АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО С МОНИТОРИНГОМ И АКТИВНОЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКОЙ РАДИОМАСКИРОВКОЙ ПОБОЧНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ И НАВОДОК

Полезная модель относится к электросвязи, а точнее к устройствам защиты компьютерных систем от несанкционированной деятельности и может быть использована в информационных системах и комплексах, преимущественно, оборудованных автоматизированным рабочим местом (АРМ), для защиты информации от несанкционированного доступа, который может быть организован на основе перехвата и анализа побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН), создаваемых АРМ в процессе его эксплуатации.
Для обработки и хранения различных видов информации широко применяются средства вычислительной техники, организованные в виде автоматизированных рабочих мест (АРМ) [Л1]. Как отмечают многие эксперты, содержащаяся и циркулирующая в АРМ информация часто становится объектом пристального внимания и «охоты» со стороны посторонних физических и юридических лиц (конкурентов злоумышленников и т.п.), которые используют различные методы и технологи для осуществления несанкционированного доступа (НСД) к системным и информационным ресурсам АРМ.
Как известно [Л2, Л3], защита АРМ от несанкционированного доступа к находящейся в нем информации (НСДИ), то есть, к информации, которая находится в памяти компьютера АРМ, на съемных и несъемных носителях информации, а также отображается на экране монитора, излучается в радиоэфир, распространяется по проводным и кабельным системам, является весьма сложной задачей. Сложность этой задачи вытекает из наличия разноплановых угроз НСДИ и вероятных утечек информации по различным каналам, которые могут быть использованы злоумышленниками для реализации своих неблаговидных планов, связанных с «добычей» информации, циркулирующей в АРМ. При этом, как отмечают многие эксперты, наиболее опасным каналом утечки информации из АРМ является технический канал [Л4], формируемый побочными излучениями и наводками (ПЭМИН) [Л5], которые образуются при функционировании технических средств, входящих в состав АРМ. Как известно из техники [Л5-Л7], излучение элементов компьютера и других технических средств АРМ, является достаточно информативным каналом утечки информации. Принимая и декодируя эти излучения, посторонние физические лица и/или злоумышленники могут получить сведения обо всей информации, обрабатываемой в компьютере АРМ. Современные достижения в области технологий производства радиоприемных устройств многоканального приема сигналов (как с различных направлений, так и на различных частотах), с последующей их корреляционной обработкой, позволяют обеспечить достаточную дальность перехвата информации. Процесс перехвата информации, циркулирующей в АРМ, например, путем приема паразитного излучения композитного сигнала монитора вполне реален. Более того, используются способы заставить компьютер передавать нужную информацию и не ждать, пока пользователь сам обратится к конфиденциальным документам. Это решается следующим образом: компьютер, входящий в состав АРМ, «заражается» специальной программой-закладкой типа «троянский конь» любым из известных способов по технологии вирусов: через компакт-диск с презентацией, интересной программой или игрушкой, диск с драйверами, а также через любой из каналов связи, к которому подключен АРМ (локальной сети, Интернет и др.). Далее, Spy-программа ищет необходимую информацию на диске ПЭВМ, и путем обращения к различным устройствам компьютера, инициирует в эфире побочные электромагнитные излучения и наводки. Например, Spy-программа может встраивать сообщение в композитный сигнал монитора, при этом пользователь, играя в любимую игру типа «Солитер», даже не подозревает, что в изображение игральных карт могут быть вставлены конфиденциальные текстовые сообщения или изображения. С помощью специального приемного устройства может обеспечиваться перехват паразитного излучения монитора и выделение требуемого полезного сигнала. Проведенные экспериментальные исследования подтвердили такую возможность добывания конфиденциальной информации. В этом состоит один из вариантов технологии скрытой передачи данных по каналу побочных электромагнитных излучений с помощью программных средств. Предложенная учеными Кембриджа, подобная технология по своей сути есть разновидность компьютерной стеганографии, т.е. метода скрытной передачи полезного сообщения в безобидных видео, аудио, графических и текстовых файлах. Особенностью технологии является использование для передачи данных канала ПЭМИН, что значительно затрудняет обнаружение самого факта несанкционированной передачи по сравнению с традиционной компьютерной стеганографией. Так, если для предотвращения несанкционированной передачи данных по локальной сети или сети Интернет существуют аппаратные и программные средства (FireWall, Proxy server и т.п.), то средств для обнаружения скрытой передачи данных по ПЭМИН - отсутствуют, а обнаружить такое излучение в общем широкополосном спектре (более 1000 МГц) паразитных излучений ПЭВМ, без знания параметров полезного сигнала, весьма проблематично.
