Защита информации от утечки по техническим каналам

Содержание

Введение

Защита информации от утечки по техническим каналам — это комплекс организационных, организационно-технических и технических мероприятий, исключающих или ослабляющих бесконтрольный выход конфиденциальной информации за пределы контролируемой зоны.

Современный этап развития общества характеризуется  возрастающей ролью информационной сферы, представляющей собой совокупность информации, информационной инфраструктуры, субъектов, осуществляющих сбор, формирование, распространение и использование информации [2].

К защищаемой информации относится информация, являющаяся предметом собственности и подлежащая защите в соответствии с требованиями правовых документов или требованиями, устанавливаемыми собственником информации [1]. Это, как правило, информация ограниченного доступа, содержащая сведения, отнесенные к государственной тайне, а также сведения конфиденциального характера.

Целью курсового  проекта является расширение знаний в области основополагающих принципов  защиты информации от несанкционированного доступа при помощи утечки по техническим  каналам связи.

В задачи курсового  проекта входит:

• изучение основ системного подхода к организации защиты информации, передаваемой по техническим каналам связи;
• изучение способов защиты информации от утечки по техническим каналам связи;
• программная реализация криптографических способов защиты информации.

I Общая характеристика технических каналов утечки информации

В основе утечки лежит  неконтролируемый перенос конфиденциальной информации посредством акустических, световых, электромагнитных, радиационных и других полей и материальных объектов.

Причины утечки связаны, как правило, с несовершенством норм по сохранению информации, а также нарушением этих норм (в том числе и несовершенных), отступлением от правил обращения с соответствующими документами, техническими средствами, образцами продукции и другими материалами, содержащими конфиденциальную информацию.

Условия включают различные  факторы и обстоятельства, которые складываются в процессе научной, производственной, рекламной, издательской, отчетной, информационной и иной деятельности предприятия (организации) и создают предпосылки для утечки информации. К таким факторам и обстоятельствам могут, например, относиться:

1. Недостаточное знание работниками предприятия правил защиты информации и непонимание (или недопонимание) необходимости их тщательного 
   соблюдения.
2. Использование неаттестованных технических средств обработки конфиденциальной информации.
3. Слабый контроль за соблюдением правил защиты информации правовыми, организационными и инженерно-техническими мерами.
4. Текучесть кадров, в том числе владеющих сведениями конфиденциального характера.

Таким образом, большая  часть причин и условий, создающих  предпосылки и возможность утечки конфиденциальной информации, возникает из-за недоработок руководителей предприятий и их сотрудников.

Кроме того, утечке информации способствуют:

• стихийные бедствия (шторм, ураган, смерч, землетрясение, наводнение);
• неблагоприятная внешняя среда (гроза, дождь, снег);
• катастрофы (пожар, взрывы);
• неисправности, отказы, аварии технических средств и оборудования.

Известно, что информация вообще передается полем или веществом. Это либо акустическая волна (звук), либо электромагнитное излучение, либо лист бумаги с текстом. Но ни переданная энергия, ни посланное вещество сами по себе никакого значения не имеют, они служат лишь носителями информации. Человек не рассматривается как носитель информации. Он выступает субъектом отношений или источником.

Основываясь на этом, можно  утверждать, что по физической природе  возможны следующие средства переноса информации:

• световые лучи;
• звуковые волны;
• электромагнитные волны;
• материалы и вещества.

Иной возможности для  переноса информации в природе не существует.

Используя в своих  интересах те или иные физические поля, человек создаёт определенную систему передачи информации друг другу. Такие системы принято  называть системами связи. Любая система связи (система передачи информации) состоит из источника информации, передатчика, канала передачи информации, приемника и получателя сведений. Эти системы используются в повседневной практике в соответствии со своим предназначением и являются официальными средствами передачи информации, работа которых контролируется с целью обеспечения надежной, достоверной и безопасной передачи информации, исключающей неправомерный доступ к ней со стороны конкурентов. Однако существуют определенные условия, при которых возможно образование системы передачи информации из одной точки в другую независимо от желания объекта и источника. При этом, естественно, такой канал в явном виде не должен себя проявлять. По аналогии с каналом передачи информации такой канал называют каналом утечки информации. Он также состоит из источника сигнала, физической среды его распространения и приемной аппаратуры на стороне злоумышленника (рисунок 1.1). Движение информации в таком канале осуществляется только в одну сторону — от источника к злоумышленнику

Рисунок 1.1 - Структура канала утечки информации

Под каналом утечки информации будем понимать физический путь от источника конфиденциальной информации к злоумышленнику, по которому возможна утечка или несанкционированное получение охраняемых сведений. Для возникновения (образования, установления) канала утечки информации необходимы определенные пространственные, энергетические и временные условия, а также соответствующие средства восприятия и фиксации информации на стороне злоумышленника.

