CN110688652A - 一种usb微型电磁泄漏信号源 - Google Patents

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刘文斌
王梦寒
程磊
齐国雷
丁建锋
寇云峰
丁桥
宋滔
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Abstract

本发明公开了一种USB微型电磁泄漏信号源，其包括USB接口、微处理器和HID键盘芯片，USB接口用于与目标设备相连；USB微型电磁泄漏信号源用于在程序的控制下，通过微处理器产生传导信号、辐射信号和差分数据信号。该USB微型电磁泄漏信号源能够应用于实际的场景中，用于分析目标设备、线缆及网络在接入USB微型电磁泄漏信号源时的泄漏传播特征，用于给检测设备提供标签化的训练信号，进行电磁信息红黑信号的特征识别与智能检测，也给现场目标设备线路电磁泄漏途径及防护能力的检测，提供了一个简便有效的工具。

Description

一种USB微型电磁泄漏信号源
技术领域
本发明涉及一种USB微型电磁泄漏信号源。
背景技术
目前，电子设备在日常使用过程中会不可避免地将用户的各种信息通过辐射泄漏和传导泄漏的方式造成信息泄漏。伴随网络信息时代的高速发展，电磁信息泄漏手段层出不穷，如通过电力线传导产生信息泄漏，通过USB把数据写入移动硬盘产生辐射泄漏，通过运行计算机总线特殊数据操作产生特定频率泄漏等，并使用简易的软件无线电设备在目标附近进行信息窃取。上述泄漏手段结合新型的网络攻击手段，使得电磁信息泄漏威胁具备潜伏能力强、传输隐蔽性高、实现成本低等特点。因此需要深入分析电磁信息泄漏的产生机理，也需要对不同电磁泄漏场景设计小型化、操作快速简便的现场检测系统。作为现场检测重要组成部分的电磁泄漏信号源，其设计必然也趋向于小型化，也需要信号源具有重构多种不同种泄漏信号的功能，如电力线传导信号、线路辐射信号、USB数据信号等，这对快速挖掘电子设备中潜在的电磁泄漏途径、定位防护薄弱点和提升信号分析识别能力具有重要的意义。
发明内容
为了克服现有技术的上述问题，本发明提出了一种USB微型电磁泄漏信号源。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种USB微型电磁泄漏信号源，包括USB接口、微处理器和HID键盘芯片，USB接口用于与目标设备相连；
所述USB微型电磁泄漏信号源用于在程序的控制下，通过微处理器产生传导信号、辐射信号和/或差分数据信号。
作为本发明的优选方案，USB微型电磁泄漏信号源产生传导信号时：
由微处理器I/O口外加线缆激发出多谐波频点的电磁泄漏载波信号，并通过USB供电接口进行耦合，形成传导泄漏。
作为本发明的优选方案，USB微型电磁泄漏信号源产生传导信号时：
由微处理器I/O口外加线缆激发出多谐波频点的电磁泄漏载波信号，通过使用待发送的中文或字符对应的ASCII码及其累加和校验码对载波信号进行调制并输出，并通过USB接口进行耦合，形成传导泄漏。
作为本发明的优选方案，辐射信号的种类包括接口线缆辐射信号与内部总线辐射信号。
作为本发明的优选方案，USB微型电磁泄漏信号源产生接口线缆辐射信号时：
由微处理器I/O口外加线缆激发出多谐波频点的电磁泄漏载波信号，并通过接口线缆进行辐射，形成辐射泄漏；
或：
由微处理器I/O口外加线缆激发出多谐波频点的电磁泄漏载波信号，通过使用待发送的中文或字符对应的ASCII码及其累加和校验码对载波信号进行调制并输出，输出的信号通过接口线缆进行辐射，形成辐射泄漏。
作为本发明的优选方案，所述谐波频点范围为150kHz～30MHz，调制方式包括开关键控模式、振幅键控模式和频移键控模式。
作为本发明的优选方案，USB微型电磁泄漏信号源用于产生内部总线辐射辐射信号时：
通过微处理器模拟特定的操作处理，产生低频泄漏信号，并通过内部总线进行辐射，形成辐射泄漏；
或：
模拟某种特定的操作处理与不处理相互切换，产生低频泄漏信号，并通过内部总线进行辐射，形成辐射泄漏；
或：
模拟不同操作处理相互切换过程，产生低频泄漏信号，并通过内部总线进行辐射，形成辐射泄漏。
作为本发明的优选方案，操作处理包括加、减、乘、除、读取数据和/或写入数据。
作为本发明的优选方案，USB微型电磁泄漏信号源用于产生差分数据信号时：
通过HID键盘芯片与微处理器串口建立连接，HID键盘芯片用于接收微处理器串口发送过来的数据并转化成键盘码值，通过USB接口上传给目标设备，并对目标设备中已打开文本文件进行写入操作。