Основная опасность технологии передачи конфиденциальной информации с использованием ПЭМИН заключается в скрытности работы программы - вируса. Такая программа, в отличие от большинства вирусов, не «портит» данные, не нарушает работу ПЭВМ, не производит несанкционированную рассылку данных по сети, а значит, долгое время не обнаруживается пользователем и администратором сети. Поэтому, если вирусы, использующие Интернет для передачи данных, проявляют себя практически мгновенно, и на них быстро находится «противоядие» в виде антивирусных программ, то вирусы, использующие ПЭМИН для передачи данных, могут работать годами, не обнаруживая себя, управляя излучением практически любого элемента компьютера.
Исследования показали, что формировать ПЭМИН могут большинство элементов компьютера, клавиатура, манипулятор типа мышь, принтер и другие технические устройства, содержащиеся в составе АРМ. При этом, сигналы, излучаемые этими устройствами, могут быть перехвачены без существенных затрат, так как информация в этих устройствах передается последовательным кодом, все параметры которого стандартизированы и хорошо известны.
Их техники [Л8], известно, что с помощью чувствительной радиоэлектронной аппаратуры возможен прием ПЭМИН и полное восстановление обрабатываемой компьютером информации. Частотный диапазон информационных излучений простирается от десятков килогерц до гигагерца и выше, и определяется тактовой частотой используемой вычислительной техники. Например, для мониторов перехват информации возможен на частотах вплоть до 10…15-ой гармоники тактовой частоты, с максимумом информационных излучений около 100-350 МГц. При этом, перехват информации возможен на каждой гармонике тактовой частоты, излучаемой в пространство с достаточной интенсивностью. Экспериментально подтверждена возможность приема и просмотра на экране телевизионного устройства текстовой информации, обрабатываемой на удаленном мониторе, входящем в состав АРМ, который был установлен в полностью экранированном помещении. Отмечается, что кроме электромагнитных излучений вблизи устройств вычислительной техники всегда присутствуют квазистатические информационные магнитные и электрические поля, быстро убывающие с расстоянием, но вызывающие наводки на близко расположенные отходящие цепи (охранная сигнализация, телефонные провода, сеть питания, металлические трубы и т.д.). Такие поля существенны на частотах от десятков килогерц до десятков мегагерц. Перехват информации в этом случае возможен при непосредственном подключении приемной аппаратуры к этим коммуникациям за пределами охраняемой территории.
Как показано в [Л9], для маскировки/подавления ПЭМИН, создаваемых АРМ, широко применяются специальные широкополосные передатчики электромагнитного поля (ГЭМП). Эти изделия, способны создавать в локальной (ближней) зоне, где размещены технические средства, входящие в состав АРМ, электромагнитное поле со спектром, перекрывающим ПЭМИН. Это затрудняет ведение технической разведки, направленной на перехват и анализ ПЭМИН, создаваемых АРМ.
Исследования показали, что эффективность защиты информации от утечек по техническому каналу типа ПЭМИН с использованием известных технических решений - весьма низкая. Это обусловлено низкой надежностью маскировки/подавления ПЭМИН. Причиной тому является наличие следующего противоречия. С одной стороны, чтобы обеспечить эффективное подавление/маскировку ПЭМИН, мощность передатчиков ГЭМП надо - увеличивать до требуемых значений. С другой стороны, чтобы мощность передатчика ГЭМП, обеспечивающего необходимый уровень маскировки/подавления ПЭМИ, соответствовала требованиям действующего законодательства [Л10], мощность передатчика ГЭМП надо - уменьшать.
