Виды  и природа утечки информации при эксплуатации ЭВМ.

Учитывая  роль, которую играют ПЭВМ в современном  обществе вообще, а также тенденцию  к повсеместному использованию  ПЭВМ для обработки информации с  ограниченным доступом в частности, совершенно необходимо детальнее рассмотреть принципы образования каналов утечки информации при эксплуатации ПЭВМ.

Как известно, современные ПЭВМ могут работать как независимо друг от друга, так  и взаимодействуя с другими ЭВМ  по компьютерным сетям, причем последние  могут быть не только локальными, но и глобальными.

С учетом этого фактора, полный перечень тех  участков, в которых могут находиться подлежащие защите данные, может иметь  следующий вид:

• непосредственно в оперативной или постоянной памяти ПЭВМ;
• на съемных магнитных, магнитооптических, лазерных и других носителях;
• на внешних устройствах хранения информации коллективного доступа (RAID-массивы, файловые серверы и т.п.);
• на экранах устройств отображения (дисплеи, мониторы, консоли);
• в памяти устройств ввода/вывода (принтеры, графопостроители, сканеры);
• в памяти управляющих устройств и линиях связи, образующих каналы сопряжения компьютерных сетей.

Каналы  утечки информации образуются как при  работе ЭВМ, так и в режиме ожидания. Источниками таких каналов являются:

• электромагнитные поля;
• наводимые токи и напряжения в проводных системах (питания, заземления и соединительных);
• переизлучение обрабатываемой информации на частотах паразитной генерации элементов и устройств технических средств (ТС) ЭВМ;
• переизлучение обрабатываемой информации на частотах контрольно-измерительной аппаратуры (КИА).

Помимо  этих каналов, обусловленных природой процессов, протекающих в ПЭВМ и  их техническими особенностями, в поставляемых на рынок ПЭВМ могут умышленно  создаваться дополнительные каналы утечки информации. Для образования таких каналов может использоваться:

• размещение в ПЭВМ закладок на речь или обрабатываемую информацию (замаскированные под какие-либо электронные блоки);
• установка в ПЭВМ радиомаячков;
• умышленное применение таких конструктивно-схемных решений, которые приводят к увеличению электромагнитных излучений в определенной части спектра;
• установка закладок, обеспечивающих уничтожение ПЭВМ извне (схемные решения);
• установка элементной базы, выходящей из строя.

Кроме того, классификацию возможных каналов утечки информации в первом приближении можно провести на основании принципов, в соответствии с которыми обрабатывается информация, получаемая по возможному каналу утечки. Предполагается три типа обработки: человеком, аппаратурой, программой. В соответствии с каждым типом обработки всевозможные каналы утечки также разбиваются на три группы. Применительно к ПЭВМ группу каналов, в которых основным видом обработки является обработка человеком, составляют следующие возможные каналы утечки:

• хищение материальных носителей информации (магнитных дисков, лент, карт);
• чтение информации с экрана посторонним лицом;
• чтение информации из оставленных без присмотра бумажных распечаток.

В группе каналов, в которых основным видом обработки является обработка  аппаратурой, можно выделить следующие возможные каналы утечки:

• подключение к ПЭВМ специально разработанных аппаратных средств, обеспечивающих доступ к информации;
• использование специальных технических средств для перехвата электромагнитных излучений технических средств ПЭВМ.

В группе каналов, в которых основным видом обработки является программная  обработка, можно выделить следующие  возможные каналы утечки:

• несанкционированный доступ программы к информации;
• расшифровка программой зашифрованной информации;
• копирование программой информации с носителей;
• блокирование или отключение программных средств защиты.

При перехвате информации с ПЭВМ используется схема, представленная на рис.1

Рис. 1 Схема перехвата информации с ПЭВМ

При этом техническому контролю должны подвергаться следующие потенциальные каналы утечки информации:

