Научная статья на тему 'ВЫБОР СПОСОБА НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ПЕРЕХВАТА ВИДЕОСИГНАЛОВ ПЭМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СРЕДЫ MULTISIM'

ВЫБОР СПОСОБА НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ПЕРЕХВАТА ВИДЕОСИГНАЛОВ ПЭМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СРЕДЫ MULTISIM Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
50
14
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВИДЕОСИСТЕМА / ПОБОЧНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ / ТЕХНИЧЕСКИЙ КАНАЛ УТЕЧКИ ИНФОРМАЦИИ / СРЕДА МОДЕЛИРОВАНИЯ MULTISIM / ВЫБОР СПОСОБА ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Шагров Н.А., Большаков А.С.

Введение: Рассмотрены вопросы, связанные с перехватом побочных электромагнитных излучений (ПЭМИ), возникающие при выводе изображения на экран монитора, для обеспечения необходимого уровня безопасности обрабатываемых данных в компьютерных системах. Предлагается заменить проведение трудоемких натурных испытаний на моделирование в виртуальной среде с целью выбора способа нейтрализации перехвата видеосигналов ПЭМИ. Цель исследования: разработка тестирующего стенда на платформе Multisim с компонентами, имитирующими характеристики реального технического канала перехвата ПЭМИ. Методы: в статье использована методика расчета дальности перехвата ПЭМИ оптимальным приемником формируемого в среде Multisim тестового сигнала "точка - через точку", представляющего собой чередование "белых" и "черных" пикселей на мониторе, основанная на учете отношения уровней "сигнал - шум" в ближней, средней и дальней зонах источника излучения и позволяющая получить вероятностную оценку границ зоны перехвата ПЭМИ. Результаты: предложенный подход моделирования перехвата видеосигналов средств вычислительной техники (СВТ) показал свою универсальность и возможность замены проведения натурных испытаний. Полученные численные значения протяженности зон перехвата ПЭМИ оптимальным приемником, учитывающим чувствительность принимаемой антенны в различных диапазонах частот спектральных составляющих информативного видеосигнала, указывают на необходимость создания мер по нейтрализации излучений в широком диапазоне частот, обусловленном численными значениями спектральных составляющих гармоник высшего порядка. Практическая значимость: разработанный тестирующий стенд в совокупности с используемой методикой оценки зоны перехвата ПЭМИ позволяет выбрать меры защиты информации в виде активного или пассивного способа нейтрализации технического канала утечки информации в соответствии с предложенными алгоритмами.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Шагров Н.А., Большаков А.С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SELECTING A WAY TO NEUTRALIZE COMPROMISING ELECTROMAGNETIC EMANATIONS VIDEO INTERCEPTION USING THE MULTISIM ENVIRONMENT

Introduction: The paper considers issues related the interception of compromising electromagnetic emanations arising when displaying images on the monitor screen to ensure the necessary level of security of the processed data in computer systems. It is proposed to replace time-consuming full-scale tests by simulation in a virtual environment in order to choose the way to neutralize video interception of compromising electromagnetic emanations. Research objective: to develop a test bed on Multisim platform with components that simulate the characteristics of a real technical channel of compromising electromagnetic emanations interception. Methods: the article uses the method of calculating the range of interception of compromising electromagnetic emanations by the optimal receiver of the test signal "point - through point" generated in Multisim, which is an alternation of "white" and "black" pixels on the monitor, based on the ratio of signal to noise in the near, middle and far zones of the radiation source and allows to obtain a probabilistic assessment of the boundaries of the compromising electro-magnetic emanations interception zone. Results: The proposed approach of modeling of video interception of computer equipment showed its universality and the possibility of replacing the field tests. Obtained numerical values of the extent of compromising electromagnetic emanations interception zones by the optimal receiver, taking into account the sensitivity of the received antenna in different frequency ranges of the spectral components of the informative video signal indicate the need to create measures for neutralization of emissions in a wide frequency range due to numerical values of the spectral components of higher order harmonics. Practical significance: the developed test bed in conjunction with the used methodology for assessing the compromising electromagnetic emanations interception zone allows to choose information protection measures in the form of active or passive method of neutralization of the technical channel of information leakage in accordance with the proposed algorithms.

