Дослідження побічних електромагнітних випромінювань монітора

Міністерство  освіти і науки, молоді та спорту України

Харківський національний університет радіоелектроніки

 

Факультет КОМП’ЮТЕРНОЇ ІНЖЕНЕРІЇ ТА УПРАВЛІННЯ

 

Кафедра БЕЗПЕКИ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

 

БЕЗПЕКА ОПЕРАЦІЙНИХ СИСТЕМ

 

КУРСОВА РОБОТА

 

 

пояснювальна  записка

“ Дослідження побічНИХ електромагнітних випромінюванЬ монітора “

 

 

Студент	БІКС-09-1		________		Герасименко Є.В.
	(група)		(підпис)		(прізвище, ініціали)
Консультант			________		Заболотний В.І.
			(підпис)		(прізвище, ініціали)
Керівник			________		Мельникова О.А.
			(підпис)		(прізвище, ініціали)

2012 р.

 

Кафедра: БІТ

Дисципліна: Безпека операційних систем

Специальность:  БІКС

Курс:  4 Группа: БІКС-09-1 Семестр:  7

ЗАВДАННЯ

на курсовой проект  студента

Герасименко Є.В.

(прізвище, гм'я, по-батькові)

 

1. Тема  проекта (роботи) Дослідження побічних електромагнітних випромінювань монітора

2. Срок  сдачи студентом законченного  проекта (работы) 28.12.11.

 

3. Вхідні дані до проекту (работи) Дослідити побічні електромагнітні випромінювання монітора та встановити залежність між теоретичними розрахунками і практичними результатами

 

4. Зміст пояснювальної записки (перелік питань для вивчення):                1. Теорія побічних електромагнітних випромінювань. 2. Супергетеродинні приймачі. 3. Практичні дослідження.

 

5. Перелік графічного матеріала (з точним указанням обов'язкових зображень):  15 рисунків.

 

6. Дата  видачі завдання:  1 жовтня  2012  року

 

 

РЕФЕРАТ

Пояснювальна  записка     містить  30   сторінок,   6 таблиць,                    15 рисунків, 5 формул, 8 джерел.

Предмет дослідження – побічні електромагнітні випромінювання.

Об’єкт  дослідження – знаходження побічних електромагнітних випромінювань селективними мікровольтметрами.

Мета  роботи – провести дослідження побічних електромагнітних випромінювань на основі монітора з електронно-променевою трубкою, знайти рівень та спектр цих  випромінювань за допомогою селективного мікровольтметру та порівняти результати з теоретичними розрахунками.

Методи  дослідження – проведення розрахунків  та зняття показників випромінювання монітору за допомогою селективного мікровольтметру.

ПОБІЧНІ ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ВИПРОМІНЮВАННЯ, МОНІТОР, ВИПРОМІНЮВАННЯ, СЕЛЕКТИВНИЙ МІКРОВОЛЬТМЕТР, СУПЕРГЕТЕРОДИННИЙ ПРИЙМАЧ, SMV 11.

 

ЗМІСТ

 

    Умовні  позначення, символи, одиниці, скорочення і терміни   5 

    Вступ 6

1. Теорія побічних електромагнітних випромінювань                               8
1. Витік інформації шляхом ПЕМВ          8
2.   Типові сигнали в елементах інформаційно-телекомунікаційної

системи                  9

3. Радіорозпізнавання символів             10
2. Супергетеродинні приймачі           15
3. Практичні дослідження             19

3.1  Вибір монітору для проведення досліджень        19

2. Тест монітора «НікС»          19
3. Математичні розрахунки         21
4. Практичні вимірювання         27

Висновки 29 

Перелік посилань 30 

          

 

УМОВНІ ПОЗНАЧЕННЯ, СИМВОЛИ, ОДИНИЦІ  СКОРОЧЕННЯ І ТЕРМІНИ

 

ВзОД	– відомості з обмеженим доступом
ІТС	– інформаційно-телекомунікаційна система
ЕОМ	– електронно-обчислювальна машина
КТ	– контрольована територія
ПЕМВ	– побічні електромагнітні випромінювання
ПЕМВН	– побічні електромагнітні випромінювання і наводки
ПЕОМ	– персональна ЕОМ
QP	– квазіпіковий

 

 

ВСТУП

 

В наш  час тема захисту інформації дуже актуальна, тому що інформаційна сфера  грає все зростаючу роль у забезпеченні безпеки всіх сфер життєдіяльності  суспільства. Через цю сферу реалізується значна частина загроз не лише національній безпеці держави, але й економічному благополуччю установ і підприємств.

