Johdanto
Tietotekniikan laitteiden työprosessissa nykyiset muutokset analogisessa ja digitaalisessa signaalinkäsittelyssä synnyttävät sähkömagneettisia päästöjä. Nämä sähkömagneettiset päästöt voivat palauttaa asiaankuuluvat tiedot, jos ne vastaanotetaan ja analysoidaan. Aiheuttaa tietovuotoa. Sähkömagneettisen säteilyn aiheuttama tietoturvallisuuden ja luottamuksellisuuden ongelma on sähkömagneettinen vuoto, eli sähkömagneettinen informaatiovuoto, informaatiosähkömagneettinen vuoto, TMEPEST jne. Sähkömagneettisen vuodon tutkimuksessa "punaisella signaalilla" tarkoitetaan sähköistä signaalia, joka liittyy arkaluontoiseen tietoon, muutoin se on musta signaali. Sähkömagneettista vuotoa on aina ollut laitteiden toiminnan yhteydessä, mikä uhkaa kaikenlaisten laitteiden tietoturvaa kaikkina aikoina. Teknologian jatkuvan kehityksen myötä tietotekniikan laitteisiin kohdistuvien sähkömagneettisten vuotojen mahdolliset turvallisuusriskit ovat tulleet yhä näkyvämmiksi.
Sähkömagneettinen häiriö ja sähkömagneettinen vuoto
Sähkömagneettisista ilmiöistä johtuvaa laitteiden, siirtokanavien tai järjestelmien suorituskyvyn heikkenemistä kutsutaan sähkömagneettisiksi häiriöiksi, ja järjestelmällistä sähkömagneettisia häiriöitä ja suojauskysymyksiä koskevaa tutkimusta on sähkömagneettinen yhteensopivuus (elektromagneettinen yhteensopivuus, EMC). Sähkömagneettiset häiriöt jaetaan johtuviin häiriöihin ja säteilyhäiriöihin etenemistavan mukaan, luonnollisiin häiriöihin ja ihmisen aiheuttamiin häiriöihin häiriölähteen luonteen mukaan sekä tahallisiin ja tahattomiin häiriöihin häiriölähteen subjektiivisen tarkoituksen mukaan. häiriön toteuttaja. Sähkömagneettisen yhteensopivuuden tutkimuksen sisältö on, miten varmistetaan, että sähkömagneettiset häiriöt eivät vaikuta tietotekniikan laitteiden normaaliin toimintaan.
Sähkömagneettinen vuoto on tietovuodon ongelma, joka johtuu tahattomasta sähkömagneettisesta säteilystä tietotekniikan laitteiden käytön aikana. Sähkömagneettinen häiriö koskee sähkömagneettisen säteilyn vaikutusta herkkiin laitteisiin, mikä tarkoittaa lähinnä sähkömagneettisen energian siirtymistä häiriön lähteestä herkkiin laitteisiin. kun taas sähkömagneettinen vuoto keskittyy tietoon liittyviin komponentteihin sähkömagneettisessa emissiossa, ja ydin on, että tieto vuotolähteestä välittyy varkaudelle sähkömagneettisen säteilyn muodossa.收设备。 Vastaanottolaitteet.