作为本发明的优选方案，程序的控制流程包括：
信号初始化设置；
发送信号起始标志；
发送信号检查标志；
产生泄漏信号；
发送信号结束标志。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
该USB微型电磁泄漏信号源能够应用于实际的场景中，用于分析目标设备、线缆及网络在接入USB微型电磁泄漏信号源时的泄漏传播特征，用于给检测设备提供标签化的训练信号，进行电磁信息红黑信号的特征识别与智能检测，也给现场目标设备线路电磁泄漏途径及防护能力的检测，提供了一个简便有效的工具。
本发明提供的USB微型电磁泄漏信号源体积小巧、灵活性好，可以用于具有标准USB结构的任意设备或线路，无需外接电源供电，为现场快速检测的便携性提供了保障；
本发明提供的USB微型电磁泄漏信号源可以用于产生多种辐射信号，使用方便。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为本发明实施例提供的USB微型电磁泄漏信号源的原理框图；
图2为本发明实施例提供的程序控制产生电磁泄漏信号的流程图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明提供了一种USB微型电磁泄漏信号源，其包括USB接口、微处理器(MCU)和HID键盘芯片。USB接口用于与目标设备相连，且用于为该USB微型电磁泄漏信号源供电。
进一步的，通过USB接口直接向USB微型电磁泄漏信号源供电，对HID键盘芯片进行+5V供电，将+5V转换为+3.3V对微处理器进行供电。
通过程序控制微处理器，该USB微型电磁泄漏信号源可用于产生传导信号、辐射信号和差分数据信号。
该USB微型电磁泄漏信号源产生传导信号的方法包括：
由微处理器I/O口外加线缆激发出多谐波频点的电磁泄漏载波信号，并通过USB供电接口进行耦合，形成传导泄漏；
或由微处理器I/O口外加线缆激发出多谐波频点的电磁泄漏载波信号，通过使用待发送的中文或字符对应的ASCII码及其累加和校验码对载波信号进行调制并输出，并通过USB供电接口进行耦合，形成传导泄漏。
具体的，典型的泄漏频点为10k、100k、1M，谐波频点的范围覆盖150kHz～30MHz，调制方式包括开关键控(OOK)模式、振幅键控(ASK)模式和频移键控(FSK)模式。对于一段包含泄漏信息的特征帧，包含信号起始标志、信号检查标志、用于产生泄漏信号的信息、信号结束标志。程序在结束标志发送后，通过连续解调后，可得到发送的信息对应的文字信息。
通过该USB微型电磁泄漏信号源还可用于产生辐射信号，其能够产生的辐射信号种类包括接口线缆辐射信号与内部总线辐射信号。
该USB微型电磁泄漏信号源用于产生接口线缆辐射信号时，其产生方法包括：
由微处理器I/O口外加线缆激发出多谐波频点的电磁泄漏载波信号，并通过接口线缆进行辐射，形成辐射泄漏；
或由微处理器I/O口外加线缆激发出多谐波频点的电磁泄漏载波信号，通过使用待发送的中文或字符对应的ASCII码及其累加和校验码对载波信号进行调制并输出，其调制原理与产生传导信号的调制原理相同，输出的信号通过接口线缆进行辐射，形成辐射泄漏。
典型的泄漏频点为10k、100k、1M，谐波频点覆盖150kHz～30MHz，调制方式主要有开关键控(OOK)模式、振幅键控(ASK)模式、频移键控(FSK)模式。
该USB微型电磁泄漏信号源用于产生内部总线辐射信号时，其产生方法包括：
通过微处理器模拟某种特定的操作处理产生低频泄漏信号，并通过内部总线进行辐射，形成辐射泄漏；
或模拟某种特定的操作处理与不处理相互切换来产生低频泄漏信号，并通过内部总线进行辐射，形成辐射泄漏；
或模拟不同操作处理相互切换过程产生低频泄漏信号，并通过内部总线进行辐射，形成辐射泄漏。
在产生内部总线辐射信号的过程中，典型的操作处理包括加、减、乘、除运算、读取数据和写入数据。
该USB微型电磁泄漏信号源用于产生差分数据信号时，其方法包括：
通过HID键盘芯片与微处理器串口建立连接，用于接收微处理器串口发送过来的数据(如ASCII码)并转化成键盘码值通过USB接口上传给目标设备，并对目标设备中打开了的文本文件进行写入操作，可不间断重复写入也可通过延时设置写入。
本实施例中，程序控制的具体工作流程参照图2，程序控制流程开始后，依次进行信号初始化设置、发送信号起始标志、发送信号检查标志、产生泄漏信号以及发送信号结束标志，至此程序控制流程结束。

