Обзор средств и методов защиты информации от утечек по техническим каналам

По материалам Отдела Технической защиты

Настоящая статья подготовлена на основе информации из рекламных материалов, каталогов фирм-производителей и методических материалов, опубликованных в открытой печати.

Вопросам защиты технических средств обработки закрытой информации, а также помещений, в которых обрабатывается такая информация, от утечки по техническим каналам за счет побочных электромагнитных излучений в последнее время уделяется пристальное внимание на страницах специализированных изданий. Однако практически все рекламные, научно-методические и прочие материалы, так или иначе затрагивающие эту тему, рассматривают исключительно активные методы защиты, заключающиеся в сокрытии информативных сигналов за счет шумовой или заградительной помехи с помощью генераторов шума или постановщиков помех. К этому классу аппаратуры относятся хорошо известные и давно зарекомендовавшие себя приборы "Гром-3", "Гром-4", ГШК-1000, ГШ-1000 и другие.
Между тем, существуют и другие методы защиты информации от утечки по радиоканалу и электрическим коммуникациям из-за возникающих паразитных информативных электромагнитных излучений, причем не только не уступающие привычным в эффективности, но, что не менее важно, абсолютно безвредные для персонала, работающего с экранированными техническими средствами обработки информации или в экранированных помещениях. Наряду с активной защитой может применяться и пассивная, то есть снижение уровней излучений до величин, соизмеримых с естественными шумами, посредством применения специальной элементной базы. Наконец, само собой разумеющимся в свете сказанного выше представляется использование комбинированной защиты, подразумевающей снижение уровней излучений до заданных величин пассивными методами и сокрытие остаточных пассивных сигналов за счет шумовой или заградительной помехи.
При постановке пассивной защиты в целях экранирования могут применяться тонколистовые проводящие материалы, фольга, металлизированные ткани и пленки, электропроводные эмали и ферритовые фильтры. Рассмотрим каждую из приведенных категорий более подробно.

Тонколистовые проводящие материалы и фольга
В диапазоне частот f=150 кГц+37,5 ГГц в качестве материалов экрана могут быть использованы фольговые, тонколистовые проводящие материалы и фольга на непроводящей основе. Следует учесть, что применение различных металлов в составе этих материалов, а также их толщина зависит от заданного при экранировании объектов частотного диапазона. Из немагнитных металлов наибольшим эффектом обладает медь, затем идут алюминий и латунь. С увеличением толщины экрана эффективность экранирования увеличивается.
В низкочастотной части диапазона медь существенно уступает стали по затуханию поглощения, но имеет больше преимуществ по затуханию отражения. Анализируя затухание тонколистовых и фольговых экранов в целом, можно отметить, что в диапазоне частот f=150+106 Гц более высокий результат показывают медные и алюминиевые экраны, а при f=106+37,5 ГГц преимущество остается за стальными экранами.
Толщина фольги выбирается в зависимости от технических требований, предъявляемых к конкретному экранируемому объекту, однако для прочности конструкции должна быть не меньше 0,07-0,08 мм. Для рассматриваемых целей также можно использовать фольговые материалы на подложке, например, фольгоизол, выпускаемый отечественной промышленностью.

Металлизированные ткани
Металлизированные ткани получают методом химической металлизации суровых тканей различной структуры и плотности. Такой метод получения позволяет варьировать количество наносимого металла, изменяя соответственно удельное поверхностное сопротивление тканей. При этом у ткани полностью сохраняются ее текстильные свойства, такие как гибкость, легкость, воздухопроницаемость, она легко сшивается, склеивается либо паяется низкоплавкими сплавами. Вместе с тем такие материалы обладают повышенной стойкостью к агрессивным средам и противопожарными качествами.
Области возможного применения металлизированных тканей весьма разнообразны. Они могут применяться для изготовления экранированных пластмассовых корпусов, антенных отражателей, быстросъемных чехлов на объекты, требующие защиты от ПЭМИ и ИК-излучений, спецодежды для работы в ЭМ-полях, обивки или оклеивания стен помещений в целях ЭМ-экранирования. При нанесении на металлизированную ткань 3-5 мкм свинцового покрытия она становится пригодной для защиты от воздействия радиационного излучения и может использоваться для экранирования кабинетов рентгена или изготовления защитных костюмов для проведения специальных работ.

