Методы защиты информации от утечки через ПЭМИН

Заземление

Экранирование ТСПИ и соединительных цепей эффективно только в случае их правильного заземления. Заземление состоит из заземлителя и заземляющего проводника, соединяющего заземляемое устройство с заземлителем. Заземлитель – это проводящая часть, которая может быть простым металлическим стержнем (чаще всего стальным, реже медным) или сложным комплексом элементов специальной формы. Заземлитель соединен с землей. Защитное действие заземления основано на двух принципах:

• уменьшение до безопасного значения разности потенциалов между заземляемым проводящим предметом и другими проводящими предметами, имеющими естественное заземление.
• отвод тока утечки при контакте заземляемого проводящего предмета с фазным проводом.

Существуют различные схемы заземлений, самые распространенные из которых одноточечные, многоточечные и комбинированные (гибридные).

На рис. 16.2 представлена одноточечная последовательная схема заземления.

Рис. 16.2. Одноточечная последовательная схема заземления

Основным достоинством данного типа заземления является простота. Основным недостатком – появление опасного сигнала ввиду возникновения обратных токов в общем проводе заземляющей цепи.

Одноточечная параллельная схема заземления лишена данных недостатков ( рис. 16.3). Тем не менее, количество проводников здесь больше, следовательно, труднее обеспечить требуемый для заземления уровень сопротивления. Более того, между проводниками могут возникать нежелательные связи, которые создают несколько путей заземления для каждого устройства. В результате в системе заземления могут возникнуть уравнительные токи и появиться разность потенциалов между различными устройствами.

Рис. 16.3. Одноточечная параллельная схема заземления

Многоточечная схема заземления ( рис. 16.4) практически свободна от недостатков, присущих одноточечной схеме. В данной схеме каждое устройство отдельно заземлено.

Рис. 16.4. Многоточечная схема заземления

Как правило, одноточечное заземление применяется на низких частотах при небольших размерах заземляемых устройств и маленьких расстояниях между ними. На высоких частотах при больших размерах заземляемых устройств и значительных расстояниях между ними используется многоточечная система заземления. В промежуточных случаях эффективна комбинированная (гибридная) система заземления, представляющая собой различные сочетания одноточечной, многоточечной и плавающей заземляющих систем.

Ключевой характеристикой заземления является электрическое сопротивление цепи заземления. Сопротивление заземления определяется главным образом сопротивлением растекания тока в земле. Чем ниже сопротивление, тем эффективнее заземление. Величину сопротивления можно снизить за счет уменьшения переходного сопротивления (между заземлителем и землей) путем тщательной очистки поверхности трубы от грязи и ржавчины, подсыпкой в лунку по всей ее высоте поваренной соли и утрамбовкой почвы вокруг каждой трубы.

Фильтрация опасных сигналов

Еще одним методом локализации опасных сигналов является фильтрация. Фильтрация применяется к источникам электромагнитных полей и наводок с целью предотвращения распространения опасных сигналов за их пределы. Для фильтрации в цепях питания технических средств применяются разделительные трансформаторы и помехоподавляющие фильтры.

Разделяющие трансформаторы обеспечивают развязку первичной и вторичной цепей по сигналам наводки. То есть наводки первичной обмотки трансформатора не должны попадать во вторичную. Для уменьшения влияния паразитных индуктивных и емкостных связей между обмотками трансформатора ставят экран. Чаще всего экран представляет собой заземленную прокладку или фольгу, которая укладывается между двумя обмотками трансформатора. Благодаря этому наводки, возникающие в первичной цепи "выбирают" путь с наименьшим сопротивлением. Применение в разделительных трансформаторах экранирования позволяет существенно (более чем на 40 дБ) уменьшить уровень наводок.

Помехоподавляющие фильтры . К помехоподавляющим фильтрам относятся фильтры нижних и верхних частот, полосовые, заграждающие и т.п. Основное назначение фильтров - пропускать сигналы с частотами, лежащими в заданной полосе частот, и подавлять (ослаблять) сигналы с частотами, лежащими за пределами этой полосы. Для исключения просачивания информационных сигналов в цепи электропитания используются фильтры нижних частот, которые пропускают сигналы с частотами ниже граничной частоты (f ? fгр) и подавляет - с частотами выше граничной частоты.

