電磁輻射消除分析論文

時(shí)間:2022-06-20 05:14:00

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電磁輻射消除分析論文

摘要:隨著計(jì)算機(jī)信息安全技術(shù)的迅速發(fā)展,計(jì)算機(jī)電磁輻射已越來越受到人們的重視。分析了計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)中電磁輻射的途徑,并對(duì)它的防護(hù)作了簡(jiǎn)單介紹。

關(guān)鍵詞:信息安全;電磁輻射;TEMPEST

Electromagneticradiationofinformationdeviceandelimination

LIANGXiao-yan,WANGJun-li,YANGJian,WANGRu-long

(BeijingTraceandCommunicationTechniqueResearchInstitute,Beijing100094,China)

Abstract:Withtherapiddevelopmentofcomputerinformationsafetytechnique,moreandmoreattentionhadbeenpaidtotheelectromagneticradiationofcomputer.Basedontheanalysisonthetrackofelectromagneticradiationofcomputerinformationsystem,typicalprotectionmethodisbrieflyintroduced.

Keywords:Informationsafety;electromagneticradiation;TEMPEST

當(dāng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的日益普及給我們工作帶來極大便利的同時(shí),不可避免地帶來一些負(fù)面影響,其中最突出的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的信息安全問題。信息泄密的途徑很多,其中電磁輻射是計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)泄密的重要途徑之一,對(duì)它的研究正越來越受到人們的重視。

1TEMPEST技術(shù)

計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備在工作時(shí)通過電磁波將有用信息泄漏出去的過程稱為計(jì)算機(jī)電磁泄漏。和其它電子設(shè)備一樣,計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備(包括主機(jī)、顯示終端、硬盤驅(qū)動(dòng)器、軟盤驅(qū)動(dòng)器、磁盤機(jī)、磁帶機(jī)、打印機(jī)等),在工作時(shí)都會(huì)產(chǎn)生不同程度的電磁泄漏,如主機(jī)中各種數(shù)字電路電流的電磁泄漏、鍵盤按鍵開關(guān)引起的電磁泄漏、顯示器視頻信號(hào)的電磁泄漏、打印機(jī)的低頻電磁泄漏等等。這些輻射出去的電磁波,任何人都可以借助儀器設(shè)備在一定范圍內(nèi)收到它,尤其是利用高靈敏度的儀器可以準(zhǔn)確、清晰地獲取計(jì)算機(jī)正在處理的信息。信息輻射防護(hù)技術(shù),就是針對(duì)計(jì)算機(jī)的信號(hào)輻射特性,運(yùn)用一定的技術(shù)手段不讓竊收方接受到計(jì)算機(jī)輻射的信號(hào)和復(fù)原出有關(guān)的真實(shí)信息。對(duì)電磁泄漏信號(hào)中所攜帶的敏感信息進(jìn)行分析、測(cè)試、接收、還原以及防護(hù)的一系列技術(shù)構(gòu)成了信息安全保密的一個(gè)專門研究領(lǐng)域,這種技術(shù)在國外稱為TEMPEST技術(shù),即“瞬時(shí)電磁脈沖發(fā)射監(jiān)測(cè)技術(shù)”(TransientElectromagneticPulseEmanationSurveillanceTech-nology)。按照麥克斯韋電磁場(chǎng)理論:任何交變電磁場(chǎng)都會(huì)向四周空間輻射電磁信號(hào),任何載有交變電磁信號(hào)的導(dǎo)體都可作為發(fā)射天線。計(jì)算機(jī)是采用高速脈沖數(shù)字電路工作的,因此,只要處于工作狀態(tài)就會(huì)向機(jī)器外輻射含有信息的電磁波。

TEMPEST技術(shù)的研究上世紀(jì)50年代始于美國。隨后,俄羅斯、英國、法國和德國等國家都開始積極研究和發(fā)展TEMPEST技術(shù)。1985年荷蘭人W.vanEck在“Computer&Security”上發(fā)表文章,首次詳細(xì)披露了通過簡(jiǎn)單改裝電視機(jī)實(shí)現(xiàn)偵收并還原計(jì)算機(jī)顯示器屏幕信息的可行性技術(shù)細(xì)節(jié),并聲稱最遠(yuǎn)距離可達(dá)1000m,引起很大轟動(dòng)。根據(jù)上世紀(jì)90年代以后的資料,英國人也稱可以在1600m外對(duì)計(jì)算機(jī)視頻信息進(jìn)行還原[1]。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和恐怖的逐步升級(jí),各國對(duì)TEMPEST技術(shù)的研究更加廣泛和深入。而美國TEMPEST市場(chǎng)規(guī)模更是有增無減。幾十年來,美國多次修訂和補(bǔ)充TEMPEST技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定,TEMPEST的內(nèi)涵也在逐漸擴(kuò)大,已經(jīng)從原來的通信安全領(lǐng)域擴(kuò)展到信息安全的范圍。

我國從80年代中期開始關(guān)注TEMPEST問題。90年代初,在國家相關(guān)單位牽頭和組織下,經(jīng)過多年的理論研究、實(shí)驗(yàn)測(cè)試以及產(chǎn)品開發(fā),已經(jīng)在信息設(shè)備的電磁泄漏發(fā)射機(jī)理、安全評(píng)估、技術(shù)產(chǎn)品測(cè)評(píng)、實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、紅黑信號(hào)識(shí)別等方面取得一定成果。在TEMPEST防護(hù)技術(shù)方面,已經(jīng)具有屏蔽室、低泄漏發(fā)射產(chǎn)品、電磁干擾產(chǎn)品3大類不同等級(jí)的防護(hù)產(chǎn)品。但是我國的接收機(jī)設(shè)計(jì)水平和數(shù)字信號(hào)后處理能力還不高。

