Пространственное и линейное зашумление

Реализация пассивных методов защиты, основанных на применении экранирования и фильтрации, приводит к ослаблению уровней побочных электромагнитных излучений и наводок (опасных сигналов) ТСПИ и тем самым к уменьшению отношения опасный сигнал/шум (с/ш). Однако в ряде случаев, несмотря на применение пассивных методов защиты, на границе контролируемой зоны отношение с/ш превышает допустимое значение. В этом случае применяются активные меры защиты, основанные на создании помех средствам разведки, что также приводит к уменьшению отношения с/ш.
Для исключения перехвата побочных электромагнитных излучений по электромагнитному каналу используется пространственное зашумление (Рисунок 15.26), а для исключения съема наводок информационных сигналов с посторонних проводников и соединительных линий ВТСС- линейное зашумление (Рисунок 15.27).
К системе пространственного зашумления, применяемой для создания маскирующих электромагнитных помех, предъявляются следующие требования:
• система должна создавать электромагнитные помехи в диапазоне частот возможных побочных электромагнитных излучений ТСПИ;
• создаваемые помехи не должны иметь регулярной структуры;
• уровень создаваемых помех (как по электрической, так и по магнитной составляющей поля) должен обеспечить отношение с/ш на границе контролируемой зоны меньше допустимого значения во всем диапазоне частот возможных побочных электромагнитных излучений ТСПИ;
• система должна создавать помехи как с горизонтальной, так и с вертикальной поляризацией (поэтому выбору антенн для генераторов помех уделяется особое внимание);
• на границе контролируемой зоны уровень помех, создаваемых системой пространственного зашумления, не должен превышать требуемых норм по ЭМС.
Цель пространственного зашумления считается достигнутой, если отношение опасный сигнал/шум на границе контролируемой зоны не превышает некоторого допустимого значения, рассчитываемого по специальным методикам для каждой частоты информационного (опасного) побочного электромагнитного излучения ТСПИ .
В системах пространственного зашумления в основном используются помехи типа "белого шума" или "синфазные помехи" .
Системы, реализующие метод "синфазной помехи", в основном применяются для защиты ПЭВМ. В них в качестве помехового сигнала используются импульсы случайной амплитуды, совпадающие (синхронизированные) по форме и времени существования с импульсами полезного сигнала. Вследствие этого по своему спектральному составу помеховый сигнал аналогичен спектру побочных электромагнитных излучений ПЭВМ. То есть, система зашумления генерирует "имитационную помеху", по спектральному составу соответствующую скрываемому сигналу .
В настоящее время в основном применяются системы пространственного зашумления, использующие помехи типа "белый шум", то есть излучающие широкополосный шумовой сигнал (как правило, с равномерно распределенным энергетическим спектром во всем рабочем диапазоне частот), существенно превышающий уровни побочных электромагнитных излучений (см. Рисунок 15.28 ... 15.31) Такие системы применяются для защиты широкого класса технических средств: электронно-вычислительной техники, систем звукоусиления и звукового сопровождения, систем внутреннего телевидения и т.д.
Генераторы шума выполняются или в виде отдельного блока с питанием от сети 220 В ("Гном", "Волна", "ГШ-1000" и др.), или в виде отдельной платы, вставляемой (встраиваемой) в свободный слот системного блока ПЭВМ и питанием от общей шины компьютера ("ГШ-К-1000", "Смог" и др.).
Основные характеристики генераторов шума, используемых для пространственного зашумления, представлены в табл. 2.7 и 2.8, а внешний вид - на Рисунке 2.11 и 2.12.

 

Рисунок 15.26 – Характерный вид спектра одного из побочных электромагнитных излучений монитора персонального компьютера

 

 

Рисунок 15.27 – Спектрограмма маскировки побочных электромагнитных излучений персонального компьютера генератором шума «Гном-3»:

1 – спектр побочных электромагнитных излучений ПЭВМ; 2 – спектр маскирующего излучения генератора шума

 

 

 

Рисунок 15.28 – Генераторы шума «Гном-3» (а) и «Смог» (б)

 

 

Рисунок 15.29 – Генератор шума «ГШ – 1000»

Рисунок 15.30 – Спектрограмма маскировки побочных электромагнитных излучений монитора персонального компьютера и плоттера

генератором шума «ГШ 1000»

 

 

Рисунок 15.31 - Спектрограмма маскировки побочных электромагнитных излучений принтера генератора шума «ГШ – 1000»

Таблица 15.5 - Основные характеристики генераторов шума, используемых в системах пространственного зашумления

Наименование	Тип (модель)
характеристик	ГШ-1000	ГШ-К-1000	Смог	Гном-3
Диапазон частот, МГц	0,1 ... 1000	0,1 ... 1000	0,00005 ... 1000	0,01 ... 1000
Спектральная плотность мощности шума, дБ	40 ... 75	40 ... 75	55 ... 80	45 ... 75
Вид антенны	Рамочная жесткая	Рамочная мягкая	Подставки под монитор и принтер	Рамочная гибкая
Конструктивное исполнение	Переносной	Бескорпусной, вставляется в слот ПЭВМ	Бескорпусной, вставляется в слот ПЭВМ	Стационарный

