Зайцев А.П. и др. Технические средства и методы защиты информации (7-е издание, 2012) (1095365), страница 45
Текст из файла (страница 45)
4.9. Одноточечнаяпараллельная схема23Рис. 4.10. Многоточечная схемаКомбинированные схемы представляют собой сочетание названных:• система заземления должна включать общий заземлитель, заземляющийкабель, шины и провода, соединяющие заземлитель с объектом;224• сопротивления заземляющих проводников, а также земляных шин должны быть минимальными;• каждый заземленный элемент должен быть присоединен к заземлителюпри помощи отдельного ответвления;• в системе заземления должны отсутствовать замкнутые контуры;• следует избегать использования общих проводников в системе экранируемых заземлений, защитных заземлений и сигнальных цепей;• минимальное сопротивление контактов (лучше пайка);• контактные соединения должны исключать возможность образованияоксидных пленок, вызывающих нелинейные явления;• контактные соединения должны исключать возможность образованиягальванических пар, вызывающих коррозию;• запрещается использовать в качестве заземлителей нулевые фазы, металлические оболочки подземных кабелей, металлические трубы водо- и теплоснабжения.Сопротивления заземления определяются качеством грунта.
Орошениепочвы вокруг заземления 5%-ным соляным раствором снижает сопротивлениев 5…10 раз.Для эффективного подавления информативных сигналов в цепях заземления и электропитания применяют электрическое зашумление от генераторовшума.4.5. Фильтрация информационных сигналов4.5.1. Основные сведения о помехоподавляющих фильтрахОдним из методов локализации опасных сигналов, циркулирующих втехнических средствах и системах обработки информации, является фильтрация. В источниках электромагнитных полей и наводок фильтрация осуществляется с целью предотвращения распространения нежелательных электромагнитных колебаний за пределами устройства – источника опасного сигнала.Для фильтрации сигналов в цепях питания ТСПИ используются разделительные трансформаторы и помехоподавляющие фильтры [6, 24].Разделительные трансформаторы должны обеспечивать разводку первичной и вторичной цепей по сигналам наводки. Проникновение наводок вовторичную обмотку объясняется наличием нежелательных резистивных и емкостных цепей связи между обмотками.Для уменьшения этих связей часто применяется внутренний экран, выполняемый в виде заземленной прокладки или фольги, укладываемой междупервичной и вторичной обмотками.
С помощью этого экрана наводка первич225ной обмотки замыкается на землю. Однако электромагнитное поле вокруг экрана также может служить причиной наводки.Разделительные трансформаторы решают задачи:• разделение по цепям питания источников и рецепторов наводки, еслиони подключаются к одним и тем же цепям переменного тока;• устранение асимметричных наводок;• ослабление симметричных наводок на вторичную обмотку.Разделительный трансформатор со специальными средствами экранирования и развязки обеспечивают ослабление информационного сигнала наводки на 126 дБ.Помехоподавляющие фильтры обеспечивают ослабление нелинейных сигналов в разных участках частотного диапазона. Основное значение фильтров –пропускать без значительного ослабления сигналы с частотами, лежащими врабочей полосе, и подавлять сигналы за пределами полосы.Количественная величина ослабления фильтра определяется ЛАЧХ:A = 20lg (U1 / U2),(4.14)где U1 – напряжение опасного сигнала на входе фильтра; U2 – напряжениеопасного сигнала на выходе фильтра.Важнейшим условием защиты информации в технических средствах является создание специализированной базы технологических компонентов –помехоподавляющих изделий, необходимых для принятия схемотехническихмер по минимизации паразитных генераций и побочных излучений на этаперазработки любого электронного устройства.Побочные излучения обусловлены тем, что в генераторных, усилительных и других функциональных каскадах электронных устройств могут возникать паразитные генерации и наводки.
Если при разработке аппаратуры непринять мер подавления указанных процессов непосредственно в местах ихвозникновения, создаются условия для устойчивого генерирования, усиленияи возникновения побочных излучений, уровень которых может превышатьнормы допустимых радиопомех.Излучения от устройств электронно-вычислительной техники модулированы полезным сигналом, существуют в виде полезных гармоник в широкомдиапазоне частот, распространяются как кондуктивно, так и в виде излучаемых электромагнитных помех и несут в себе сигнал с тем же информационным содержанием, что и обрабатываемые сигналы. Такие излучения могутбыть приняты и выведены на экран монитора аппаратуры перехвата.
