JP6170471B2

JP6170471B2 - 情報漏えい防止装置

Info

Publication number: JP6170471B2
Application number: JP2014120778A
Authority: JP
Inventors: ファーハンマハムド; 陽平鳥海; 高谷　和宏; 和宏高谷
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2017-07-26
Anticipated expiration: 2034-06-11
Also published as: JP2016001796A

Description

本発明は電子機器から放射される電磁波による情報漏えいを防ぐ情報漏えい防止装置に関する。

近年、電子回路の飛躍的な性能の向上やデータ処理容量の増大により、取り扱う信号は高速化し、これに伴って放射される漏えい電磁波の周波数も広帯域化してきた。これらの漏えい電磁波には、機器の内部で取り扱われる電子情報が含まれている。

ＰＣ（コンピュータ）等から放射される漏えい電磁波を受信し、適切な方法で復調することにより、元のディスプレイ画面を再生できることが知られており、「ＴＥＭＰＥＳＴ」と呼ばれ、広く研究されている。特に、ＰＣディスプレイ画面の表示情報は機密情報や個人情報も多く、キータッチパネルによる暗証番号入力情報などもその対象となることから、情報の質的な面から、より高いセキュリティが要求される。

ＰＣのインターフェイスによって異なるドットクロック周波数の高調波が電磁波としてＰＣ画面やケーブル等から放射され、その漏えい電磁波を受信し、高い周波数成分（ドットクロック周波数の高調波成分）をAM復調することで、テンペストによる画面の盗撮が可能となる。これはベースの簡易な装置で可能であり、その痕跡が全く残らないことから、情報漏えいの事実やその原因を見過ごしてしまい、実際の被害が表面化しにくいことも大きな問題である。

ＰＣ等からのテンペストを防ぐためには，次のような対策が考えられる。すなわち、第１に、シールドや電波吸収体による不要電磁波を低減すること、第２に、テンペスト対策フォントを使用すること、第３に、フィルタによる対策、第４に、妨害波によるマスキングをすることである。

特開２０１０−２６３５９２号公報

鈴木，馬杉，田島，山根，「PCから放射される電磁波による情報漏洩への対策技術」、［online］、インターネット＜URL：http://www.ntt.co.jp/journal/0808/files/jn200808011.pdf＞ Y.Kotsuka, K.Murano, M.Amano, and S.Sugiyama, 「Novel Right-handed Metamaterial Based on the Concept of "Autonomous Control System of Living Cells" and Its Absorber Applications」

図１にテンペストによる情報漏えいのイメージ図を示す。図１に示すように、家屋６１内で使用しているＰＣ６４の漏えい電磁波は、壁等６２をシールドもしくは電波吸収体を接地することにより一部は遮断されるが、窓６３を経由して宅外に漏れ、その電磁波が盗撮者のＰＣ６５に受信されることで情報漏えいが起こってしまう。

上記問題の対策としては、第１の対策法では、壁、床、天井等にシールドもしくは電波吸収体を設置することで漏えい電磁波を低減できるが、従来のシールド・電波吸収帯は光を透過させないため、窓に用いることができず、窓から漏えい電磁波が外に漏れだしてしまうという問題があった。第２の対策法では、テンペストによる盗撮画面上で再生された文字が識別しにくくなる特殊な形状のフォントが提案されているが、通常表示でのフォントの視認性の問題や、図や絵には効果がないといった問題点がある。第３の対策法だと、ＰＣに接続する各種インターフェイスや通信線、電源線などに漏えい信号を減衰させるフィルタを挿入することで、漏えい信号を減らすことが可能だが、全てのインターフェイスに漏えい信号周波数に応じたフィルタを挿入する必要があることや、ＰＣ本体からの直接放射については対策が難しいことが問題点としてあげられる。第４の対策法は、漏えい電磁波より強いレベルの放射を重畳してマスキングするため、漏えい電磁波より大きなレベルの放射が必要であり、機器の周辺にある他の電子機器に悪影響を与える可能性があるという問題点があげられる。