Emissiolähteestä vuotolähteen sähkömagneettinen emissio tulee tietotekniikan laitteiston tiedonkäsittelyyn liittyvistä jännitteen ja virran muutoksista, ja häiriölähteenä on tietotekniikan laitteiden signaalimuutosten lisäksi luonnollinen lämpö. Melu, salama, sähköstaattinen purkaus jne. sekä monenlaisen sähkömagneettisen energian vapautuminen, kuten virtakytkimien toiminnot, valaistuslaitteet ja voimakkaat sähkömagneettiset pulssit ihmisen toiminnassa. Molempien siirtotie viittaa sähkömagneettiseen säteilyyn avaruudessa ja signaalin johtumiseen johtimissa, mutta lähetyksessä sähkömagneettinen energia ei enää vaikuta herkkiin laitteisiin tietyn vaimennuksen jälkeen; ja mahdollisuus varastaa heikkoja sähkömagneettisia signaaleja ongelman palauttamiseksi. Se on edelleen olemassa, ja varastamisen analyysitekniikan kehittyessä voidaan vastaanottaa ja käsitellä yhä heikompia sähkömagneettisia signaaleja. Lisäksi sähkömagneettisten häiriöiden ja sähkömagneettisten vuotojen seuraukset eivät ole samat. Ensin mainittu vaikuttaa herkkien laitteiden suorituskykyyn heikentäen tai jopa vaurioittaa laitetta eikä voi toimia, mikä vaarantaa laitteen fyysisen turvallisuuden; jälkimmäinen aiheuttaa lähdelaitteiden tietojen vuotamisen ja tuhoaa tiedon. Luottamuksellisuus, tietoturvallisuuden vaarantaminen.
Sähkömagneettisen emission signaalin generoinnin ja siirron näkökulmasta tietotekniikan laitteiden työprosessin ja ominaisuuksien mukaan sähkömagneettiset vuotolähteet voidaan jakaa kolmeen moduuliin: datainformaatio, sähköiset signaalit ja luonnonantennit. Tietotekniikan laitteiden toimintaan liittyy tietojen ja informaation käsittely, ja tiedot käsitellään ja välitetään sähköisten signaalien muodossa laitelaitteistossa. Vaihtuvat sähköiset signaalit kiihottavat laitteen antenniefektilaitteita, jotka ovat luonnollisia antenneja (eli luonnollisia antenneja). Antenni), joka muuntaa sähköisten signaalien energian sähkömagneettisiksi aalloksi ja lähettää ulospäin.
Sähköinen signaali on datainformaation spesifisen koodauksen muoto, ja sen muuttuvat ominaisuudet ladataan sähkömagneettiseen aaltoon ja lähetetään, ja datainformaation sisältö voidaan palauttaa siepauksen jälkeen. Sähkömagneettinen vuoto on tiedonsiirtoprosessi sähkömagneettisen säteilyn kautta, joten sitä voidaan verrata ja analysoida viestintäjärjestelmän kanssa sähkömagneettisen vuodon ja sen suojauksen tutkimiseksi.
Sähkömagneettisen vuotosignaalin linkin koostumus
Sähkömagneettisen vuotosignaalin linkin koostumus on verrattavissa viestintäjärjestelmään. Viestintäjärjestelmä koostuu viidestä osasta: lähde, nielu, kanava, lähetyslaitteet ja vastaanottolaitteet. Lähettävän laitteen tehtävänä on sovittaa lähde ja siirtoväline, eli muuntaa lähteen tuottama viestisignaali lähetettäväksi sopivaan signaalimuotoon. Modulointi, koodaus ja salaus ovat yleisiä muunnosmenetelmiä; signaalin eteneminen siirtovälineessä on väistämättä kohinan kohteena. Häiriöt vaikuttavat tiedon siirtoon; ja vastaanottavan laitteen tehtävänä on suorittaa lähettävän laitteen käänteinen muunnos, demoduloida, dekoodata ja purkaa häiriötä kuljettava signaali alkuperäisen viestin palauttamiseksi.