Применительно к практике с учетом физической природы образования  каналы утечки информации можно разделить  на следующие группы:

• визуально-оптические;
• акустические (включая и акустико-преобразовательные);
• электромагнитные (включая магнитные и электрические);
• материально-вещественные (бумага, фото, магнитные носители, производственные отходы различного вида — твердые, жидкие, газообразные).

Каждому виду каналов  утечки информации свойственны свои специфические особенности.

1. Визуально-оптические каналы утечки информации

Визуально-оптические каналы — это, как правило, непосредственное или удаленное (в том числе и телевизионное) наблюдение. Переносчиком информации выступает свет, испускаемый источником конфиденциальной информации или отраженный от него в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах.

Классификация визуально-оптических каналов утечки информации:

1. По природе образования:
• за счёт отражения сетевой энергии;
• за счёт собственного излучения объектов.
2. По диапозону излучения:

• видимая область;

• ИК-область;
• УФ область.

3. По среде расспостранения:

• свободное пространство;
• направляющие линии.

2. Акустические каналы утечки информации

Для человека слух является вторым по информативности после зрения. Поэтому одним из довольно распространенных каналов утечки информации является акустический канал. В акустическом канале переносчиком информации выступает звук, лежащий в полосе ультра (более 20 000 Гц), слышимого и инфразвукового диапазонов. Диапазон звуковых частот, слышимых человеком, лежит в пределах от 16 до 20 000 Гц, и содержащихся в человеческой речи — от 100 до 6000 Гц.

Когда в воздухе  распространяется акустическая волна, частицы воздуха приобретают колебательные движения, передавая колебательную энергию друг другу. Если на пути звука нет препятствия, он распространяется равномерно во все стороны. Если же на пути звуковой волны возникают какие-либо препятствия в виде перегородок, стен, окон, дверей, потолков и т. п., звуковые волны оказывают на них соответствующее давление, приводя их также в колебательный режим. Эти воздействия звуковых волн и являются одной из основных причин образования акустического канала утечки информации.

Различают определенные особенности распространения звуковых волн в зависимости от среды. Это прямое распространение звука в воздушном пространстве, распространение звука в жестких средах (структурный звук). Кроме того, воздействие звукового давления на элементы конструкции зданий и помещений вызывает их вибрацию.

В свободном  воздушном пространстве акустические каналы образуются в помещениях при ведении переговоров в случае открытых дверей, окон, форточек. Кроме того, такие каналы образуются системой воздушной вентиляции помещений. В этом случае образование каналов существенно зависит от геометрических размеров и формы воздуховодов, акустических характеристик фасонных элементов задвижек, воздухораспределителей и подобных элементов.

Под структурным  звуком понимают механические колебания  в твердых средах. Механические колебания  стен, перекрытий или трубопроводов, возникающие в одном месте, передаются на значительные расстояния почти не затухая. Опасность такого канала утечки состоит в неконтролируемой дальности распространения звука.

Преобразовательный, а точнее, акусто-преобразовательный канал — это изменение тех  или иных сигналов электронных схем под воздействием акустических полей. На практике такое явление принято называть микрофонным эффектом.

3. Электромагнитные каналы утечки информации

Переносчиком  информации являются электромагнитные волны в диапазоне от сверхдлинных с длиной волны 10 000 м .{частоты менее 30 Гц) до субмиллиметровых с длиной волны 1—0,1 мм (частоты от 300 до 3000 ГГц). Каждый из этих видов электромагнитных волн обладает специфическими особенностями распрост- ранения как по дальности, так и в пространстве-Длинные волны, например, распространяются на весьма большие расстояния, миллиметровые — наоборот, на удаление лишь прямой видимости в пределах единиц и десятков километров. Кроме того, различные телефонные и иные провода и кабели связи создают вокруг себя магнитное и электрическое поля, которые также выступают элементами утечки информации за счет наводок на другие провода и элементы аппаратуры в ближней зоне их расположения.