本発明は、シールドや電波吸収体を用いる第１の対策法の問題を解決すること、すなわちシールドや電波吸収体を用いて漏えい電磁波を低減する場合に窓から漏えい電磁波が外に漏れ出してしまうことを防止することで情報漏えいを防ぐことができる情報漏えい防止装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、実施形態に記載された発明は、コンピュータから放射される電磁波から情報漏えいすること防止する情報漏えい防止装置であって、特定の周波数の電磁波を吸収する特殊構造をそれぞれ形成した複数のセルを透明なシートにアレイ状に配列した特殊構造ユニットと、前記特殊構造を形成した各セルに入射する電磁波の入射角度を感知する入射角度感知ユニットと、前記特殊構造の印加電圧に応じた電磁波吸収特性と前記コンピュータのドットクロック周波数の高調波成分である高調波データとを記録した記録部を有する周波数制御ユニットと、を備え、前記周波数制御ユニットは、前記記録部に記録された電磁波吸収特性に基づいて、前記高調波データにより特定される周波数と前記入射角度感知ユニットで感知した入射角度とに応じた所定の電圧を前記特殊構造に印加することにより、前記コンピュータから放射される電磁波のドットクロック周波数の高調波成分に一致する周波数成分を減衰させることを特徴とする情報漏えい防止装置である。

テンペストによる情報漏えいのイメージを表す図である。特殊構造が電磁波を吸収する様子を示す図である。特殊構造において印加電圧ごとの電磁波を吸収する周波数を示す図である。特殊構造において入射角度ごとの電磁波を吸収する周波数を示す図である。第１の実施形態の情報漏えい防止装置の構成例を示す図である。特殊構造ユニット、入射角度感知ユニット、周波数感知ユニットの構成例を示す図である。周波数制御ユニットの構成を示す図である。周波数制御ユニットに記憶されている特殊構造の減衰特性を示す図である。本実施形態の情報漏えい防止装置を用いた情報漏えい防止システムの構成例を示す図である。本実施形態の情報漏えい防止システムにおける情報漏えい装置の処理フローを示す図である。周波数制御について説明する図である。特殊構造ユニットにおける電磁波の減衰を示す図である。誤情報発信ユニットでの誤情報の発信例を示す図である。第２の実施形態の情報漏えい防止装置の機能を示す図である。第２の実施形態の情報漏えい防止装置の設置例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

本実施形態の情報漏えい防止装置は、受信した電磁波の所望の周波数成分だけを減衰させるがそれ以外の周波数成分は透過させるような特殊構造、一例として、メタマテリアル（非特許文献２、特許文献１）を用いて、ＰＣのドットクロック周波数の高調波成分に一致する周波数の電磁波を吸収して減衰させることにより、ＰＣから放射される電磁波のドットクロック周波数の高調波成分からＰＣ上の画面を復元して情報を盗撮するという自宅の窓を経由したＰＣからの情報漏えいを抑制する。

ここで特殊構造について説明する。図２は、特殊構造が電磁波を吸収する様子を示す図であり、図３は、特殊構造において電磁波を吸収する周波数を印加電圧ごとに示す図であり、図４は、特殊構造において電磁波を吸収する周波数を入射角度ごとに示す図である。特殊構造は、印加する電圧を適宜変更することによって、図２に示すように、入射角度によらず一様に電磁波Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を吸収することができる。特殊構造は、入射角度が同じ場合は、図３に示すように印加電圧によって電磁波の吸収ピークの周波数が異なり、印加電圧が同じ場合は、図４に示すように入射角度によって電磁波の吸収ピークの周波数が異なる。したがって、吸収する対象の周波数を特定すれば、入射角度に応じて特殊構造に印加する電圧を調整することで所望の周波数の電磁波を入射角度によらず一様に吸収して減衰させることができる。

