JP2005214772A - 電磁波盗視評価装置及び電磁波盗視評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 漏洩電磁波から情報が盗視され得るか否かを極めて精度よく評価でき、それを効率よく評価することができる電磁波盗視評価装置を提供する。
【解決手段】 前記漏洩電磁波（３）を受信し受信データを送出する受信手段（１１）と、送出された前記受信データを検波し、その検波結果を検波出力データとして送出する検波手段（１２）と、送出された前記検波出力データを周波数領域に展開すると共に該展開した周波数領域の各周波数成分の強度を求めて前記特定周波数成分の弁別を実行し、該弁別結果を送出する弁別手段（１６）と、送出された前記弁別結果を、前記特定周波数成分を弁別し得たか否かに拘わらず表示する表示手段（１７）とを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、パーソナルコンピュータ等の電子機器から漏洩する電磁波を傍受し、この傍受した漏洩電磁波から電子機器が処理する情報を盗視し得るか否かを評価する電磁波盗視評価装置及び電磁波盗視評価方法に関するものである。

一般に、電子機器は不要な電磁波を放射あるいは伝導しており、特にデジタル回路やスイッチング電源を搭載した電子機器においては顕著である。
この不要な電磁波の放射あるいは伝導によって、他の電子機器が誤動作を起こしたり、通信機器が受信障害を起こしたりする場合のあることは、よく知られている。
また、近年、電子機器はネットワークに接続して使用されるケースが多くなり、それに伴い、電子機器が処理する重要な情報が、第三者によってネットワークを介して盗まれたり破壊されたりする問題が生じている。

一般に、パーソナルコンピュータ本体とそれに接続される入出力装置や各種周辺装置とを接続するケーブル類から、あるいは、それらの装置に電力を供給する電源ラインから、不要輻射として外部に放射・伝導されてしまう場合があることが指摘されている。この放射・伝導される情報は、各機器で用いられる何らかのタイミング信号等によって変調されている場合もある。

このような不要輻射を利用した第三者による情報窃盗を防止するため、例えば、通信路上の伝送符号を暗号化し、仮に情報が傍受されてもその内容の解読を極めて困難にする対策や、信号のスペクトルを拡散し、傍受自体の難易度を高めるといった対策が採られている。

しかし、伝送符号の暗号化による対策の場合、人の操作が関与する情報の入出力部分、すなわち、操作者と電子機器との間のマン・マシン・インタフェースに係わる部分については暗号化が難しく、この部分からの不要輻射を利用されると、暗号を解読するより遙かに容易に情報を再現でき、結果として窃盗されてしまう可能性が高い。

また、暗号化しても、これを解読する手法は種々知られており、また、新たな解読手法が開発される等、必ずしも万全とはいえない。
（以下の説明においては、上述のように、漏洩する電磁波から情報を再現することを盗視と称することにする。）

一方、マン・マシン・インタフェースに係わる部分に限らず、伝送経路や電子回路についても、他の電子機器の誤動作や通信機器の受信障害等を引き起こさないように定められた規制限界以下には低減してあるものの、微弱な放射・伝導の発生は避けらない。

そこで、従来、漏洩する電磁波から情報の盗視が可能か否かを試験するための電波盗視試験装置が提案されており、一例として特許文献１に記載されたものがある。これは、当然に、重要な情報を扱う電子機器の開発や製造、あるいは、このような機器やその環境のセキュリティ評価に利用される装置である。
この特許文献１に記載された電波盗視試験装置は、情報処理システムに表示する画像信号をそのシステムから漏洩する電波から検出する検出手段と、検出した信号に基づいて画像の再生を行う画像再生手段と、表示手段の同期信号をシステムから得て再生手段に供給する同期信号送出手段とを備えて、画像が盗視可能か否かの試験を行うものである。
特開平６−１７８３３０号公報

ところで、この電波盗視試験装置を用いた試験においては、その評価を人為的に行った場合に生じる、個人差や経験の差等に起因する信頼性低下を防ぐため、予め定めた画像パターンを被試験物に表示させ、この画像パターンの信号と、漏洩電波から再現した画像パターンの信号とを直接画像パターン比較回路で比較することを行う。