Технические характеристики ткани марки АРТН

Поверхностное сопротивление, Ом┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘0,2 - 1х109
Коэффициент отражения ЭМ-волны в диапазоне частот 5-10 ГГц, % ..10,0-99,9
Коэффициент экранного затухания по магнитной составляющей ЭМ-поля в диапазоне частот 0,1-30 МГц, дБ:
для материалов с Ni-покрытием┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘..0,1-20,0
для материалов с Cu-Ni-покрытием┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘.0,1-40,0
Коэффициент экранного затухания по электрической составляющей ЭМ-поля
в диапазоне частот 0,1 - 30 МГц, дБ:
для материалов с Ni-покрытием┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘..40,0-50,0
для материалов с Cu-Ni-покрытием┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘.50,0-70,0
Коэффициент экранного затухания для плоской волны в диапазоне частот 30 МГц - 30 ГГц, дБ:
для материалов с Ni-покрытием┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘..35,0 - 42,0
для материалов с Cu-Ni-покрытием┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘.50,0 - 70,0

Технические характеристики ткани марки "Восход"

Поверхностное сопротивление, Ом/см2:
для материалов с Cu-покрытием┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘.0,002
для материалов с Ni-покрытием┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘..0,1 - 0,6
Коэффициент отражения радиочастот, %┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘.до 99,99
Коэффициент экранного затухания по магнитной составляющей ЭМ-поля в диапазоне частот 0,5 - 30 МГц, дБ.┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘5 - 50
Коэффициент экранного затухания по электрической составляющей
ЭМ-поля в диапазоне частот 0,1 - 30 МГц, дБ.┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘70 - 90
Ослабление СВЧ-излучения в диапазоне частот 300 - 12000 МГц, дБ┘..60 - 80
Неизменность экранирующих свойств при tо┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘.- 69┘+ 70

Следует заметить, что российские разработки превосходят по своим характеристикам известные токопроводящие ткани зарубежных производителей. Так, фильтр из ткани "Восход" снижает уровень излучений от ВДТ от 12 до 24 раз, в то время как считающийся лучшим в мире австрийский фильтр "Эргостар" - лишь в 1,8 раза, а фильтры, произведенные в Сингапуре, Тайване или, например, американское изделие "Униус", вообще не дают реальной защиты.