本実施形態の情報漏えい防止装置は、特殊構造を窓の中と外に複数枚並べ、減衰させる周波数を制御する手段により特殊構造に印加する電圧を制御する構成とすることができる。特殊構造は線路パターンにより形成するので、窓からの光の遮断をすることなく、ＰＣからの漏えい電磁波の画像情報をもつ周波数成分を減衰させることができる。さらに、情報漏えい防止装置は、ＰＣから最も離れた特殊構造の外側において当該周波数成分に誤情報をのせる構成を追加することで、さらに情報漏えい防止性能を高めることが出来る。このように本実施形態の情報漏えい防止装置は、窓の光透過性を確保しながら、漏えい電磁波を減衰させることで情報漏えいを防ぐことができ、さらに、周波数を効率的に利用して（盗撮目的の）受信者に誤情報を送ることで情報漏えい能力を高めることができる。

（第１の実施形態）
図５は本実施形態の情報漏えい防止装置の構成例を示す図である。本実施形態の情報漏えい防止装置は、複数の図５に示す（図５では１つのみが示されている）情報漏えい防止ユニット１００が複数の層になるように重ねて組み合わせて構成されている。情報漏えい防止ユニット１００は、アレイ状に配置された複数のセルに形成された特殊構造を有する特殊構造ユニット１と、特殊構造に入射する電磁波の入射角度を感知する入射角度感知ユニット２と、特殊構造に入射する電磁波の周波数成分を感知する周波数感知ユニット３と、情報漏えいを防止するために減衰させる電磁波の周波数を制御する周波数制御ユニット４とを備えている。

図６は、特殊構造ユニット、入射角度感知ユニット、周波数感知ユニットの構成例を示す図であり、図７は、周波数制御ユニットの構成を示す図である。図８は周波数制御ユニットに記憶されている特殊構造の減衰特性を示す図である。

特殊構造ユニット１は、図６に示すように、シート１０に、特殊構造が形成されたアレイ状の単位セル１１と、これらの単位セル１１に電流を供給する給電線１２と、給電線１２を周波数制御ユニット４と接続するための接続電極１３とを設けた構成とされる。入射角度感知ユニット２は、図６に示すように、シート２０に、アレイ状の単位セルに形成された電磁波を検知する電磁波検知部２１と、これらの電磁波検知部２１で検知された検知信号を取り出す信号線２２と、信号線２２からの検知信号に基づいて電波の入射角度を算出する入射角度算出部２３とを設けた構成とされる。周波数感知ユニット３は、入射角度感知ユニット２とほぼ同様の構成であり、図６に示すように、シート３０に、電磁波検知部３１と、信号線３２と、信号線３２からの検知信号に基づいて到来する電磁波の周波数を算出する周波数算出部３３とを設けた構成とされる。これらのユニット１、２、３は特殊構造の各単位セル１１に対応するセル１１、２１、３１毎に制御される。各ユニット１、２、３は、シートに単位セル１１、２１、３１として能動素子をのせた簡単な線路パターンを周期的に複数配置した構成であるため、シート１０、２０、３０を透明にすることで細い線路パターンの構成となり、光を十分に透過させることが可能となる。

入射角度感知ユニット２では、複数の電磁波検知部２１において検知した検知信号に基づいて、入射角度算出部２３が電磁波の位相差を算出し電磁波の到来方向を特定して入射角度を算出することにより感知する。入射角度感知ユニット２は、感知した電磁波の入射角度を周波数制御ユニット４に送る。入射角度算出部２３では、位相差を算出するために三か所の電磁波検知部２１において検知した検知信号を用いる。最低二か所での検知信号が得られれば位相差を算出することができるが、電磁波の入射角（θ、φ）が二か所を結ぶ直線と垂直に入射した場合は位相差を感知して角度を割り出すことができない。それゆえ、三か所の電磁波検知部２１において検知した検知信号に基づいて位相差を算出することとしている。

周波数感知ユニット３では、複数の電磁波検知部３１において検知した検知信号に基づいて、周波数算出部３３が、受信した電磁波の電圧値をフーリエ変換して周波数成分を特定することにより、受信した漏えい電磁波の周波数成分を感知する。周波数感知ユニット３は、感知した電磁波の周波数成分を周波数制御ユニット４に送る。