しかしながら、漏洩電波は微弱であって様々なノイズが混入しており、このノ混入ノイズの影響により、画像パターン比較回路において誤判定をする可能性が極めて高いという問題があった。
また、盗視され得る情報が変調されていた場合に、それがどの周波数に含まれているかがわからないため、全ての周波数を詳細に比較判定しなければならず、
試験の効率が悪く、結果を得るまでに長時間を要するという問題があった。
また、再生画像パターンの波形が原波形に対して歪んでいた場合、その歪みの程度がそれ程大きくなければ盗視されてしまう恐れが十分にあるが、画像パターン比較回路では検出できない可能性が高いという問題があった。

そこで、本発明の目的は、盗視され得るか否かを極めて精度よく評価でき、それを効率よく評価することができる電磁波盗視評価装置及び電磁波盗視評価方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本願発明は手段として次の構成を有する。
即ち、請求項１に係る発明は、予め設定された特定周波数成分を含むデータを処理中の電子機器から漏洩する漏洩電磁波を受信し、受信した前記漏洩電磁波から前記特定周波数成分を弁別し得るか否かで前記電子機器が処理中の前記データを盗視され得るか否かの評価を可能とする電磁波盗視評価装置であって、
前記漏洩電磁波（３）を受信し受信データを送出する受信手段（１１）と、送出された前記受信データを検波し、その検波結果を検波出力データとして送出する検波手段（１２）と、送出された前記検波出力データを周波数領域に展開すると共に該展開した周波数領域の各周波数成分の強度を求めて前記特定周波数成分の弁別を実行し、該弁別結果を送出する弁別手段（１６）と、送出された前記弁別結果を、前記特定周波数成分を弁別し得たか否かに拘わらず表示する表示手段（１７）とを備えて成ることを特徴とする電磁波盗視評価装置（１）である。
また、請求項２に係る発明は、請求項１記載の電磁波盗視評価装置であって、
前記受信データを所定数の周波数帯域に分割する分割手段（１９）と、前記所定数以上の数の前記検波手段（１２）及び前記解析手段（１３）とを備え、前記受信データについて、分割した前記周波数帯域毎にそれぞれ前記検波手段（１２）及び前記解析手段（１３）により前記検波及び前記弁別を行うことを特徴とする電磁波盗視評価装置（１，１００）である。

また、本願発明は手段として次の手順を有する。
即ち、請求項３に係る発明は、予め設定された特定周波数成分を含むデータを処理中の電子機器から漏洩する漏洩電磁波を受信し、受信した前記漏洩電磁波から前記特定周波数成分を弁別し得るか否かで前記電子機器が処理中の前記データを盗視され得るか否かの評価を可能とする電磁波盗視評価方法であって、
前記漏洩電磁波（３）を受信し受信データを送出する受信ステップと、送出された前記受信データを検波し、該検波結果を検波出力データとして送出する検波ステップと、送出された前記検波出力データを周波数領域に展開すると共に該展開した周波数領域の各周波数成分の強度を求めて前記特定周波数成分の弁別を実行し、該弁別結果を送出する弁別ステップと、送出された前記弁別結果を、前記特定周波数成分を弁別し得たか否かに拘わらず表示する表示ステップとを有して成ることを特徴とする電磁波盗視評価方法である。
また、請求項４に係る発明は、請求項３記載の電磁波盗視評価方法であって、
前記受信データを所定数の周波数帯域に分割する分割ステップを有し、前記検波ステップは、前記受信データについて、分割した前記周波数帯域毎に前記所定数の前記検波手段（１２）により前記検波を実行し、前記弁別ステップは、分割した前記周波数帯域のそれぞれに対応した前記検波出力データ毎に前記所定数の前記弁別手段（１６）により前記弁別を実行することを特徴とする電磁波盗視評価方法である。