Sähkömagneettisen vuotoprosessin analyysin mukaan voidaan havaita, että sähkömagneettinen vuoto on itse asiassa tahatonta tiedon siirtymistä "vuotolähteestä" "varastavaan järjestelmään", joten sähkömagneettista säteilyä syntyy vuotolähteestä sen palautumiseen. Varastavan järjestelmän tiedot Jokaista linkkiä voidaan pitää "tahattoman lähetyksen, tarkoituksellisen vastaanoton" viestintäjärjestelmänä, jota kutsutaan "sähkömagneettisen vuodon tietoliikennejärjestelmäksi". Tässä järjestelmässä tietotekniikkalaitteisto on tiedon lähde, ja se on myös mahdollinen lähetyslaitteisto. Laitteen käsittelemä tieto moduloidaan ja ladataan sähkömagneettiseen aaltosignaaliin lähetystä varten. Lähetysväline on sähkömagneettinen aalto ja sähkömagneettiseen säteilyyn soveltuva väliaine. Siirtomenetelmiä ovat säteily ja johtuminen. Avaruuden sähkömagneettinen kohina häiritsee molempia lähetysmenetelmiä. Varastamisjärjestelmällä on vahvat signaalin vastaanotto- ja käsittelyominaisuudet, ja se voi vastaanottaa vuotaneita lähetyksiä tietojen palauttamiseksi. Yhteenvetona voidaan todeta, että sähkömagneettisen vuodon tietoliikennejärjestelmän vuotolähde on sekä lähde että lähettävä laite, ja varastava järjestelmä toimii samanaikaisesti vastaanottavana laitteistona ja majoituspaikkana.
Suojaus sähkömagneettisilta vuotoilta
Analysoida viestintäjärjestelmän eri osien vaikutusta viestinnän laatuun ja tutkia sähkömagneettisen vuodonsuojauksen teknisiä keinoja varastettujen laitteiden tiedon vastaanottamisen ja käsittelyn estämisen näkökulmasta. Viestintäjärjestelmän kommunikaatiokykyyn ja laatuun vaikuttavat kolme linkkiä, lähde, kanava ja nielu, ja ainoa ohjattavissa oleva sähkömagneettinen vuoto on lähde ja kanava. Siksi sähkömagneettisten vuotojen turvallisuutta voidaan tutkia vuodon lähteen ja vuodon reitin kahdesta näkökulmasta.
Vuotolähteen suojaussuunnittelu
Vuotolähteen tietojen muuntamisessa on kaksi osaa: datasignaalin koodauskäsittely ja luonnollisen antennin lähetyksen käsittely, joten vuotolähteen suojausta voidaan laajentaa näistä kahdesta käsittelystä.
Ensinnäkin datasignaali koodataan ja käsitellään ja tiedot salataan sopivissa olosuhteissa. Vaikka antennin lähetys ja kanavan vaimennus ovat molemmat suotuisia, varastava järjestelmä voi vain palauttaa salatun tiedon ja siten suojata arkaluonteisia tietoja. Hyvän suojavaikutuksen saavuttamiseksi; jos se ei sovellu salaukseen, koodatun signaalin taso ja ominaisuudet vaikuttavat sähkömagneettiseen säteilyyn, joten olosuhteiden salliessa tulee valita koodausmenetelmä matalalla tasolla ja hitailla signaalin reunoilla.
Toiseksi tulee välttää luonnollisten antennien säteilyä tietotekniikan laitteissa, metallien ja elektronisten laitteiden antennivaikutusta punaiseen signaaliin. Vähäsäteilylaitteiden käyttö, punaisen ja mustan erotuksen toteuttaminen, kaapelin suodatus ja punaisten signaalimoduulien suojaus ovat yleisiä menetelmiä luonnollisten antennipäästöjen vaimentamiseen.
Vuotolähteen suojauksen suunnittelussa huomioidaan pääasiassa kolme tekijää. Ensinnäkin signaalin koodausmenetelmän vaikutus vuotopäästöihin; toiseksi heikentää sähkömagneettista säteilyä, joka liittyy suoraan punaiseen signaaliin; Kolmanneksi estetään ristimodulaatio ja toissijainen säteily. Vuotolähteen suojausteknologioihin kuuluvat punaisen signaalin moduulin lähteen vaimennusmenetelmä, vähäsäteilyn suunnittelu, punaisten ja mustien moduulien väliseinäsuunnittelu, moduulilaitteiden välisten liitäntöjen suodatinsuunnittelu, moduulitason ja laitetason suojaussuunnittelu jne.