Захист  інформації - це комплекс організаційно-технічних  заходів, методів і засобів, спрямованих  на забезпечення необхідного рівня  безпеки інформаційних технологій.

Дослідження побічних електромагнітних випромінювань  ПЕМВ займає величезну нішу в розвитку засобів технічного захисту інформації. Дуже мало робіт, в яких були б приведені  результати, отримані на практиці при  проведенні експериментів на цю тему. З кожним днем ​​наука рухається  вперед і, як залишилися позаду лампові  телевізори, так уже майже й  не залишилося місця для моніторів, у яких головним елементом була електронно-променева  трубка. Рідкокристалічні монітори стали  займати перше місце в світі  і з'явилася проблема в тому, щоб  зв'язати всю раніше побудовану теорію з ними. Прагнення до компактності призвело до того, що всі складові частини  монітору (мікросхеми та з’єднувальні елементи) на сьогодні стали досить маленькими. Це призвело до того, що ПЕМВ в такому випадку набагато менші  за потужністю, але все одно залишаються  наявними. Найновіші і найпотужніші приймачі залишаються в змозі  виявити такі сигнали. Отже, проблема залишилася і потребує свого вирішення. Всі дослідження, що ведуться на сьогодні в цьому напрямку базуються на основі вже давно виведених формул і закономірностей, що створює ще одну проблему – недостатній зв’язок  теорії та практики.

Для дослідження  рівня ПЕМВ можна використовувати  два способи – аналітичний  та практичний. Аналітичний полягає  в використанні лише теоретичних  формул для знаходження спектру  сигналу та його гармонік. Для таких  розрахунків достатньо дізнатися  лише характеристики елементів монітору (площа рамки та ін.) і відштовхуватися від параметрів екрану (розширення та частота оновлення). Практичний метод не потребує ніяких знань про характеристики монітору, а лише наявність спеціальної апаратури за допомогою якої можна просканувати навколишній простір на наявність електромагнітних сигналів. Для точного виділення випромінювання монітору серед інших застосовуються тестові регулярні  сигнали.

Практичний  метод дає точні результати, але  не завжди може бути використаним, так  як апаратура для таких досліджень, в залежності від точності вимірювань, може обійтися в значну суму грошей. Але такі дослідження дозволяють встановити рівень ПЕМВ вже з врахуванням  внутрішніх шумів приймача та передавача, а також можливої модуляції сигналу  з боку інших випромінювань.

 

1 ТЕОРІЯ  ПОБІЧНИХ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ

 

Побічне електромагнітне випромінення (ПЕМВ) - електромагнітне випромінення, що є побічним результатом функціонування технічного засобу і може бути носієм інформації [4].

 

1.1 Витік  інформації шляхом ПЕМВ

В процесі  функціонування засобів обчислювальної техніки в конструктивних елементах  і кабельних з'єднаннях циркулюють електричні струми інформативних сигналів, в результаті чого формуються електромагнітні  поля, рівні яких можуть бути достатніми для прийому сигналів і добування  інформації за допомогою спеціальної  апаратури.

Канали  витоку інформації можуть виникати внаслідок  випромінювання інформативних сигналів при роботі ІТС. Інформативні сигнали  можуть поширюватися на більші відстані й реєструватися засобами технічних  розвідок за межами КТ.

Частоти, на яких можуть випромінюватися інформативні сигнали, залежать від типів апаратних  засобів і можуть поширюватися в  діапазоні від сотень Гц до декількох  десятків гГц.