本発明によれば、漏洩電磁波から情報が盗視され得るか否かを極めて精度よく評価することができ、その評価を効率良く早く行うことができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜図７を用いて説明する。
図１は、本発明の電磁波盗視評価装置の第１の実施例を説明する図であり、
図２は、本発明の電磁波盗視評価装置の第１の実施例における解析結果を説明するグラフであり、
図３は、本発明の電磁波盗視評価装置の第２の実施例を説明する図であり、
図４は、本発明の電磁波盗視評価装置の第３の実施例を説明する図であり、
図５は、本発明の電磁波盗視評価装置の第２，第３の実施例における帯域分割を説明する図であり、
図６は、本発明の電磁波盗視評価装置の各実施例の同期信号について説明する図であり、
図７は、本発明の電磁波盗視評価装置の各実施例における同期信号について説明する他の図である。

第１実施例について図１，図２を用いて説明する。
図１において、被盗視評価機器である電子機器２は、パーソナルコンピュータ２２とこれに接続された表示装置２１を備えている。
また、電磁波盗視評価装置（以下、盗視評価装置と称する）１は、アンテナ１１，広帯域受信機１２，制御手段１６及び表示装置１３を備えている。
また、評価すべき情報が映像の場合には、その映像に同期させるための同期信号を供給する垂直同期発信器１４及び水平同期発信器１５を付加的に備えてもよい。当図においては、これらの同期発信器１４，１５を備えた例を示している。

この盗視評価装置１を用いて、電子機器２より漏洩する漏洩電磁波３から情報が盗視され得るかを評価する方法について以下に説明する。

まず、電子機器２には、特定の周波数成分ｆ１及びｆ２を含む信号が処理及び伝送されるように、その周波数成分ｆ１及びｆ２を含む評価用テストパターンＴｐを入出力させておく。
電子機器２からの漏洩電磁波３をアンテナ１１で受信し、受信データを送出する（ステップ１）。次に、この受信データを広帯域受信機１２に入力させる。ここで、各種配線に伝導する漏洩電磁波３を捕捉する場合は、このアンテナ１１の代わりにカレントプローブや近磁界プローブを用いてもよい。

広帯域受信機１２は、その受信周波数を、適当に区切ったステップで低い周波数から高い周波数に掃引して検波するように制御装置１８によって制御される。
この掃引は、広帯域受信機１２からの検波出力と受信周波数とが対応するものであれば、どのように行ってもよい。例えば、適当に区切ったステップでランダムに掃引を行って検波してもよいし、ステップを変化させつつ掃引を行って検波してもよい（ここまでがステップ２）。

この広帯域受信機１２からの検波出力は、帯域フィルタ１６に入力される。
ここで、この検波出力を、一旦記録媒体４０に記録し、所定時間経過後に帯域通過フィルタ１６に入力させてもよい。
この場合、漏洩電磁波３を捕捉する工程と、捕捉した漏洩電磁波３を解析する工程とを分離することができるので、この評価において電子機器２を拘束する時間を大幅に短縮することができる。
これは、電子機器２が試作機の場合にその開発効率を向上させ、多数の電子機器２を評価する場合にその製造効率を向上させることができ、極めて有効な方法である。

帯域通過フィルタ１６は、入力した検波出力データに対して通過周波数帯域を移動させながら後述する所定の解析を実行し（ステップ３）、その解析結果を表示装置１７に送出して表示させる（ステップ４）。この通過周波数帯域の移動は、制御装置１８により制御される。
表示装置１７は、液晶パネル等を用いた周知の装置を用いることができる。

次に、帯域通過フィルタ１６が行う解析について詳述する。
帯域通過フィルタ１６は、検波出力データを周波数領域に展開し、それぞれの周波数領域においてこのデータが含有する周波数成分分布を解析する。その解析手法として、高速フーリエ展開やポリフェーズ・フィルタ等の周知の手法を用いる。
具体的な例として、この帯域通過フィルタ１６で検波出力データを解析した結果の一例を図２に示す。

図２において、横軸は受信周波数ｆであり、縦軸は帯域通過フィルタ１６により検波出力をフーリエ展開した周波数ｆαである。
当図では表現されていないが、そのプロットの濃淡で得られた信号の強弱を示すようにしている。

