Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Побічні електромагнітні випромінювання та наводки.
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2010
Тип роботи:
Звіт до лабораторної роботи
Предмет:
Інші
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Звіт
до лабораторної роботи №6
на тему:
«Побічні електромагнітні випромінювання та наводки.»
Механізм виникнення ПЕМВ
в засобах цифрової електротехніки
ПЕМВ (Побічні електромагнітні випромінювання, “TEMPEST”, “ПЭМИН”), як правило, генеруються електромагнітними пристроями, це зумовлено протіканням диференціальних та синфазних струмів. В напівпровідникових пристроях випромінююче магнітне поле формується при синхронному протіканні диференціальних струмів в контурах двох типів: перший тип формується провідниками друкованої плати або шинами по яких відбувається подача живлення; другий тип формується при передачі логічних сигналів від одного пристрою до іншого з використанням в якості зворотного провідника шини живлення. Провідники передачі даних разом з шинами живлення формують динамічно працюючі контури, що з’єднують пристрої передачі та прийому даних.
Випромінювання, викликане синфазними струмами, зумовлено виникненням падінь напруги в пристроях, що створюють синфазну напругу відносно землі.
Як правило, в цифрових електронних пристроях відбувається синхронна робота логічних пристроїв. В результаті їх перемикання відбувається концентрація енергії в вузькі співпадаючі по часу імпульсні складові, при накладанні яких сумарні рівні випромінювання можуть бути вищими ніж може створити будь-який з окремих пристроїв.
Великий вплив на рівень виникаючих ПЕМВ здійснює характер з’єднання з від’ємною шиною джерела живлення або з землею. Це з’єднання повинно мати дуже низький опір, оскільки друковані провідники на ВЧ являють собою більше дроселі, ніж коротко замкнуті кола.
В багатьох випадках основними джерелами випромінювань є кабелі по яких передається інформація в цифровому вигляді. Такі кабелі можуть розміщуватися всередині пристрою або з’єднувати пристрої між собою.
Застосування заземлюючих перемичок з оплітки кабелю або проводу, що характеризуються високою індуктивністю і активним опором для ВЧ завад і не забезпечують хорошої якості заземлення екрану, призводить до того, що кабель виконує функції передаючої антени.
Короткий опис можливого витоку інформації каналами ПЕМВН
1.1 Можливі канали витоку інформації утворюються:
- низькочастотними електромагнітними полями, які виникають під час роботи ТЗПІ та ДТЗС;
- під час впливу на ТЗПІ та ДТЗС електричних, магнітних та акустичних полів;
- під час виникнення паразитної високочастотної (ВЧ) генерації;
- під час проходження інформативних (небезпечних) сигналів у колі електроживлення;
- під час взаємного впливу кіл;
- під час проходження інформативних (небезпечних) сигналів у колі заземлення;
- під час паразитної модуляції високочастотного сигналу;
- внаслідок хибних комутацій і несанкціонованих дій.
1.2 Під час пересилання інформації з обмеженим доступом в елементах схем, конструкцій, підвідних і з`єднувальних проводах технічних засобів протікають струми інформативних (небезпечних) сигналів. Електромагнітні поля, що виникають при цьому, можуть впливати на випадкові антени. Сигнали, прийняті випадковими антенами, можуть призвести до утворення каналів витоку інформації.
Джерелами виникнення електромагнітних полів у ТЗПІ та ДТЗС можуть бути неекрановані проводи, розімкнуті контури, елементи контрольно-вимірювальних приладів, контрольні гнізда на підсилювальних блоках і пультах, неекрановані кінцеві пристрої, підсилювачі потужності та лінійні підсилювачі, трансформатори, дроселі, з`єднувальні проводи з великими струмами, роз`єми, гребінки, гучномовці, кабельні лінії.
1.3 Інформативні (небезпечні) сигнали можуть виникати на елементах технічних засобів, чутливих до впливу:
- електричного поля (неекрановані проводи та елементи технічних засобів);
- магнітного поля (мікрофони, гучномовці, головні телефони, трансформатори, котушки індуктивності, дроселі, електромагнітні реле);
- акустичного поля (мікрофони, гучномовці, головні телефони, трансформатори, котушки індуктивності, дроселі, електромагнітні реле).
За наявності в технічних засобах елементів, здатних перетворювати ці поля в електричні сигнали, можливий витік інформації незахищеними колами абонентських ліній зв`язку, електроживлення, заземлення, керування, сигналізації.
1.4 Паразитна високочастотна генерація (ПВЧГ) у ТЗПІ та ДТЗС виникає внаслідок самозбудження підсилювальних пристроїв (активна ПВЧГ) або внаслідок відбиття сигналів від кінців ліній зв`язку між підсилювачами під час перехідних процесів (пасивна ПВЧГ).