Электропроводные эмали
Электропроводные лакокрасочные покрытия могут быть использованы для экранирования помещений с требуемой эффективностью порядка 40-50 дБ и эксплуатироваться не менее успешно, чем сетка или кровельное железо, а в отдельных случаях даже могут заменить собой стальной лист.
Так, часто встречаются ситуации, когда площадь помещений, которые необходимо экранировать, достаточно велика (свыше 100 м2): в таких помещениях нередко располагаются испытательные лаборатории с крупногабаритным оборудованием. При требуемой эффективности экранирования 60-80 дБ такие объекты ранее приходилось экранировать стальным листом. Использование электропроводных эмалей в сочетании с такими факторами, как толщина стен и перекрытий, расположение помещения на первом этаже или в подвале, плотность застройки на пути распространения радиоволн, дает возможность обеспечить ослабление их уровня до требуемых величин при сравнительно низких затратах.
Электропроводные лакокрасочные покрытия можно широко использовать и для дополнительного экранирования действующих сооружений. Известно, что контактные поверхности ворот, дверей, монтажных проемов и так далее в процессе эксплуатации окисляются, покрываются ржавчиной, что значительно понижает надежность работы экранированного объекта. Электропроводные покрытия, нанесенные на предварительно очищенные контактные поверхности, надежно защищают их от коррозии, не ухудшая электрического контакта.
Кроме того, покрытия данного класса можно использовать при профилактических и ремонтных работах в экранированных сооружениях по заделке небольших щелей, отверстий, вводов труб, которые невозможно сварить с экраном, для создания контакта между металлизированным стеклом и экраном и так далее. Представляет несомненный интерес использование электропроводных эмалей для нанесения на внутреннюю поверхность воздушных фильтров вместо используемых в настоящее время радиопоглощающих материалов, а также сочетание электропроводных покрытий с уплотнениями на базе электропроводной резины.
Представляется целесообразным применение электропроводных лакокрасочных покрытий в системах локальной защиты, когда мощность передатчика невелика и строить экранированную камеру нет смысла. В этом случае они могут найти широкое применение для подавления паразитных излучений передающих устройств, просачивающихся излучений в оконечных нагрузках, в экранировании аппаратуры управления и так далее.
Электропроводные эмали могут быть использованы в сочетании с радиопоглощающими материалами для биологической защиты обслуживающего персонала путем окраски стен помещения, устройства различных щитов и навесов.

Металлизированные пленки

Металлизированные пленки наносятся на оконные стекла в помещениях, служащих для обработки закрытой информации, и предназначены для защиты оконных проемов от ее утечки посредством излучаемых различными техническими средствами обработки информации сигналов, противодействия съему акустических сигналов по отраженному лазерному излучению, а также для препятствования попыткам наблюдения за помещением при помощи оптических средств.
Для подтверждения экранирующих свойств защитной металлизированной пленки обратимся к заключению, выданному Российским государственным гуманитарным университетом по результатам контрольных испытаний пленок американской компании SolarGard. На испытания было представлено девять марок этого изделия:
╧ 1 - 4 MIL Solar Bronze 165; ╧ 2 - 4 MIL Solar Bronze 175; ╧ 3 - 4 MIL Titanium 350; ╧ 4 - Solar Bronze 175; ╧ 5 - Stainless Steel 190; ╧ 6 - Bronze/Silver/Bronze 90; ╧ 7 - Gold/Silver; ╧ 8 - Gold/Silver/Gold; ╧ 9 - Silver 80.
Какова же оказалась оценка свойств указанных пленок применительно к задачам защиты информации?
В процессе тестирования было установлено, что если на частотах ниже 100 МГц ни одна из пленок не оказывает существенного влияния на затухание электромагнитного излучения, то по мере возрастания частоты увеличиваются и их экранирующие возможности. Так, большинство пленок (кроме ╧ 3 и 5) вносят затухание электромагнитного излучения, достигающее 18-22 дБ на частоте 300 МГц и 35-40 дБ на частотах выше 1000 МГц. Также было установлено, что в диапазоне УФ-излучения все пленки остаются практически непрозрачными для длин волн до 0,38 мкм, а в диапазоне видимого света имеют светопропускание от 10% (╧ 5, 6) до 40 % (╧ 1, 3, 8).
На основании полученных данных были сделаны выводы, что образцы ╧ 1, 2, 4, 9 позволяют получить высокие результаты при защите от специально организованных каналов утечки информации и от опасных сигналов, излучаемых различными техническими средствами обработки информации на частотах выше 200 МГц. Таким образом, достигаемое затухание в 10-100 раз уменьшает расстояние возможного перехвата информации, содержащейся в этом сигнале. Было указано, что помимо защиты оконных проемов, пленки могут применяться для перекрытия щелей в экранах и экранирования транспортных средств в высокочастотной области радиодиапазона, где применение традиционных экранирующих материалов связано с большими затратами времени и средств, а защитные генераторы для частот выше 1 ГГц практически недоступны.
В реальных условиях при наличии внешнего освещенного фона применение образцов пленки ╧ 2, 4, 6, 7 уменьшает контраст до 10 раз при однослойной наклейке и до 100 раз при двухслойной, что практически исключает возможность непосредственного визуального наблюдения за защищаемым помещением. В то же время при проведении наблюдения в идеальных для злоумышленника условиях или с применением специальных средств обработки изображений затухания, вносимые указанными пленками в оптическом диапазоне, недостаточны для ухудшения распознавания наблюдаемого объекта.
При съеме акустического сигнала со стекла с помощью лазера нанесение пленки не оказывает существенного влияния на отраженный луч, однако при двойном остеклении и съеме сигнала с внутреннего стекла, нанесение пленки на внешнее стекло может существенно затруднить съем информации или потребовать значительного (в 10-30 раз) увеличения мощности лазера.
По совокупности полученных результатов наиболее перспективным при построении электромагнитных экранов было признано применение пленок ╧ 2, 4 и 9, показавших достаточно хорошие результаты в диапазоне частот от 300 МГц до 10 ГГц.