この結果から、受信周波数ｆにおける符号１１８で示す周波数ｆｒ１にｆ１及びｆ２の周波数成分が出現しており、従って、この受信周波数ｆｒ１において情報が再現され得る、すなわち、盗視される可能性があると判断される。
また、受信周波数ｆにおける符号１１９で示す周波数ｆｒ２にもｆ１及びｆ２の周波数成分が出現しており、この周波数においても同様に盗視さえる可能性があると判断される。
この周波数ｆｒ２は、他の様々な周波数成分ｆαを含んでいることが判る（濃度の濃い部分がＹ軸方向に延在している）。従って、この周波数ｆｒ２は、従来の技術ではノイズに埋もれて判別不可能な周波数ポイントであることを示しているが、この実施例によればこのように確実に判別して捉えることができる。

次に、第２実施例として、盗視評価時における電子機器２の拘束時間をさらに短縮する装置及び方法について説明する。
この例は、受信周波数ｆの全帯域を任意の数の帯域に分割し、それぞれの帯域の検波と解析とを、その任意の数備えた広帯域受信機及び帯域通過フィルタのそれぞれに分担して実行させるものである。

この第２の実施例における評価装置の一例を図３に示す。
当図は、受信周波数ｆの全帯域をｎ個の帯域に分割した例を示す。
この評価装置１００は、アンテナ１１，分配器１９，ｎ個の広帯域受信機１２１〜１２ｎ，ｎ個の帯域通過フィルタ１６１〜１６ｎ，画像制御部１７Ａ，表示装置１７及び制御装置１８を備えている。

アンテナ１１で受信した漏洩電磁波３を分配機１９でｎ系統の帯域に分配し、それぞれを広帯域受信機１２１〜１２ｎに入力させる。
各帯域で上述した検波と解析を実行し、その解析結果を画像制御部１７Ａに入力し、所望の様式で表示装置１７に表示させる。例えば、各帯域毎の分割表示、各帯域を合成した全帯域の表示、あるいは、所望の帯域のみを合成した部分表示等の様式である。

また、検波時の掃引及び通過帯域の移動は、広帯域受信機１２１〜１２ｎ及び帯域通過フィルタ１６１〜１６ｎのそれぞれを独立して制御装置１８により制御することで行う。（図３では、代表して広帯域受信機１２１及び帯域通過フィルタ１６１に制御装置１８が接続しているように記載している。）
従って、盗視の可能性の高い周波数帯域があらかじめ予想される場合は、その周波数帯域において、通過帯域フィルタの通過帯域幅を細かくしてより詳細に解析をすることができる。これにより、評価工程全体の効率をさらに向上させることができる。

第３の実施例について図４を用いて説明する。
これは、分割した帯域毎に専用のアンテナ１１１〜１１ｎを備えた例である。
各アンテナ間の相互影響が無視でき、各アンテナ同士の間隔が盗視評価対象からこのアンテナまでの距離と比べて十分に小さく、その影響が無視できる場合や、盗視評価対象からアンテナまでの距離に評価結果が依存しないことが明らかな場合等に有効である。

この例では、各帯域毎に最適な特性を有するアンテナを用いることができる。
その場合、それぞれのアンテナでの利得差は、広帯域受信機側の感度を調整したり、あるいは、アンテナと広帯域受信機との間に減衰器を配設することにより補償する。
また、解析結果に対して、この利得差による影響を補償する演算処理を行い、その処理結果を最終評価結果としてもよい。

受信周波数ｆを上述のように分割した一例を図５に示す。
この図は、上述した図２に対応する図であり、帯域１から帯域ｎまでｎ個の帯域に分割した例である。
当図においては、各帯域１〜ｎをほぼ等しい周波数範囲幅で分割しているが、それぞれ異なる周波数範囲幅に設定してもよい。

また、上述したように、予め予想される、盗視の可能性の高い周波数を含む帯域では、帯域通過フィルタの通過帯域幅を狭くし、その分、ステップを細かく設定すれば、全体として評価時間を伸長させることなく、その周波数帯域について詳細な解析を実行することができ、精度を向上させつつ評価工程を効率化することができる。