Текст научной работы на тему «ВЫБОР СПОСОБА НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ПЕРЕХВАТА ВИДЕОСИГНАЛОВ ПЭМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СРЕДЫ MULTISIM»

doi: 10.36724/2409-5419-2022-14-5-29-37

ВЫБОР СПОСОБА НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ПЕРЕХВАТА ВИДЕОСИГНАЛОВ ПЭМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

СРЕДЫ MULTISIM

ШАГРОВ

Никита Александрович1

БОЛЬШАКОВ

Александр Сергеевич2

АННОТАЦИЯ

Введение: Рассмотрены вопросы, связанные с перехватом побочных электромагнитных излучений (ПЭМИ), возникающие при выводе изображения на экран монитора, для обеспечения необходимого уровня безопасности обрабатываемых данных в компьютерных системах. Предлагается заменить проведение трудоемких натурных испытаний на моделирование в виртуальной среде с целью выбора способа нейтрализации перехвата видеосигналов ПЭМИ. Цель исследования: разработка тестирующего стенда на платформе МиШвт с компонентами, имитирующими характеристики реального технического канала перехвата ПЭМИ. Методы: в статье использована методика расчета дальности перехвата ПЭМИ оптимальным приемником формируемого в среде МиШвт тестового сигнала "точка - через точку", представляющего собой чередование "белых" и "черных" пикселей на мониторе, основанная на учете отношения уровней "сигнал - шум" в ближней, средней и дальней зонах источника излучения и позволяющая получить вероятностную оценку границ зоны перехвата ПЭМИ. Результаты: предложенный подход моделирования перехвата видеосигналов средств вычислительной техники (СВТ) показал свою универсальность и возможность замены проведения натурных испытаний. Полученные численные значения протяженности зон перехвата ПЭМИ оптимальным приемником, учитывающим чувствительность принимаемой антенны в различных диапазонах частот спектральных составляющих информативного видеосигнала, указывают на необходимость создания мер по нейтрализации излучений в широком диапазоне частот, обусловленном численными значениями спектральных составляющих гармоник высшего порядка. Практическая значимость: разработанный тестирующий стенд в совокупности с используемой методикой оценки зоны перехвата ПЭМИ позволяет выбрать меры защиты информации в виде активного или пассивного способа нейтрализации технического канала утечки информации в соответствии с предложенными алгоритмами.

Сведения об авторах:

1 бакалавр МТУСИ, Москва,Россия, shagrov.nikita@mail.ru

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: видеосистема, побочные электромагнитные излучения,

2 к.т.н., доцент кафедры ИБ МТУСИ, технический канал утечки информации, среда моделирования Multisim, Москва, Россия, alexbol57@mail.ru выбор способа защиты информации.

Для цитирования: Шагров Н.А., Большаков А.С. Выбор способа нейтрализации перехвата видеосигналов ПЭМИ с использованием среды Multisim // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2022. Т. 14. № 5. С. 2937. doi: 10.36724/2409-5419-2022-14-5-29-37

Введение

Во время обработки информации основными техническими средствами и системами (ОТСС) [1] возникают электромагнитные излучения (ЭМИ) от случайных антенн в виде отдельных токопроводящих элементов ОТСС. Побочные электромагнитные излучения (ПЭМИ) - нежелательные (паразитные) электромагнитные излучения, возникающие при функционировании технических средств обработки информации, могущие приводить к утечке обрабатываемой информации [2]. Основными режимами обработки информации, при которых возникают ПЭМИ являются:

• Ввод данных с клавиатуры;

• Вывод информации на экран монитора;

• Вывод информации на шину принтера;

• Запись и чтение информации на USB носители.

Согласно нормативной документации ФСТЭК [3] при

проведении работ по аттестации информационных объектов особое внимание уделяется оценке эффективности принятых мер по защите информации секретного или конфиденциального характера от утечек за счет ПЭМИ. Наиболее опасным (с точки зрения утечки информации) режимом работы средств вычислительной техники является вывод информации на монитор [4,5] согласно работам Хорева A.A. Исследование возможности перехвата ПЭМИ монитора начались практически сразу после изобретения соответствующих СВТ [6]. Злоумышленники для перехвата подобных побочных электромагнитных излучений обычно используют специальные технические средства (СТС) или технические средства разведки (TCP).