Наличие этого противоречия может приводить к тому, что при организации активной радиотехнической маскировки ПЭМИН, возникающих при эксплуатации АРМ, эффективность защиты информации от утечек по техническому каналу типа ПЭМИН может оказаться недостаточной.
В известных технических решениях [Л11], для практической реализации активной радиотехнической маскировки ПЭМИН, создаваемых АРМ, применяются устройства в виде генераторов, создающих шумовое электромагнитное поле, мощность которого равномерно распределена в широком диапазоне частот от десятков килогерц до нескольких гигагерц. При этом предполагается, что создаваемое в локальной зоне, где размещен АРМ, широкополосное ЭМП будет перекрывать все спектральные составляющие ПЭМИН и, тем самым, обеспечивать их маскировку, то есть затруднять перехват этих ПЭМИН с последующим выделением из них информационных составляющих. Однако, как отмечается в [Л12, Л13], равномерное распределение мощности ГЭМП по широкой полосе частот снижает эффективность действия искусственных шумовых сигналов в узкой полосе. Поскольку интенсивность отдельных спектральных компонент, возникающих при функционировании АРМ, может иметь узкополосную модуляцию, то это вызывает формирование радиосигнала, мощность которого сосредоточена в узкой полосе радиочастот. В этом случае, создается превышение уровня спектральных компонент ПЭМИН над уровнем маскирующего сигнала, создаваемого ГЭМП. Поэтому, радиоприемное устройство, настроенное на частоту этого излучения (ПЭМИН) с использованием узкополосного фильтра, может обеспечить устойчивый прием и демодуляцию упомянутых спектральных компонент, возникающих при функционировании АРМ.
Информационный поиск показал, что использование известных технических решений для организации радиотехнической маскировки ПЭМИН, образующиеся при эксплуатации АРМ, имеет низкую эффективность, что выражается в том, что часть из спектральных составляющих ПЭМИН может быть недостаточно маскирована, то есть, не защищена от перехвата техническими средствами конкурентов (злоумышленников и т.п.). При формировании искусственного излучения, маскирующего ПЭМИН, его спектр практически непрерывный в широкой полосе частот и мощность передатчика ГЭМП «размазывается» по всему диапазону. Для оценки надежности маскировки ПЭМИН можно использовать коэффициент маскирующего воздействия (КМВ), который может быть представлен отношением мощности Р устройства типа ГЭМИ, деленной на ширину спектра ΔF, занимающего маскирующим электромагнитным полем Е. Очевидно, что для повышения эффективности маскировки ПЭМИН, выраженной отношением УМВ=P/ΔF, требуется увеличивать параметр Р (мощность) и уменьшать показатель ΔF (полосу частот). Учитывая то, что мощность излучения генератора электромагнитного поля (ГЭМП) ограничена действующим законодательством, то изменять этот параметр - не представляется возможным. Другой параметр - ΔF - тоже нельзя уменьшать, иначе часть спектральных составляющих ПЭМИН не будет маскирована.
Наличие данного противоречия вызывает сложности в защите информации от утечек по техническому каналу типа ПЭМИН с использованием известных технических решений. Поэтому, поиск технических решений, обеспечивающих повышение уровня защиты информации от утечек по техническому каналу типа ПЭМИН с использованием активных средств радиотехнической маскировки ПЭМИН, образующиеся при эксплуатации АРМ, является актуальной задачей.
Из техники [Л14] известно автоматизированное рабочее место (АРМ), состоящее из монитора, принтера, клавиатуры, манипулятора типа мышь (МТМ), генератора электромагнитного поля (ГЭМП) и системного блока персональной электронно-вычислительной машины (СБ ПЭВМ), который своими с первого по четвертый портам соединен, соответственно, с портом монитора, с портом принтера, с портом клавиатуры и с портом манипулятора типа мышь (МТМ), при этом, узел ГЭМП выполнен с возможностью формирования в локальной зоне, в которой размещены аппаратные узлы АРМ, электромагнитного поля (ЭМП) в широком спектре радиочастот, узел СБ ПЭВМ выполнен с возможностью установки программного обеспечения в виде операционной системы (ОС), обеспечивающей управление функциями программно-аппаратных средств АРМ, формирование интерфейса пользователя с предоставлением ему возможностей ввода и/или вывода информации с помощью клавиатуры, узла МТМ, принтера и монитора, программного обеспечения для обработки информации, программного обеспечения защиты данных и контроля доступа к программным, информационным и аппаратным ресурсам АРМ (СБ ПЭВМ).