Claims (10)

1.一种USB微型电磁泄漏信号源，其特征在于，包括USB接口、微处理器和HID键盘芯片，USB接口用于与目标设备相连；
所述USB微型电磁泄漏信号源用于在程序控制下，通过微处理器产生传导信号、辐射信号和差分数据信号。
2.根据权利要求1所述的USB微型电磁泄漏信号源，其特征在于，产生传导信号时：
由微处理器I/O口外加线缆激发出多谐波频点的电磁泄漏载波信号，并通过USB供电接口进行耦合，形成传导泄漏。
3.根据权利要求1所述的USB微型电磁泄漏信号源，其特征在于，产生传导信号时：
由微处理器I/O口外加线缆激发出多谐波频点的电磁泄漏载波信号，通过使用待发送的中文或字符对应的ASCII码及其累加和校验码对载波信号进行调制并输出，并通过USB接口进行耦合，形成传导泄漏。
4.根据权利要求1所述的USB微型电磁泄漏信号源，其特征在于，辐射信号的种类包括接口线缆辐射信号与内部总线辐射信号。
5.根据权利要求4所述的USB微型电磁泄漏信号源，其特征在于，产生接口线缆辐射信号时：
由微处理器I/O口外加线缆激发出多谐波频点的电磁泄漏载波信号，并通过接口线缆进行辐射，形成辐射泄漏；
或：
由微处理器I/O口外加线缆激发出多谐波频点的电磁泄漏载波信号，通过使用待发送的中文或字符对应的ASCII码及其累加和校验码对载波信号进行调制并输出，输出的信号通过接口线缆进行辐射，形成辐射泄漏。
6.根据权利要求5所述的USB微型电磁泄漏信号源，其特征在于，所述传导信号和接口线缆辐射信号的泄漏频点为10k、100k、1M，谐波频点范围为150kHz～30MHz，调制方式包括开关键控模式、振幅键控模式和频移键控模式。
7.根据权利要求1所述的USB微型电磁泄漏信号源，其特征在于，产生内部总线辐射辐射信号时：
通过微处理器模拟特定的操作处理，产生低频泄漏信号，并通过内部总线进行辐射，形成辐射泄漏；
或：
模拟某种特定的操作处理与不处理相互切换，产生低频泄漏信号，并通过内部总线进行辐射，形成辐射泄漏；
或：
模拟不同操作处理相互切换过程，产生低频泄漏信号，并通过内部总线进行辐射，形成辐射泄漏。
8.根据权利要求7所述的USB微型电磁泄漏信号源，其特征在于，操作处理包括加、减、乘、除、读取数据和/或写入数据。
9.根据权利要求1所述的USB微型电磁泄漏信号源，其特征在于，产生差分数据信号时：
通过HID键盘芯片与微处理器串口建立连接，HID键盘芯片用于接收微处理器串口发送过来的数据并转化成键盘码值，通过USB接口上传给目标设备，并对目标设备中已打开文本文件进行写入操作。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的USB微型电磁泄漏信号源，其特征在于，所述程序控制的流程包括：
信号初始化设置；
发送信号起始标志；
发送信号检查标志；
产生泄漏信号；
发送信号结束标志。
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