В своей статье [4] Хорев A.A. приводит в пример исследование, проведенное в диссертации М.Г. Кюн [7]. Для перехвата М.Г. Кюн использовал супергетеродинный приемник с логопериодической антенной. Данные эксперименты проводились в здании, где находилось более 100 работающих компьютеров. При экспериментах удавалось перехватывать текстовые изображения, с расстояния 10 м через два офисных помещения, разделенные тремя гипсокартонными стенами.

Для каждого отдельного средства вычислительной техники существует определенная зона, в которой можно осуществить перехват информации требуемого качества с помощью технического средства разведки (TCP). Данная зона называется зоной R2 и указана на рисунке 1.

Зона R2 для каждого средства вычислительной техники определяется экспериментальным методом, так как на качество приема побочного электромагнитного излучения влияют: уровень излучаемого сигнала, затухание преград, через которые проходит электромагнитная волна, зашумленность пространства другими внешними источниками электромагнитного излучения и способ обработки принимаемого сигнала TCP.

В данной статье авторы предлагают определять способ защиты информационного ресурса согласно приведенному алгоритму с использованием разработанного виртуального стенда для исследования канала утечки ПЭМИ видеосигналов монитора в среде Multisim и методов его закрытия с учетом имитации реальных условий работы СВТ и факторов, влияющих на формировании зоны R2.

Состав виртуального стенда

1. Источник тестовых сигналов монитора, выполненный на микроконтроллере;

2. Осциллограф для исследования временных характеристик информативных сигналов;

3. Спектроанализатор для исследования спектральных характеристик сигналов, уровня шума и сигнала;

4. Генератор шума, имитирующий естественные помехи в среде распространения ПЭМИ;

5. Генератор шума, имитирующий создаваемый шум СЗИ;

6. Имитатор среды распространения ПЭМИ.

Функциональная схема электромагнитного канала утечки

информации для исследования зоны перехвата ПЭМИ монитора изображена на рисунке 2.

Рис. 1. Зона R2

Рис. 2. Функциональная схема стенда

В работе приведены схемотехнические решения согласно предложенной функциональной схеме рисунка 2 виртуального стенда для исследования перехвата ПЭМИ в среде Ми1-йвтрисунокЗ.

Используемый микроконтроллер

В стенде используется микроконтроллер серии 805х, для работы которого в среде МиШвт написан программный код на специальном языке ассемблера - ат551 [8]. Запуск схемы возможен после того, как в рабочей области проекта собрана соответствующая схема и введён программный код.

Рис. 3. Принципиальная схема стенда для исследования канала ПЭМИ

Программный код и алгоритм указаны на рисунке 4 и 5 соответственно.

SM0D51 start:

MOV Ее, t00000001b MOV E5, iOOOOOOOOb string:

ORL TMOD, jfOOOOOlOlb

MOV ТН0, #0

MOV TLO, #0

SETE TRO

loop:

MOV PI, Re MOV R3,#3 DJNZ R3, г NOP

MOV Fl, R5

NOP

NOP

MOV RO, I HO MOV Rl, TLO

CJ1IE Rl, ШООООООЬ, loop CJNE RO, #00000011b, loop

CLR TRCj MOV PI, R5 MOV R3,#255 DJNZ R3, г MOV R3,#255 DJNZ R3, £ MOV R3,#255 DJNZ R3, г MOV R3,#255 DJNZ R3, £ MOV R3,#S5 DJNZ R3, г 5JMP string END

Рис. 4. Код программы

Задание значений регистрам R6 И R5

Настройка Таймера О как 16 битного

Обнуление регистро

Вывод з наче ния регистра R6 на первый порт МК (выводлогической 1)

Вывод з наче ния регистра R5 на первый порт МК (выводлогического О)

ера в регистры RO и R1

з Таймера О )я задержка

Рис. 5. Блок схема и алгоритм программы формирования видеосигналов

Для исследования временных и спектральных характеристик информативных сигналов в работе используются штатные осциллограф и спектроанализатор платформы МиШвш, настройка и функционал которых достаточно полно освещены в специализированной литературе [9,10].

Генератор шума

Генератор шума, имитирующий естественный шум информационного объекта, создаваемый шум СЗИ, а также естественный шум за пределами КЗ (контролируемой зоны) информационного объекта реализован в виде элемента ТЕНРМШАЪМОШЕ. Внешний вид генератора шума показан на рисунке 6.

