3. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 3
Побічні електромагнітні випромінювання (ПЕМВ) - це паразитні
електромагнітні випромінювання радіодіапазону, які створені в
навколишньому просторі пристроями, спеціальним чином для цього
не призначеними.
Послідовне
кодування
інформації
Паралельне
кодування
інформації
Послідовне
кодування
інформації
Паралельне
кодування
інформації
ПЕМВ
Інформативні
ПЕМВ
Неінформативні
ПЕМВ
Небезпечні
ПЕМВ
Рисунок 1 – Класифікація ПЕМВ
5. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 5
АНАЛІЗ МОЖЛИВОСТІ ПОЯВИ ПЕМВ
У КЛАВІАУРІ ПК
Інтерфейси, які використовують в клавіатурах : PS/2, USB
• Інтерфейс PS/2
Інтерфейс PS/2 застосовується у роз'ємі Mini-Din (рис. 3). Має 6
контактів, з яких задіяні тільки 4.2
1. Data (дані, що передаються)
2. Not Implemented (не задіяний)
3. Not Implemented (не задіяний)
4. Ground (земля)
5.VCC (+5V) (живлення)
6. Clock (сигнал синхронізації даних,
що передаються)
7. Not Implemented
Рисунок 3 – Структура
роз'єму Mini-Din
6. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 6
• Інтерфейс USB
Інтерфейс USB (Universal Serial Bus - Універсальний Послідовний
Інтерфейс) призначений для підключення периферійних пристроїв
до персонального комп'ютеру.
Дозволяє виконувати обмін інформацією з периферією на трьох
швидкостях (специфікація USB 2.0):
• Низька швидкість ( Low Speed - LS) - 1,5 Мбіт/с;
• Повна швидкість ( Full Speed - FS) - 12 Мбіт/с;
• Висока швидкість ( High Speed - HS) - 480 Мбіт/с.
Рисунок 4 – Структура роз'єму USB
7. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 7
АНАЛІЗ МОЖЛИВОСТІ ВИНИКНЕННЯ ПЕМВ У
ПРИНТЕРАХ
Інтерфейси, що
застосовуються у
матричному принтері:
• RS-232C (послідовний);
• USB (послідовний)
• LPT (паралельний)
Рисунок 5 – Принцип роботи
матричного принтера
ПРИНТЕРИ
- матричні
- струменеві
- лазерні
У струменевих принтерах
інформація з друкуючої головки
поступає по паралельному
інтерфейсу, тому даний вид
принтера можна вважати умовно
безпечним.
8. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 8
Для отримання точкового зображення у лазерному принтері
лазер вмикається і вимикається за допомогою керуючого
мікроконтролера. Обертове дзеркало розгортає промінь у вигляді
рядка прихованого зображення на поверхні фотобарабану. Після
формування рядка спеціальний покроковий двигун повертає
барабан для формування наступного рядка.
Рисунок 6 – Конструкція та принцип роботи лазерного
принтера
9. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 9
Коло, що з'єднує внутрішній контролер з лазером, є найбільш
вразливим місцем утворення інформативних ПЕМВ.
У лазерному принтері сигнал передається від персонального
комп'ютера по USB- інтерфейсу на контролер, який керує роботою
лазера в принтері
Рисунок 7 – Протікання інформативного
сигналу в лазерному принтері
ПЭМИ
10. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 10
Рисунок 8 – Функціональна схема монітора
АНАЛІЗ МОЖЛИВОСТІ ВИНИКНЕННЯ ПЕМВ В
МОНІТОРАХ ПК
11. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 11
Аналіз можливості виникнення ПЕМВ в
моніторах ПК
Для звичайних моніторів на основі електронно-променевої трубки
сигнали передаються в аналоговому RGB інтерфейсі (VGA) і
відносяться до випадку з послідовним кодуванням. В РК
(рідкокристалічних) моніторах, як правило, застосовуються два
типи інтерфейсів VGA і DVI (Digital Visual Interface).
Види DVI інтерфейсів, що використовуються для
підключення моніторів:
DVI-A — тільки аналогова передача.
DVI-I — аналогова і цифровая передача.
DVI-D — тільки цифрова передача.
Умовно – безпечним інтерфейсом можна вважати лише
DVI-D ,у ньому передача цифрових сигналів відбувається
у паралельному коді.
12. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 12
АНАЛІЗ МОЖЛИВОСТІ ВИНИКНЕННЯ ПЕМВ В
НАКОПИЧУВАЧАХ ІНФОРМАЦІЇ
Інтерфейси, що застосовуються:
• Паралельний IDE (для накопичувача на
жорсткому диску );
• Послідовний SATA;
• Послідовний USB
Найбільший інтерес для
зловмисника представляє знімання
інформації з жорсткого диска.