上述したように、各実施例の盗視評価装置は、波形ではなく、ある受信周波数における周波数成分分布に特定の周波数が出現するか否かで盗視可能性の判定を行うので、波形の歪みの影響を直接受けることなく精度のよい評価を行える。

また、漏洩電磁波に混入したノイズの影響を受けることがほとんどないので、誤評価をする可能性が極めて低い。

また、盗視される可能性の高い周波数を精度よく抽出できるので、例えば、検波後の帯域通過フィルタの通過帯域と刻みとを粗くした粗評価をまず実行して盗視され得る周波数を抽出し、次に、その盗視される可能性のある周波数について、帯域通過フィルタの通過帯域と刻み掃引とを細かくして詳細解析を実行させれば、さらに効率のよい評価を行うことができる。

加えて、被測定装置に対する不要輻射対策において、その周波数に狙いを絞った効果的な対策を施すことができる。

次に、上述した各実施例における評価情報が映像情報の場合に、同期信号を得る方法の例を以下に説明する。
１つは、映像情報の評価時には漏洩電磁波から輝度信号のみを抽出し、同期信号は被評価装置から直接得る方法である。

また、他の方法として、同期信号を、輝度信号を基にして得る方法がある。以下、この方法について詳述する。
まず、被盗視評価装置２の表示装置２１に、例えば、図６に示すような輝度信号を有する模式的映像２３を表示させる。この画像の輝度信号の水平走査線２本分は図７に示すものである。

この模式的映像が表示されている間に、漏洩電磁波を捕捉し広帯域受信機１２で検波する。
ここで、漏洩電磁波３に映像信号以外の様々な信号が重畳していると、この検波で得た出力は図７に示した波形にならない。
例えば、通常のオフィス環境を評価測定対象としている場合、その盗視評価対象以外に電波発生源が存在しそこからの電波が重畳している可能性がある。

そこで、帯域通過フィルタ１６により、推定される水平同期周波数近傍の帯域のみを通過させる。この帯域通過フィルタ１６の代わりとして汎用のバンドパス・フィルタも使用できる。これにより、余分な周波数成分を概ね除去する。

そして、波形観測手段（表示装置）１７で信号を観測する。この波形観測手段として、例えば、オシロスコープが使用できる。
この波形観測手段１７で観測された波形の周期に等しくなるように盗視評価装置１の水平同期発信器１５を設定すればよい。
帯域通過フィルタ１６からの出力波形に乱れが少なければ、オシロスコープの代わりに周波数カウンタを用いることもできる。

一方、垂直同期周波数は、盗視評価対象２の表示ライン数が既知であれば、上述の方法で得られた水平周波数をその表示ライン数で割った商に近似できるので、その値に垂直同期発信器１４を調整する。
実際には、垂直ブランキング期間があるのでこの近似値は高めになる。そのため、垂直ブランキング期間で表示可能な表示ラインの本数を画面として表示される表示ライン数とみなして、これを加えた値で水平周波数を割れば、さらに精度の高い垂直同期周波数の設定が可能になる。

以上により、水平及び垂直同期信号を得ることができる。もちろん、上述の方法によらず、他の周知の方法で得ることもできる。

さて、本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。
例えば、帯域分割を行うか否かを制御部１８により切り替えるように構成してもよい。
解析結果の表示は、その信号の強弱を濃淡以外に色相で表現してもよい。
また、表示装置は、評価装置と別体であってもよい。
また、広帯域受信機１２による検波や帯域通過フィルタ１６による解析は、ハードウエアで実現することに限らず、ソフトウエアで実現してもよい。
さらには、情報に含ませる特定の周波数ｆ１，ｆ２成分は、２つに限らず、３つ以上であってもよい。この数が多い程、解析精度を向上させることができるのでより好ましい。
上述した電磁波盗視評価装置を用いた評価で盗視の可能性があると判明した場合は、被評価装置にそれを防止する対策を市場に流通する前に施すことができる。
この評価装置で盗視の可能性がないと評価される程度にまで対策を施すことで、より効果的に盗視防止ができる。この対策は、周知の不要輻射対策（電磁波シールドの追加，アース強化あるいは材料の選定等）やその装置独自の特性を考慮した方法で行うものである。