Работа АРМ (далее - комплекса) осуществляется типовым образом. Так, на компьютере АРМ (узле СБ ПЭВМ) инсталлируется системное программное обеспечение, например, типа Windows 2000/XP/Vista, устанавливаются также драйверы, необходимые для работы аппаратных средств, в том числе, клавиатуры, узла МТМ, принтера и монитора. Затем, в соответствии с видом обрабатываемой на комплексе информации, устанавливается (инсталлируется) прикладное программное обеспечение, например, для подготовки и обработки текстовой информации (создания документов, презентаций и т.п.) может инсталлироваться пакет офисных программ типа Microsoft Office.
При эксплуатации данного комплекса предусмотрена возможность использования генератора электромагнитного поля ГЭМП, обеспечивающего формирование в локальной зоне, в которой размещены аппаратные узлы АРМ, электромагнитного поля в широкой полосе радиочастот. Это позволяет искусственно «зашумлять» радиоэфир, в том числе, ту полосу частот, где сосредоточены ПЭМИН, создаваемые работой технических средств (ТС) комплекса. В активном состоянии ГЭМП может маскировать ПЭМИН, которые образуются при работе комплекса, что существенно затрудняет работу злоумышленников по организации НСД к АРМ путем перехвата и последующего анализа информационных компонент, содержащихся в побочных электромагнитных излучениях технических средств АРМ.
Недостатком данного комплекса является его низкий уровень защиты информации от утечек по техническому каналу типа ПЭМИН, образующихся и излучаемых аппаратными узлами АРМ в процессе его эксплуатации. Причиной тому является то, что данный комплекс имеет низкую надежность маскировки спектральных компонент ПЭМИН, излучаемых АРМ в процессе его эксплуатации. Это обусловлено тем, что мощность узла ГЭМП, при формировании шумовых электромагнитных излучений, используется не эффективно, так как ее значительная часть может расходоваться на те участки частотного спектра, где ПЭМИН - отсутствуют. Спектральные распределения ПЭМИН и ГЭМП - имеют существенные различия. Так, спектр излучений ГЭМП - близок к равномерному, а спектр ПЭМИН распределен не равномерно по диапазону, так, что имеется много свободных участков (частотных полос), где спектральные компоненты ПЭМИН - отсутствуют. При этом, в спектре ПЭМИН могут содержаться компоненты с высоким уровнем интенсивности, превышающем уровень маскирующего их ЭМИ, которое создается ГЭМП. Для маскировки таких спектральных компонент ПЭМИН, мощность узла ГЭМП необходимо существенно увеличить, что, как упоминалось выше, запрещено действующими нормативами.
Коэффициент полезного действия узла ГЭМП данного комплекса можно выразить в виде отношения: Кэ=ΔFпэмин/ΔFгэмп, где ΔFпэмин - суммарная ширина частотного спектра ПЭМИН, а ΔFгэмп - полоса частот, в которой сосредоточено ЭМП, создаваемое узлом ГЭМП для активной радиотехнической маскировки ПЭМИН, которые образуются при функционировании ТС АРМ. Поскольку спектр ПЭМИН содержит отдельные частотные полосы, в которых сосредоточены его электромагнитные излучения (ЭМИ), а спектр излучаемый узлом ГЭМП - непрерывный в заданном диапазоне, то значение параметра ΔFпэмин может быть существенно меньшим значения параметра ΔFгэмп. Поэтому коэффициент полезного действия узла ГЭМП будет низким (Кэ<<1), что снижает уровень защиты информации от утечек по техническому каналу типа ПЭМИН, образующихся и излучаемых аппаратными узлами АРМ.