Однак перехоплення
супроводжується сигналами з
завадами від того ж диску,
викликаними зверненнями до нього
системних служб операційної
системи і запущеним програмним
забезпеченням.
Рисунок 9 –
накопичувачі
інформації
13. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 13
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ НАЙБІЛЬШ
ВІРОГІДНОГО ДЖЕРЕЛА ПЕМВ
1м
1
2
В роботі застосовується непрямий метод оцінки захищеності
інформації, що обробляється ЗОТ, від можливого її витоку за
рахунок ПЕМВ. Він не використовує проведення фактичного
виявлення сигналу і ґрунтується на застосуванні в інформаційних
випромінювальних колах ЗОТ тестових сигналів у вигляді
періодичної послідовності інформаційних імпульсів.
Склад вимірювального
обладнання:
1) антени DP3 (300 – 1000МГц),
DP1 (80 – 300МГц);
2)селективний
мікровольтметр SMV 8.5, STV 303.
Рисунок 10 – Вимірювальна установка
14. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 14
Експериментальні дослідження найбільш
вірогідного джерела ПЕМВ
Методика дослідження ПЕМВ окремих блоків відеотракта ПК:
1. Вимірюється загальне випрмінювання відеотракта при підключенні
усіх його складових;
2. Вимірюється рівень сигналу при відключеному моніторі;
3. Вимірюється рівень сигналу при відключеному моніторі й кабелі.
Визначення рівня випромінювання окремих складових відеотракту:
2
2 2 2
ву вк а
U U U U
2 2
2
ву вк a
U U U U
2 2
2
вк
U U U
а
U U
де – рівень загального випромінювання
відеотракту;
– рівень випромінювання
відеопідсилювача;
– рівень випромінювання
відеокабеля;
– рівень сигналу відеоадаптера
U
ву
U
вк
U
а
U
15. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 15
*підключення по аналоговому інтерфейсу (VGA)
** підключення по цифровому інтерфейсу (DVI)
ву
U
Блок
відеотракта
Моделі монітору
Samsung
765MB
(17",ЭЛТ)*
LG 575
(15",ЭЛТ) *
Samsung 940
NW(19",ЖК) *
LG W2242T
(22",ЖК)**
Packard Bell
A520 (15")*
Packard Bell
A727/P*
Напруга на вході селективного мікровольтметра, мкВ
Частота, МГц 190 142 140 220 133 168 174 390 130 292 118 426
Відеоадаптер 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
Відеокабель 4,51 6,92 1,99 1,67 1,99 0 0 2,88 1 2,51 15,8 1,58
Відеопідсилювач 27,8 39,17 6,96 6,79 2,63 5 6,45 0 99,9 13,06 7,97 8,76
Загальне
випромінювання
28,2 39,8 7,244 7 3,98 5 6,45 2,88 100 13,3 17,7 8,91
а
U
вк
U
ву
U
U
Таблиця 1 – Результати експериментального дослідження
ПЕМВ окремих блоків ПЕВМ
16. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 16
F, МГц 118 119 142 166 178 189 212 238 260 282 308 332 356 379 403 425 450 478 535 595
Uc, мкВ 46 11 51 23,5 2,1 25 4 19 3 3 3 3 13 11 22 27 3,6 2 8,00 13
Джерело
ПЕВМ
к к к к к м м м м к к м м м м м м к к м
Таблиця 2 – Результати дослідження монітора Packard Bell A727/P
(17”, ЕПТ).
Проведено докладне дослідження відеотракта з монітором
Packard Bell A727/P (17”, електронно-променева трубка (ЭПТ)).
Результати представлені в таблиці 2
к – основне джерело ПЕМВ - відеокабель;
м – основне джерело ПЕМВ - відеопідсилювач.
17. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 17
ПЭМИ
Рисунок 11 – Відеотракт ПК
Згідно результатам досліджень відеотракта, на певних частотах
основним джерелом випромінювання (ПЕМВ) являється або
відеокабель, або відеопідсилювач монітора. Співвідношення кількості
їх ПЕМВ приблизно однакове. Але по рівню випромінювань, монітор
можна вважати основним джерелом небезпечного сигналу.
18. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 18
РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ ПЕМВ
МОНІТОРА SAMSUNG 765 MB (17”,ЭПТ)
Таблиця 4 –Рівні ПЕМВ монітора для режиму 800x600 60 Гц
Таблиця 3 – Рівні ПЕМВ монітора для режиму 1024x768 85 Гц
19. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 19
РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ ПЕМВ
МОНІТОРА SAMSUNG 765 MB (17”,ЭПТ)
Таблиця 5 – Рівні ПЕМВ монітора для режиму 1280х1024 75 Гц
24. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 24
МЕТОДИКА ПРОГНОЗУВАННЯ ПЕВМ ЗОТ
_ _ _
1 1
1 0 0
( ) 1 _ 1 _
N строк N лин N лин
i n n
s t Ф t t n i T строк Ф t i t n i T строк
Тестовий сигнал для дослідження ПЕВМ у часовій області
описується виразом (1), а його спектр виразом (2)
(1)
sin sin _ _
( )
sin _
i i
i
i i
f N лин f T строк
S f E
f f T строк
(2)
де – час запізнювання між двома імпульсами, що відповідають двом
сусіднім вертикальним смугам зображення; – функція включення;
N_строк – кількість рядків, рівне роздільній здатності монітора по
вертикалі; N_лин – кількість чорних ліній тестового сигналу; T_строк
– період рядкової розгортки; τi – тривалість ділянки зображення, що
відповідає вертикальній смузі тестового сигналу;
1
t
Ф
25. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 25
МЕТОДИКА ПРОГНОЗУВАННЯ ПЕВМ ЗОТ
кги сги
Строчный гасящий
импульс
Кадровый гасящий
импульс
Т_ строк i
t1
Т_ кадра
t
Рисунок 12 – Осцилограма тестового сигналу
Рисунок 13 – Спектр тестового сигналу
26. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 26
МЕТОДИКА ПРОГНОЗУВАННЯ ПЕВМ ЗОТ
Частота першої гармоніки описується виразом (3):
1 _ _
1 _
_
_
1
cтрок
a сги
лин лин
лин
лин
N N
F
T T
ч
N
кги
сги
Nстрок Nкадров Nстрок
(3)
де – період слідування вертикальних ліній тестового
сигналу; – кількість чорних ліній тестового сигналу;
- тривалість активної частини рядка; Nстрок – кількість
рядків растра зображення, рівне роздільній здатності монітора
по вертикалі; Nкадров – кількість кадрів в секунду; – період
рядкової розгортки; – тривалість зворотного ходу рядкової
розгортки; - тривалість зворотного ходу кадрової розгортки
_
Tч лин
_
Nч лин
а
_ cтрок
T
сги
кги
27. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 27
МЕТОДИКА ПРОГНОЗУВАННЯ ПЕВМ ЗОТ
100 150 200 250 300 F,МГц
0
0.002
0.004
0.006
0.008
S(f)
Амплитудный спектр (100-300 МГц)
300 350 400 450 500 550 600 F,МГц
0
0.002
0.004
0.006
0.008
S(f)
Амплитудный спектр (300-600 МГц)
Рисунок 14 – Результати моделювання ПЕМВ для режиму 800х600 60
Гц (тестовий сигнал №4 – чергування чорних і білих ліній товщиною
в чотири пікселі)
На рисунку 14 і 15 приведені амплітудні спектри інформативного
сигналу, що оброблюються монітором для деяких режимів його
роботи.
28. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 28
МЕТОДИКА ПРОГНОЗУВАННЯ ПЕВМ ЗОТ
100 150 200 250 300 F,МГц
0
0.05
0.1
Амплитудный спектр (100-300 МГц)
S(f)
300 350 400 450 500 550 600 F,МГц
0
0.01
0.02
0.03
0.04
S(f)
Амплитудный спектр (300-600 МГц)
Рисунок 15 – Результати моделювання ПЕМВ для режиму 1280х1024 75
Гц (тестовий сигнал № 1 – чередування чорних і білих ліній товщиною
в один піксель)
29. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 29
МЕТОДИКА ПРОГНОЗУВАННЯ ПЕВМ ЗОТ
У якості моделі відеокабелю використана модель дротового
випромінювача, частотна залежність КНД якого визначається
виразами (4) і (5)
2
0
2 cos 2
cos cos
( ) 60
sin
L L
f f
Ri f d
2
2
1 cos
120
L
f
D f
Ri f
де - коефіцієнт направленої дії антени; - частота; λ – довжина хвилі;
L – довжина антени; Θ – кут між віссю антени і напрямом на джерело
сигналу; - опір випромінювання антени;
D f
Ri
(4)
(5)
30. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 30
МЕТОДИКА ПРОГНОЗУВАННЯ ПЕВМ ЗОТ
На рис.16 (а) приведений амплітудний спектр інформативного сигналу в
відеокабелі для режима роботы монітора 1024х768 85 Гц.
На рис.16 (б) приведена частотна характеристика КСД антени, у якості якої
виступає відеокабель. На рис.16 (в) приведений амплітудний спектр сигналу,
що випромінює відеокабель.