Генераторы, выполненные в виде отдельного блока, имеют сравнительно небольшие размеры и вес. Например, генератор шума "Гном-3" при размерах 307•95•49 мм весит 1,8 кг . Основные характеристики генераторов пространственного зашумления представлены в табл. 15.5
Диапазон рабочих частот генераторов шума от 0,01 ... 0,1 до 1000 МГц. При мощности излучения около 20 Вт обеспечивается спектральная плотность помехи 40 ... 80 дБ.
В системах пространственного зашумления в основном используются слабонаправленные рамочные жесткие и гибкие антенны. Рамочные гибкие антенны выполняются из обычного провода и разворачиваются в двух-трех плоскостях, что обеспечивает формирование помехового сигнала как с вертикальной, так и с горизонтальной поляризацией во всех плоскостях .
При использовании систем пространственного зашумления необходимо помнить, что наряду с помехами средствам разведки создаются помехи и другим радиоэлектронным средствам (например, системам телевидения, радиосвизи и т.д.). Поэтому при вводе в эксплуатацию системы пространственного зашумления необходимо проводить специальные исследования по требованиям обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС). Кроме того, уровни помех, создаваемые системой зашумления, должны соответствовать санитарно-гигиеническим нормам. Однако нормы на уровни электромагнитных излучений по требованиям ЭМС существенно строже санитарно-гигиенических норм. Следовательно, основное внимание необходимо уделять выполнению норм ЭМС.
Пространственное зашумление эффективно не только для закрытия электромагнитного, но и электрического каналов утечки информации, так как помеховый сигнал при излучении наводится в соединительных линиях ВТСС и посторонних проводниках, выходящих за пределы контролируемой зоны.
Системы линейного зашумления применяются для маскировки наведенных опасных сигналов в посторонних проводниках и соединительных линиях ВТСС, выходящих за пределы контролируемой зоны. Они используются в том случае, если не обеспечивается требуемый разнос этих проводников и ТСПИ (то есть не выполняется требование по Зоне № 1), однако при этом обеспечивается требование по Зоне № 2 (то есть расстояние от ТСПИ до границы контролируемой зоны больше, чем Зона № 2).
В простейшем случае система линейного зашумления представляет собой генератор шумового сигнала, формирующий шумовое маскирующее напряжение с заданными спектральными, временными и энергетическими характеристиками, который гальванически подключается в зашумляемую линию (посторонний проводник). Характеристики некоторых генераторов шума, используемых в системах линейного зашумления, представлены в табл. 2.8.
На практике наиболее часто подобные системы используются для зашумления линий электропитания (например, линий электропитания осветительной и розеточной сетей).

Puc.15.32 - Схема установки на объекте информатизации генератора линейного зашумления цепи электропитания СВТ

 

К системе линейного зашумле­ния, применяемой для создания ма­скирующих электромагнитных по­мех в цепях электропитания СВТ, предъявляются следующие требова­ния:

• система должна создавать элек­тромагнитные помехи в диапазоне частот возможных наводок побоч­

ных электромагнитных излучении СВТ (от 150 кГц до 300 МГц);

• создаваемые помехи не должны иметь регулярной структуры (энт­ропийный коэффициент качества шума должен быть не менее 0,6);

• уровень создаваемых помех дол­жен обеспечить отношение сиг­нал/шум в зашумляемой линии электропитания СВТ на границе контролируемой зоны не более допустимого значения (δ) во всем диапазоне частот возможных на­водок побочных электромагнит­ных излучений СВТ;

• система должна иметь сертифи­кат по требованиям безопаснос­ти информации ФСТЭК РФ.

В системах линейного зашумле­ния в основном используются по­мехи типа «белого шума» с равно­мерно распределенным энергетиче­ским спектром во всем рабочем диа­пазоне частот.

Генераторы шума выполняются в виде отдельного блока с питанием от сети 220 В.

К типовым генераторам шума, используемым в системах линейно­го зашумления, относятся генера­торы шума «Гном-ЗМ» и «Соната- РС1». Их основные характеристики представлены в таблице 15.6.

Таблица 15.6 – Основные характеристики генераторов шума

Наименование характеристик	Тип (модель)
Гном - ЗМ	Соната-PC1;
Конструктивное исполнение	Стационарный
Диапазон частот, МГц	0,15-1000	0,01-1000
Количество линейных выходов, подключаемых к цепям питания	(корреляционно не связанных)
Уровень шумов на линейных выходах генератора, дБ (мкВ/УкГц), не менее, в диапазоне частот: - от 0,01 до 0,15 МГц - от 0,15 до 30 МГц - от 30 до 400 МГц - от 400 до 1000 МГц	Отсутствует
Энтропийный коэффициент качества шума, не менее	0,8
Электропитание	АС 220 В, 50 Гц
Регулирование уровня шума на линейных выходах	Не регулируется	Не менее 10 дБ
Максимальная электрическая мощность, потребляемая генератором, Вт		-
Габаритные размеры, мм	300x192x50	153x135x65
| Масса генератора, кг		-
' Время непрерывной работы	Не ограничено	Не менее 24 ч
Примечание	Индикация наличия генерации и выдача сигнала «авария» при ее отсутствии	Дистанционное управление

 

На практике наиболее часто подобные системы используются для зашумления линий электропитания (например, линий электропитания осветительной и розеточной сетей).