周波数制御ユニット４は、受信部４１と記憶部４２と発信部４３と制御部４４とを有して構成されている。記憶部４２には、図８に示すような各入射角度における特殊構造での電磁波の透過特性を示すテーブルを周波数ごとに記憶しており、さらに情報漏えいを防止するＰＣの通信アドレスやＤＣＦデータまたはＤＣＦ高調波データを追加的に記憶する。このテーブルおよびデータに基づいて、入射角度感知ユニット２で感知した電磁波の入射角度とＤＣＦ高調波データにより特定される減衰させる電磁波の周波数とに応じた印加電圧を設定する。減衰させる周波数の電磁波についてはどの入射角度からの電磁波も特殊構造ユニット１において吸収するように特殊構造が形成された複数の単位セル１１に印加する印加電圧を調整する。これらの構成により、各セル１１、２１、３１毎に減衰させる周波数の電磁波の入射角度を自動的に感知し電圧を制御するといった、漏えい電磁波に自律的に対応する情報漏えい防止装置が構成できる。

情報漏えいを防止するために減衰させる電磁波の周波数を特定するために必要となるＤＣＦ高周波データは、情報漏えいを防止しようとするＰＣを最初に用いるときにユーザが周波数制御ユニットに入力してもよいが、以下の情報漏えい防止システムにより自動的に取得するようにしてもよい。

図９は、本実施形態の情報漏えい防止装置を用いた情報漏えい防止システムの構成例を示す図であり、図１０は、本実施形態の情報漏えい防止システムにおける情報漏えい装置の処理フローを示す図である。図１１は、周波数制御について説明する図である。

情報漏えい防止システムは、図９に示すように情報漏えい防止装置１００と、情報漏えい防止装置１００と通信可能なＰＣ６１と、ＰＣ６１とネットワーク６６を介して接続可能なＤＣＰサーバ７０とを備えて構成される。情報漏えい防止装置１００の周波数制御ユニット４内の記憶部４２には、ユーザ入力などにより情報漏えいを防止しようとするＰＣ６１の通信アドレスが登録される。ＤＣＰサーバ７０は、ＰＣの型番に対応したＤＣＦデータ（ＰＣのドットクロック周波数のデータ）を記憶している。また、ＰＣ６１内には、情報漏えい防止装置１００からのＤＣＦデータ要求に従ってＤＣＰサーバ７０からＤＣＦデータを取得して情報漏えい防止装置１００に送信する機能を実現するソフトウエアがインストールされている。

情報漏えい装置１００は、漏えい電磁波を受信すると（Ｓ１、図９の（１））、記憶部４２にＤＣＦデータがあるか確認する（Ｓ２）。漏えい電磁波は、例えば図１１（ａ）に示すように、ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４にピークが存在する周波数成分を有する。漏えい電磁波の周波数成分は、周波数制御ユニット４で受信した電磁波の電圧値をフーリエ変換して得ることができる。

Ｓ２で確認した結果、ＤＣＦデータがない場合は、発信部４３がＤＣＦデータ要求の信号を送る（Ｓ３、図９の（２））。ＤＣＦデータの要求は、記憶部４２に登録されたＰＣのアドレスを用いてＰＣ６１に要求する。要求を受けたＰＣ６１では、ＤＣＦデータ要求の信号を受信するとＷＥＢアプリケーションが起動し、ユーザがＰＣの型番を入力するだけでネットワーク６６を経由してＤＣＰサーバ７０に繋がり（図９の（３））、用意してあるデータベースよりＤＣＦデータを取得して（図９の（４））、情報漏えい装置１００に取得したＤＣＦデータを送信する（図９の（５））。

受信部４１が、ＤＣＦデータを受信すると（Ｓ４）、制御部４４はＤＣＦデータに基づいてＤＣＦ高調波データを作成する（Ｓ５）。ＤＣＦの高調波データは、例えば図１１（ｂ）に示すように、ＤＣＦデータの基本周波数ｆ０１とその整数倍となる複数の周波数ｆ０２、ｆ０３、ｆ０４とを特定するものである。ＤＣＦの高調波データは、ＰＣの漏えい電磁波の画像情報をもつ周波数であり、この周波数の電磁波が傍受されるとＰＣの表示画面が盗撮されて情報漏えいしてしまう。したがって、このＤＣＦの高調波データの周波数成分の電磁波を特殊構造で減衰させれば、情報漏えいを防止することができる。