Количественно эффективность фильтра можно оценить по тому, насколько он ослабляет опасный сигнал, в соответствии с формулой:

- напряжение опасного сигнала на входе фильтра;

- напряжение опасного сигнала на выходе фильтра.

Основные требования, предъявляемые к защитным фильтрам, заключаются в следующем:

• величины рабочего напряжения и тока фильтра должны соответствовать напряжению и току фильтруемой цепи;
• величина ослабления нежелательных сигналов в диапазоне рабочих частот должна быть не менее требуемой;
• ослабление полезного сигнала в полосе прозрачности фильтра должно быть незначительным;

К фильтрам цепей питания наряду с перечисленными выше предъявляются следующие дополнительные требования [16.2]:

• затухание, вносимое такими фильтрами в цепи постоянного тока или переменного тока основной частоты, должно быть минимальным (например, 0,2 дБ и менее) и иметь большое значение (более 60 дБ) в полосе подавления, которая в зависимости от конкретных условий может быть достаточно широкой (до 10 ГГц);
• сетевые фильтры должны эффективно работать при сильных проходящих токах, высоких напряжениях и высоких уровнях мощности проходящих и задерживаемых электромагнитных колебаний;
• ограничения, накладываемые на допустимые уровни нелинейных искажений формы напряжения питания при максимальной нагрузке, должны быть достаточно жесткими (например, уровни гармонических составляющих напряжения питания с частотами выше 10 кГц должны быть на 80 дБ ниже уровня основной гармоники).

На практике между входом и выходом фильтра существует паразитная связь, которая не позволяет получить затухание опасного сигнала более 100 Дб. Если при этом фильтр не экранирован и сигнал подается и снимается с помощью неэкранированных соединений, затухание не превышает 40..60 Дб.

Конструктивно фильтры подразделяются на:

• фильтры на элементах с сосредоточенными параметрами (LC- фильтры) - обычно предназначены для работы на частотах до 300 МГц;
• фильтры с распределенными параметрами (полосковые, коаксиальные или волноводные) - применяются на частотах свыше 1 ГГц;
• комбинированные - применяются на частотах 300 МГц ... 1 ГГц.

Среди сетевых помехоподавляющих фильтров, выпускаемых отечественной промышленностью, получили распространение фильтры, параметры которых приведены в таблице 16.2. Эти фильтры представляют собой n-звенные пассивные LC-фильтры, выполненные в герметичных металлических корпусах. Соединение входа-выхода фильтра с электросетью и нагрузкой осуществляется с помощью проходных контактов, состоящих из вывода, запрессованного в изолирующую втулку. Наружные металлические детали фильтра защищены от коррозии гальванопокрытием.

На рис. 16.5 показан внешний вид фильтра ФПБМ-3.

Рис. 16.5. Внешний вид фильтра ФПБМ-3

Почти все типы фильтров, приведенные в таблице 16.2, рассчитаны на жесткие условия эксплуатации с гарантированным сроком не менее 5 лет со дня изготовления. В отличие от ранее разработанных фильтров (типов ФП, ФПВЧ, ФПС и др.) в этих фильтрах при синтезе их частотных характеристик были использованы паразитные параметры элементов и дроссели на составных магнитопроводах, что позволило значительно улучшить их объемные и весовые характеристики.

Следует отметить, что требования к помехоподавляющим фильтрам регулируются законодательством, в частности ГОСТ 13661-92 и РД 11 0956-96.

Указанные в таблице 16.2 фильтры прошли специальные исследования в соответствии с регламентирующими документами Гостехкомиссии России и могут быть использованы в помещениях, где циркулирует секретная информация в речевой форме, и установлены технические устройства, обрабатывающие секретную информацию.

Подводя итог, можно сделать вывод о том, что основными характеристиками помехоподавляющего фильтра являются рабочий диапазон частот, ток и величина нагрузки. При выборе фильтра потребитель должен также учитывать условия эксплуатации фильтра, так как от этого зависит не только его работоспособность, но и требуемые объемные и весовые характеристики.