Зайцев А.П. и др. Технические средства и методы защиты информации (7-е издание, 2012) (1095365), страница 44
Текст из файла (страница 44)
По одномодовым волокнам передаются оптические сигналы с одной длиной волны. В многомодовых волокнах могут передаваться сигналы сразличной длиной волны. Для совмещения нескольких оптических сигналовприменяется так называемый волновой мультиплексор (Wave Division Multiplexer – WDM). WDM работает как призма. Сигналы с различной длиной волны комбинируются в нем, а затем пересылаются по одному из оптическихволокон. Призма на приемном конце разлагает сигнал на волны исходнойдлины и направляет их на вход соответствующего оптического приемника.Применение мультиплексирования позволяет увеличить число возможныхканалов передачи данных. Однако в многомодовых кабелях сигналы затухаютсильнее, следовательно, расстояния между узлами регенерации должны бытьзначительно уменьшены, что делает систему более дорогой, более «излучающей» и менее защищенной.В целом же затухание сигналов в оптоволоконном кабеле (до 5 дБ/км)немного меньше затухания электрического коаксиального кабеля.
Это объясняется тем, что свет не излучается вне кабеля, как электрический сигнал вмедных проводах. Очень важно и то, что с ростом частоты более 200 МГцоптоволоконные кабели имеют несомненное преимущество перед любымиэлектрическими кабелями. Поэтому для обеспечения безопасности информации целесообразна высокочастотная передача.Затухание сигнала существенно увеличивается при разветвлении и ответвлении кабеля. В связи с этим предпочтительнее использовать однонаправленные кабели, что, в свою очередь, определяет предпочтительные топологии сети: «звезда» (с двумя разнонаправленными кабелями между центральным абонентом и каждым из периферийных) или кольцо (с одним однонаправленным кабелем).Несмотря на малое затухание, волоконной оптике присуща другая проблема – хроматическая дисперсия.
Волны света различной длины стекло пропускает по-разному, поэтому импульс света, проходя через кабель, «размывается». Получается эффект радуги – световой сигнал разделяется на цветовыекомпоненты. На расстоянии в несколько километров он может «залезть» вследующий бит, что приведет к потерям данных. Это нарушит их целостность, которая является наряду с конфиденциальностью и доступностью важнейшим аспектом информационной безопасности. В одномодовых кабеляхпередается свет одной частоты, поэтому здесь нет эффекта хроматическойдисперсии.220Одно из возможных решений указанной проблемы – увеличение расстояния между соседними сигналами и соответственно сокращение скорости передачи, что не всегда допустимо. Однако исследования показали, что при генерации сигнала в некоторой специальной форме дисперсионные эффектыпочти исчезают, и сигнал можно передавать на тысячи километров.
Сигналы вэтой специальной форме называются силитонами.К недостаткам оптоволоконного кабеля относятся меньшие механическаяпрочность и долговечность по сравнению с электрическим кабелем и снижение чувствительности при воздействии ионизирующих излучений.Как было отмечено выше, компьютерные сети, построенные на базе оптоволоконных каналов, излучают в окружающее пространство конфиденциальные данные. Компания ITT Cannon NS&S провела ряд измерений уровнясобственных излучений для оптоволоконной, экранированной и неэкранированной кабельных систем в специально оборудованных лабораториях. В результате оказалось, что на частотах до 70 МГц сеть на основе экранированнойкабельной системы имеет самый низкий уровень собственных излучений.
Этообъясняется тем, что при хорошем заземлении экранирование не только снижает на несколько порядков собственные излучения кабелей, но и уменьшаетэлектрический потенциал корпусов активных устройств. На частотах 70–100 МГц все системы показали скачкообразные кривые амплитудно-частотныххарактеристик уровня собственных излучений, хотя характер их у всех систембыл примерно одинаковым [23]. Появление пиков свидетельствует об образовании сложных колебательных контуров как в кабелях, так и в активномоборудовании.Приведем пример влияния различных типов линий связи на вычислительную систему. При тестировании локальная вычислительная сеть функционировала в режиме передачи АТМ со скоростью 155 Мбит/с на линиях снезащищенной, с защищенной витой парой и с оптоволокном.
В качестве воздействия рассматривалось радиочастотное поле с интенсивностью 3 В/м. Система на базе незащищенной витой пары характеризовалась высоким уровнемпоявления сбоев и в итоге вышла из строя. Локальная вычислительная сетьна оптоволокне имела сбои, но работала. И только локальная вычислительная сеть на основе защищенной витой пары была совершенно не подверженапомехам.Таким образом, безопасность ОКС определяется самым «узким» местомтелекоммуникационных систем – сетевым активным оборудованием.Возможные каналы утечки информации в радиочастотном диапазоне известны и хорошо изучены.
С начала 80-х годов велись работы по выявлениювозможных каналов утечки информации в оптическом диапазоне частот. Дляанализа возможных каналов утечки информации рассмотрим простейшуюмодель ВОСПИ согласно [23] (рис. 4.7).221В качестве излучателя для ВОСПИ могут использоваться полупроводниковые устройства двух типов. Устройство простейшего типа – светоизлучающий диод – имеет широкую диаграмму направленности излучения и поэтомупригоден для работы с многомодовыми волоконными световодами с большимдиаметром сердцевины.
