию/отсутствию ПВЧГ встречались случаи, когда причиной появления «паразитной» в.ч. генерации в усилителях звукового диапазона частот в области 50...200 МГц являлось превышение допустимого уровня примесей 293 Глава 5 в кристалле микросхемы аналогового усилителя. Нередки случаи возникновения ПВЧГ в усилительных устройствах, выполненных с применением транзисторов и с достаточно низкой граничной частотой (чаще всего в блоках питания различных технических средств) далеко за пределами г„р. Объяснение этому явлению достаточно простое. С одной стороны, разработчики радиотехнических устройств при разработке схемотехники, как правило, выбирают транзисторы с Гр как минимум на порядок выше, чем максимальная частота усиливаемых сигналов.
С другой стороны, «поведение» частотной характеристики за пределами гр паспортными данными на транзисторы не нормируется. Достаточно часто встречаются случаи (и это подтверждено многочисленными экспериментами), когда АЧХ коэффициента усиления транзистора за пределами граничной частоты имеет резкий подъем (К„, » 1), т.е. транзистор снова начинает усиливать.
Типовая схема усилителя с ОС приведена на рис. 5.16. В приведенной схеме У вЂ” напряжение на входе собственно усилителя, 0„ — напряжение обратной связи; К = 0,„„~0, — коэффициент усиления собственно усилителя (без ОС); 8 = У,,~У,„„— коэффициент передачи петли обратной связи. В теории усилительных устройств коэффициент усиления усилителя с обратной связью принято определять как К = К/(1 — К(3), (5.8) йвх й, х вви нг ~вх Ег Рва. 6'.18.4агнкциональная схема усилитепяСОС Мероприятия по выявлению каналов утечки информации а параметр Кб = (/.„/(/, — как фактор обратной связи, или коэффициент усиления разомкнутого кольца обратной связи.
Величина (1 — Кб) носит название глубины обратной связи. Как следует из формулы (5.8), при значениях 0 < Кб < 1 коэффициент усиления усилителя с обратной связью К., становится больше коэффициента усиления собственно усилителя К. Это соответствует положительной обратной связи (ПОС), при которой напряжение обратной связи (/„ поступает на вход усилителя в фазе с входным (/,„, вследствие чего и. = (/.„+ (/., (5.9) Значение К(1 = 1 характеризует условие самовозбужцение усилителя, когда он превращается в автогенератор широкого спектра частот, независимо от частоты входного сигнала. Когда напряжение ОС находится в противофазе с входным, формула (5.9) перепишется следующим образом и.
= (/,„- (/., В этом случае нетрудно показать, что К„= К/(1 е КВ), т.е. коэффициент усиления усилителя уменьшится в 1 + К() раз. Такая обратная связь в усилителях называется отрицательной. Наиболее наглядно влияние обратной связи на коэффициент усиления усилителя с ОС иллюстрируется с помощью графика (рис. 5.17), на котором можно выделить три характерные области: — К() = О, так как К и О, та () = 0 и коэффициент усиления усилителя равен К; — К() — ~ 1, ʄ— ~ . Физически бесконечно большая величина коэффициента усиления означает, что усилитель превращается в автогенератор электрических колебаний; — К(3 < О, что соответствует отрицательной ОС, частным случаем которой является 100 % ОС, при которой К„= 1/)з и не зависит от усиления собственно усилителя. Практические схемы усилителей с ОС всегда содержат реактивные элементы, накапливающие энергию.
Как уже говорилось выше, это могут быть межэлектродные емкости транзисторов и микросхем, паразитные емкости монтажа, индуктивности печатных проводников и монтажных проводов и т.д. Реактивные элементы создают дополнительные фазовые сдвиги усиливаемых сигналов. Если на какой-то частоте сумма этих фазовых 295 кос Рис. 5.17. Влияние обратной связи на коэффициент усиления усилителя сдвигов достигает 180, то ОС из отрицательной переходит в положительную, превращая усилитель в автогенератор.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