Низкая эффективность маскировки ПЭМИН, излучаемых техническими средствами данного АРМ, обусловлена тем фактом, что значительная часть мощности передатчика узла ГЭМП расходуется «в пустую» - на маскировку тех участков частотного диапазона, где спектральные компоненты ПЭМИН - отсутствуют. Мощность ГЭМП расходуется - не оптимально. Поэтому эффективность маскировки ПЭМИН, оцениваемая упомянутым удельным маскирующим воздействием (УМВ), выраженным отношением УМВ=P/ΔF, - имеет низкий уровень. В результате такого «распыления» энергии по широкой полосе частот доля энергии, приходящейся на маскировку узкополосных спектральных составляющих ПЭМИН, становится недостаточной для предотвращения их перехвата и анализа техническими средствами злоумышленников.
Таким образом, по объективным причинам, могут быть созданы условия, при которых надежная маскировка ПЭМИН с помощью узла ГЭМП - не обеспечивается, следовательно, возможна утечка информации, циркулирующей в данном АРМ. Следует заметить, что в данном комплексе не обеспечивается возможность получения априорной информации об спектральном распределении ПЭМИН, что не позволяет сосредоточить энергию шумового поля на маскировку тех участков радиочастотного диапазона, в которых находятся компоненты ПЭМИН, созданные ТС АРМ.
По мнению авторов, наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту (прототипом) является, известное из техники [Л15], автоматизированное рабочее место (АРМ), состоящее из системного блока персональной электронно-вычислительной машины (СБ ПЭВМ), монитора, принтера, клавиатуры, манипулятора типа мышь (МТМ), генератора электромагнитного поля (ГЭМП) и блока доверенной загрузки (БДЗ), выход которого соединен с первым портом узла СБ ПЭВМ, который со второго по пятый портами соединен, соответственно, с портом узла МТМ, с портом клавиатуры, с портом принтера, с портом монитора, и выполненное с возможностью установки на СБ ПЭВМ программного обеспечения (ПО) в виде операционной системы (ОС), обеспечивающей формирование интерфейса пользователя для управления функциями АРМ и ПО доверенной загрузки ОС с использованием узла БДЗ, разрешения или блокировки доступа к упомянутому интерфейсу пользователя, соответственно, при наличии или отсутствии активности узла ГЭМП, который выполнен с возможностью формирования в локальной зоне, в которой размещены аппаратные узлы АРМ, электромагнитного поля (ЭМП) в широкой полосе радиочастот.
Функциональная схема данного автоматизированного рабочего места (далее - комплекс), приведена на фиг.1.
Комплекс (фиг.1), состоит из системного блока персональной электронно-вычислительной машины (СБ ПЭВМ) 1, монитора 2, принтера 3, генератора электромагнитного поля (ГЭМП) 4, клавиатуры 5, блока доверенной загрузки (БДЗ) 7 и манипулятора типа мышь (МТМ) 8, который своим портом соединен с первым портом узла СБ ПЭВМ 1, который со второго по пятый портами соединен, соответственно с портом монитора 2, с портом принтера 3, с портом клавиатуры 5, с портом узла МТМ 8 и с портом узла БДЗ 7. При этом, обеспечивается возможность установки на СБ ПЭВМ 1 программного обеспечения в виде ОС, обеспечивающей формирование интерфейса пользователя для управления функциями АРМ и ПО доверенной загрузки ОС с использованием узла БДЗ 7, разрешения или блокировки доступа к упомянутому интерфейсу пользователя, соответственно, при наличии или отсутствии активности узла ГЭМП 4, который выполнен с возможностью формирования в локальной зоне, в которой размещены аппаратные узлы АРМ, электромагнитного поля ЭМП 6 в широкой полосе радиочастот.
Комплекс (фиг.1) функционирует следующим образом.
В исходном состоянии комплекс выключен. Для обеспечения возможности использования комплекса по назначению на узле СБ ПЭВМ 1 инсталлируется пакет необходимого программного обеспечения (ПО). При этом на СБ ПЭВМ 1 осуществляется установка операционной системы (ОС), обеспечивающей управление функциями программно-аппаратных средств комплекса, формирование интерфейса пользователя с предоставлением ему возможностей ввода и/или вывода информации с помощью клавиатуры 5, узла МТМ 8, монитора 2 и принтера 3, установки ПО, ориентированного для обработки информации, необходимой пользователю, установки ПО защиты ОС и пользовательской информации от вирусов, установки программного обеспечения для шифрования данных и программного обеспечения для выполнения доверенной загрузки ОС с использованием узла БДЗ 7. Также инсталлируются драйверы для работы аппаратных узлов комплекса (монитора 2, принтера 3 и др.) под управлением ОС, установленной на СБ ПЭВМ1.
