Физические основы защиты информации

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный  федеральный университет»

 

 

 

Школа естественных наук

 

 

Кафедра информационной безопасности

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

по дисциплине  «Спец главы физики»

Специальность 090900.62 «Информационная безопасность»

 

на тему «Физические основы защиты информации»

 

 

 

 

Выполнил  студент  гр. Б8214          ___________  А.И. Гильванов

Проверил  профессор ____________  Н.А. Клещева ____________________________           (зачтено/незачтено)

 

 

 

 

 

г. Владивосток

2013

 

Содержание

 

1. Физические поля…………………………………………………………3стр
2. Классификация спектра колебаний…………………………………….5стр

2.1 радиоволны…………………………………………………………………6стр

2.2 инфракрасное излучение…………………………………………………..7стр

2.3 ультрафиолетовое излучение……………………………………………..8стр

2.4 гамма-излучение…………………………………………………………...9стр

3. Техническая разведка…………………………………………………..11стр
4. Список литературы……………………………………………………..15стр
5. Приложение……………………………………………………………..16стр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Физические поля

 

Носителями информации могут быть человек, физические поля различной природы, материальные объекты, элементарные частицы и т.д.

Из известных полей  в качестве носителей применяются  акустические, электрические, магнитные, электромагнитные поля (электромагнитные поля в диапазоне видимого и инфракрасного света).

Если поля представляют собой волны, то информация содержится в амплитуде, частоте и фазе.

Из многочисленных элементарных частиц в качестве носителей информации используются электроны, образующие статические заряды и электрический ток, а также используются частицы радиоактивных излучений (электроны и ядра гелия). Попытки использования для переноса информации других элементарных частиц с лучшей проникающей способностью (т.е. с меньшим затуханием в среде распространения), например, нейтрино, не привели пока к положительным результатам.

В настоящее время одним из основных средств получения разведывательной информации, носителями которой являются различные физические поля, является техническая разведка.

Физические  поля - это один из видов материи, связывающий частицы вещества в единые системы, при помощи которого осуществляется взаимодействие частиц.

Электромагнитная  волна – это распространяющееся в пространстве электромагнитное поле.

Среда, в которой распространяются электромагнитные волны, вызывает их поглощение, рассеивание, меняет характер поляризации, искажает амплитудные и частотные  характеристики передаваемых сигналов, влияет на точность определения координат разведываемых целей. Поэтому особенности распространение электромагнитной волны должны тщательно учитываться при создании и эксплуатации технических средств и систем радиоэлектронной борьбы.

 

Звуковые колебания – это колебательные движения частиц среды под действием возмущения.

Звуковые колебания  в жидкой и газообразной средах являются продольными колебаниями, т.е. частицы среды колеблются вдоль линии распространения волны. В твердых телах кроме продольных колебаний имеют место поперечные колебания и волны, в которых частицы среды колеблются в направлениях, перпендикулярных линии распространения волны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Классификация спектра колебаний

 

Рассмотрим классификацию  спектра колебаний, которые принципиально могут нести информацию о различных объектах:

 

Области спектра		Длина волны
Низкочастотные колебания	инфразвуковые звуковые	Свыше 18000 км 18000...18 км
Радиоволны	длинные средние промежуточные короткие ультракороткие микроволновые	18000... 2000 м 2000…200 м 200...50 м 50...10 м 10 м...1 см 1 см...0,75 мм
Инфракрасное излучение	длинноволновое средневолновое коротковолновое	750...15 мкм 15...1,5 мкм 1,5...0,75 мкм
Видимое излучение	красное оранжевое желтое зеленое голубое синее фиолетовое	750...620 нм 620...590 нм 590...560 нм 560...500 нм 500...480 нм 480...450 нм 450...400 нм
Ультрафиолетовое излучение		400...10 нм
Рентгеновское излучение		100...0,04 А
Гамма-излучение		0,04 А и менее

 

Рассмотрим  классификацию электромагнитных волн по частотам:

 

Наименование частотного диапазона	Границы частотного диапазона	Наименование волнового  диапазона	Границы волнового диапазона
Крайние низкие, КНЧ	3 - 30 Гц	Декамегаметровые	100 - 10 Мм
Сверхнизкие, СНЧ	30 – 300 Гц	Мегаметровые	10 - 1 Мм
Инфранизкие, ИНЧ	0,3 - 3 кГц	Гектокилометровые	1000 - 100 км
Очень низкие, ОНЧ	3 - 30 кГц	Мириаметровые	100 - 10 км
Низкие частоты, НЧ	30 - 300 кГц	Километровые	10 - 1 км
Средние, СЧ	0,3 - 3 МГц	Гектометровые	1 - 0,1 км
Высокие частоты, ВЧ	3 - 30 МГц	Декаметровые	100 - 10 м
Очень высокие, ОВЧ	30 - 300 МГц	Метровые	10 - 1 м
Ультравысокие,УВЧ	0,3 - 3 ГГц	Дециметровые	1 - 0,1 м
Сверхвысокие, СВЧ	3 - 30 ГГц	Сантиметровые	10 - 1 см
Крайне высокие, КВЧ	30 - 300 ГГц	Миллиметровые	10 - 1 мм
Гипервысокие, ГВЧ	300 - 3000 ГГц	Децимиллиметровые	1 - 0,1 мм

 

2.1 Радиоволны

Рассмотрим подробнее  виды радиоволн.