Классификация электромагнитных каналов утечки инфомации

1. По природе образования:

• акустопреобразовательные;

• электромагнитные излучения;
• паразитные связи и наводки.

2. По диапазону излучения:

• сверхдлинные волны;
• длинные волны;
• среднии волны;
• короткие волны;
• УКВ.

3. По среде расспостранения:

• безвоздушное пространство;
• воздушное пространство;
• земная среда;
• водная среда;
• направляющие системы.

1.4 Материально-вещественные каналы утечки информации

Материально-вещественными  каналами утечки информации выступают  самые различные материала в  твердом, жидком и газообразном или  корпускулярном (радиоактивные элементы) виде. Очень часто это различные отходы производства, бракованные изделия, черновые материалы и другое.

Классификация материально-вещественных каналов  утечки информации:

1. По физическому состоянию:

• твердые массы;
• жидкости.
• газообразные вещества;

2.  По физической природе:

• химические;
• биологические;
• радиоактивные.

3.  По среде распространения:

• в земле;
• в воде;
• в воздухе.

Очевидно, что  каждый источник конфиденциальной информации может обладать в той или иной степени какой-то совокупностью каналов утечки информации (рисунок 2.1).

Защита информации от утечки по техническим каналам  в общем плане сводится к следующим действиям:

• своевременному определению возможных каналов утечки информации;
• определению энергетических характеристик канала утечки на границе контролируемой зоны (территории, кабинета);
• оценке возможности средств злоумышленников обеспечить контроль этих каналов.

Обеспечению исключения или ослабления энергетики каналов утечки соответствующими организационными, организационно-техническими или техническими мерами и средствами.

Рисунок 1.2 - Причины возникновения технических каналов утечки информации

II Защита информации от утечки по техническим каналам

2.1 Защита информации от утечки по визуально оптическим каналам

Защита информации от утечки по визуально-оптическому каналу — это комплекс мероприятий, исключающих или уменьшающих возможность выхода конфиденциальной информации за пределы контролируемой зоны за счет распространения световой энергии.

Человек видит  окружающий его мир и предметы за счет отраженного от них света  либо за счет их собственного излучения.

Наиболее  привычным для человека носителем информации об объектах его интересов является видимое человеческим глазом излучение. С помощью зрительной системы человек получает наибольший (до 90%) объем информации из внешнего мира. Соседние участки видимого спектра — инфракрасный и ультрафиолетовый — также несут существенную информацию об окружающих предметах, но она не может быть воспринята человеческим глазом непосредственно. Для этих целей используются различного рода преобразователи невидимого изображения в видимое — визуализация невидимых изображений.

Окружающий  нас мир освещается естественным светом (Солнце, Луна, звезды) и искусственным  освещением. Возможность наблюдения объектов определяется величиной падающего потока света (освещенность), отраженного от объекта света (отражающие свойства) и контрастом объекта на фоне окружающих его предметов.

В дневное  время, когда освещенность создается  светом Солнца, глаз человека обладает наибольшей цветовой и контрастной чувствительностью. В сумерки, когда солнечный диск постепенно уходит за линию горизонта, освещенность падает в зависимости от глубины погружения Солнца. Уменьшение освещенности вызывает ухудшение работы зрения, а следовательно, сокращение дальности и ухудшение цветопередачи. Эти физические особенности необходимо учитывать при защите информации от утечки по визуально-оптическим каналам.

2.1.1  Средства и способы защиты информации от утечки по визуально оптическим каналам

С целью защиты информации от утечки по визуально-оптическому каналу рекомендуется:

• располагать объекты защиты так, чтобы исключить отражение света в стороны возможного расположения злоумышленника (пространственные ограждения);
• уменьшить отражательные свойства объекта защиты;
• уменьшить освещенность объекта защиты (энергетические ограничения);
• использовать средства преграждения или значительного ослабления отраженного света: ширмы, экраны, шторы, ставни, темные стекла и другие 
  преграждающие среды, преграды;
• применять средства маскирования, имитации и другие с целью защиты и введения в заблуждение злоумышленника;
• использовать средства пассивной и активной защиты источника от неконтролируемого распространения отражательного или излученного света и 
  других излучений;
• осуществлять маскировку объектов защиты, варьируя отражательными свойствами и контрастом фона;
• применять маскирующие средства сокрытия объектов можно в виде аэрозольных завес и маскирующих сеток, красок, укрытий.