Устройства средств вычислительной техники могут быть как источником, так и рецептором – устройством, восприимчивым к внешним электромагнитным помехам, и могут служить переизлучателем этих помех.226Побочные излучения и кондуктивные помехи создают каналы утечкиинформации, обрабатываемой в технических средствах.Технические меры борьбы с электромагнитными помехами включают всебя меры подавления паразитных генераций – источников побочных излучений, экранирование аппаратуры от внешних электромагнитных полей и фильтрацию кондуктивных помех.Фильтрация является основным и эффективным средством подавления(ослабления) кондуктивных помех в цепях электропитания, в сигнальных цепях интерфейса и на печатных платах, в проводах заземления. Помехоподавляющие фильтры позволяют снизить кондуктивные помехи как от внешних,так и от внутренних источников помех.Применение помехоподавляющих элементов позволяет оптимизироватьсхемотехнические и конструкторско-технологические решения с целью минимизации или полного устранения паразитных генераций и побочных излучений, снизить восприимчивость аппаратуры к внешним электромагнитным полям и импульсным сигналам, устранить возможные каналы утечкиинформации.В соответствии с расположением полосы пропускания фильтра относительно полосы помехоподавления в частотном спектре различают четырекласса помехоподавляющих фильтров [24, 31], амплитудно-частотные характеристики которых показаны на рис.
4.11:• фильтры нижних частот (низкочастотные) – ФНЧ, пропускающие сигналы в диапазоне частот от ω1 = 0 до ω2 (рис. 4.11, 1);• фильтры верхних частот (высокочастотные) – ФВЧ, пропускающиесигналы в диапазоне частот от ω1 до ω2 = ∞ (рис. 4.11, 2);• полосовые (полосно-пропускающие) – ПФ, пропускающие сигналы вдиапазоне частот от ω1 до ω2 (рис. 4.11, 3);• заграждающие или режекторные (полосно-задерживающие) ЗФ, пропускающие сигналы в диапазоне частот от 0 до ω1 и от ω2 до ∞ (рис. 4.11, 4).В зависимости от типов элементов, из которых составлены фильтры, ихделят на:• реактивные, состоящие из элементов L и C;• пьезоэлектрические, состоящие из кварцевых пластин;• безындукционные пассивные, состоящие из элементов r и C.Возможно применение активных rC-фильтров на основе микросхем (операционных усилителей).
Это может быть целесообразно в тех случаях, когдапассивные LC-фильтры становятся очень громоздкими при понижении частоты среза до звуковых частот, когда даже при выборе относительно малойемкости (например, 0,01 мкФ) дроссель становится несоизмеримо большогоразмера и массы. В активном фильтре операционный усилитель преобразует2273 дБНижняячастота срезаЧастотасреза1ω22Полосазадерживанияω2ПолосапропусканияПолосазадерживанияЧастота3 дБЗатуханиеПолосаподавленияω1Частота4Полосапропусканияω0ω2Верхняячастота среза3 дБω1Центральная частота0 дБНижняячастота среза0 дБПолосапропусканияω0ЧастотаЗатуханиеω13ПолосаПолосапропускания подавленияω1Верхняячастота среза3 дБЗатухание0 дБЗатухание0 дБЦентральная частотаимпеданс подключаемой к нему rC-цепи так, что устройство ведет себя какиндуктивность.ПолосазадерживанияПолосапропусканияЧастотаРис.
4.11. Амплитудно-частотные характеристики помехоподавляющих фильтров:1 – фильтра нижних частот; 2 – фильтра верхних частот; 3 – полосового фильтра;4 – режекторного фильтраДля решения конкретных задач по обеспечению надежности функционирования, совместимости, помехозащищенности аппаратуры и других традиционных задач электромагнитной совместимости (ЭМС) чаще всего используются полосовые и режекторные фильтры.228Для целей обеспечения помехозащищенности информационных сигналови защиты информации, обрабатываемой в технических средствах, от утечкипо каналам побочных электромагнитных излучений и наводок, как правило,используются широкополосные LC-фильтры нижних частот.Большинство высококачественных фильтров реализуются на основе катушек индуктивности и конденсаторов.
LC-фильтры могут содержать также ирезисторы. Связь входной и выходной цепей большинства фильтров соответственно с источником сигнала и нагрузкой производится таким образом, чтобы значения их реактивных или полных сопротивлений были равны нулю.В большинстве LC-фильтров произведение полных сопротивлений емкости и индуктивности при изменении частоты остается примерно постоянным(из-за обратно пропорционального изменения их реактивных сопротивленийпри изменении частоты). Например, если емкостное реактивное сопротивление снижается при увеличении частоты, то индуктивное реактивное сопротивление увеличивается на соответствующую величину. Такой фильтр называется фильтром типа К.Ниже приводятся схемы некоторых типовых симметричных LC-фильтров.На рис. 4.12 представлены симметричные Т-образный и П-образный LCфильтры нижних частот.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
