Побочные электромагнитные излучения и наводки

Низкочастотные и высокочастотные излучения технических средств

При функционировании радиоэлектронных средств и электрических приборов возникают побочные излучения электромагнитных полей (ЭМ-полей), которые могут содержать защищаемую информацию. Источниками излучений чаще всего являются токопроводящие цепи, содержащие статические или динамические заряды. Носители информации могут попадать в цепи непосредственно в процессе обработки информации, а также через паразитные связи.

Вид излучения и характер распространения ЭМ-поля зависят от частоты колебания поля и вида излучателя. Различают низкочастотные и высокочастотные опасные излучения.

Низкочастотными считаются излучения звукового диапазона, источниками которых являются цепи и устройства звукоусилительной аппаратуры (микрофоны, аудиомагнитофоны, телефонные аппараты, кабели между этими устройствами и т.п.).

К высокочастотным опасным излучениям относятся электромагнитные поля, излучаемые цепями радиоэлектронных средств, по которым распространяются высокочастотные сигналы, содержащие защищаемую информацию. К основным источникам побочных излучений с мощностью, достаточной для выхода сигнала за пределы контролируемой зоны, относятся:

• гетеродины радио- и телевизионных приемников;
• генераторы подмагничивания и стирания аудио- и видеомагнитофонов;
• усилители и логические элементы в режиме паразитной генерации;
• электронно-лучевые трубки мониторов и телевизоров;
• элементы ВЧ-навязывания;
• элементы компьютера, в которых циркулируют сигналы в параллельном коде.

К излучающим элементам ВЧ-навязывания относятся радио- и механические элементы, которые модулируют подводимые к ним электрические и радиосигналы:

• нелинейные элементы, на которые одновременно поступают низкочастотный электрический сигнал и высокочастотный гармонический сигнал. При этом последний модулируется первым.
• токопроводящие механические конструкции, изменяющие свой размер и переотражающие внешнее ЭМ-поле.

В реальной жизни характер распространения электромагнитных волн очень сложен и в общем случае не поддается строгому математическому описанию в виду большого количества влияющих на него факторов (например, отражения ЭМ-волн от многочисленных преград).

Паразитные связи и наводки

В радиоэлектронных средствах и электрических приборах наряду с токопроводами, предусмотренными их схемами, возникают побочные пути, по которым распространяются электрические сигналы, в том числе опасные сигналы, возникающие в результате акустоэлектрического преобразования. Эти пути возникают в результате паразитных связей и наводок. Первоисточником их являются поля, создаваемые электрическими зарядами и токами в цепях радиоэлектронных средств и приборов.

Электрические и магнитные поля создаются постоянными электрическими зарядами и электрическим током в элементах и цепях радиосредств и электрических приборов, электромагнитные поля – зарядами и токами переменной частоты. Поля распространяются в пространстве и воздействуют на элементы и цепи других технических средств и систем. Кроме того для функционирования этих средств и систем необходимо гальваническое соединение их элементов, из-за чего возникают дополнительные пути для передачи сигналов от одних узлов к другим. Поэтому при проектировании технических средств и систем большое внимание уделяется снижению паразитных связей и наводок до допустимых значений. Однако снизить их до нулевых значений не представляется возможным, поэтому любое радиоэлектронное средство и электрический прибор представляют собой потенциальную угрозу с точки зрения защиты информации.

Выделяют три вида паразитной связи:

• емкостная – образуется в результате воздействия электрического поля;
• индуктивная - образуется в результате воздействия магнитного поля;
• гальваническая – через общее активное сопротивление.

Емкостная паразитная связь возникает между любыми двумя элементами схемы: радиоэлементами схемы и корпусом, проводами. При этом она пропорциональна диэлектрической проницаемости среды, диаметру провода и обратно пропорциональна расстоянию между проводами. Модель паразитной емкостной связи представлена рисунке 15.3.

Рис. 15.3. Модель паразитной емкостной связи

Как уже говорилось ранее, ОТСС и ВТСС располагаются рядом, и, вследствие наличия емкостной паразитной связи, возможна передача защищаемей информации от ОТСС к ВТСС. Для определения величины такой наводки надо знать собственную емкость радиоэлектронного средства или электрического прибора, которую в общем случае можно получить только экспериментальным путем.

Паразитная индуктивная связь показана на рисунке 15.4.

Рис. 15.4. Модель паразитной индуктивной связи

Переменный ток, протекающий по цепи А, создает магнитное поле, которое достигает проводников цепи B и наводят на них ЭДС. Эта ЭДС создает в сети В ток, а ток в свою очередь вызывает на нагрузке напряжение наводки – U_Н. При этом отношение называется коэффициентом паразитной индуктивной связи.

Взаимная индуктивность двух цепей зависит от их конфигурации и взаимного расположения. Естественно, она пропорциональна магнитному полю одной цепи, силовые линии которого пронизывают другую цепь.

Гальваническая паразитная связь образуется посредством общего сопротивления для нескольких цепей. Модель гальванической паразитной связи изображена на рисунке 15.5

Рис. 15.5. Модель гальванической паразитной связи

В соответствии с рисунком 15.5 к блоку питания подключены два узла через общие сопротивления Z₀₁, Z₀₂, Z₀₃. Сигнал напряжением U_И 1-го узла создает токи I_И1 и I_И2, в результате которых во втором узле возникает напряжение наводки U_Н. Отношение называется коэффициентом паразитной гальванической связи.

Таким образом, если побочные поля и токи несут в себе защищаемую информацию, то злоумышленник может получить доступ к ней через побочные связи и наводки. При этом возможность утечки зависит от множества факторов: конфигурации, размеров, расположения элементов относительно друг друга. За счет паразитных связей защищаемая информация может передаваться за пределы контролируемой зоны через кабели различных линий и цепей, среди которых наибольшую опасность представляют цепи электропитания, заземления и телефонные линии.