В качестве оперативных  средств сокрытия находят широкое  применение аэрозольные завесы. Это  взвешенные в газообразной среде  мельчайшие частицы различных веществ, которые в зависимости от размеров и агрегатного сочетания образуют дым, копоть, туман. Они преграждают распространение отраженного от объекта защиты света. Хорошими светопоглощающими свойствами обладают дымообразующие вещества. Аэрозольные образования в виде маскирующих завес обеспечивают индивидуальную или групповую защиту объектов и техники, в том числе и выпускаемую продукцию.

2.2 Защита информации  от утечки по акустическим  каналам

Защита информации от утечки по акустическому каналу — это комплекс мероприятий, исключающих или уменьшающих возможность выхода конфиденциальной информации за пределы контролируемой зоны за счет акустических полей.

Основными мероприятиями  в этом виде защиты выступают организационные  и организационно-технические меры.

Организационные меры предполагают проведение архитектурно-планировочных, пространственных и режимных мероприятий, а организационно-технические — пассивных (звукоизоляция, звукопоглощение) и активных (звукоподавление) мероприятий. Не исключается проведение и технических мероприятий за счет применения специальных защищенных средств ведения конфиденциальных переговоров.

Архитектурно-планировочные  меры предусматривают предъявление определенных требований на этапе проектирования зданий и помещений или их реконструкцию и приспособление с целью исключения или ослабления неконтролируемого распространения звуковых полей непосредственно в воздушном пространстве или в строительных конструкциях в виде структурного звука. Эти требования могут предусматривать как выбор расположения помещений в пространственном плане, так и их оборудование необходимыми для акустической безопасности элементами, исключающими прямое или отраженное в сторону возможного расположения злоумышленника распространение звука. В этих целях двери оборудуются тамбурами, окна ориентируются в сторону охраняемой (контролируемой) от присутствия посторонних лиц территории и пр.

Режимные  меры предусматривают строгий контроль пребывания в контролируемой зоне сотрудников и посетителей.

Организационно-технические  меры предусматривают использование звукопоглощающих средств. Пористые и мягкие материалы типа ваты, ворсистые ковры, пенобетон, пористая сухая штукатурка являются хорошими звукоизолирующими и звукопоглощающими материалами — в них очень много поверхностей раздела между воздухом и твердым телом, что приводит к многократному отражению и поглощению звуковых колебаний.

2.2.1 Средства и способы защиты информации от утечки по акустическим каналам

Для определения  эффективности защиты звукоизоляции используются шумомеры. Шумомер — это измерительный прибор, который преобразует колебания звукового давления в показания, соответствующие уровню звукового давления. В сфере акустической защиты речи используются аналоговые шумомеры.

По точности показаний шумомеры подразделяются на четыре класса. Шумомеры нулевого класса служат для лабораторных измерений, первого — для натурных измерений, второго — для общих целей; шумомеры третьего класса используются для ориентированных измерений. На практике для оценки степени защищенности акустических каналов используются шумомеры второго класса, реже — первого.

Измерения акустической защищенности реализуются методом образцового источника звука. Образцовым называется источник с заранее известным уровнем мощности на определенной частоте (частотах).

Выбирается  в качестве такого источника магнитофон с записанным на пленку сигналом на частотах 500 Гц и 1000 Гц, модулированным синусоидальным сигналом в 100 — 120 Гц. Имея образцовый источник звука и шумомер, можно определить поглощающие возможности помещения.

Величина  акустического давления образцового  источника звука известна. Принятый с другой стороны стены сигнал замерен по показаниям шумомера. Разница между показателями и дает коэффициент поглощения.

В зависимости  от категории выделенного помещения эффективность звукоизоляции должна быть разной. Рекомендуются следующие нормативы поглощения на частотах 500 и 1000 Гц соответственно (таблица 2.1).

Таблица 2.1 – Звукоизоляционные  категории помещений

В тех случаях, когда пассивные меры не обеспечивают необходимого уровня безопасности, используются активные средства. К активным средствам относятся генераторы шума — технические устройства, вырабатывающие шумоподобные электронные сигналы.

Эти сигналы подаются на соответствующие датчики акустического или вибрационного преобразования. Акустические датчики предназначены для создания акустического шума в помещениях или вне их, а вибрационные — для маскирующего шума в ограждающих конструкциях. Вибрационные датчики приклеиваются к защищаемым конструкциям, создавая в них звуковые колебания