Ферритовые фильтры
Еще одним методом снижения уровня ПЭМИ технических средств обработки информации является подавление паразитных колебаний на самих генерирующих активных элементах (диодах, транзисторах, микросхемах) путем применения специальной радиопоглощающей элементной базы. В радиопоглощающем элементе электрическая энергия паразитных колебаний превращается в тепловую энергию. К таким элементам относятся ферритовые трубки и бусинки, трансфлюксоры, радиопоглощающие ферритовые подложки, трехвыводные поглощающие сигнальные фильтры нижних частот, радиопоглощающие матрицы и так далее.
На уровне функциональных узлов в качестве радиопоглощающих изделий используются ферритовые кабельные фильтры, дроссели, симметрирующие трансформаторы, сетевые развязки и радиопоглощающие покрытия. На уровне систем - экранированные соединители с радиопоглощающими фильтр-контактами, ферритовые кабельные фильтры, просветные фильтры, сетевые радиопоглощающие фильтры-развязки.
Доработанные по этой методике персональные компьютеры удовлетворяют требованиям по защите информации международным стандартам ЭМС и биологической защиты, так как уровень их ПЭМИ снижается не менее, чем на 20-30 дБ от исходного значения, а радиус зоны перехвата информации снижается до 3-5 м. Следует отметить, что приведенные результаты достигаются без применения просветных фильтров для кинескопа и изменения дизайна компьютера.
В таблицах ╧╧ приведены характеристики ряда моделей ферритовых и феррокерамических фильтров.

Все рассмотренные в данном материале технологии известны уже довольно давно, однако в силу экономических, конъюнктурных и прочих обстоятельств не получили в России достаточно широкого распространения либо же просто незаслуженно забыты. Между тем, в условиях усиливающегося государственного контроля за использованием технических средств защиты информации необходимость поиска новых решений в этой области возникает с новой силой. Сегодня в некоторых организациях уже существуют планы по переходу на новые принципы защиты: происходит постепенный отказ от применения активных защитных средств и их замена на пассивные. Их применение позволяет лишний раз не подвергать персонал воздействию излучений, генерируемых средствами активной защиты, улучшить радиоэфирную обстановку на объекте, бесконфликтно решать вопросы, подведомственные органам Связьнадзора, и вопросы ЭМ-совместимости. Финансовые затраты, необходимые для защиты одного и того же помещения приблизительно одинаковы в обоих случаях.
Новое - это хорошо забытое старое. Помня о наличии разнообразного арсенала активных средств защиты информации, не следует забывать о том большом потенциале, который накоплен разработчиками рассмотренных нами продуктов, но пока не востребован в той мере, которую он без сомнения заслуживает.

По всем вопросам, связанным с применением технологий и поставкой средств защиты информации, обращайтесь в Отдел технической защиты ООО "Конфидент" по тел. 325-10-37.