• побочные электромагнитные излучения в диапазоне частот от 10 Гц до 100 МГц;
• наводки сигналов в цепях электропитания, заземления и в линиях связи;
• опасные сигналы, образующиеся за счет электроакустических преобразований, которые могут происходить в специальной аппаратуре контроля информации. Эти сигналы должны контролироваться в диапазоне частот от 300 Гц до 3,4 кГц;
• каналы утечки информации, образующиеся в результате воздействия высокочастотных электромагнитных полей на различные провода, которые находятся в помещении и могут, таким образом, стать приемной антенной. В этом случае проверка проводится в диапазоне частот от 20 кГц до 100 МГц.
• Наиболее опасным каналом утечки является дисплей, так как с точки зрения защиты информации он является самым слабым звеном в вычислительной системе. Это обусловлено принципами работы видеоадаптера, состоящего из специализированных схем для генерирования электрических сигналов управления оборудования, которое обеспечивает генерацию изображения.
• Схемы адаптера формируют сигналы, определяющее информацию, которая отображается на экране. Для этого во всех видеосистемах имеется видеобуфер. Он представляет собой область оперативной памяти, которая предназначена только для хранения текста или графической информации, выводимой на экран. Основная функция видеосистемы заключается в преобразовании данных из видеобуфера в управляющие сигналы дисплея, с помощью которых на его экране формируется изображение. Эти сигналы и стараются перехватить.

Анализ  возможности утечки информации через ПЭМИ

При проведении анализа возможности  утечки информации необходимо учитывать  следующие особенности радиотехнического канала утечки из средств цифровой электронной техники.

• Для восстановления информации мало знать уровень ПЭМИ, нужно знать их структуру.
• Поскольку информация в цифровых средствах электронной техники переносится последовательностями прямоугольных импульсов, то оптимальным приемником для перехвата ПЭМИ является обнаружитель (важен сам факт наличия сигнала, а восстановить сигнал просто, т.к. форма его известна).
• Не все ПЭМИ являются опасными точки зрения реальной утечки информации. Как правило, наибольший уровень соответствует неинформативным излучениям (в ПЭВМ наибольший уровень имеют излучения, порождаемые системой синхронизации).
• Наличие большого числа параллельно работающих электрических цепей приводит к тому, что информативные и неинформативные излучения могут перекрываться по диапазону (взаимная помеха).
• Для восстановления информации полоса пропускания разведприемника должна соответствовать полосе частот перехватываемых сигналов. Импульсный характер информационных сигналов приводит к резкому увеличению полосы пропускания приемника и, как следствие, к увеличению уровня собственных и наведенных шумов.
• Периодическое повторение сигнала приводит к увеличению возможной дальности перехвата.
• Использование параллельного кода в большинстве случаев делает практически невозможным восстановление информации при перехвате ПЭМИ.

Способы обеспечения ЗИ от утечки через ПЭМИ

Электромагнитное  экранирование помещений в широком  диапазоне частот является сложной  технической задачей, требует значительных капитальных затрат, постоянного контроля и не всегда возможно по эстетическим и эргономическим соображениям. Доработка средств электронной техники с целью уменьшения уровня ПЭМИ осуществляется организациями, имеющими соответствующие лицензии. Используя различные радиопоглощающие материалы и схемотехнические решения, за счет доработки удается существенно снизить уровень излучений. Стоимость такой доработки зависит от радиуса требуемой зоны безопасности и составляет от 20% до 70% от стоимости ПЭВМ.

Рис.2 Способы и методы ЗИ, обрабатываемой средствами электронной техники, от утечки по радиотехническому каналу

Криптографическое закрытие информации, или шифрование, является радикальным способом ее защиты. Шифрование осуществляется либо программно, либо аппаратно с помощью встраиваемых средств. Такой способ защиты оправдывается при передаче информации на большие расстояния по линиям связи. Использование шифрования для защиты информации, содержащейся в служебных сигналах цифрового электронного средства, в настоящее время невозможно.

Активная  радиотехническая маскировка предполагает формирование и излучение маскирующего сигнала в непосредственной близости от защищаемого средства. Различают несколько методов активной радиотехнической маскировки: энергетические методы; метод “синфазной помехи”; статистический метод.

При энергетической маскировке методом  “белого шума” излучается широкополосный шумовой сигнал с постоянным энергетическим спектром, существенно превышающим максимальный уровень излучения электронной техники. В настоящее время наиболее распространены устройства ЗИ, реализующие именно этот метод.

Механизм возникновения  ПЭМИ средств цифровой электронной техники 

Побочные  электромагнитные излучения, генерируемые электромагнитными устройствами, обусловлены протеканием дифференциальных и синфазных токов.

