Активные средства защиты по электромагнитному каналу

Реализация пассивных методов защиты информации, основанных на применении экранирования, фильтрации и т.п., приводит к ослаблению и локализации опасных сигналов и уровней нежелательных электромагнитных полей наводок, содержащих такие сигналы. Применение пассивных мер защиты оказывается вполне достаточным, если на границе контролируемой зоны с их помощью обеспечивается требуемое ослабление опасного сигнала. В тех случаях, когда пассивные методы защиты не приводят к этому результату, а также когда их использование значительно увеличивает массогабаритные характеристики защищаемого объекта или существенно усложняет процесс его эксплуатации, применяют метод активной защиты. Этот метод основан на создании активных маскирующих помех (как правило, шумовых) в заданном диапазоне частот и реализуется с помощью систем активной защиты. Такие системы подразделяются на системы линейного и пространственного зашумления.

Для исключения перехвата побочных электромагнитных излучений по электромагнитному каналу используется пространственное зашумление, а для исключения съема наводок информационных сигналов с посторонних проводников и соединительных линий - линейное зашумление.

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 технических средств обработки и передачи информации (ТСОПИ);

· 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 ТСОПИ;

· 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 ТСОПИ.

В системах пространственного зашумления 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. Такие системы применяются для защиты широкого класса технических средств: электронно-вычислительной техники, систем звукоусиления и звукового сопровождения, систем внутреннего телевидения и т.д.

Системы пространственного зашумления применяют для создания маскирующих помех в окружающем пространстве. В состав системы пространственного зашумления входят:

· генераторы шумовых сигналов;

· усилители, обеспечивающие необходимую мощность шумового сигнала в заданном диапазоне частот;

· антенны;

· устройства коммутации и контроля.

Системы линейного зашумления применяются для маскировки опасных сигналов в проводах, кабелях, различных токоведущих линиях и конструкциях, выходящих за пределы контролируемой зоны. Объектами линейного зашумления являются, например, провода, цепи и устройства технических средств, подверженных воздействию низкочастотных электромагнитных полей, возникающих при работе технических средств обработки информации, а также элементы и устройства, обладающие свойствами электроакустических преобразователей.

В простейшем случае система линейного зашумления представляет собой генератор шумового сигнала, формирующий шумовое маскирующее напряжение с заданными спектральными, временными и энергетическими характеристиками, который подключается в токоведущую линию.

Цель зашумления считается достигнутой в том случае, когда отношение "опасный сигнал/шум" на границе контролируемой зоны в окружающем пространстве или в токоведущей линии уменьшается до требуемого уровня (1/8), не позволяющего средствам разведки качественно решать задачи обнаружения и анализа опасного сигнала. Способы размещения и подключения систем линейного и пространственного зашумления определяются особенностями схемного решения, расположения и монтажа защищаемых объектов и средств зашумления.

При применении систем активной защиты необходимо учитывать их возможное влияние на качество работы защищаемых и других технических средств, расположенных в зоне действия электромагнитных полей, создаваемых системой активного зашумления (требование на электромагнитную совместимость).

Природные и промышленные помехи, которые постоянно присутствуют в среде распространения носителя информации, оказывают наибольшее влияние на амплитуду сигнала, в меньшей степени — на его частоту. Но ЧМсигналы имеют более широкий спектр частот. Поэтому в функциональных каналах, допускающих передачу более широкополосных сигналов, например, в УКВдиапазонс, передачу информации осуществляют, как правило, ЧМеигналами как более помехоустойчивыми, а в узкополосных ДВ, СВ и КВдиапазонах — АМсигналами.

В общем случае качество принимаемой информации ухудшается с уменьшением отношения сигнал/помеха. Характер зависимости качества принимаемой информации от отношения сигнал/ помеха отличается для различных видов информации (аналоговой, дискретной), носителей и помех, способов записи на носитель (вида модуляции), параметров средств приема и обработки сигналов.

В телефонных каналах хорошая слоговая разборчивость речи обеспечивается при 60-80%, т. е. требования к качеству принимаемой информации существенно менее жесткие. Это различие обусловлено избыточностью речи, которая позволяет при пропуске отдельных звуков и даже слогов восстанавливать речевое сообщение. Вероятность ошибки знака 10~⁵ достигается при его передаче двоичным AM сигналом и отношении мощности сигнала к мощности флуктуационного шума на входе приемника приблизительно 20, при передаче ЧМ сигналом — около 10. Для обеспечения разборчивости речи порядка 85% превышение амплитуды сигнала над шумом должно составлять около 10 дБ, для получения удовлетворительного качества факсимильного изображения — приблизительно 35 дБ, качественного телевизионного изображения — более 40 дБ.

В общем случае при уменьшении отношения сигнал/помеха до единицы и менее качество информации настолько ухудшается, что она не может практически использоваться. Для конкретных видов информации и модуляции сигнала существуют граничные значения отношения сигнал/помеха, ниже которых обеспечивается энергетическое скрытие информации.