本発明の電磁波盗視評価装置の第１の実施例を説明する図である。 本発明の電磁波盗視評価装置の第１の実施例における解析結果を説明するグラフである。 本発明の電磁波盗視評価装置の第２の実施例を説明する図である。 本発明の電磁波盗視評価装置の第３の実施例を説明する図である。 本発明の電磁波盗視評価装置の第２，第３の実施例における帯域分割を説明する図である。 本発明の電磁波盗視評価装置の各実施例の同期信号について説明する図である。 本発明の電磁波盗視評価装置の各実施例における同期信号について説明する他の図である。

符号の説明

１，１００ 電磁波盗視評価装置
２ 電子機器（被盗視評価機器）
３ 漏洩電磁波
１１ アンテナ（受信手段）
１２，１２１〜１２ｎ 広帯域受信機（検波手段）
１３ 表示装置
１４ 垂直同期発信器
１５ 水平同期発信器
１６，１６１〜１６ｎ 帯域通過フィルタ
１７ 表示装置
１７Ａ 画像制御部
１８ 制御装置
１９ 分配機（分割手段）
２１ 表示装置
２２ パーソナルコンピュータ
４０ 記録媒体
Ｔｐ テストパターン
ｆ１，ｆ２ 周波数成分

Claims (4)

1. 予め設定された特定周波数成分を含むデータを処理中の電子機器から漏洩する漏洩電磁波を受信し、受信した前記漏洩電磁波から前記特定周波数成分を弁別し得るか否かで前記電子機器が処理中の前記データを盗視され得るか否かの評価を可能とする電磁波盗視評価装置であって、
   前記漏洩電磁波を受信し受信データを送出する受信手段と、
   送出された前記受信データを検波し、その検波結果を検波出力データとして送出する検波手段と、
   送出された前記検波出力データを周波数領域に展開すると共に該展開した周波数領域の各周波数成分の強度を求めて前記特定周波数成分の弁別を実行し、該弁別結果を送出する弁別手段と、
   送出された前記弁別結果を、前記特定周波数成分を弁別し得たか否かに拘わらず表示する表示手段とを備えて成ることを特徴とする電磁波盗視評価装置。
2. 請求項１記載の電磁波盗視評価装置であって、
   前記受信データを所定数の周波数帯域に分割する分割手段と、
   前記所定数以上の数の前記検波手段及び前記解析手段とを備え、
   前記受信データについて、分割した前記周波数帯域毎にそれぞれ前記検波手段及び前記解析手段により前記検波及び前記弁別を行うことを特徴とする電磁波盗視評価装置。
3. 予め設定された特定周波数成分を含むデータを処理中の電子機器から漏洩する漏洩電磁波を受信し、受信した前記漏洩電磁波から前記特定周波数成分を弁別し得るか否かで前記電子機器が処理中の前記データを盗視され得るか否かの評価を可能とする電磁波盗視評価方法であって、
   前記漏洩電磁波を受信し受信データを送出する受信ステップと、
   送出された前記受信データを検波し、該検波結果を検波出力データとして送出する検波ステップと、
   送出された前記検波出力データを周波数領域に展開すると共に該展開した周波数領域の各周波数成分の強度を求めて前記特定周波数成分の弁別を実行し、該弁別結果を送出する弁別ステップと、
   送出された前記弁別結果を、前記特定周波数成分を弁別し得たか否かに拘わらず表示する表示ステップとを有して成ることを特徴とする電磁波盗視評価方法。
4. 請求項３記載の電磁波盗視評価方法であって、
   前記受信データを所定数の周波数帯域に分割する分割ステップを有し、
   前記検波ステップは、前記受信データについて、分割した前記周波数帯域毎に前記所定数の前記検波手段により前記検波を実行し、
   前記弁別ステップは、分割した前記周波数帯域のそれぞれに対応した前記検波出力データ毎に前記所定数の前記弁別手段により前記弁別を実行することを特徴とする電磁波盗視評価方法。