Високочастотні паразитні коливання, промодульовані інформативним (небезпечним) сигналом за амплітудою, частотою і фазою (активна ПВЧГ) або за амплітудою і частотою (пасивна ПВЧГ), створюють канал витоку інформації.
ПВЧГ утворюється в елементах апаратури, які охоплені негативним зворотним зв`язком і не мають достатнього запасу стійкості, у кінцях ліній зв`язку між підсилювальними пристроями в моменти перемикань через виникнення перехідних процесів.
1.5 У процесі роботи ТЗПІ та ДТЗС можливий витік інформації через джерела електроживлення:
- у результаті проходження інформативного (небезпечного) сигналу через технічні засоби на вхідному опорі його джерела живлення може виникнути напруга, що несе сигнал, який містить інформативну складову. Через випрямний пристрій та силовий трансформатор цей сигнал поширюється мережевими лініями за межі контрольованої території;
- під час проходження мовного сигналу через кінцевий підсилювальний пристрій може мати місце нерівномірне споживання струму від джерела живлення. Струм, що споживається підсилювачем від мережі живлення, може бути промодульований інформативним (небезпечним) сигналом, який проходить через підсилювач.
1.6 Траси кабельних кіл, що несуть ІзОД, можуть прокладатися в одній кабельній каналізації з незахищеними каналами ТЗПІ та ДТЗС і проходити через спільні протяжні коробки і шафи.
Під час пересилання інформативного (небезпечного) сигналу одним колом у сусідніх колах - за їх паралельного пробігу - з`являються струми, наведені внаслідок електромагнітного впливу. Перехід електромагнітної енергії з одного кола в інше є можливим каналом витоку інформації.
Джерелами утворення інформативних (небезпечних) сигналів є ділянки, охоплені випадковими ємкісними і магнітними зв`язками. Такими ділянками можуть бути відрізки паралельного пробігу ліній, що несуть ІзОД, з незахищеними лініями, які уходять за межі контрольованої території, плінти кабельні, що служать для комутації вихідних ліній у кросах, монтажні колодки, роз`єми блоків, контакти перемикачів та реле, використовувані для комутації вихідних ліній, блоки, що зазнають впливу електромагнітного поля.
1.7 Витік інформації колом заземлення може статися з таких причин:
- за наявності контурів у системі заземлення, коли існують дві чи більше точки сполучення кіл, що несуть ІзОД, із заземлювачем;
- внаслідок недосконалості екранів і виникнення паразитних зв`язків. Витік може поширюватися як симетричними, так і несиметричними шляхами.
Джерелом утворення інформативних (небезпечних) сигналів є елементи кіл і схем, якщо ці елементи знаходяться під потенціалом таких сигналів і виходять з екранів.
1.8 Під час надходження високочастотних сигналів у нелінійні (або параметричні) кола, що несуть ІзОД, відбувається модуляція високочастотного сигналу. Таким чином, високочастотні коливання стають носіями інформативних (небезпечних) сигналів і створюють канал витоку інформації.
Лініями, на які подається або з яких знімається високочастотний сигнал, можуть бути незахищені лінії зв`язку, кола електроживлення, заземлення, керування і сигналізації, кола, утворені паразитними зв`язками, конструктивними елементами будинків, споруд, обладнання тощо. Джерелами інформативних (небезпечних) сигналів є нелінійні радіоелементи, на яких відбувається модуляція таких сигналів.
1.9 Під час виникнення несправностей в апаратурі або несанкціонованих діях обслуговуючого персоналу у схемах керування може виникнути небажана комутація інформативного (небезпечного) сигналу, яка призводить до виходу ІзОД у незахищений канал зв`язку.
Джерелами інформативного (небезпечного) сигналу цього каналу є пульти керування, щити розподілу та комутації, блоки контролю, реле, трансформатори, роз`єми, перемикачі або запам`ятовувальні пристрої, в яких може виникнути хибна комутація в результаті несправностей або несанкціонованих дій.
1.10 Основними параметрами можливого витоку інформації каналами ПЕМВН є:
- напруженість електричного поля інформативного (небезпечного) сигналу;
- напруженість магнітного поля інформативного (небезпечного) сигналу;
- величина звукового тиску;
- величина напруги інформативного (небезпечного) сигналу;
- величина напруги наведеного інформативного (небезпечного) сигналу;
- величина напруги шумів (завад);
- величина струму інформативного (небезпечного) сигналу;
- величина чутливості до впливу магнітних полів для точкового джерела;
- величина чутливості апаратури до впливу електричних полів (власна ємкість апаратури);
- величина чутливості до впливу акустичних полів;
- відношення "інформативний сигнал/шум";
- відношення напруги небезпечного сигналу до напруги шумів (завад) у діапазоні частот інформативного сигналу.