Рис. 7. Принципиальная схема имитатора среды распространения ПЭМИ

Безусловно, в реальных условиях представляется возможным провести анализ затухания преград и с использованием платформы МиШвт подобрать нужный вид АЧХ фильтра.

Работа стенда

Разработан интерфейс имитатора видеосигналов ПК на платформе МЦЪТШГМ, который позволяет устанавливать различные опции настройки разрешения монитора. В качестве примера настройки в статье используется разрешение монитора 1920x1080 пикселей с частотой кадровой развертки 60 Гц.

Тестовая программа лабораторного стенда формирует статическую картинку с вертикальными чёрно-белыми полосами точка-через-точку (пиксель) согласно рисунку 9.

Рис. 6. Элемент генератора шума в инструментах МиШвгт

В данной статье не рассматривался вопрос адекватности плотности распределения мощности шума реальным условиям, а указан подход и возможность имитации мешающих факторов, которые интересуют специалистов технической защиты информации. Плотность распределения генератора шума инструмента МиШвт близка к «белому» в широком диапазоне частот.

Имитатор среды распространения ПЭМИ

Пример принципиальной схемы имитатора среды распространения ПЭМИ представлен на рисунке 7. Имитатор среды распространения в данном примере представляет собой полосовой фильтр, его АЧХ приведена на рисунке 8.

Рис. 9. Вид реального изображения монитора ПК тест-сигнала

Временная последовательность импульсов для режима «ч-б т-ч-т», фиксируемая осциллографом лабораторного стенда, указана на рисунке 10.

АС&ягр

Рис. 10. Вид тестовой пиксельной последовательности

Переключая диапазон временной развертки на 100 нс/Дел, осциллограф покажет пиксельную развертку рисунок 11.

Рис. 8. АЧХ полосового фильтра, имитирующего затухание ПЭМИ Рис. 11. Вид строчной развёртки

Стенд имитирует экран монитора с разрешением 1920x1080 и с частотой обновления 60 Гц.

Микроконтроллер посредством таймера 0 (см. рис. 5) отсчитывает 1920 пикселей, затем делает задержку времени перед отправкой следующей строки пикселей, имитируя тем самым переход между строками, который присутствует при выводе изображения на реальный монитор.

На рисунке 12 представлены группы частот первой гармоники « 74,240 МГц, также группы частот третьей, пятой и седьмой гармоник. Помимо спектральных составляющих наблюдается спектральная плотность мощности «естественного» шума.

О ГЗ I* г

Рис. 12. Спектральная плотность мощности тест сигнал + шум

Расчет напряжённости сигнала и шума согласно алгоритму, представленному на рисунке 13 по следующим формулам [5].

Ес+ш = Рс+ш + Ka, дБмкВ / м

Е,„ = P + Ka, дБмкВ / м

ис+ш = 10°'05*Е"», мкВ / м

U,„ = io0'05*E™, мкВ / м

Ес = 20 lg )

(1) (2)

(3)

(4)

(5)

На рисунке 13 предложен алгоритм расчета зоны R2 для разных видеосигналов при действующем уровне шума без применения СЗИ. Он состоит из двух частей: первая - это определение частот Д — для каждой группы основных гармоник ПЭМИ и соответствующих уровней (сигнал+шум) и (шум) на этих частотах, вторая - алгоритм расчета зоны R2.

В реальных условиях важно оценить соотношение сигнал/шум вплоть до 7-й гармоники, т.к. и по ней воможно реализовать перехват, если соотношение сигнал/шум будет превышать указанный порог [5, 11]. Важно понимать, что чувствительность рассматриваемой антенны TCP имеет увеличение в районе 450-500 МГц, а в реальных условиях спектр шума неравномерен и в случае наличия тенденции его затухания при увеличении частоты перехват ПЭМИ по гармоникам высокого порядка вполне вероятен.

Согласно алгоритму, представленному на рисунке 13, проводятся измерения уровня Рс+ш, после чего отключается информативный сигнал и измеряется уровень Рш. Полученные значения заносятся в таблицу 1.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Предложенный виртуальный стенд позволяет установить уровень генератора шума платформы Multisim (рис. 6), адекватный реально измеренному, т.е. Рш в интересующей полосе частот.