При передачі інформації в елементах схем, конструкцій, що підводять і з'єднують провода  технічних засобів протікають струми інформативних (небезпечних) сигналів. Виникаючі при цьому електромагнітні  поля можуть впливати на випадкові  антени. Сигнали, прийняті випадковими  антенами, можуть привести до утворення  каналів витоку інформації.

Джерелами виникнення електромагнітних полів  у технічних засобах  можуть бути неекрановані проведення, розімкнуті контури, елементи контрольно-вимірювальних  приладів, контрольні гнізда на підсилювальних блоках і пультах, підсилювачі потужності й лінійні підсилювачі, трансформатори, дроселі, сполучна проводка , гучномовці, кабельні лінії.

Основними параметрами можливого  витоку інформації по каналах ПЕМВ 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 (перешкод);
• величина струму інформативного (небезпечного) сигналу;
• величина чутливості до впливу магнітних полів для точечного  джерела;
• величина чутливості апаратури до впливу електричних полів (власна ємність апаратури);
• величина чутливості до впливу акустичних полів;
• відношення "інформативний сигнал/шум";
• відношення напруги небезпечного сигналу до напруги шумів (перешкод) у діапазоні частот інформативного сигналу.

Зазначені параметри визначаються й розраховуються за результатами вимірів у заданих  точках. Гранично припустимі значення основних параметрів є нормованими  величинами й визначаються по відповідним  методикам [1].

 

1.2 Типові сигнали в елементах інформаційно-телекомунікаційної системи

Із числа  найбільш інформативних сигналів в  ЕОМ слід зазначити дискретні  сигнали, які управляють роботою  монітора. По-перше, вони є одними із самих потужних; по-друге, послідовні в часі; по-третє, періодично повторюються багато разів, зберігаючи високу стабільність у часі. Фронт і спад імпульсів  мають кінцеву тривалість, обумовлену інерційними параметрами каскадів відеопідсилювачів сигналів. Для  зменшення видимих перекручувань  зображення на екрані, конструктори моніторів  прагнуть форму фронту й спаду  робити симетричними і як можна коротше. 

Відзначене  вище дає підставу запропонувати  як першу модель сигналу трапецеїдальний  імпульс тривалістю за рівнем половини амплітуди А. Тривалість фронту й спаду - . Такі сигнали (рисунок 4.1) характерні для потужних вихідних ключових каскадів відеопідсилювачів. Як другу модель можна вибрати сигнал з косинусквадратичною формою фронту й спаду. У телевізійній техніці такі сигнали апроксимували перехід контрастного зображення круглим променем, що зчитує. Тривалість переходу - .

Рисунок 1.1 – Сигнали моделі технічного каналу витоку інформації: tr – трапецеїдальний; kk – з косинус квадратичним фронтом і спадом [1].

 

1.3 Радіорозпізнавання символів

Ручна оцінка і розшифровка захоплених відеосигналів  від ПЕМВ можлива, але це повільно і трудомістко. Добре обладнаний перехоплювач, передбачається, може використовувати  програмне забезпечення для розпізнавання  образів, щоб автоматично записувати сигнал в текст. Наведений в цьому  розділі приклад показує, що це можливо, використовуючи дуже простий алгоритм, по крайней мере, для шрифтів фіксованої ширини.

Якщо  всі символи мають однакову ширину, а ще і у випадку з емуляторами  терміналу та відео терміналами, які імітують поведінку машини телетайпа, то отримане і розгорнуте зображення можна просто нарізати характерними клітинами однакового розміру, як показано на рис. 1.2. За деякий час відеосигнал  викликає всі символи і в кінцевому  підсумку вони вирівнюються однаково в цих клітинах. Якщо зловмисник зможе вгадати точний шрифт, який використовується, то для точної настройки  радіорозпізнавання символів йому необхідно  лише два параметри - лінійна швидкість FH і час, коли був переданий перший піксель текстового поля. Більшість інших невідомих змінних, які роблять оптичне розпізнавання символів складною проблемою (поворот, масштабування, форми символів, піксель вирівнювання, символ розділення і т.п.), не є проблемою для відеосимволів.