4.1 Электромагнитные поля – основной канал утечки информационных сигналов
К электромагнитным каналам утечки информации относятся:
- излучение элементов средств вычислительной технике (СВТ);
- излучение на частотах работы высокочастотных генераторов СВТ, промодулированных информационными сигналами;
- излучение на частотах самовозбуждения.
Основные закономерности и свойства электромагнитного поля описываются системой уравнения Максвелла, которая для гармонического сигнала выглядит следующим образом:
(4.1)
(4.2)
(4.3)
(4.4)
В соответствии с первым уравнением любое магнитное поле создается электрическими токами и изменениям во времени электрического поля. Второе уравнение обобщает закон электромагнитной индукции, открытый Фарадеем в 1831 г., и указывает на то, что в результате изменения магнитного поля в любой среде появляется электрическое поле. Из третьего уравнения Максвелла следует, что поток вектора индукции через любую замкнутую поверхность равен сумме зарядов в объеме, ограниченном этой поверхностью. Четвертое уравнение позволяет сделать вывод о том, что число силовых линий магнитного поля, входящих в среду некоторого объема, равно числу силовых линий, выходящих из этого объема. Это возможно при условии отсутствия в природе магнитных зарядов.
Из уравнений Максвелла также следует, что автономно (независимо) в природе могут существовать только постоянные электрические и магнитные поля. Поле, излучаемое зарядами и токами переменной частоты, является электромагнитным. В нем присутствуют электромагнитные и электрические компоненты, которые описываются взаимно перпендикулярными векторами. В зависимости от вида излучателя и расстояния от него до точки измерения характер изменения и соотношения между компонентами отличаются и изменяются. Характер распространения электромагнитного поля поддается точному математическому описанию для моделей излучателей в виде элементарных вибраторов. В качестве элементарного вибратора рассматривается модель излучателя, размеры которой существенно меньше длины волны излучаемого электромагнитного поля и расстояния от излучателя до точки измерения. Для такой модели параметры излучения во всех точках принимаются равными. Различают элементарные электрический вибратор и магнитную рамку.
Электрический вибратор возбуждается источником переменной ЭДС (источником зарядов).
Физической моделью излучателя электрического поля СВТ для частот до 100 МГц является несимметричный излучатель с зарядом . Этот переменный во времени заряд приподнят над проводящей поверхностью раздела электрических средств(пол, межэтажные перекрытия). Для решения задач вычисления электрического поля проводящая поверхность раздела электрических средств заменяется на зеркальное изображение этого заряда. Физическая модель излучателя электромагнитного поля представлена на рисунке.
Рисунок 4.1 - Физическая модель излучателя электрического поля
Физической моделью излучателя магнитного поля является рамка с площадью S, обтекаемой током I, изменяющимся по закону информационного сигнала (рисунок 4.2).
Рисунок 4.2 - Физическая модель излучателя магнитного поля
В реальных условиях, с учетом переотражения электромагнитных волн от многочисленных преград (зданий, стен помещений, автомобилей и т.д.), характер распространения столь сложен, что в общем случае не поддается строгому аналитическому описанию.
В зависимости от соотношения геометрических размеров источников излучений и расстояния от них до точки измерения поля различают сосредоточенные и распределенные источники. Сосредоточенные источники имеют размеры, существенно меньшие, чем расстояние от источника до точки наблюдения. К сосредоточенным источникам относится большинство радиоэлектронных средств и их узлов, а также головки громкоговорителей. Для распределенных источников их геометрические размеры соизмеримы или больше расстояния до них. Типовые распределенные источники электромагнитного излучения – провода кабелей линий связи.