Vyöhykeeristyksen tarkoituksena on sijoittaa punainen ja musta signaali erikseen ja keskeisesti suunnitteluvaiheessa. Voit myös asentaa useita punaisia signaalimoduuleja tai mustia signaalimoduuleja tarpeen mukaan ja suorittaa sitten itsenäisen ja tiukan suojauksen punaisille signaalimoduuleille. Punamusta eristystekniikka auttaa estämään monimutkaisempia sähkömagneettisia vuotoja, kuten ylikuulumiskuormitusta, ristikytkentää ja toissijaista säteilyä.
Laitteiden kehitysvaiheessa punaisen signaalin alueella käytetään vähäsäteilyn suunnittelutekniikkaa, jolla vähennetään punaisen signaalin säteilyn voimakkuutta ja ohjataan sähkömagneettisen tiedon vuotoa lähteestä esimerkiksi laitteen valinnan ja piirisuunnittelun avulla.
Punaisen signaalimoduulin ja muiden moduulien, teholähteiden ja oheislaitteiden välinen yhteys on suunniteltu suodatuksella, joka estää tiedon suodattamalla tiettyjä taajuuskomponentteja kaapeleista, kuten signaalinsiirtolinjoista, voimalinjoista ja yhteisistä maajohtimista. Vuoto tapahtuu johtumissäteilyn kautta ja estää signaalien toissijaisen lähetyksen.
Suojaus rajoittaa sähkömagneettista energiaa tietyllä alueella ja heikentää sähkömagneettisen energian säteilyä. Moduulitasoinen suojaus on punaisen signaalimoduulin osittainen suojaus. Kohtuullinen moduulitason suojaus ei voi vain ohjata punaisen signaalin lähetysaluetta, vaan myös tehokkaasti välttää punaisten ja mustien signaalien ristikytkennän; laitetason suojaus on koko laitteen suojaaminen ja punaisten signaalien sähkömagneettinen säteily. Sähkömagneettista lisäeristystä varten.
Suojaus vuotoreitillä
Vuotopolulla on vain kanavakäsittely, joten vuotoreitin turvasuojausta tulee tutkia kanavan kapasiteetin perusteella. Signaali-kohinasuhteen pienentäminen sähkömagneettisten vuotojen emission taajuusalueella voi vähentää kanavan kapasiteettia, punaisen signaalin energiapäästön vähentäminen ja sähkömagneettisen kohinan lisääminen ovat peruskeinoja signaali-kohinasuhteen pienentämiseksi. Menetelmä kohinan lisäämiseksi signaali-kohinasuhteen vähentämiseksi tunnetaan häiriöteknologiana. Tämä tekniikka vapauttaa tarkoituksella vääriä sähkömagneettisia päästöjä, kun lähdelaite toimii. Perustana on sähkömagneettinen vuodonsuojaus sen varmistamiseksi, että tietoa ei vaaranneta, koska tavoitteena on estää hyödyllisen tiedon sähkömagneettiset päästöt. Varastettujen laitteiden vastaanottamisen ja palauttamisen estäminen on tärkein keino, eikä välitä lähetyksestä ilman tietoa.
Halutun vaikutuksen saavuttamiseksi häiriökohinan tulee täyttää aika-, avaruus-, energia- ja taajuusalueen vaatimukset. Punaisen signaalin emissiosuuntaa noudattaen taajuusvaatimukset sisältävät punaisen signaalin emission taajuusalueen ja energian tulee kattaa punaisen signaalin sähkömagneettinen emissio.
Aika- ja avaruusalueen vaatimukset on helppo toteuttaa, ja energia- ja taajuusalueen häiriökohinan ja punaisen signaalin emission välisen suhteen mukaan häiriötekniikka voidaan jakaa valkoisen kohinan häiriöihin ja niihin liittyviin häiriöihin. Valkoisen kohinan häiriö on sähkömagneettisen säteilyn tuottoa tietyllä taajuuskaistalla, joka kattaa energiasta tulevan punaisen signaalin. Koska sitä ei kuitenkaan ole suunniteltu kohdelaitteen emissiolle, valkoinen kohina ja punainen signaalin emissio eivät liity toisiinsa, eikä sähkömagneettista kohinaa välttämättä ole vuodon emission taajuusalueen analyysissä. Siksi hyödyllisiä signaaleja on edelleen mahdollista palauttaa.