一方で、Ｓ２でＤＣＦデータを確認した結果、ＤＣＦデータがある場合は、さらに記憶部４２にＤＣＦの高調波データが記憶されているかを確認する（Ｓ６）。Ｓ６でＤＣＦの高調波データを確認した結果ＤＣＦ高調波データがない場合は、ＤＣＦデータからＤＣＦ高調波データを作成する（Ｓ５）。

ＤＣＦの高調波データが用意できたら、制御部４４は、Ｓ１で受信した漏えい電磁波とＤＣＦ高調波データを照合する（Ｓ７）。図１１（ｃ）に示すように、受信した漏えい電磁波の周波数成分のうち、ＤＣＦ高調波データに重なる周波数成分が情報漏えいを防止するために減衰させる必要がある電磁波である。ＤＣＦ高調波データに一致する漏えい電磁波の周波数成分の中で最もレベルの大きい周波数成分を減衰させる電圧値を印加電圧として決定する（Ｓ８）。ＤＣＦ高調波データと重なった漏えい電磁波の周波数成分（ＤＣＦ高調波の周波数に一致する周波数の電磁波成分）のうちで最もレベルの大きい周波数成分の周波数を減衰する対象の周波数として特定する。特定した周波数の電磁波の入射方向を入射角度感知ユニット２により特定して、記憶部４２に記憶された電磁波の各入射角度における特殊構造の減衰量の電圧特性を示すテーブル（図８参照）に基づいて印加電圧を決定する。

決定した印加電圧を特殊構造ユニット１の各セルに印加する（Ｓ９）。Ｓ８で決定した印加電圧を印加することによって、ＰＣ上の画面を復元して情報を盗撮することが可能となる電磁波の周波数成分のみが減衰される。新しく感知した電磁波のピークの周波数成分に一致するＤＣＦ高調波データが記憶部４２にない場合は、新しい機種のＰＣが追加されたと判断して、登録されている通信アドレスを利用して、その都度ＤＣＦデータを取得しにいけばよい。

図１２は、複数の情報漏えい防止ユニットで電磁波が減衰する様子を示す図である。本実施形態の情報漏えい防止装置は、図１２に示すように、複数の情報漏えい防止ユニット１０１、１０２、１０３では、それぞれ異なる周波数成分を減衰させ、それ以外の周波数成分は透過させる。保護対象のＰＣに１番近い情報漏えい防止ユニット１０１が、最も大きい周波数成分ｆ２を減衰させることが好ましい。その後、順次、２番目に近いユニット１０２が２番目に大きい周波数成分ｆ１を減衰し、３番目に近いユニット１０３が３番目に大きい周波数成分ｆ３を減衰するというように制御する。ここで、周波数成分ｆ４は周波数成分ｆ１、ｆ３よりも大きいが、制御対象のＰＣのドットクロック周波数の高調波成分の周波数とは異なる周波数であるので比較的レベルの高い値であっても減衰させない。また、周波数成分を数回（複数の周波数成分を）落とすことでドットクロック周波数の高調波成分の漏えい電磁波はレベルが低くなり、盗撮により受信した場合においても解読が困難となる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態の情報漏えい防止装置は、第１の実施形態の情報漏えい防止装置に誤情報発信ユニットをさらに加えた構成である。この誤情報発信ユニットにより、特殊構造が減衰させる最も大きい周波数成分に、予め設定しておいた誤情報（偽物の画像信号）をのせる。図１３は、誤情報発信ユニットの構成を示す図である。図１４（ａ）は、盗撮を目的とした受信者がＰＣを用いて電波を受信したときに誤情報を表示させているイメージを示す図であり、図１４（ｂ）から（ｅ）は第２の実施形態における周波数成分を減衰させて誤情報を送信するまでの漏えい電磁波の波形を示す図である。