Более сложные устройства – полупроводниковые лазеры – излучают значительно лучше сколимированные пучки света и поэтомупозволяют вводить сигнал более высокой мощности (в 10–100 раз) в многомодовые световоды, а также эффективно вводить сигнал в одномодовые световоды с малым диаметром сердцевины. Светоизлучающие диоды вполнеподходят для применения в информационных каналах и в системах связи сневысокой или умеренной пропускной способностью.Утечка информации у излучателя возможна:• за счет несоответствия геометрических размеров окна (микролинзы)светоизлучающего диода или полупроводникового лазера и торца (апертуры)волоконного световода;• за счет «окон прозрачности» вокруг контактов на подложке, к которымподводится передаваемый информационный сигнал в радиочастотном диапазоне.12324Рис.
4.7. Модель ВОСПИ: 1 – оптический излучатель; 2 – оптический разъем;3 – оптическое волокно; 4 – приемникВ качестве приемника в ВОСПИ, как правило, используются фотодиоды.Утечка у приемника в оптическом диапазоне частот возможна:• за счет несогласования геометрических размеров окна (микролинзы)фотодиода и торца волоконного световода;• за счет «окон прозрачности» вокруг контактов на подложке, к которымподводится принимаемый информационный сигнал в радиочастотном диапазоне.Для исключения утечки информации в оптическом диапазоне частот уизлучателя и приемника необходимо, чтобы их конструкция с физическойточки зрения представляла абсолютно «черное тело».
Как правило, потери воптических разъемах составляют 2,5…4,5 дБ.Наибольший интерес представляет излучение информации с оптическоговолокна.Абсолютно все волоконные световоды обладают затуханием. Затуханиесвета в волоконном световоде обусловлено поглощением и рассеянием в ма222териале, рассеянием, связанным со световодной структурой и потерями наизлучение. Рассеяние, связанное со световодной структурой, вызвано большей частью геометрическими неоднородностями поверхности раздела сердцевина–оболочка.
Тщательно контролируя процесс изготовления, можно поддерживать уровень потерь на рассеяние этого типа ниже 1 дБ/км. Потери наизлучение вызваны изгибами световода и при малых радиусах кривизны могут быть значительными.Излучение из волоконного световода достигает особенно больших величин, если при изготовлении оптического кабеля используются световоды безмягкой амортизирующей пластиковой оболочки.С точки зрения утечки информации наиболее опасными являются «оболочечные» и «вытекающие» моды, так как, имея доступ к данному типу оптического волокна, с помощью высокочувствительных фотоприемных устройств(в качестве оптического объектива можно использовать микролинзы или специальное оптическое волокно, оптически согласованное с основным с помощьюспециально подобранной эмиссионной жидкости), можно принять передаваемый оптический сигнал.Если в оптическом кабеле существуют нарушения структуры, напряжения, приложенные перпендикулярно оси оптического волокна, то они могутвызывать его изгибы с малым радиусом кривизны.
Осевые напряжения могуттакже приводить к изгибам, если имеются неоднородности структуры, к удлинению световода и росту микротрещин. Напряжение на выпуклостях можетпривести к изгибу световода и увеличению побочного излучения. Натяжениеможет также привести к увеличению микротрещин и вызвать изменение показателя преломления, что, в свою очередь, также может вызвать увеличениепобочного излучения с волокна.Частота f0, при которой в диапазоне f > = f0 имеет место излучение поляв окружающее пространство, называется частотой отсечки. Чем дальше от неечастота f, тем быстрее «высвечивается» энергия из волокна.Все вышесказанное рассматривалось относительно волоконного световода.
Если рассматривать оптический кабель, состоящий из нескольких оптических волокон, по которым передается конфиденциальная информация с разным грифом, то возникает еще один канал утечки информации за счет переходного затухания, обусловленного вытекающими модами.При построении ВОСПИ для передачи конфиденциальной информациинеобходимо детально проанализировать условия эксплуатации, гриф информации, выбрать тип оптического кабеля, позволяющий осуществить защитуинформации от возможной утечки за счет побочного излучения в оптическомдиапазоне частот.
Помимо конструктивных средств защиты информации, можно использовать и активную защиту, в частности зашумление в оптическомдиапазоне и квантовую криптографию.2234.4. Заземление технических средств и подавлениеинформационных сигналов в цепях заземленияНеобходимо помнить, что экранирование ТСПИ и соединительных линийэффективно только при правильном их заземлении. Поэтому одним из важнейших условий по защите ТСПИ является правильное заземление этих устройств.В настоящее время существуют различные типы заземлений.
Наиболее частоиспользуются одноточечные, многоточечные и комбинированные (гибридные)схемы [6].На рис. 4.8 показана наиболее простая последовательная одноточечнаясхема заземления, применяемая на низких частотах. Однако ей присущ недостаток, связанный с протеканием обратных токов различных цепей по общемуучастку заземляющей цепи. Вследствие этого возможно появление опасногосигнала в посторонних цепях.Устройство 1Устройство 2Устройство 3Устройство 4Рис.
4.8. Одноточечная последовательная схемаВ одноточечной параллельной схеме (рис. 4.9) этого недостатка нет. Однако такая схема требует большого числа протяженных заземляющих проводников, из-за чего может возникнуть проблема с обеспечением малого сопротивления участков заземления. Применяется на низких частотах.Многоточечная схема заземления (рис. 4.10) свободна от вышеуказанныхнедостатков, но требует принятия мер для исключения замкнутых контуров.Применяется на высоких частотах.12431Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