В полупроводниковых  устройствах излучаемое электромагнитное поле образуется при синхронном протекании дифференциальных токов в контурах двух типов. Один тип контура формируется проводниками печатной платы или шинами, по которым на полупроводниковые приборы подается питание. Площадь контура системы питания примерно равна произведению расстояния между шинами на расстояние от ближайшей логической схемы до ее развязывающего конденсатора. Другой тип контура образуется при передаче логических сигналов от одного устройства к другому с использованием в качестве обратного провода шины питания. Проводники передачи данных совместно с шинами питания формируют динамически работающие контуры, соединяющие передающие и приемные устройства.

Излучение, вызванное синфазными токами, обусловлено  возникновением падений напряжения в устройстве, создающем синфазное  напряжение относительно земли.

Как правило, в цифровом электронном оборудовании осуществляется синхронная работа логических устройств. В результате при переключении каждого логического устройства происходит концентрация энергии в узкие совпадающие по времени импульсные составляющие, при наложении которых суммарные уровни излучения могут оказаться выше, чем может создать любое из отдельных устройств.

Большое влияние на уровни возникающих эми  оказывают характеристики соединений с отрицательной шиной источника  питания или с землей. Это соединение должно иметь очень низкий импеданс, поскольку и печатные проводники на вч представляют собой скорее дроссели, чем коротко замкнутые цепи.

Во многих случаях основными источниками  излучений оказываются кабели, по которым передается информация в  цифровом виде. Такие кабели могут размещаться внутри устройства или соединять их между собой.

Применение  заземляющих перемычек из оплетки  кабеля или провода, характеризующихся  большими индуктивностью и активным сопротивлением для вч помех и  не обеспечивающих хорошего качества заземления экрана, приводит к тому, что кабель начинает действовать как передающая антенна.

Техническая реализация устройств маскировки

Для осуществления  активной радиотехнической маскировки ПЭМИ используются устройства, создающие шумовое электромагнитное поле в диапазоне частот от нескольких кГц до 1000 МГц со спектральным уровнем, существенно превышающем уровни естественных шумов и информационных излучений средств ВТ. Для этих целей используются малогабаритные сверхширокополосные передатчики шумовых маскирующих колебаний ГШ-1000 и ГШ-К-1000, которые являются модернизацией изделия “Шатер-4”.

Их принцип  действия базируется на нелинейной стохастизации  колебаний, при которой шумовые  колебания реализуются в автоколебательной  системе не вследствие флуктуаций, а за счет сложной внутренней нелинейной динамики генератора. Сформированный генератором шумовой сигнал с помощью активной антенны излучается в пространство.

Спектральная  плотность излучаемого электромагнитного  поля равномерно распределена по частотному диапазону и обеспечивает требуемое  превышение маскирующего сигнала над  информативным в заданное количество раз (как требуют нормативные документы) на границах контролируемой зоны объектов ВТ 1-3 категории по эфиру, а также наводит маскирующий сигнал на отходящие слаботочные цепи и на сеть питания.

Статистические  характеристики сформированных генератором маскирующих колебаний близки к характеристикам нормального белого шума.

Устройство  обнаружения радиомикрофонов

Устройство  обнаружения радиомикрофонов «ПионерМ» (НПО «Специальная техника и связь» МВД России).

Назначение: Обнаружение радио микрофонов и слуховой контроль сигналов различных передающих средств.

Технические особенности

 
     Устройство обеспечивает: 

• анализ заданного диапазона частот с  остановкой при обнаружении радиомикрофона;  
• обзор заданного диапазона с сохранением в памяти частот предполагаемых радиомикрофонов;  
• определение местоположения обнаруженных радиомикрофонов.

Основные  характеристики

• Диапазон рабочих частот, МГц - 0,5-1900 

• Количество каналов памяти - 50 

• Дальность  обнаружения радиосигналов, м - 15 

• Напряжение питания, В - 220

• Виды модуляции - AM, WFM, NFM, SSB

Обнаружение записывающих устройств (диктофонов)

В настоящее  время широкое распространение  получила скрытая запись на диктофоны  как способ документирования речевой  информации.