Таблица 1

Результаты измерения уровней Рс+ш , Рш и соответствующие результаты расчетов напряженности сигнала и шума

Частота к, МГц Сигнал + Шум Рс+Ш дБмкВ Сигнал + Шум Рс+ш дБмкВ Сигнал + Шум Ес+ш, дБмкВ/м Шум Еш, дБмкВ/м Сигнал + Шум Uc+ш, мкВ/м Шум иш, мкВ/м Сигнал Ее, дБмкВ/м

74,21 127,60 93,80 146,4 112,6 20892961,3 426579,5 146,4

222,62 114,00 91,80 132,5 110,3 4216965,0 327340,7 132,5

371,03 107,10 94,44 124,9 112,2 1757923,6 409260,7 124,7

519,44 105,40 73,00 122,4 90,0 1318256,7 31622,8 122,4

667,85 102,20 89,64 119,600 107,0 954992,6 224905,5 119,4

816,25 95,43 95,10 115,330 115,0 584117,2 562341,3 104,0

964,66 95,03 94,53 118,830 118,3 873977,0 825087,5 109,2

Численные значения спектральной чувствительности антенны разведки Еш.ант, которые характеризуют минимальные уровни входного сигнала антенны в определенном диапазоне частот, необходимые для обеспечения требуемого качества полученной информации.

Численные значения коэффициента калибровки антенны (antenna factor; Ka) характеризуют отношение напряженности электрического поля плоской волны, воздействующей на антенну, к напряжению, наводимому в определенной нагрузке (обычно 50 Ом), подключенной к антенне. Коэффициент калибровки антенны имеет физическую размерность, выраженную в обратных метрах (м-1), а измеренные данные обычно выражают в дБ/м. Значения спектральной чувствительности антенны разведки и коэффициента калибровки антенны приводятся в техническом паспорте антенн. В данных расчетах используются технические характеристики измерительной антенны НБА-02 [12].

При измерениях излучаемых помех при известном Ка, напряженность падающего поля Е может определяться из показаний Р измерительного приемника, подключенного к антенне, по формуле Е=Р+Ка, где Е выражено в дБмкВ/м; Р-в дБмкВ; Ка-в дБмкв/м.

В ближней зоне электрическая составляющая электромагнитного поля Ее убывает обратно пропорционально кубу расстояния (-1/г3), в дальней - обратно пропорционально расстоянию (~1/г). Если предположить, что в средней зоне электрическая составляющая электромагнитного поля Ее убывает обратно пропорционально квадрату расстояния (-1/г2), то можно рассчитать коэффициенты ослабления ПЭМИ для каждой зоны. Принимая во внимание, что верхняя частота приема антенны НБА-02 равна 2500 МГц [7], тогда коэффициент ослабления Vr сигнала ПЭМИ на /-й частоте в j-rn интервале спектра ПЭМИ рассчитывается в зависимости от измеренных частот сигнала:

Длячастотыниже f <66,Ъ\МГц

3 66,31

r если r < -

f

66,31* rА 66,31 2500 - если-< r <-

(6)

f

16,57 *104 * r 2500 ---если r >-

Рис. 13. Алгоритм расчета зоны К2

Для частоты сигнала ПЭМИ 66,31 МГц < f < 2500МГц

Vr

2 2500

r если r < ■

f

2500 * r 2500

если r > -

(7)

f f Для частоты сигнала ПЭМИ f > 2500МГц

V « r

' r

(8)

где/- частота измеренного сигнала ПЭМИ, МГц; г - расстояние от ПЭВМ до средства разведки, м

Следует принять во внимание необходимость перехода от безразмерных численных значений коэффициента ослабления сигнала на /'-й частоте Уг к относительным (дБ) согласно выражению

V/ = 2018 Кг/ (9)

Следует рассчитать соотношение сигнал/шум на/'-ом интервале спектральных составляющих ПЭМИ согласно следующей формуле [5].

* п,

10"

П j

q, =■

AFn

10

i=l

0,1*(Eci -Em aHmi-Vi)

(10)

В случае, если q> = Д, то в пределах расчетного радиуса R2 в анализируемой полосе группы частот,-ой гармонической составляющей перехват ПЭМИ возможно реализовать, противном случае получаем предельное значение радиуса R2.

В случае получения численного значения R2, превышающего расстояние от исследуемого СВТ до границы контролируемой зоны КЗ, за пределами которой вероятна работа TCP, требуется реализовать меры по нейтрализации такого канала перехвата ПЭМИ.