Работа на комплексе начинается с того, что пользователем АРМ активируется (включается) узел ГЭМП 4, который в локальной зоне размещения аппаратных узлов комплекса формирует электромагнитное поле ЭМП 6, спектр которого перекрывает спектр излучений, которые образуются в процессе функционирования программно-аппаратных узлов комплекса (АРМ). ЭМП 6, созданное ГЭМП 4, фиксируется узлом БДЗ 7, который формирует сигналы доступа или блокировки доступа к интерфейсу пользователя к системным ресурсам узла СБ ПЭВМ 1. Если ЭМП 6 - есть, то доступ к функциям АРМ - разрешен. При деактивации узла ГЭМП 4 - доступ к интерфейсу пользователя и системным ресурсам узла СБ ПЭВМ 1 - блокируется.
Данный комплекс частично устраняет недостатки предыдущего АРМ. Это достигается за счет того, что эксплуатация аппаратных средств АРМ может осуществляться только при активированном узле ГЭМП 4, который формирует ЭМП 6, обеспечивающее маскировку ПЭМИН, формируемых при использовании АРМ по назначению. Возможность эксплуатации АРМ (включенном узла СБ ПЭВМ 1) только при активированном узле ГЭМП 4, существенно повышает надежность защиты информации от утечек по каналу ПЭМИН.
Данное техническое решение (комплекс) имеет недостатки, аналогичные предыдущему комплексу.
Для существенного повышения уровня защиты информации, циркулирующей на АРМ, от утечек по техническому каналу типа ПЭМИН, авторами данного исследования предложено использовать прицельную маскировку участков спектра, в который сосредоточены ПЭМИН, формируемые АРМ в процессе его эксплуатации.
При таком подходе коэффициент полезного действия узла типа ГЭМП 4, выраженный отношением Кэ=ΔFпэмин/ΔFгэмп - может быть приближен к предельному значению (=1), то есть, к оптимальному значению, при котором эффективность маскировки ПЭМИН, оцениваемая упомянутым удельным маскирующим воздействием (УМВ), выраженным отношением УМВ=P/ΔF, - будет максимальным. Физически, это значит, что вся мощность, излучаемая узлом типа ГЭМП 4, может полностью использоваться на маскировку спектральных компонент ПЭМИН, формируемых при эксплуатации АРМ и не будет расходоваться на те полосы частотного спектра, где спектральные компоненты ПЭМИН - отсутствуют.
Информационным поиском установлено, что технические решения, обеспечивающие формирование шумовых электромагнитных излучений (ШЭМИ) для маскировки ПЭМИН с возможностью прицельного сосредоточения упомянутых ШЭМИ только лишь в частотных областях, где находятся спектральные компоненты упомянутых ПЭМИН, которые возникают при эксплуатации АРМ, из техники неизвестны.
Целью полезной модели является расширение функциональных возможностей автоматизированного рабочего места (АРМ) по мониторингу электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН), которые образуются при эксплуатации технических средств упомянутого АРМ, и формированию прицельных шумовых радиопомех, сосредоточенных на спектре ПЭМИН, выявленных упомянутым мониторингом.