Радиоволны длиной от 1000 до 10000 м называют длинными (частота 300—30 кГц), а радиоволны длиной свыше 10000 м — сверхдлинными (частота менее 30 кГц).

Длинные и особенно сверхдлинные волны мало поглощаются при прохождении в толще суши или моря. Так, волны длиной 20—30 км могут проникать в глубину моря на несколько десятков метров и, следовательно, могут использоваться для связи с погруженными подводными лодками, а также для подземной радиосвязи.

Недостаток длинных волн - невозможность передачи широкой полосы частот, необходимой для трансляции разговорной речи или музыки. В настоящее время длинные и сверхдлинные радиоволны применяются главным образом для телеграфной связи на дальние расстояния, а также для навигации.

К средним волнам относятся  радиоволны длиной от 100 до 1000 м (частоты 3—0,3 МГц).

Средние волны используются главным образом для вещания. Они могут распространяться как  земные и как ионосферные волны. Средние волны испытывают значительное поглощение в полупроводящей поверхности Земли, дальность распространения земной волны ограничена расстоянием 500—700 км.

К коротким волнам относятся  радиоволны длиной от 100 до 10 м (частоты 3—30 МГц).

Преимуществом работы на коротких волнах по сравнению с работой на более длинных волнах является то, что в этом диапазоне можно создать направленные антенны. Короткие волны могут распространяться как земные и как ионосферные.

Со стороны более  низких частот диапазон УКВ примыкает к коротким волнам, а со стороны высоких частот граничит с длинными инфракрасными лучами.

Диапазон УКВ можно  разбить на четыре поддиапазона:

1. Метровый - от 10 до 1 м (30-300 МГц);

2. Дециметровый - от 1 до 10 см (300-3000 МГц);

3. Сантиметровый - от 10 до 1 см (3000-30 000 МГц);

4. Миллиметровый - короче 1 см (выше 30000 МГц).

Каждый из поддиапазонов  находит применение в технике. Так, диапазон метровых волн используется в телевидении и частотно-модулированном вещании, а в последнее время - для осуществления радиосвязи на дальние расстояния. Диапазоны дециметровых и сантиметровых волн используются в телевидении, радиолокации и многоканальной связи.

 

 

2.2 Инфракрасное излучение (ИК)

К инфракрасному диапазону  относятся волны длиной 0,75—1000 мкм, занимающие промежуточное положение между оптическими и миллиметровыми волнами. К оптическому диапазону относятся электромагнитные колебания с длиной волны 0,39—0,75 мкм, воспринимаемые человеческим глазом.

Инфракрасный  диапазон делится на три области:

1.  Ближнее инфракрасное излучение - от 0,75 до 1,5 мкм;

2. Среднее инфракрасное излучение - от 1,5 до 5,6 мкм;
3. Дальнее инфракрасное излучение - от 5,6 до 1000 мкм.

Оптическое излучение  возбуждается за счет энергии перехода в атомах и молекулах излучающего  тела. ИК излучение возникает в результате колебательных и вращательных движений атомов и молекул вещества.

Оптические и ИК волны  могут фокусироваться линзами и  зеркалами, менять свое направление  при отражении и преломлении, разлагаться в спектр призмами. ИК волны подобно радиоволнам, могут проходить сквозь некоторые материалы, непрозрачные для оптических волн.

ИК волны нашли широкое  применение в различных отраслях промышленности.

 

2.3 Ультрафиолетовое излучение

Ультрафиолетовое  излучение – невидимое глазом электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между видимым и рентгеновским излучениями в пределах длин волн l400—10 нм.

Область ультрафиолетового излучения делится на:

1. Ближнюю область (400—200 нм);

2. Далёкую, или вакуумную область (200—10 нм); название обусловлено тем, что ультрафиолетовое излучение этого участка сильно поглощается воздухом и его исследование производят с помощью вакуумных спектральных приборов.

Для регистрации ультрафиолетового излучения при длине волны более 230 нм используются обычные фотоматериалы. В более коротковолновой области к ультрафиолетовому излучению чувствительны специальные маложелатиновые фотослои. Применяются фотоэлектрические приёмники, использующие способность ультрафиолетового излучения вызывать ионизацию и фотоэффект: фотодиоды, ионизационные камеры, счётчики фотонов, фотоумножители и др.

Разработан также особый вид фотоумножителей – каналовые электронные умножители, позволяющие создавать микроканаловые пластины. В таких пластинах каждая ячейка является каналовым электронным умножителем размером до 10 мкм. Микроканаловые пластины позволяют получать фотоэлектрические изображения в ультрафиолетовом излучении и объединяют преимущества фотографических и фотоэлектрических методов регистрации излучения.

При исследовании ультрафиолетового  излучения также используют различные люминесцирующие вещества, преобразующие ультрафиолетовое излучение в видимое. На этой основе созданы приборы для визуализации изображений в ультрафиолетовом излучении.

 

2.4 Гамма-излучение

Частота гамма-излучения ( > 3^.10¹⁸ Гц ) отвечает скоростям электромагнитных процессов, протекающих внутри атомных ядер и с участием элементарных частиц.

Источники гамма-излучения:

1. атомные ядра и частицы;

2. ядерные реакции и реакции между частицами, в частности аннигиляция пар частица-античастица;