Каким требованиям должен соответствовать обнаружитель диктофонов (ОД)? Всего нескольким: быстро и скрытно обнаруживать любые диктофоны на приемлемом расстоянии и сигнализировать об этом. Однако способы достижения указанных целей могут сильно различаться в зависимости от того, должен ли ОД быть портативным, обслуживать офис или большой зал заседаний. Таким образом, существует потребность в целом спектре устройств.

Однако  существующие модели (RS100, RS200, PTRD 014-017, APK) обладают невысокой дальностью и  не могут в полной мере удовлетворить пользователей. Причина такого положения заключается в сложности самой задачи обнаружения диктофонов. Прежде всего, она в том, что собственное излучение объекта является сверхслабым. Поэтому для его обнаружения приходится использовать сверхчувствительные каналы получения информации. При этом возникает другая проблема. Прибор очень чувствителен, он “видит”: компьютеры за стеной, изменения в сети 220 В × 50 Гц, поля от проходящего транспорта и т.д. Все эти сигналы немного превосходят по уровню измеряемый сигнал и являются помехами, поэтому приходится решать задачу обнаружения слабых сигналов в сложной помеховой обстановке.

Физические  принципы.

      Уже изначально ВОЛС имеют более высокую  степень защищенности информации от несанкционированного доступа, чем какие-либо иные линии связи, что связано с физическими принципами распространения электромагнитной волны в световоде. В оптическом волноводе электромагнитное излучение выходит за пределы волокна на расстояние не более длины волны при отсутствии внешнего воздействия на оптоволокно.

Понятие волоконно-оптической линии связи  является собирательным. Оно включает приёмники, передатчики оптического  сигнала, волоконно-оптический тракт, регенераторы и иное оборудование. В связи с этим волоконно-оптическую линию можно разделить на локальные и распределённые участки. Локальные участки, включающие в себя модуляторы, оптические передатчики и приёмники, регенераторы, наиболее защищены от несанкционированного съёма в виду локализованной области их расположения. Распределённые участки (волоконно-оптические тракты) обладают наибольшей протяжённостью и, соответственно, наименьшей защищённостью от несанкционированного съёма. В отличие от всех других сред передачи информации, для формирования каналов утечки на участках волоконно-оптического тракта, как правило, требуют прямого доступа к оптоволокну и специальных мер отвода части излучения из оптоволокна или регистрации прохождения излучения. Основные физические принципы формирования каналов утечки в ВОЛС можно разделить на следующие типы:

 
1. Нарушение полного внутреннего  отражения;

2. Регистрация  рассеянного излучения на длинах  волн основного информационного  потока и комбинационных частотах;

3. Параметрические  методы регистрации проходящего  излучения.    

 В  предлагаемой работе, анализ каналов утечки информации производится для систем передачи с амплитудной модуляцией электромагнитной волны на распределённых участках способами, связанными с нарушением полного внутреннего отражения. К этим способам относятся:

A. Изменение  угла падения. Использование внешнего воздействия для уменьшения угла падения до значения, меньшего значения предельного угла падения, при котором начинает наблюдаться полное внутреннее отражение.

B. Изменение  отношения показателя преломления  оболочки к показателю преломления сердцевины оптоволокна. Использование внешнего воздействия для увеличения угла полного внутреннего отражения до значений, больших характерных углов падения в световоде.

C. Оптическое  туннелирование. Оптическое туннелирование  состоит в прохождении излучения через оболочку оптоволокна с показателем преломления меньшим, чем у сердцевины, при углах падения больших угла полного внутреннего отражения.

Спектральный  анализ

Значительным  событием в развитии ЦОС (ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА  СИГНАЛОВ ) было открытие в 1965 г. эффективных алгоритмов для вычислений преобразований Фурье. Этот класс алгоритмов стал известен как быстрое преобразование Фурье (БПФ).Значимость этого открытия состоит в следующем. Составной частью ЦОС является спектральный анализ сигналов.  
В спектральном анализе основным математическим аппаратом является преобразование Фурье, на вычисление которого тратилась значительная часть машинного времени. Алгоритм быстрого преобразования Фурье уменьшил время вычисления преобразования Фурье на несколько порядков. Это позволило создать очень сложные алгоритмы обработки сигналов в реальном времени.