Где 0 - скважность сигнала, равная — = 2 при использо-

х

вании предлагаемой тестовой программы;

Следует обратить внимание на то, что расчет значений N при исследовании ПЭМИ от различных устройств СВТ отличается друг от друга:

Для монитора N- число перехваченных кадров за время перехвата ПЭМИ, равное Та*Бк, например, за время Та = 60 сек число перехваченных кадров при частоте кадровой развертки Бк, равной 60 Гц, N=3600 штук кадров;

ЛРп=1/ т - ширина полосы пропускания приемника ПЭМИ, МГц, где т - минимальная длительность пиксельного тестового сигнала при определенном разрешении монитора, в случае выбора разрешения монитора 1920x1080 т = 6,7 нсек, А^п= 148,5 МГц [13];

Ее/ - рассчитанное значение уровня напряжённости сигнала на /-Й анализируемой частоте ПЭМИ, дБмкВ/м;

Еш.анп - чувствительность антенны разведки на /-й анализируемой частоте ПЭМИ, дБмкВ/м, характеризующая пороговое значение шума, которое должен превысить сигнал ПЭМИ на частоте//;

V/ - величина затухания сигнала на /-ой частоте в/'-ой полосе пропускания спектроанализатора при анализе/'-ой гармонической составляющей спектра ПЭМИ, дБ;

Д = 2,68 - критерий, значение которого зависит от соотношения сигнал/шум на входе приемника при оптимальном приеме дискретных сигналов при допущении наличия помех в виде «белого» шума.

Далее определить отношение сигнал-шум q по формуле (10) при различных значениях затухания Vi согласно формулам 6-8.

Рис. 14. Зависимость отношения q сигнал шум от расстояния L

Выставление начального уровня ш\гма Рш

Проведение измерении и расчет юны R2 с учетом Рш

Определение и астрой к» I генератора шума.

Рис. 15. Алгоритм расчета требуемого уровня шума СЗИ

Начальное значение коэффициенте затухания ß

Проведение измерений и расчета зоны R2 е учетом коэффициента затухания ß

Увеличение коэффициента затухания j$ на Aß

Определение степени экранирования С ВТ

щт

Рис. 16. Алгоритм расчета требуемого уровня затухания сигнала с использованием экранирования СВТ

Как видно из рисунка 14, за счет того, что значение чувствительности антенны TCP в районе 500 МГц является максимальным (в области диапазона частот седьмой гармоники), то опасность перехвата информативного сигнала на данной частоте является наиболее вероятной. Также стоит отметить, что не выполняется критерий q < = Д, для первой, третьей и пятой гармоник, следовательно, недостаточно обеспечить защиту только в диапазоне седьмой гармоники, необходимо обеспечить защиту на большем диапазоне частот.

Для устранения данной угрозы применяется, как и экранирование источника ПЭМИ [14], так и пространственное зашумление с помощью СЗИ [15]. Поэтому в статье (см. рис. 15, 16) предложены алгоритмы расчета требуемых уровней шума СЗИ и затухания информативного сигнала с использованием экранирования СВТ для обеспечения информационной безопасности.

Заключение

Таким образом, в данной статье предложена возможность моделирования перехвата ПЭМИ среде Multisim и методики определения параметров СЗИ для нейтрализации подобного

технического канала утечки информации. Данный виртуальный стенд можно масштабировать, что позволит его использовать в учебном процессе для обучения студентов специальности 10.03.01 взамен проведения натурных испытаний. Целесообразность проведения имитационных испытаний с использованием данного стенда взамен натурных, позволяющего апробировать активные и пассивные меры защиты информации, не вызывает сомнений.

Литература

1. Кислицын Д.В. Разработка измерительного комплекса для оценки защищённости технических средств от утечки информации по каналу побочных электромагнитных излучений и наводок II Физика для Пермского края. 2013. №6. С. 114-117.

2. Королев В.М. Методика расчета границ зоны защищенности информации при измерениях ПЭМИ в дальней волновой зоне источника излучения II Безопасность информационных технологий. 2013.Том20,№1.С. 58-62.

