Введение
Развитие информационных технологий сопровождается ростом объёмов обрабатываемой информации и повышением требований к её защите. Наряду с программными и криптографическими угрозами существенную опасность представляют технические каналы утечки информации, возникающие в процессе функционирования аппаратных средств. Особое место среди них занимают каналы побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН), формирующиеся при штатной работе электронных устройств.
Побочные электромагнитные излучения зависят от параметров обрабатываемых информационных сигналов и могут быть зарегистрированы с использованием специализированных средств приёма и обработки. Это создаёт возможность восстановления отдельных фрагментов информации без непосредственного доступа к защищаемому объекту. В связи с этим утечка информации по каналам ПЭМИН относится к числу скрытых и трудно обнаруживаемых угроз информационной безопасности.
В настоящее время для защиты информации от утечки по каналам ПЭМИН применяются различные пассивные и активные методы, включая экранирование, фильтрацию и генерацию маскирующих помех. Однако оценка эффективности таких мер защиты остаётся сложной задачей, поскольку проведение натурных измерений требует специализированного оборудования и значительных ресурсов. В этих условиях актуальной является задача разработки и применения модельных методов оценки эффективности систем защиты.
Целью данной статьи является разработка и анализ методики модельной оценки эффективности систем защиты информации от утечки по каналам побочных электромагнитных излучений. В рамках работы рассматриваются основные особенности каналов ПЭМИН, предлагается подход к оценке эффективности защитных мер и анализируются результаты модельного эксперимента.
1. Проблема утечки информации по каналам ПЭМИН
В трудах, посвящённых технической защите информации, каналы утечки классифицируются по физической природе возникновения и условиям формирования. Согласно данной классификации, каналы ПЭМИН относятся к электромагнитным каналам утечки и обусловлены побочными излучениями, возникающими при изменении токов и напряжений в элементах электронных устройств [1, 3, 4].
Особенностью каналов ПЭМИН является их скрытый характер. В отличие от преднамеренных излучений, побочные электромагнитные сигналы не предназначены для передачи информации, однако содержат корреляцию с обрабатываемыми данными. Исследования показали, что при использовании специальных приёмных средств возможно восстановление информации с видеосистем, вычислительных устройств и линий передачи данных на значительном расстоянии от источника излучения [9, 10].
Угроза утечки информации по каналам ПЭМИН усиливается в условиях высокой плотности размещения электронных устройств и отсутствия достаточных мер экранирования. В ряде случаев такие утечки могут выходить за пределы контролируемой зоны, что делает невозможным их обнаружение стандартными средствами контроля [7, 8].
В связи с этим защита информации от утечки по каналам ПЭМИН рассматривается как обязательный элемент комплексной системы технической защиты информации. Эффективность такой защиты должна оцениваться с учётом как физических характеристик излучений, так и применяемых методов противодействия.
2. Методика модельной оценки эффективности защиты информации по каналам ПЭМИН
Оценка эффективности систем защиты информации от утечки по каналам побочных электромагнитных излучений представляет собой сложную задачу, обусловленную скрытым характером таких излучений и трудностью их прямого измерения. В практических условиях проведение натурных экспериментов требует специализированного измерительного оборудования и соблюдения строгих условий, что не всегда возможно. В связи с этим в рамках данной работы применяется модельный подход к оценке эффективности защиты.
Предлагаемая методика основывается на сравнительном анализе параметров побочных электромагнитных излучений до и после применения защитных мер. Такой подход соответствует общим принципам оценки эффективности технических систем защиты информации, согласно которым результативность защиты определяется степенью снижения информативности утечек по соответствующим каналам [2, 4].
2.1. Общие принципы оценки
В рамках данной работы оценка эффективности защиты информации от утечки по каналам побочных электромагнитных излучений выполняется модельным методом . Применение модельного подхода обусловлено сложностью проведения натурных экспериментов, требующих специализированного измерительного оборудования и специальных условий.
Модельная оценка основана на анализе типовых параметров побочных электромагнитных излучений , приведённых в научных публикациях и нормативных документах, а также на сравнении этих параметров до и после применения защитных мер.
В основе методики лежит допущение о том, что уровень побочных электромагнитных излучений коррелирует с обрабатываемыми информационными сигналами. Следовательно, снижение уровня или информативности этих излучений приводит к уменьшению вероятности восстановления информации злоумышленником.
В качестве базового показателя эффективности используется ослабление уровня побочного электромагнитного излучения, выраженное в децибелах. Такой показатель широко применяется при анализе электромагнитной совместимости и соответствует требованиям нормативных документов в области технической защиты информации [5–8].