Спектральный  анализ полезен для технического анализа, где он обеспечивает количественный инструмент для обнаружения доминирующих частот или полос частот в данных пользователя. В частности, мы можем использовать спектральный анализ, чтобы помочь выбрать средние для различных видов технического анализа. Средние (и другие методы фильтрования данных) позволяют нам подчеркнуть только те частоты или спектральные полосы, которые интересны для целей торговли. Вообще, мы можем разделить спектр дневных торговых данных на три родовые спектральные полосы:

Распознавание событий

«ВидеОко» - компьютерная система видеонаблюдения и распознавания лиц. Эта система позволяет не только вести наблюдение за окружающей обстановкой, но и благодаря уникальным алгоритмам детектировать определенные события, такие как движения различной интенсивности, статические изменения, нахождение лица в кадре и распознавание лиц. Все эти события сохраняются в базе данных, из которой можно просматривать произошедшие события с запросами по времени и типу события. 
Применение новых научных и технических подходов в системе«ВидеОко» позволяет добавить в системы видеонаблюдения элемент искусственного интеллекта. Система сама определяет происходящие события и фиксирует их, также система «ВидеОко»может дополнить или заменить функцию проверки личности при контроле доступа.  
 
Система «ВидеОко» позволяет сохранять в базе данных только полезную видеоинформацию: изменения, происходящие в поле зрения видеокамеры; есть изображение лица человека в кадре; человек распознан или не распознан. В отличие от систем наблюдения с записью информации на видеомагнитофоны система «ВидеОко» все произошедшие события сохраняются в виде отдельных изображений и допускает параллельное выполнение нескольких функций: регистрацию событий и одновременный поиск и просмотр ранее записанных событий. 

Назначение  системы: 

1. Создание интеллектуальных систем видеонаблюдения.  
2. Упрощение работы постов видеонаблюдения.  
3. Автоматизация контроля доступа  
 
Возможности системы: 

1. Определение  и регистрация событий (движение, изменение фона).  
2. Автоматическая идентификация личности ( распознавание лиц ).  
3. Параллельная работа: поиск и просмотр ранее записанных и регистрация происходящих событий.  
4.Возможность фильтрации просматриваемых событий по дате и типу.  
5.Сигнализация при предопределенных событиях.   
 

Дополнительные  возможности системы: 

1. Сохранение  архивов.  
2. Сохранение изображений в виде отдельных кадров.  
3. Печать изображений.  
4. Подключение исполнительных уcтройcтв через RS-232. 

Многоканальная фильтрация

    Основная  научная проблематика в области  цифровой фильтрации заключена в разработке путей преодоления ограничений обусловленных имеющимися ресурсами: возможностями элементной базы, допустимой величиной программно-аппаратных затрат. Методы проектирования цифровых фильтров, объединяющие синтез в спектральной области по заданным величинам рабочих параметров с приемами, учитывающими эти ограничения, позволяют получить решения, близкие к оптимальным в смысле минимизации результирующих затрат и времени анализа.

    Задача  создания эффективных методов цифровой фильтрации в системах мониторинга широкого частотного диапазона, базирующаяся на последних достижениях теории цифровой обработки сигналов, является весьма актуальной, тем более что накопленный опыт разработки и использования процессоров цифровой обработки сигналов (ПЦОС), программируемых логических интегральных схем (ПЛИС), стимулируют создание новых более совершенных и производительных типов этих микросхем, в архитектуре которых должны быть заложены возможности воплощения эффективных алгоритмов ЦОС и, в частности, цифровой фильтрации.

    Таким образом, в настоящее время существует актуальная научно-техническая проблема разработки методов цифровой фильтрации для задач мониторинга широкого частотного диапазона (ШЧД), обеспечивающих необходимое качество и эффективность  обработки. Под эффективностью в данном случае понимается уменьшение времени анализа, минимизация вычислительных и аппаратно-программных затрат.

 
 
Список используемой литературы

www.defspace.ru – Киберзащита. Информационная безопасность.

www.microsec.ru – MicroSecurity. Информация должна быть защищенной.

www.protectinfo.ru – ПротектИнфо. Защита данных и безопасность.

www.arms-expo.ru – Информационное агентство. Оружие России.

www.securitydocs.ru – Мир безопасности. Мир электронной безопасности.

www.analitika.info – Защита информации.

www.freepapers.ru – Свободный банк информации.