3. ФСТЭК России, 2008 Базовая модель угроз безопасности персональных данных при обработке в информационных системах персональных данных (выписка) [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://fstec.ru/component/attachments/download/289, свободный (дата обращения: 24.10.2022)

4. Хорее A.A. Защита информации от утечки по техническим каналам. Часть 1. Технические каналы утечки информации. М.: Гос-техкомиссияРФ, 1998. 320 с.

5. Хорее A.A. Оценка возможности обнаружения побочных электромагнитных излучений видеосистемы компьютера II Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. 2014. №2 (32). С. 207-213.

6. Хорее A.A. Техническая защита информации: учеб. Пособие для студентов вузов: в 3 т. Т.1: Технические каналы утечки информации. М.: ИПЦ «Аналитика», 2008. 436 с.

7. Wim van Eck. Electromagnetic Radiation from Video Display Units: An Eavesdropping Risk? [Электронный ресурс]. Режим доступа: М1р://сгур1оте.о^/етг^^датаобращения: 17.10.2022).

8. Магда Ю. С. Микроконтроллеры серии 8051: Практический подход. М.: ДМК Пресс, 2008. 228 с.

9. Шегал A.A. Применение программного комплекса Multisim для проектирования устройств на микроконтроллерах: лабораторный практикум. Екатеринбург: Уральский университет, 2014. 118 с.

10. Колесникова Т. Работа с виртуальными приборами в программной среде N1 Circuit Desing Suite - Multisim 12.0. Часть 1. II Компонентыитехнологии. 2014. №1. С. 158-161.

11. Исследование побочных электромагнитных излучений видеосистем средств вычислительной техники. Шифр «107-ИПП-ИБ»: отчет о НИР «заключ.» / МИЭТ; рук. A.A. Хорев. М., 2013. 167 с.

12. Антенна биконическая измерительная НБА-02 Руководство по эксплуатации [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.priborelektro.ru/download/file/l/2/1100/RukNBA02.pdf, свободный (дата обращения: 25.11.2022).

13. VESA and Industry Standards and Guidelines for Computer Display Monitor Timing (DMT) Version 1.0, Rev. 13 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://glenwing.github.io/docs/VESA-DMT-1.13.pdf, свободный (дата обращения: 19.11.2022).

14. ПетровИ.С. Локализация и ослабление побочных электромагнитных излучений от средств вычислительной техники путем экранирования электромагнитных волн II Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. 2012. №15. С. 189-191.

15. Дремухин М.А., Кузовников A.B., Стрекалев Т.В. Разработка перенастраиваемых диапазонных генераторов шума II Сибирский аэрокосмический журнал. 2022. Том 23. № 2. С. 156-166.

SELECTING A WAY TO NEUTRALIZE COMPROMISING ELECTROMAGNETIC EMANATIONS VIDEO INTERCEPTION USING THE MULTISIM ENVIRONMENT

NIKITA A. SHAGROV

Moscow, Russia, shagrov.nikita@mail.ru

KEYWORDS: video system, compromising electromagnetic ALEXANDER S. BOLSHAKOV emanations, technical channel of information leakage,

Moscow, Russia, alexbol57@mail.ru circuit simulator Multisim, the interception of information.

ABSTRACT

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Introduction: The paper considers issues related the interception of compromising electromagnetic emanations arising when displaying images on the monitor screen to ensure the necessary level of security of the processed data in computer systems. It is proposed to replace time-consuming full-scale tests by simulation in a virtual environment in order to choose the way to neutralize video interception of compromising electromagnetic emanations. Research objective: to develop a test bed on Multisim platform with components that simulate the characteristics of a real technical channel of compromising electromagnetic emanations interception. Methods: the article uses the method of calculating the range of interception of compromising electromagnetic emanations by the optimal receiver of the test signal "point - through point" generated in Multisim, which is an alternation of "white" and "black" pixels on the monitor, based on the ratio of signal to noise in the near, middle and far zones of the radiation source and allows to obtain a probabilistic

assessment of the boundaries of the compromising electromagnetic emanations interception zone. Results: The proposed approach of modeling of video interception of computer equipment showed its universality and the possibility of replacing the field tests. Obtained numerical values of the extent of compromising electromagnetic emanations interception zones by the optimal receiver, taking into account the sensitivity of the received antenna in different frequency ranges of the spectral components of the informative video signal indicate the need to create measures for neutralization of emissions in a wide frequency range due to numerical values of the spectral components of higher order harmonics. Practical significance: the developed test bed in conjunction with the used methodology for assessing the compromising electromagnetic emanations interception zone allows to choose information protection measures in the form of active or passive method of neutralization of the technical channel of information leakage in accordance with the proposed algorithms.