Videotietojen vuotosuojaus
Tietokonevideon tietovuoto on yksi laajimmin tutkituista sähkömagneettisten vuotojen ongelmista. Sähkömagneettisen vuotomallin avulla analysoidaan olemassa olevia videovuotojen ehkäisytekniikoita ja opitaan niistä. Suojausideologia ja -menetelmät tarjoavat viitteitä muiden arkaluonteisten tietojen vuotojen suojaamiseen. Videoinformaation sähkömagneettisessa suojauksessa suojaus, suodatus, häiriöt jne. ovat edelleen eniten käytettyjä menetelmiä. Jotkut erikoistuneet suojaustekniikat ovat osoittaneet hyviä suojavaikutuksia, mukaan lukien videosignaaliin perustuvat häiriömenetelmät, synkronoidut kellomodulaatiomenetelmät ja ihmisen aivoihin perustuvat menetelmät. Värien sekoitussuojatekniikka jne.
Videosignaaleihin perustuva häiriömenetelmä on lisätä laitteistomoduuleja videosignaalin pääsignaalin sekoittamiseksi ja sotketun signaalin syöttämiseksi videon lähtöliittimeen ja sähkömagneettisen säteilyn tuottamiseksi yhteisen antennitehostelaitteen kautta. Saavuta asiaan liittyvien häiriöiden vaikutus. Yhdessä sähkömagneettisen vuotomallin kanssa tämä menetelmä on erityisesti asettaa väärä punainen signaali ja tuottaa sähkömagneettista säteilyä saman antenniefektilaitteen kautta, jotta vastaanotin ei voi palauttaa todellista punaista signaalia ja sitä vastaavia tietoja.
Synkronisen kellon modulaatiomenetelmänä on moduloida videosignaalin synkronista kelloa niin, että synkronisen signaalin sähkömagneettinen emissio muuttuu kohtalaisesti, jolloin varastaja ei voi rekonstruoida videokuvaa eikä vaikuta näytön normaaliin kuvanäyttöön. . Ihmisaivojen värisekoitukseen perustuva suojausmenetelmä on käyttää ihmissilmän värisynteesiominaisuutta lisäämään kuvaan eri kohinaa aikavälein. Nopeasti vaihdettavassa näyttöpäätteessä kaksi vierekkäistä kuvakehystä palautuvat visuaalisesti normaaliksi, ja videosignaalin sähkömagneettiseen säteilyyn lisätään lisää kohinakomponentteja. Molemmat menetelmät muuttavat sen sähkömagneettista säteilyä prosessoimalla videosignaalia sähkömagneettisen vuodon suojauksen tavoitteen saavuttamiseksi. Yhdessä sähkömagneettisen vuotomallin kanssa se vastaa signaalin sisällön satunnaista vähentämistä tai lisäämistä lähetyspäässä, mutta varastavalle laitteelle signaalin satunnaista muutosta ei voida palauttaa peruuttamattomuuden vuoksi. Tavoitteena on suuren datamäärän sisältävän ja toistuvasti näytettävän videoinformaation sähkömagneettisten vuotojen ongelma yhdistettynä kolmen suojaustekniikan analyysiin, sähkömagneettinen vuotosuojaus sisältää pääasiassa seuraavat tyypit. Yksi niistä on tehokkaiden suojaus-, suodatus- ja niihin liittyvien häiriötekniikoiden käyttö. Sen tarkoituksena on salata ja moduloida lähetetty videosignaali. Kolmas on suorittaa videoinformaation differentiaalinen siirto redundantin tiedon vähentämiseksi. Neljäs on lähettää ja näyttää videoinformaatiota emolevyn optisilla signaaleilla.