第２の実施形態の情報漏えい防止装置の誤情報発信ユニット５は、図１３に示すように、受信部５１と、記憶部５２と、発信部５３とを有して構成される。受信部５１は、周波数制御ユニット４と通信する手段であり、記憶部５２は、誤情報を記憶している。誤情報は偽物の画像信号などである。発信部５３は、記憶部５２に記憶された誤情報を発信する手段である。

誤情報発信ユニット５は、周波数制御ユニット４から減衰させる周波数ｆ３の情報を受信部５１で受け取ると、記憶部５２に記憶されている誤情報を、減衰させる周波数ｆ３にのせて発信部５３から発信する。誤情報をのせる周波数はすでに減衰してあり非常にレベルが低いため、誤情報の信号のレベルを大きくする必要がないため、ＶＣＣＩ基準値を下回ることが可能である。

図１４（ｂ）に示す漏えい電磁波は、情報漏えい防止ユニット１０４により周波数ｆ３の周波数成分が減衰される（図１４（ｃ））。誤情報発信ユニット５で、減衰する周波数ｆ３に誤情報をのせた電磁波を発信する(図１４（ｄ）)。盗撮を目的とした受信者がＰＣを用いて漏えい電磁波を受信したときには、図１４（ｃ）の電磁波と図１４（ｄ）の電磁波が重畳された図１４（ｅ）に示す電磁波が表示されるので、偽物の画像が表示される。

図１５は、第２の実施形態の情報漏えい防止装置の設置例を示す図である。図１５に示す例では、複数の情報漏えい防止ユニット１０１、１０２、１０４のうち情報漏えい防止ユニット１０１が情報漏えいを防止しようとするＰＣに１番近い位置に配置されている。誤情報発信ユニット５は、図１５に示すように保護対象のＰＣから１番離れた情報漏えい防止ユニット１０４装置の部位に設けることができる。誤情報発信ユニット５を付加した情報漏えい防止装置も線路パターンとして形成できるため、非常に薄く、透明性をあまり損なわずに窓に設置することが可能である。

１特殊構造ユニット
１０シート
１１単位セル
１２給電線
１３接続電極
２入射角度感知ユニット
２０シート
２１電磁波検知部
２２信号線
２３入射角度算出部
３周波数感知ユニット
３０シート
３１電磁波検知部
３２信号線
３３周波数算出部
４周波数制御ユニット
４１受信部
４２記憶部
４３発信部
４４制御部
５誤情報発信ユニット
５１受信部
５２記憶部
５３発信部
１００、１０１、１０２、１０３情報漏えい防止ユニット

Claims

コンピュータから放射される電磁波から情報漏えいすること防止する情報漏えい防止装置であって、
特定の周波数の電磁波を吸収する特殊構造をそれぞれ形成した複数のセルを透明なシートにアレイ状に配列された線路パターンとして設けた特殊構造ユニットと、
前記特殊構造を形成した各セルに入射する電磁波の入射角度を感知する入射角度感知ユニットと、
前記特殊構造の印加電圧に応じた電磁波吸収特性と前記コンピュータのドットクロック周波数の高調波成分である高調波データとを記録した記録部を有する周波数制御ユニットと、を備え、
前記周波数制御ユニットは、前記記録部に記録された電磁波吸収特性に基づいて、前記高調波データにより特定される周波数と前記入射角度感知ユニットで感知した入射角度とに応じた所定の電圧を前記特殊構造に印加することにより、前記コンピュータから放射される電磁波のドットクロック周波数の高調波成分に一致する周波数成分を減衰させることを特徴とする情報漏えい防止装置。
前記減衰させた周波数成分に偽物の画像信号をのせた電磁波を発信する誤情報発信ユニットをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の情報漏えい防止装置。
前記特殊構造を形成した各セルに入射する電磁波の周波数成分を感知する周波数感知ユニットをさらに備え、前記周波数制御ユニットは、前記記録部に記録された高調波データと前記周波数感知ユニットで感知した電磁波の周波数成分とを照合して、感知した電磁波の周波数成分が前記記録された高調波成分に一致する場合に、当該一致した周波数を減衰する周波数と特定することを特徴とする請求項１または２に記載の情報漏えい防止装置。
前記特殊構造はメタマテリアルであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の情報漏えい防止装置。