Зазначені параметри визначаються і розраховуються за результатами вимірювань у заданих точках.
Гранично допустимі значення основних параметрів є нормованими величинами і визначаються за відповідними методиками.
1.11 Відношення розрахункових (виміряних) значень основних параметрів до гранично допустимих (нормованих) значень визначають необхідні умови захисту інформації.
Оцінка рівня ПЕМВ
Оцінка рівня ПЕМВ засобів цифрової електротехніки здійснюється згідно наступних норм та вимог:
Санітарно-гігієнічні норми;
Норми електромагнітної сумісності;
Норми і вимоги по ЗІ від витоку через ПЕМВ.
В залежності від того, відповідність яким нормам необхідно досягти, застосовуються ті чи інші пристрої, методи та методики проведення вимірів. Оскільки нас цікавить ЗІ від витоку через ПЕМВ, то норми і вимоги, що застосовуються при дотриманні норм електромагнітної сумісності(що є вищими за санітарно-гігієнічні норми) є непридатними для цієї задачі
Норми ЕМС не можуть належним чином забезпечити конфіденційність інформації, але висока степінь стандартизації методик і апаратури дає можливість(з врахуванням певної специфіки) використання їх при вирішенні задач ЗІ.
Для вимірювань необхідна апаратура, що відповідає наступним вимогам:
діапазон робочих частот 9 МГц – 1 ГГц;
можливість зміни смуги пропускання;
наявність детекторів квазіпікового, пікового, середнього та середньоквадратичного значення;
можливість слухового контролю сигналу, що має АМ чи ЧМ;
наявність виходу проміжної частоти та виходу на осцилограф;
наявність комплекту стандартних калібровочних антен.
Сучасні вимірювальні приймачі автоматизовані і оснащені інтерфейсами згідно стандарту ІЕЕЕ-488, що дає додаткову можливість керувати режимами роботи приймача з допомогою зовнішньої ЕОМ.
Також для даних вимірювань можна застосовувати аналізатори спектрів з вимірювальними антенами. Сучасні аналізатори спектру з вбудованими мікропроцесорами дають можливість аналізувати різні параметри сигналів. Є можливість об’єднання аналізатора спектру з допомогою інтерфейсу з іншими вимірювальними пристроями і зовнішньою ЕОМ в автоматизовані вимірювальні системи.
При вирішенні задач ЗІ необхідно визначити рівень випромінювання в широкому спектрі частот, що відповідає інформативному сигналові. Тому оцінка рівня випромінювань при вирішенні задач ЗІ повинна починатися з аналізу технічної документації і визначення електричних кіл, по яких можна передавати інформацію з обмеженим доступом . Необхідно провести аналіз і виявити характеристики небезпечних сигналів:
код що використовується: послідовний, паралельний;
періодичне повторення: наявність, відсутність;
часові характеристики сигналу;
спектральні характеристики сигналу.
Після цього можна безпосередньо переходити до визначення рівнів інформативних ПЕМВ. Тут застосовуються наступні методи:
Метод оціночних розрахунків: визначаються елементи конструкції обладнання, в якому проходять небезпечні сигнали, побудова моделі, проведення оціночного розрахунку рівня випромінювань. Цей метод добре реалізується при наявності програмного забезпечення для ЕОМ у вигляді експертної системи, що містить банк моделей випромінювачів.
Метод примусової активізації: програмно або апаратно активізується канал(одне небезпечне коло) еталонним сигналом, що дозволяє виявити випромінювання, проводиться вимірювання виникаючих ПЕМВ. Для вимірювань в даному методі можна застосувати Вимірювальні приймачі і аналізатори спектру.
Метод еквівалентного приймача: синтезується приймач для відновлення інформації, що міститься в ПЕМВ. Після калі бровки такий приймач може застосовуватися для вимірювання рівня інформаційних випромінювань.
Кожен з методів має свої недоліки та переваги. В даний момент найбільш прийнятним для застосування на практиці є метод оцінки рівня інформативних ПЕМВ являється метод примусової активізації.
Висновок:
На цій лабораторній роботі ми дослідили механізми виникнення ПЕМВ, побачили, що ПЕМВ, як правило, генеруються електромагнітними пристроями, це зумовлено протіканням диференціальних та синфазних струмів.
Також перерахували можливі витоки інформації каналами ПЕМВН.
14.03.2013 23:03-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора