RU2290766C1 - Method for protecting technical means from information loss across primary electric power grid and device for realization of method - Google Patents
Method for protecting technical means from information loss across primary electric power grid and device for realization of method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2290766C1 RU2290766C1 RU2005118572/09A RU2005118572A RU2290766C1 RU 2290766 C1 RU2290766 C1 RU 2290766C1 RU 2005118572/09 A RU2005118572/09 A RU 2005118572/09A RU 2005118572 A RU2005118572 A RU 2005118572A RU 2290766 C1 RU2290766 C1 RU 2290766C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- noise
- power supply
- information
- input
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Noise Elimination (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике конфиденциальной связи и может быть использовано для защиты технических средств, источник вторичного питания которых содержит компенсационный стабилизатор напряжения, от утечки информации по первичной сети электропитания и по каналам побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН).The invention relates to techniques for confidential communication and can be used to protect technical means, the secondary power source of which contains a compensation voltage stabilizer, from information leakage through the primary power supply network and through the channels of spurious electromagnetic radiation and interference (PEMIN).
Питание технических средств обработки информации (ТСОИ) осуществляется от встроенных или внешних источников вторичного электропитания (ИВЭП). Источник вторичного электропитания, как правило, представляет собой систему автоматического регулирования напряжения на выходных шинах источника и поэтому закон изменения энергии, отбираемой ИВЭП из первичной сети электропитания, жестко коррелирован с законом изменения мощности, потребляемой ТСОИ от ИВЭП.Power supply of information processing equipment (TSOI) is carried out from built-in or external sources of secondary power supply (IWEP). The secondary power source, as a rule, is a system for automatically controlling the voltage on the output buses of the source, and therefore the law of change in the energy taken by the IWEP from the primary power supply is strictly correlated with the law of the change in the power consumed by the TSOI from the IWEP.
Анализ спектра побочных электромагнитных колебаний, создаваемых в сети питания и в каналах утечки ПЭМИН работающим ИВЭП, входящим в состав технического средства обработки информации, показывает, что синхронно с обрабатываемой информацией изменяется потребляемый ток и образуется спектр побочных электромагнитных колебаний, который распространяется по проводам первичной сети электропитания и по каналам утечки ПЭМИН, путем приема и анализа которого можно осуществить восстановление информации, обрабатываемой в ТСОИ. Для защиты конфиденциальной информации от несанкционированного съема по проводам сети питания и по каналам ПЭМИН применяют технические средства и способы защиты, препятствующие перехвату информации по каналам утечки.An analysis of the spectrum of incident electromagnetic waves generated in the power supply network and in the PEMIN leakage channels by operating IEPs, which are part of the information processing equipment, shows that the current consumption changes simultaneously with the processed information and a spectrum of incident electromagnetic waves forms, which propagates through the wires of the primary power supply network and through PEMIN leakage channels, by receiving and analyzing which it is possible to recover information processed in the TSOI. To protect confidential information from unauthorized removal through the wires of the power supply network and through the PEMIN channels, technical means and methods of protection are used that prevent the interception of information through leakage channels.
Средством защиты от утечки информации по проводам сети питания является сетевой электрический фильтр защиты [1]. Недостатком способа фильтрации является то, что фильтры защиты должны иметь достаточно большое затухание для побочных сигналов, которое может быть обеспечено только при существенном увеличении массогабаритных характеристик ИВЭП и ТСОИ. Кроме того, электрический фильтр не обеспечивает подавление побочных электромагнитных излучений от ИВЭП.A means of protection against information leakage on the wires of the power network is a network electrical protection filter [1]. The disadvantage of the filtering method is that the protection filters must have a sufficiently large attenuation for side signals, which can be achieved only with a significant increase in the weight and size characteristics of the IWEP and TSOI. In addition, the electric filter does not provide suppression of spurious electromagnetic radiation from IVEP.
Другим способом защиты от излучения побочных электромагнитных колебаний является защитное экранирование ИВЭП и ТСОИ [2], [3]. Недостаток способа экранирования заключается в наличии локальных нарушений электрогерметичности экрана в местах установки крышек, люков и средств индикации. В этих местах электромагнитные колебания выходят за пределы экрана и могут быть перехвачены радиотехнической разведкой. Для обеспечения высокой степени электрогерметичности экрана требуются усложнение конструкции и увеличение массогабаритных характеристик ИВЭП и ТСОИ. Кроме того, металлические экраны технических средств подлежат обязательному заземлению, что не всегда осуществимо в месте эксплуатации ТСОИ.Another way of protecting against electromagnetic radiation from side electromagnetic oscillations is the protective shielding of IVEP and TSOI [2], [3]. The disadvantage of the method of shielding is the presence of local violations of the electrical leakage of the screen in the installation of covers, hatches and indicators. In these places, electromagnetic waves go beyond the screen and can be intercepted by electronic intelligence. To ensure a high degree of electrical leakage of the screen, design complexity and an increase in the weight and size characteristics of IVEP and TSOI are required. In addition, metal screens of technical equipment are subject to mandatory grounding, which is not always feasible at the place of operation of the TSOI.
Известен способ защиты от радиотехнической разведки, по которому к цепям питания узлов ТСОИ, обрабатывающих конфиденциальную информацию, подключается стабилизатор потребляемого тока [4].There is a method of protection against electronic intelligence, by which the power supply stabilizer is connected to the power circuits of the TSOI nodes processing confidential information [4].
Недостаток способа заключается в его сложности, что приводит к усложнению и удорожанию ТСОИ. Ситуация усугубляется тем, что стабилизатор потребляемого тока [4] автоматически обеспечивает постоянство потребляемого тока ТСОИ, на уровне максимального пикового значения потребляемого тока при обработке информационных сигналов, что приводит к увеличению расхода электроэнергии и требует применения для питания ТСОИ более мощного ИВЭП.The disadvantage of this method is its complexity, which leads to the complication and appreciation of TSOI. The situation is aggravated by the fact that the stabilizer of the consumed current [4] automatically ensures the constancy of the consumed current of the TSOI, at the level of the maximum peak value of the consumed current when processing information signals, which leads to an increase in energy consumption and requires the use of a more powerful IVEP to power the TSOI.
Известен способ активного противодействия радиоразведке, по которому генерируют шумовые электромагнитные колебания и направляют их в сторону вероятного расположения средств радиоразведки [5], [6].There is a method of actively countering radio intelligence, which generate electromagnetic noise and direct them towards the likely location of the radio intelligence [5], [6].
Известный способ обладает рядом недостатков.The known method has several disadvantages.
Непрерывное излучение шумовых маскирующих сигналов с мощностью, превышающей мощность побочных сигналов, ухудшает электромагнитную обстановку в месте дислокации ТСОИ и создает препятствия для нормального функционирования как защищаемого, так и других технических средств.The continuous emission of noise masking signals with a power exceeding the power of the side signals worsens the electromagnetic environment at the location of the TSOI and creates obstacles to the normal functioning of both the protected and other technical means.
Кроме того, шумовые электромагнитные излучения ухудшают экологическую обстановку в месте дислокации ТСОИ.In addition, noise electromagnetic radiation worsen the environmental situation at the location of the TSOI.
Известен способ защиты информации, принимаемой по проводным каналам связи, и система для его осуществления, основанные на зашумлении в речевом диапазоне частот проводной линии путем подключения к ней генератора шума [7]. Известные способ и устройство обеспечивают зашумление линии связи, по которой передаются информационные сигналы малой мощности и непригодны для зашумления линии электропитания, например 220 В.There is a method of protecting information received via wired communication channels, and a system for its implementation, based on noise in the speech frequency range of the wire line by connecting a noise generator to it [7]. The known method and device provide noise of the communication line through which information signals of low power are transmitted and are unsuitable for noise of the power line, for example 220 V.
Известны способы защиты информации, обрабатываемой ПЭВМ и ЛВС, от утечки по сети электропитания, основанные на использовании генераторов для маскирования информационных сигналов шума в фазовых цепях и нейтрали системы электропитания [8, с.70]. Применение генератора шума позволяет создать уровень маскирующего сигнала порядка 40-60 дБ, который считается достаточным для надежной защиты этого канала утечки информации [8, с.71]. Недостаток сетевых генераторов шума заключается в большой излучаемой мощности, что ухудшает экологическую и электромагнитную обстановки вокруг защищаемого технического средства.Known methods of protecting information processed by a PC and LAN from leakage through the power supply network, based on the use of generators for masking information noise signals in phase circuits and the neutral of the power supply system [8, p.70]. The use of a noise generator allows you to create a level of a masking signal of the order of 40-60 dB, which is considered sufficient for reliable protection of this channel of information leakage [8, p. 71]. The disadvantage of network noise generators is the large radiated power, which worsens the environmental and electromagnetic environment around the protected technical means.
Наиболее близким по назначению и по технической сущности к предлагаемому техническому решению и выбранным вследствие этого в качестве прототипа является способ защиты технического средства от утечки информации по первичной сети электропитания, по которому первичную сеть электропитания зашумляют с помощью генератора шумового сигнала, включаемого в месте подсоединения технического средства к первичной сети электропитания. При этом в первичной сети происходит векторное сложение шумового сигнала с информационными, проникающими в сеть питания сигналами [9].The closest in purpose and technical essence to the proposed technical solution and therefore selected as a prototype is a method of protecting a technical device from information leakage on the primary power supply network, according to which the primary power supply network is noisy using a noise signal generator that is turned on at the connection point of the technical means to the primary power supply network. At the same time, in the primary network there is a vector addition of the noise signal with information signals penetrating the power supply network [9].
На фиг.1 представлен пример устройства, реализующего известный способ (изделие NG-201 [9]).Figure 1 presents an example of a device that implements the known method (product NG-201 [9]).
Устройство подключается к первичной сети электропитания 1 и содержит устройство коммутации 2, ТСОИ 3, генератор 4 шумового сигнала.The device is connected to the primary
Выход первичной сети электропитания 1, например источника переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц, через устройство коммутации 2 подключен к входу ТСОИ 3. Ко второму входу устройства коммутации 2 подключен выход генератора 4 шумового сигнала. Устройство коммутации 2 предназначено для подключения генератора 4 шумового сигнала и ТСОИ 3 к первичной сети электропитания и представляет собой в изделиях типа NG-201 обычную сетевую розетку.The output of the primary
На фиг.1 представлен также пример реализации ТСОИ 3, используемый в дальнейшем при описании заявляемого способа и устройства.Figure 1 also presents an example implementation of
ТСОИ 3 содержит последовательно соединенные ИВЭП 3.1 и нагрузку, например, портативную ПЭВМ 3.2. ИВЭП 3.1 содержит последовательно соединенные выпрямитель 3.1.1, фильтр 3.1.2 и компенсационный стабилизатор напряжения 3.1.3. Вход выпрямителя 3.1.1 является входом ИВЭП 3.1 и входом ТСОИ 3, выход компенсационного стабилизатора напряжения 3.1.3 является выходом ИВЭП 3.1.TSOI 3 contains series-connected IVEP 3.1 and the load, for example, a portable PC 3.2. IVEP 3.1 contains series-connected rectifier 3.1.1, filter 3.1.2 and compensation voltage stabilizer 3.1.3. The input of the rectifier 3.1.1 is the input of the IVEP 3.1 and the input of the
Выпрямитель 3.1.1 из переменного напряжения первичной сети 1 формирует постоянное напряжение, содержащее пульсации (гармоники частоты 50 Гц). Указанные пульсации сглаживаются фильтром 3.1.2, на выходе которого образуется первичное постоянное напряжение, которое в компенсационном стабилизаторе напряжения 3.1.3 преобразуется в требуемый номинал с одновременным осуществлением стабилизации напряжения, в результате чего получается вторичное постоянное напряжение, используемое для питания нагрузки 3.2.The rectifier 3.1.1 of the alternating voltage of the
Маскировка сигналов утечки информации, появляющихся в первичной сети электропитания вследствие изменения тока нагрузки, осуществляется путем аддитивного наложения (суммирования) на входном сопротивлении первичной сети сигналов утечки информации и шумовых сигналов, формируемых генератором 4.Masking of information leakage signals appearing in the primary power supply network due to changes in the load current is carried out by additively superimposing (summing) the input network resistance of the primary network of information leakage signals and noise signals generated by the
Недостаток известного способа и устройства, его реализующего, заключается в следующем.The disadvantage of this method and device that implements it, is as follows.
Во-первых, для качественного зашумления необходима значительная мощность шумового сигнала, соизмеримая с мощностью, потребляемой техническим средством. Например, для сетевых генераторов шума, приведенных в [9], она составляет от 2 до 10 Вт. Необходимость обеспечения высокой мощности шумового сигнала усложняет конструкцию генератора 4 шумового сигнала и повышает стоимость его изготовления.Firstly, high-quality noise requires a significant power of the noise signal, commensurate with the power consumed by the technical means. For example, for the network noise generators described in [9], it is from 2 to 10 watts. The need to provide high power noise signal complicates the design of the
Во-вторых, так как провода первичной сети электропитания представляют собой антенну, то происходит излучение части мощности шумового сигнала в окружающее пространство, что ухудшает экологическую обстановку в месте размещения технического средства, а также электромагнитную обстановку, так как создает помехи для радиоэлектронных средств.Secondly, since the wires of the primary power supply network are an antenna, a part of the power of the noise signal is emitted into the surrounding space, which worsens the environmental situation at the location of the technical equipment, as well as the electromagnetic environment, as it interferes with electronic equipment.
В-третьих, шумовой сигнал, проникая в защищаемое ТСОИ по цепи питания, приводит к необходимости фильтрации этого сигнала в ТСОИ, чтобы предотвратить снижение помехоустойчивости обработки сигналов, что дополнительно усложняет техническое средство и повышает стоимость его изготовления. Следует также отметить, что факт использования в ТСОИ шумового сигнала большой мощности легко обнаруживается радиоразведкой, что демаскирует объект, на котором применяются подобные средства, указывая на конфиденциальность обработки информации в объекте. Кроме того, основным назначением сетевых генераторов шума является защита от технических средств негласного съема информации, устанавливаемых в подслушиваемых помещениях. Указанные средства передают информацию по сети электропитания в диапазоне высоких частот, порядка 50÷500 кГц. Сетевые генераторы шума генерируют помеху в том же диапазоне частот. Однако сигналы утечки информации, вызванные изменением потребляемой от ИВЭП мощности, следовательно, и мощности от сети переменного тока, занимают полосу частот от 100 Гц до fкв/2 Гц, где fкв - частота повторения импульсов в преобразователе стабилизатора напряжения [15, с.141-142]. Отбор мощности из сети питания происходит в течение времени, измеряемого единицами миллисекунд [10, с.17, рис.4] в моменты максимумов напряжения в сети питания. В эти моменты в сеть питания проникают фрагменты информационных сообщений. Известные генераторы шума не обеспечивают формирование шумовых сигналов требуемой мощности (порядка 10 Вт) в широком диапазоне от 100 Гц до 50 кГц и поэтому не могут предотвратить утечку информации, вызванную неравномерностью тока нагрузки.Thirdly, the noise signal, penetrating the protected TSOI along the power supply circuit, makes it necessary to filter this signal in the TSOI to prevent a decrease in noise immunity of signal processing, which further complicates the technical tool and increases the cost of its manufacture. It should also be noted that the fact of the use of a high-power noise signal in the TSI is easily detected by radio intelligence, which unmasks the object on which such tools are used, indicating the confidentiality of information processing in the object. In addition, the main purpose of network noise generators is to protect against technical means of tacit information retrieval installed in eavesdropping rooms. These tools transmit information over the power network in the high frequency range, of the order of 50 ÷ 500 kHz. Network noise generators generate interference in the same frequency range. However, information leakage signals caused by a change in the power consumed from the IVEP, and consequently, the power from the AC network, occupy the frequency band from 100 Hz to f sq / 2 Hz, where f sq is the pulse repetition rate in the voltage stabilizer converter [15, p. 141-142]. The selection of power from the power supply network takes place during the time measured by units of milliseconds [10, p.17, Fig. 4] at the moments of maximum voltage in the power supply network. At these moments, fragments of information messages penetrate the power network. Known noise generators do not provide the formation of noise signals of the required power (about 10 W) in a wide range from 100 Hz to 50 kHz and therefore cannot prevent information leakage caused by uneven load current.
Ситуация усугубляется еще и тем, что при использовании в преобразователях напряжения методов широтно-импульсной модуляции (ШИМ) или частотно-импульсной модуляции (ЧИМ) в случае постоянной отбираемой мощности сохраняется постоянная длительность импульсов преобразователя и в каналах утечки образуются последовательности импульсов (гармоники переднего и заднего фронтов) с постоянным сдвигом во времени. При изменении тока, отбираемого техническим средством от ИВЭП, неизменность временного сдвига между импульсами в канале утечки нарушается и таким образом в нем появляется информация о законе изменения потребляемого тока.The situation is aggravated by the fact that when using pulse-width modulation (PWM) or pulse-frequency modulation (PFM) methods in voltage converters in the case of constant power consumption, the pulse width of the converter remains constant and pulse sequences are formed in the leakage channels (front and rear harmonics) fronts) with a constant shift in time. When changing the current taken by the technical means from the IVEP, the invariance of the time shift between the pulses in the leakage channel is violated and thus information about the law of change in the consumed current appears in it.
Задачей предлагаемого способа и устройства для его осуществления является обеспечение защиты технического средства от утечки информации по первичной сети электропитания при одновременном выполнении требований по экологической и электромагнитной безопасности.The objective of the proposed method and device for its implementation is to protect the technical means from information leakage on the primary power supply network while fulfilling the requirements for environmental and electromagnetic safety.
Технический результат, достигаемый способом и устройством, заключается в уменьшении мощности шумового сигнала.The technical result achieved by the method and device is to reduce the power of the noise signal.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в осуществлении операции модуляции шумовым сигналом выпрямленного напряжения первичной сети электропитания на входе (на шинах питания) компенсационного стабилизатора напряжения.The essence of the proposed technical solution lies in the operation of modulating the rectified voltage of the rectified voltage of the primary power supply network at the input (on the power buses) of the compensation voltage regulator with a noise signal.
Операция модуляции реализуется с помощью модулятора напряжения, включенного между выходом фильтра и входом компенсационного стабилизатора напряжения, второй вход которого подключен к выходу генератора шумового сигнала.The modulation operation is carried out using a voltage modulator connected between the output of the filter and the input of the compensation voltage stabilizer, the second input of which is connected to the output of the noise signal generator.
Модуляция напряжения на шинах питания компенсационного стабилизатора напряжения по случайному закону приводит к случайному изменению потребляемого стабилизатором тока вследствие использования в стабилизаторе принципа компенсации любого изменения за счет отрицательной обратной связи: при уменьшении питающего напряжения потребляемый ток увеличивается, а при увеличении питающего напряжения потребляемый ток уменьшается. Известно, что стабилизаторы должны поддерживать на выходе постоянное напряжение, даже если входное напряжение колеблется в значительных пределах, так например, для стабилизатора μA 7805 [10, с.23] выходное напряжение изменится не более чем от 4,65 В до 5,35 В при колебании входного напряжения от 8 до 20 В. Поэтому изменение напряжения на входе стабилизатора в указанных выше пределах под действием напряжения генератора шумового сигнала будет маскировать изменения потребляемой стабилизатором мощности вследствие изменения тока нагрузки, потребляемого техническим средством при сохранении заданных требований по выходному напряжению. Кроме того, подключение генератора шумового сигнала ко входу модулятора напряжения позволяет развязаться от сети 220 В, и перейти к более низкой мощности генератора шумового сигнала, что существенно упрощает конструкцию устройства в целом.The modulation of the voltage on the power buses of the compensation voltage stabilizer according to a random law leads to a random change in the current consumed by the stabilizer due to the use of the stabilizer to compensate for any changes due to negative feedback: when the supply voltage decreases, the current consumption increases, and when the supply voltage increases, the current consumption decreases. It is known that stabilizers must maintain a constant voltage at the output, even if the input voltage fluctuates significantly, for example, for the stabilizer μA 7805 [10, p.23] the output voltage will change no more than 4.65 V to 5.35 V when the input voltage fluctuates from 8 to 20 V. Therefore, a change in the voltage at the input of the stabilizer in the above range under the influence of the voltage of the noise generator will mask the changes in the power consumed by the stabilizer due to changes in the load current consumed Go technical means while maintaining the specified requirements for the output voltage. In addition, connecting the noise generator to the input of the voltage modulator allows you to decouple from the 220 V network and switch to a lower power noise generator, which greatly simplifies the design of the device as a whole.
Более того, в случае использования в компенсационном стабилизаторе методов импульсного регулирования (ШИМ или ЧИМ) параметры этих импульсов будут изменяться по случайному закону в соответствии с изменением напряжения на входе стабилизатора, что создает непрерывный шумовой спектр побочных излучений, которые маскируют утечку информации по каналам ПЭМИН.Moreover, if pulse regulation methods (PWM or PFM) are used in the compensation stabilizer, the parameters of these pulses will randomly change in accordance with the voltage at the stabilizer input, which creates a continuous noise spectrum of spurious emissions that mask information leakage through the PEMIN channels.
Достижение заявленного технического результата, заключающегося в обеспечении защиты от утечки информации с помощью шумовых сигналов малой мощности (по сравнению с прототипом), базируется на использовании операции модуляции шумовым сигналом напряжения питания компенсационного стабилизатора. Как известно, модулирующие (мультипликативные) помехи обладают более высокими маскирующими свойствами, чем аддитивные, используемые в прототипе [11, с.8-9]. Такого рода помехи характерны для каналов связи с замираниями. Сравнительная оценка влияния аддитивных и мультипликативных помех (замираний) на надежность канала связи, при скорости замираний, соизмеримой с длительностью сигнала, приведена в [12]. При равенстве дисперсий сигнала и шума в канале связи, то есть при отношении сигнал/шум β=1 (0 дБ), из графика, приведенного в [12, с.152, рис.5.6], следует, что при аддитивном шуме надежность канала связи составляет Еb=4·10-1, а при наличии замираний Еb=2·10-3. Приведенные значения Еb показывают, что в каналах с мультипликативными помехами при отношении сигнал/шум β=1 вероятность правильной передачи информационной единицы в 200 раз меньше, чем в каналах с аддитивными помехами при аналогичном отношении сигнал/шум.Achieving the claimed technical result, which is to provide protection against information leakage using low-noise noise signals (compared to the prototype), is based on the use of the operation of modulating the voltage supply voltage of the compensation stabilizer with a noise signal. As is known, modulating (multiplicative) interferences have higher masking properties than additive ones used in the prototype [11, pp. 8-9]. This kind of interference is characteristic of fading communication channels. A comparative assessment of the effect of additive and multiplicative noise (fading) on the reliability of the communication channel, at a fading rate commensurate with the signal duration, is given in [12]. If the dispersion of the signal and noise in the communication channel is equal, that is, with the signal-to-noise ratio β = 1 (0 dB), it follows from the graph given in [12, p. 152, Fig. 5.6] that, with additive noise, the reliability of the channel communication is E b = 4 · 10 -1 , and in the presence of fading E b = 2 · 10 -3 . The given values of E b show that in channels with multiplicative noise at a signal-to-noise ratio β = 1, the probability of correct transmission of an information unit is 200 times less than in channels with additive interference at a similar signal-to-noise ratio.
На фиг.1 представлена функциональная схема устройства прототипа,Figure 1 presents the functional diagram of the device of the prototype,
на фиг.2 - заявляемого устройства, реализующая предлагаемый способ,figure 2 - of the inventive device that implements the proposed method,
на фиг.3 - пример реализации модулятора напряжения.figure 3 is an example implementation of a voltage modulator.
Заявленное устройство (фиг.2) содержит следующие блоки:The claimed device (figure 2) contains the following blocks:
1 - первичная сеть электропитания;1 - primary power supply network;
2 - выпрямитель;2 - rectifier;
3 - фильтр;3 - filter;
4 - модулятор напряжения;4 - voltage modulator;
5 - генератор шумового сигнала;5 - noise generator;
6 - компенсационный стабилизатор напряжения;6 - compensation voltage stabilizer;
7 - нагрузка.7 - load.
Выход первичной сети электропитания 1 через последовательно соединенные выпрямитель 2, фильтр 3, модулятор напряжения 4, компенсационный стабилизатор 6 подключен ко входу нагрузки 7. Выход генератора 5 шумового сигнала подключен ко второму входу модулятора напряжения 4.The output of the primary
Компенсационный стабилизатор напряжения 6 содержит следующие блоки:Compensation voltage stabilizer 6 contains the following blocks:
6.1 - источник опорного напряжения,6.1 - voltage reference source,
6.2 - формирователь сигнала рассогласования,6.2 - driver imbalance signal,
6.3 - регулируемый преобразователь,6.3 - adjustable converter
6.4 - выпрямитель,6.4 - rectifier,
6.5 - фильтр.6.5 - filter.
Выход источника опорного напряжения 6.1 через формирователь сигнала рассогласования 6.2 подключен к первому входу регулируемого преобразователя 6.3, второй вход которого является входом компенсирующего стабилизатора напряжения 6, а выход через последовательно соединенные выпрямитель 6.4 и фильтр 6.5 подключен к второму входу формирователя рассогласования 6.2. Выход фильтра 6.5 является выходом компенсационного стабилизатора напряжения.The output of the reference voltage source 6.1 through the imaging device 6.2 mismatch is connected to the first input of the adjustable transducer 6.3, the second input of which is the input of the compensating voltage regulator 6, and the output through a series-connected rectifier 6.4 and the filter 6.5 is connected to the second input of the imaging mismatch 6.2. The output of the filter 6.5 is the output of the compensation voltage regulator.
Пример реализации компенсационного стабилизатора напряжения с импульсным регулированием на микросхеме К 142ЕП1 приведен в [13, с.128, рис.5.4], описание работы которого в режиме ШИМ приведено в [13, с.129] и поэтому здесь не излагается.An example of the implementation of a compensation voltage regulator with pulse regulation on the K 142EP1 chip is given in [13, p.128, Fig.5.4], a description of the operation of which in the PWM mode is given in [13, p.129] and therefore is not described here.
Пример реализации выпрямителя 2, фильтра 3, модулятора напряжения 4 заимствован из [14, с.219, рис.10.11 и 10.12], где приведено детальное описание работы и расчет блоков. Некоторое отличие введено в схему модулятора напряжения 4, заключающееся в том, что источник опорного напряжения выполнен на делителе RC и RD [фиг.3].An example of the implementation of
Генератор 5 шумового сигнала может быть выполнен, например, по схеме, приведенной в [15], в которой вместо антенны WA следует через конденсатор С 2 подключить вход модулятора напряжения 4 (фиг.3).The
Модулятор 4 содержит входной делитель, выполненный на резисторах RC и RD, выходной делитель, выполненный на резисторах RA и RB, проходной каскад 4.1 и усилитель обратной связи (ОС) 4.2. Входной делитель из постоянного напряжения, формируемого выпрямителем 2, вырабатывает опорное напряжение Uоп, поступающее на первый вход усилителя ОС 4.2, на второй вход которого поступает напряжение UX, формируемое выходным делителем из выходного напряжения U0.
Работа устройства, реализующего предлагаемый способ, осуществляется следующим образом.The device that implements the proposed method is as follows.
Переменное напряжение первичной сети электропитания 1, например 220 В, 50 Гц, преобразуется выпрямителем 2 в постоянное. Пульсация этого напряжения (гармоники частоты 50 Гц) сглаживается фильтром 3. Сглаженное от пульсаций напряжение является первичным постоянным напряжением питания проходного каскада 4.1 и усилителя ОС 4.2 и также используется для выработки напряжения Uоп.The alternating voltage of the primary
При воздействии шумового сигнала, формируемого генератором 5 шумового сигнала, напряжение на первом входе усилителя ОС 4.2 будет содержать случайную составляющую. Усилитель ОС выделяет разностный сигнал между напряжениями на входах усилителя и выдает его в проходной каскад 4.1, который изменяет свою проводимость таким образом, чтобы выровнять напряжения на первом и втором входах усилителя ОС 4.2, при этом выходное напряжение U0, поступающее на шины питания компенсационного стабилизатора напряжения 6, будет содержать также случайную мультипликативную составляющую, обусловленную эффектом модуляции напряжения Uоп шумовым сигналом. Эта составляющая будет маскировать сигналы утечки информации, появляющиеся на шинах питания компенсационного стабилизатора вследствие изменения нагрузки. Амплитуда случайной составляющей, с одной стороны, должна быть не меньше амплитуды сигнала утечки информации, так как только в этом случае проявятся маскирующие свойства мультипликативной помехи, о чем говорилось ранее, а также в [12, с.152], а с другой стороны, она должна быть в пределах, не превышающих величину допустимого изменения напряжения питания компенсационного стабилизатора напряжения, которую последний может компенсировать (стабилизировать).When exposed to a noise signal generated by the
Компенсационный стабилизатор напряжения 6 стабилизирует входное напряжение (если оно находится в заданных пределах) и на своем выходе выдает уже стабилизированное вторичное постоянное напряжение, поступающее в нагрузку 7. Как показывает практика разработок ТСОИ, в них целесообразно использовать компенсационные стабилизаторы с импульсным регулированием с использованием методов ШИМ, в которых при изменении входного напряжения изменяется длительность импульсов. Если входное напряжение содержит случайную составляющую, то длительность импульсов будет изменяться также по случайному закону, вследствие чего спектр побочных излучений из детерминированного превращается в непрерывный, по которому невозможно определить закон изменения информации.Compensation voltage stabilizer 6 stabilizes the input voltage (if it is within the specified limits) and at its output produces an already stabilized secondary DC voltage supplied to the load 7. As shown by the practice of the TSOI developments, it is advisable to use compensation stabilizers with pulse regulation using PWM methods in which, when the input voltage changes, the pulse duration changes. If the input voltage contains a random component, then the pulse duration will also change according to a random law, as a result of which the spectrum of spurious emissions from deterministic turns into continuous, by which it is impossible to determine the law of information change.
Работа компенсационного стабилизатора с импульсным регулированием подробно описана в [13, с.128-130] и поэтому здесь не приводится.The operation of a compensation stabilizer with pulse regulation is described in detail in [13, p.128-130] and therefore is not given here.
Таким образом, первым фактором, оказывающим влияние на степень маскирования побочных сигналов, является изменение отбираемого из сети питания тока по случайному закону за счет зашумления ее мультипликативной (модулирующей) помехой с мощностью, сравнимой с мощностью тока утечки. При этом пределы изменения отбираемого из сети питания тока при защите ИВЭП должны быть соизмеримы с пределами изменений отбираемого из сети питания тока при обработке информации и при отключенной защите ИВЭП от утечки информации.Thus, the first factor affecting the degree of masking of side signals is a random change in the current taken from the power supply due to the noise of its multiplicative (modulating) noise with a power comparable to the leakage current power. At the same time, the limits of changes in the current taken from the power supply network during the protection of the IEDs should be commensurate with the limits of the changes in the current taken from the power supply network during the processing of information and when the protection of the IEDs from information leakage is disabled.
Вторым фактором, определяющим степень маскирования побочных электромагнитных колебаний, является то, что напряжение на шинах питания компенсационного стабилизатора напряжения 6 при работе модулятора напряжения изменяется по случайному закону, что приводит к случайным изменениям длительности импульсов ШИМ и, соответственно, к разрушению информативной составляющей, содержащейся в огибающей побочных сигналов.The second factor determining the degree of masking of side electromagnetic oscillations is that the voltage on the supply buses of the compensation voltage stabilizer 6 changes randomly when the voltage modulator is operating, which leads to random changes in the pulse width of the PWM and, accordingly, to the destruction of the information component contained in envelope of side signals.