REFERENCES

1. D.V. Kislicyn (2013). Razrabotka izmeritel'nogo kompleksa dlja ocenki zashhishhjonnosti tehnicheskih sredstv ot utechki informacii po kanalu pobochnyh jelektromagnitnyh izluchenij i navodok. Fizika dlja Permskogo kraja. No.6, pp. 114-117. (In Rus)

2. V.M. Korolev (2013). Method of calculation of the zone boundary protection of information in the far field radiation source // Bezopasnost' informacionnyh tehnologij. Vol 20, no. 1 , pp. 58-62. (In Rus)

3. FSTJeK Rossii, 2008 Bazovaja model' ugroz bezopasnosti person-al'nyh dannyh pri obrabotke v informacionnyh sistemah personal'nyh dannyh (vypiska).

4. A.A. Horev (1998). Zashhita informacii ot utechki po tehnicheskim kanalam. Chast' 1. Tehnicheskie kanaly utechki informacii. Moscow: Gostehkomissija RF. 320 p. (In Rus)

5. A.A. Horev (2014). evaluation of the possibility of detection side compromising electromagnetic emanations video PC. Doklady Tomskogo gosudarstvennogo universiteta sistem upravlenija i radio-jelektroniki. No.2 (32), pp. 207-213. (In Rus)

6. A.A. Horev (2008). Tehnicheskaja zashhita informacii: ucheb. Posobie dlja studentov vuzov. Vol.1: Tehnicheskie kanaly utechki informacii. Moscow: IPC "Analitika". 436 p. (In Rus)

7. Wim van Eck. Electromagnetic Radiation from Video Display Units: An Eavesdropping Risk? http://cryptome.org/emr.pdf, (date of access: 17.10.2022).

8. Ju.S. Magda (2008). Mikrokontrollery serii 8051: Prakticheskij podhod. Moscow: DMK Press. 228 p.

9. A.A. Shegal (2014). Primenenie programmnogo kompleksa Multisim dlja proektirovanija ustrojstv na mikrokontrollerah: laboratornyj praktikum. Ekaterinburg: Ural'skij universitet. 118 p.

10. T. Kolesnikova (2014). Rabota s virtual'nymi priborami v pro-grammnoj srede NI Circuit Desing Suite - Multisim 12.0. Chast' 1. Komponenty i tehnologii. No.1, pp. 158-161.

11. Issledovanie pobochnyh jelektromagnitnyh izluchenij videosis-tem sredstv vychislitel'noj tehniki. Shifr "107-IPP-IB": otchet o NIR "zakljuch." / MIJeT; ruk. A.A. Horev ? M., 2013. ?167 s.

12. Biconical measuring antenna NBA-02. Manual. URL: https://www.phborelektro.ru/download/fNe/V2/1100/RukNBA02.pdf.

13. VESA and Industry Standards and Guidelines for Computer Display Monitor Timing (DMT) Version 1.0, Rev. 13. URL: https://glen-wing.github.io/docs/VESA-DMT-1.13.pdf.

14. I.S. Petrov (2012). Localization and reduction of stray electromagnetic radiation from computer equipment by means of electromagnetic waves shielding. Vestnik Juzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Serija: Kompjuternye tehnologii, upravlenie, radiojelek-tronika. No.15, pp. 189-191.

15. M. A. Dremuhin, A. V. Kuzovnikov, T. V. Strekalev (2022). Development of tunable band noise generators. Sibirskij ajerokosmich-eskijzhurnal. Vol. 23, no. 2 , pp. 156-166.

INFORMATION ABOUT AUTHORS:

Nikita A. Shagrov, bachelor MTUCI, Moscow, Russia

Alexander S. Bolshakov, Doctor of Technical Sciences, assistant professor of the Departament of IS of MTUCI, Moscow, Russia

For citation: Shagrov N.A., Bolshakov A.S. Selecting a way to neutralize compromising electromagnetic emanations video interception using the Multisim environment. H&ES Reserch. 2022. Vol. 14. No 5. P. 29-37. doi: 10.36724/2409-5419-2022-14-5-29-37 (In Rus)

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.