2.2. Показатель эффективности защиты
Количественная оценка эффективности защиты осуществляется на основе показателя ослабления уровня побочных электромагнитных излучений, выраженного в децибелах:
где
Δ E — показатель эффективности защиты, дБ;
E без защиты — уровень побочного электромагнитного излучения при отсутствии защитных мер;
E с защитой — уровень побочного электромагнитного излучения после применения системы защиты.
Чем больше значение Δ E , тем выше эффективность применяемых защитных мер.
2.3. Модельный эксперимент
Следует отметить, что приведённые в работе численные значения уровней побочных электромагнитных излучений не являются результатами натурных измерений конкретного технического средства .
Данные значения получены в рамках модельного эксперимента на основе анализа литературных источников, нормативных документов и усреднённых типовых параметров, характерных для вычислительных устройств данного класса. В частности, использовались диапазоны уровней побочных электромагнитных излучений, приводимые в работах, посвящённых вопросам TEMPEST и электромагнитной совместимости.
Применение модельного подхода позволяет выполнить предварительную оценку эффективности защитных мер без использования специализированного измерительного оборудования и может рассматриваться как начальный этап анализа защищённости информационных систем [7, 9, 10].
2.4. Учет нормативных требований
При интерпретации результатов модельной оценки учитывались требования международных стандартов IEC 61000, а также рекомендации документов TEMPEST, определяющих допустимые уровни электромагнитных излучений и подходы к их контролю. [7, 8].
3. Модельный эксперимент и результаты оценки
3.1. Условия проведения эксперимента
В качестве объекта исследования рассматривалось типовое вычислительное устройство , параметры побочных электромагнитных излучений которого принимались на основе данных, приведённых в научных и нормативных источниках.
Модельный эксперимент проводился для двух состояний системы:
— при отсутствии защитных мер;
— при применении комплекса защитных средств, включающего экранирование, фильтрацию и генерацию маскирующих помех.
3.2. Результаты модельной оценки
Таблица 1
Уровень побочных электромагнитных излучений
|
Состояние системы |
Уровень излучения, дБ |
|
Без защиты |
−32 |
|
С защитой |
−58 |
Разница между уровнями излучения составляет 26 дБ, что свидетельствует о существенном снижении информативности каналов ПЭМИН.
3.3. Анализ результатов
Полученное значение указывает на высокую эффективность применяемых защитных мер. Снижение уровня побочных электромагнитных излучений затрудняет восстановление информационных сигналов за пределами контролируемой зоны.
3.4. Выводы по эксперименту
Модельный эксперимент подтверждает целесообразность применения комплекса защитных мер для снижения риска утечки информации по каналам ПЭМИН.
Заключение
В статье рассмотрена проблема утечки информации по каналам побочных электромагнитных излучений как одна из наиболее сложных и скрытых угроз информационной безопасности. Предложена методика модельной оценки эффективности систем защиты информации, основанная на сравнительном анализе уровней побочных электромагнитных излучений.
Полученные результаты подтверждают возможность применения предложенной методики для предварительной оценки эффективности защитных решений и обоснования выбора средств технической защиты информации. Практическая значимость работы заключается в возможности использования разработанного подхода на ранних этапах проектирования и анализа защищённости.
Литература:
- Зайцев А. П. Техническая защита информации: учебное пособие. — М.: Горячая линия — Телеком, 2018. — 352 с.
- Шаньгин В. Ф. Информационная безопасность компьютерных систем и сетей. — М.: ИД «ФОРУМ», ИНФРА-М, 2020. — 416 с.
- Сергеев А. Г. Защита информации от утечки по техническим каналам. — СПб.: БХВ-Петербург, 2019. — 304 с.
- Коновалов С. В. Технические каналы утечки информации и методы противодействия: учебное пособие. — М.: Академия, 2017. — 288 с.
- ГОСТ Р 50922–2006. Защита информации. Основные термины и определения. — М.: Стандартинформ, 2006.
- ГОСТ Р 51558–2014. Защита информации. Технические средства защиты информации. Общие технические требования. — М.: Стандартинформ, 2016.
- IEC 61000–4–3:2020. Electromagnetic compatibility (EMC) — Testing and measurement techniques — Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test.
- NATO SDIP-27 (TEMPEST). AMSG 720B. Requirements for the Control of Compromising Emanations. — NATO, 2018.
- Kuhn M. G., Anderson R. J. Soft Tempest: Hidden Data Transmission Using Electromagnetic Emanations // Information Hiding. — Springer, 1998. — P. 124–142.
- Van Eck W. Electromagnetic Radiation from Video Display Units: An Eavesdropping Risk? // Computers & Security. — 1985. — Vol. 4, No. 4. — P. 269–286.