Следует также отметить, что поскольку генератор 5 шумового сигнала гальванически не связан с проводами сети питания и компенсационным стабилизатором напряжения, то отсутствует передача энергии этого генератора в сеть питания и в окружающее пространство, что не дает возможности нарушителю использовать компенсационные методы приема, и, кроме того, обеспечивает случайность изменения побочных сигналов без увеличения энергии этих сигналов, что в свою очередь улучшает электромагнитную и экологическую обстановку в месте дислокации технических средств.It should also be noted that since the
Сказанное выше подтверждает достижимость технического результата, заключающегося в уменьшении мощности маскирующего сигнала при одновременном соблюдении требований по электромагнитной совместимости и экологических требований.The above confirms the attainability of the technical result, which consists in reducing the power of the masking signal while observing the requirements for electromagnetic compatibility and environmental requirements.
Источники информацииInformation sources
1. Сетевой фильтр. Патент RU №2214036 С2 Н 03 Н 7/09.1. Line filter. Patent RU No. 2214036 C2 H 03 H 7/09.
2. Князев А.Д., Кечиев Л.Н., Петров Б.В. Конструирование радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры с учетом электромагнитной совместимости. М.: Радио и связь, 1989 г.2. Knyazev A.D., Kechiev L.N., Petrov B.V. Design of electronic and electronic equipment taking into account electromagnetic compatibility. M .: Radio and communications, 1989
3. Гроднев И.И. Электромагнитное экранирование в широком диапазоне частот. М.: Связь, 1972 г.3. Grodnev I.I. Electromagnetic shielding in a wide range of frequencies. M .: Communication, 1972
4. Левинзон С.В. Стабилизатор постоянного потребляемого тока. Патент RU по заявке №5034888/07.4. Levinson S.V. Stabilizer of constant current consumption. RU patent for application No. 5034888/07.
5. Цветков В.В. и др. Радиоэлектронная борьба: радиоразведка и радиопротиводействие. М.: МАИ, 1998 г.5. Tsvetkov VV et al. Electronic warfare: radio intelligence and radio countermeasures. M .: MAI, 1998.
6. Павлов Ю.С. Способ защиты информационного обмена в локальной системе радиосвязи. Патент RU №2114513, МПК Н 04 К 3/00.6. Pavlov Yu.S. A method of protecting information exchange in a local radio communication system. Patent RU No. 2114513, IPC N 04
7. Абалмазов Э.И., Световидов В.Н., Хитров М.В., Кочкин А.А. Способ защиты информации, принимаемой по проводным каналам связи и система для его осуществления. Патент RU №2112319, МКИ Н 04 К 1/00.7. Abalmazov E.I., Svetovidov V.N., Khitrov M.V., Kochkin A.A. A method of protecting information received over wired communication channels and a system for its implementation. Patent RU No. 2112319, MKI N 04
8. Халяпин Д.Б. Защита информации, обрабатываемой ПЭВМ и ЛВС, от утечки по сети электропитания. Системы безопасности связи и телекоммуникаций. №28, 1999 г., с.70-71.8. Khalyapin D.B. Protection of information processed by PC and LAN from leakage through the power supply network. Communication and telecommunication security systems. No. 28, 1999, pp. 70-71.
9. Каторин Ю.Ф., Куренков Е.В., Лысов А.В., Остапенко А.Н. Энциклопедия промышленного шпионажа. Спб.: Полигон, 1999 г., с.434-437.9. Katorin Yu.F., Kurenkov E.V., Lysov A.V., Ostapenko A.N. Encyclopedia of industrial espionage. St. Petersburg: Polygon, 1999, p. 434-437.
10. Интегральные микросхемы: Микросхемы для линейных источников питания и их применение. М.: ДО ДЕКА, 1998 г.10. Integrated circuits: Integrated circuits for linear power supplies and their application. M .: DO DECA, 1998
11. Кремер И.Я., Владимиров В.И., Коржухин В.И. Модулирующие (мультипликативные) помехи и прием радиосигналов. М.: Сов. радио, 1972 г.11. Kremer I.Ya., Vladimirov V.I., Korzhukhin V.I. Modulating (multiplicative) interference and receiving radio signals. M .: Sov. radio, 1972
12. Кеннеди Р. Каналы связи с замираниями и рассеиванием. Пер. с англ. М.: Сов радио, 1973 г.12. Kennedy R. Channels of communication with fading and dispersion. Per. from English M .: Owls radio, 1973
13. Китаев В.Е., Бокуняев А.А., Колканов М.Ф. Расчет источников электропитания устройств связи. М.: "Радио и связь", 1993 г.13. Kitaev V.E., Bokunyaev A.A., Kolkanov M.F. Calculation of power supplies for communication devices. M .: "Radio and communications", 1993
14. Кауфман М., Сидман А. Практическое руководство по расчетам схем в электронике. Том 1, Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1991 г.14. Kaufman M., Sidman A. A practical guide to the calculation of circuits in electronics.
15. Букреев С.С. Силовые электронные устройства. Введение в автоматизированное проектирование. М.: "Радио и связь", 1982 г.15. Bukreev S.S. Power electronic devices. Introduction to computer aided design. M .: "Radio and communications", 1982
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005118572/09A RU2290766C1 (en) | 2005-06-15 | 2005-06-15 | Method for protecting technical means from information loss across primary electric power grid and device for realization of method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005118572/09A RU2290766C1 (en) | 2005-06-15 | 2005-06-15 | Method for protecting technical means from information loss across primary electric power grid and device for realization of method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2290766C1 true RU2290766C1 (en) | 2006-12-27 |
Family
ID=37759951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005118572/09A RU2290766C1 (en) | 2005-06-15 | 2005-06-15 | Method for protecting technical means from information loss across primary electric power grid and device for realization of method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2290766C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2445736C1 (en) * | 2010-07-12 | 2012-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) | Apparatus for protecting computer hardware of information technology facilities from stray electromagnetic radiation |
RU2479022C1 (en) * | 2012-01-20 | 2013-04-10 | федеральное автономное учреждение "Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Федеральной службы по техническому и экспортному контролю" | Method of protecting computer equipment from leakage of information through compromising emanation channel and noise pickup |
RU2492581C2 (en) * | 2011-11-30 | 2013-09-10 | Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ФГОБУ ВПО ПГУТИ) | Method for information protection in distributed random antenna |
RU2493594C2 (en) * | 2011-12-20 | 2013-09-20 | Юрий Пантелеевич Лепеха | Method of protecting processed information with computer means by noise masking information bearing secondary electromagnetic radiations and cross-talk, information protection apparatus for realising said method |
RU2502195C2 (en) * | 2011-09-02 | 2013-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ГОУВПО ПГУТИ) | Information security apparatus for distributed random antenna |
RU2503132C2 (en) * | 2011-11-30 | 2013-12-27 | Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ФГОБУ ВПО ПГУТИ) | Method of protecting distributed random antenna |
RU2519565C2 (en) * | 2011-07-20 | 2014-06-10 | Юрий Пантелеевич Лепеха | Noise signal generator |
-
2005
- 2005-06-15 RU RU2005118572/09A patent/RU2290766C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КАТОРИН Ю.Ф. и др. Энциклопедия промышленного шпионажа. - СПб.: Полигон, 1999, с.434-437. * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2445736C1 (en) * | 2010-07-12 | 2012-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) | Apparatus for protecting computer hardware of information technology facilities from stray electromagnetic radiation |
RU2519565C2 (en) * | 2011-07-20 | 2014-06-10 | Юрий Пантелеевич Лепеха | Noise signal generator |
RU2502195C2 (en) * | 2011-09-02 | 2013-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ГОУВПО ПГУТИ) | Information security apparatus for distributed random antenna |
RU2492581C2 (en) * | 2011-11-30 | 2013-09-10 | Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ФГОБУ ВПО ПГУТИ) | Method for information protection in distributed random antenna |
RU2503132C2 (en) * | 2011-11-30 | 2013-12-27 | Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ФГОБУ ВПО ПГУТИ) | Method of protecting distributed random antenna |
RU2493594C2 (en) * | 2011-12-20 | 2013-09-20 | Юрий Пантелеевич Лепеха | Method of protecting processed information with computer means by noise masking information bearing secondary electromagnetic radiations and cross-talk, information protection apparatus for realising said method |
RU2479022C1 (en) * | 2012-01-20 | 2013-04-10 | федеральное автономное учреждение "Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Федеральной службы по техническому и экспортному контролю" | Method of protecting computer equipment from leakage of information through compromising emanation channel and noise pickup |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2290766C1 (en) | Method for protecting technical means from information loss across primary electric power grid and device for realization of method | |
US8294418B2 (en) | Power transfer device and method | |
AU2006216920B2 (en) | Method, apparatus and system for power transmission | |
US6564038B1 (en) | Method and apparatus for suppressing interference using active shielding techniques | |
Setti et al. | Experimental verification of enhanced electromagnetic compatibility in chaotic FM clock signals | |
Omollo et al. | Determining the electromagnetic environment on board ships for risk-based approach EMC analysis | |
KR100811343B1 (en) | The apparatus of EMI's prevention for the plat panel display device | |
RU2236759C1 (en) | Method for protecting information processing hardware against information drain through stray electromagnetic radiation and pick-up channels | |
RU2608339C1 (en) | Device for protection of aperture random antenna | |
RU2474966C1 (en) | Method for information protection of random antenna | |
US9294193B2 (en) | System and method for providing active RF shielding | |
RU2503132C2 (en) | Method of protecting distributed random antenna | |
RU2492581C2 (en) | Method for information protection in distributed random antenna | |
RU2786880C1 (en) | Device for blocking radio fuses | |
RU2295197C1 (en) | Method for electromagnetic protection of premises | |
Yousaf et al. | Conducted emission analysis of DC-DC converters and proper selection of pre-filtering stage | |
CN217935094U (en) | Anti-eavesdrop filter | |
EP0563912A1 (en) | A protective device for computers and the like | |
Leferink et al. | EN50561-3: Not an EMC standard, but an unacceptable licence to cause interference | |
CN114065467B (en) | Equipment sensitivity threshold design method based on antenna harmonic wave and spurious wave output | |
HAQUE et al. | An overview of an esoteric pollution emi-emc | |
RU2470465C2 (en) | Method for information protection of distributed random antenna | |
RU2775899C1 (en) | Means for blocking radio links for remote detonation of ammunition | |
RU83164U1 (en) | MASKING DEVICE FOR INFORMATION SIGNALS | |
RU2502195C2 (en) | Information security apparatus for distributed random antenna |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120616 |