0 100 200 300 400 500 600 F,МГц
0
2
4
Частотная характеристика КНД антенны
D (f)
0 100 200 300 400 500 600 F,МГц
0
0.1
0.2
Амплитудный спектр сигнала излучаемого видеокабелем
S(f)
0 100 200 300 400 500 600 F,МГц
0
0.2
Амплитудный спектр сигнала в видеокабеле
S(f)
0.1
а)
в)
б)
Рисунок 16 – Результати моделювання ПЕМВ для режиму 1280х1024 75 Гц
З отриманих
залежностей видно, що
з урахуванням
результатів розрахунку
частоти на яких будуть
знайдені ПЕМВ можна
прогнозувати їх джерело
ПЕМВ відеотракту ПК –
монітор або відеокабель
31. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 31
МЕТОДИКА ПРОГНОЗУВАННЯ ПЕВМ ЗОТ
Для різних тестових сигналів та режимів роботи монітора проведено
математичне моделювання ПЕМВ. Отримані результати зведені в
таблицю 11.
Таблиця 11 – Сумарний рівень ПЕМВ монітора, рівень яких перевищив
умовно прийняте пороговое значення Uпор = 0.015 В, у діапазоні частот
110 – 600 МГц
Тестовий
сигнал*
Сумарний рівень ПЕМВ
800х600
60 Гц
1024х768
60 Гц
1024х768
85 Гц
1280х1024
75 Гц
1440х900
60 Гц
1680х1050
60 Гц
№1 0,17335 0,17868 0,37857 0,11450 0,29234 0,131649
№2 0,15116 0,16053 0,18005 0,16763 0,10971 0,163338
№3 0,091875 0,09777 0,10421 0,14626 0,17842 0,13318
№4 0,031237 0,06629 0,09023 0,08534 0,11546 0,11879
*Тестовий сигнал №1 – чергування чорних і білих ліній товщиною
в один піксель…;
32. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 32
МЕТОДИКА ПРОГНОЗУВАННЯ ПЕВМ ЗОТ
Модель монітора
Режим роботы
монітора
Тест № 1 Тест № 2 Тест № 3 Тест № 4
SAMSUNG 765 MB
(17”,CRT)
800x600x60 66,728 28,201 15,848 6,826
1280x1024x75 109,872 26,392 32,939 21.308
LG 575С
(15”,CRT)
800x600x60 279,832 256,984 86,128 89,376
1024x768x85 211,064 188,048 59,808 58,016
Packard Bell A 520
(15”,CRT)
1024x768x60 1170,064 1057,84 331,632 307,048
Packard Bell A 727/P
(17”, CRT)
800x600x60 91,952 107,8 58,576 24,136
1024x768x85 135,24 160,72 47,768 49,056
SAMSUNG 940 NW
(19”,TFT)
1440x900x60 10,309 19,6 9,688 10,416
LG W2242T
(22”,TFT)
1680x1050x60 55,44 784,56 193,928 198,184
Notebook
MSI VR 610X
1440x900x60 0 0 0 0
Таблиця 12 – Сумарний рівень виявлених ПЕМВ у
діапазоні частот 110 – 600 МГц
33. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 33
У науковій роботі вирішується актуальна науково-прикладна задача
аналізу найбільш небезпечних джерел ПЕВМ ЗОТ з подальшою
розробкою методики прогнозування частот їх ПЕВМ на прикладі
відеотракта ПК.
При вирішенні даної задачі отримані наступні результати:
- Проведені натурні експерименти з дослідження ПЭМИ
СВТ.
- Виконано докладне дослідження ПЕВМ різних типів
моніторів. Експериментально встановлено, що у всіх
досліджуваних зразках присутні ПЕВМ . З досліджуваних типів
моніторів найнижчий рівень випромінювань мають деякі моделі
TFT-моніторів, а також ноутбуки.
ВИСНОВКИ
34. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 34
- Розроблена методика прогнозування частот ПЕМВ, а
також ймовірне джерело випромінювання на певній частоті.
Найбільш вірогідними джерела ПЕМВ відеотракта ПК є
відеокабель і відеопідсилювачі монітора.
- Експериментальне дослідження периферійних пристроїв
ПК (різних видів принтерів і клавіатури) підтвердило наявність в
них ПЕМВ.
- Отримані результати можуть бути корисні для
побудови загальної моделі канали витоку інформації через ПЕМВ і
попереднього розрахунку зони захищеності на етапі будівництва
(реконструкції) об’єкта інформаційної діяльності, на якому
обробляється ІЗОД.
ВИСНОВКИ
35. Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра ОРТ 35
Основні результати проведеної роботи опубліковані в статті
та обговорювалися на трьох науково-практичних конференціях.