2TEMPEST技術(shù)中電磁泄漏的途徑

計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備內(nèi)的信息,通常通過兩種途徑泄漏出去:以電磁波的形式輻射出去的稱為輻射泄漏,這主要是指計(jì)算機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的電磁輻射。這種輻射是由計(jì)算機(jī)內(nèi)部的各種傳輸線(包括印制板上的走線)、信號(hào)處理電路、邏輯電路、顯示器、開關(guān)元件和電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制電路產(chǎn)生的;另一種是通過各種線路和金屬管道傳導(dǎo)出去的稱為傳導(dǎo)泄漏。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電源線、機(jī)房?jī)?nèi)的電話線、上下水管道和暖氣管道以及地線等,都可能成為傳導(dǎo)媒界,產(chǎn)生傳導(dǎo)泄漏。傳導(dǎo)泄漏往往伴隨著輻射泄漏。

3TEMPEST技術(shù)中電磁泄漏的防護(hù)

對(duì)于電磁泄漏,目前可以采用的措施主要有:使用低輻射設(shè)備、利用噪聲干擾源、電磁屏蔽、濾波技術(shù)和光纖傳輸[2]。

(1)使用低輻射設(shè)備。低輻射設(shè)備即TEMPEST設(shè)備。這是防輻射泄漏的根本措施。這些設(shè)備在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)時(shí)就采取了防輻射措施,把設(shè)備的電磁泄漏抑制到最低限度。顯示器是計(jì)算機(jī)安全的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié),對(duì)顯示器的內(nèi)容進(jìn)行竊取,已是一項(xiàng)成熟的技術(shù),因此選用低輻射顯示器十分重要。單色顯示器的輻射比彩色顯示器低得多,使用等離子顯示器或液晶顯示器也能進(jìn)一步降低輻射。

(2)利用噪聲干擾源。電磁輻射干擾技術(shù)就是采用干擾器對(duì)計(jì)算機(jī)輻射進(jìn)行電磁干擾,使竊收方難以提取視屏信息。利用噪聲干擾源有兩種方法:一是將一臺(tái)能產(chǎn)生噪聲的干擾器放在計(jì)算機(jī)設(shè)備旁邊,干擾器產(chǎn)生的噪聲與計(jì)算機(jī)設(shè)備產(chǎn)生的信息輻射一起向外輻射,使計(jì)算機(jī)設(shè)備產(chǎn)生的輻射不易被接受復(fù)現(xiàn)。干擾器產(chǎn)生的電磁輻射不應(yīng)超過EMI(電磁干擾)標(biāo)準(zhǔn);二是將處理重要信息的計(jì)算機(jī)放在中間,四周放一些處理一般信息的設(shè)備,讓這些設(shè)備產(chǎn)生的電磁泄漏一起向外輻射。

(3)電磁屏蔽。屏蔽技術(shù)是將計(jì)算機(jī)設(shè)備置于屏蔽室中,達(dá)到防止電磁輻射的目的。該技術(shù)是所有防輻射技術(shù)手段中最為可靠的一種。屏蔽技術(shù)的另一種方法是使用防信息泄漏玻璃。防信息泄漏玻璃裝在電子設(shè)備顯示窗上,可以解決顯示窗信息泄漏問題。有統(tǒng)計(jì)測(cè)試表明,如果電磁波輻射量是100%,那么防信息泄漏玻璃可以將89%的信息通過地線導(dǎo)入地下,再將10%的信息反射掉,剩下的漏網(wǎng)信號(hào)不足1%,這就無法還原成清晰完整的信息,從而達(dá)到保密的目的。

(4)濾波技術(shù)。濾波技術(shù)是對(duì)屏蔽技術(shù)的一種補(bǔ)充。被屏蔽的設(shè)備和元器件并不能完全密封在屏蔽體內(nèi),仍有電源線、信號(hào)線和公共地線需要與外界連接。因此,電磁波還是可以通過傳導(dǎo)或輻射從外部傳到屏蔽體內(nèi),或從屏蔽體內(nèi)傳到外部。采用濾波技術(shù),只允許某些頻率的信號(hào)通過,而阻止其它頻率范圍的信號(hào),從而起到濾波作用,有效地抑制傳導(dǎo)干擾和傳導(dǎo)泄漏。

(5)光纖傳輸。光纖傳輸是一種新型的通信方式。光纖為非導(dǎo)體,可直接穿過屏蔽體,不附加濾波器也不會(huì)引起信息泄漏。光纖內(nèi)傳輸?shù)氖枪庑盘?hào),不僅能量損耗小,而且不存在電磁信息泄漏的問題。若干年內(nèi)還不可能從光纖外部竊取并還原信號(hào)。同其它傳輸方式相比,光纖具有容量大、安全、可靠、傳輸信息量大及抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

4結(jié)語

在信息時(shí)代的今天,任何國家的政治、軍事、外交斗爭(zhēng)都離不開信息,信息安全保密已成為國家安全戰(zhàn)略的一個(gè)重要組成部分。信息安全保密是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,電磁輻射泄漏也一樣,任何單一的防護(hù)措施都不是萬無一失的。要根據(jù)不同系統(tǒng)的特點(diǎn)采用與之相適應(yīng)的最佳防護(hù)措施進(jìn)行綜合防護(hù)。

參考文獻(xiàn)

[1]杜虹.TEMPEST:信息安全不容忽視的問題[J].保密技術(shù)信息,2002,(12):20.

[2]叢友貴.信息安全保密概論[M].北京:金城出版社,2001.廣西水利水電