Поставленная цель достигается за счет того, что в известное автоматизированное рабочее место (АРМ), состоящее из системного блока персональной электронно-вычислительной машины (СБ ПЭВМ), монитора, принтера, клавиатуры, манипулятора типа мышь (МТМ), генератора электромагнитного поля (ГЭМП) и блока доверенной загрузки (БДЗ), выход которого соединен с первым портом узла СБ ПЭВМ, который со второго по пятый портами соединен, соответственно, с портом узла МТМ, с портом клавиатуры, с портом принтера, с портом монитора, и выполненное с возможностью установки на СБ ПЭВМ программного обеспечения (ПО) в виде операционной системы (ОС), обеспечивающей формирование интерфейса пользователя для управления функциями АРМ и ПО доверенной загрузки ОС с использованием узла БДЗ, разрешения или блокировки доступа к упомянутому интерфейсу пользователя, соответственно, при наличии или отсутствии активности узла ГЭМП, который выполнен с возможностью формирования в локальной зоне, в которой размещены аппаратные узлы АРМ, электромагнитного поля (ЭМП) в широкой полосе радиочастот, дополнительно введено радиоприемное устройство (РПУ), которое своим портом соединено с портом узла ГЭМП, который выполнен с возможностью создания и сосредоточения в N, (N=1, 2, 3…) участках частотного диапазона электромагнитного поля с параметрами (частотой и мощностью), которые задаются управляющими сигналами, вырабатываемыми узлом РПУ, который выполнен с возможностью автоматического радиомониторинга, направленного на поиск и анализ побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН), образующихся в процессе эксплуатации технических средств АРМ, ведения базы данных с накоплением сведений (например, частоты и амплитуды), характеризующих параметры спектральных компонент ПЭМИН, и формирования упомянутых управляющих сигналов, задающих режим работы узла ГЭМП по созданию прицельных радиопомех, обеспечивающих маскировку упомянутых побочных электромагнитных излучений и наводок.
В предлагаемом техническом решении обеспечивается следующее сочетание отличительных признаков и свойств.
Это - введение в состав АРМ радиоприемного устройства (РПУ), которое своим портом соединено с портом узла ГЭМП.
Это - выполнение узла ГЭМП с возможностью создания и сосредоточения в N, (N=1, 2, 3…) участках частотного диапазона электромагнитного поля с параметрами (частотой и мощностью), которые задаются управляющими сигналами, вырабатываемыми узлом РПУ.
Это - выполнение узла РПУ с возможностью автоматического радиомониторинга, направленного на поиск и анализ побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН), образующихся в процессе эксплуатации технических средств АРМ, ведения базы данных с накоплением сведений (например, частоты и амплитуды), характеризующих параметры спектральных компонент ПЭМИН, и формирования упомянутых управляющих сигналов, задающих режим работы узла ГЭМП по созданию прицельных радиопомех, обеспечивающих маскировку упомянутых побочных электромагнитных излучений и наводок.
Использование новых признаков и свойств позволяет обнаруживать и фиксировать спектральные компоненты ПЭМИН, излучаемые АРМ, а также формировать целенаправленное на них маскирующее ЭМП (прицельные радиопомехи). При этом вся мощность передатчика ГЭМП может быть сосредоточена только в тех участках спектра частот, где выявлено излучение ПЭМИН. Это позволяет существенно повысить эффективность упомянутого удельного маскирующего воздействия на ПЭМИН, которые образуются в процессе эксплуатации АРМ, поскольку та часть мощности, которая не расходуется на «пустые» области защищаемого частотного диапазона (где нет ПЭМИН), может быть направлена на подавление/маскировку обнаруженных спектральных компонент ПЭМИН.
Сочетание отличительных признаков и свойств, предлагаемого автоматизированного рабочего места с мониторингом и активной радиотехнической маскировкой побочных электромагнитных излучений и наводок, из техники неизвестно, поэтому оно соответствует критерию новизны. При этом, для достижения максимального эффекта, направленного на расширение функциональных возможностей автоматизированного рабочего места (АРМ), связанных с повышением эффективности активной радиотехнической маскировки электромагнитных излучений и наводок, которые образуются при эксплуатации технических средств АРМ, а также решения задачи по повышению уровня защиты информации, циркулирующей на автоматизированном рабочем месте, от утечек по техническому каналу типа ПЭМИН, необходимо использовать всю совокупность отличительных признаков и свойств, указанных выше.
На фиг.2 приведена функциональная схема автоматизированного рабочего места с мониторингом и активной радиотехнической маскировкой побочных электромагнитных излучений и наводок (далее - комплекс).
Комплекс (фиг.2), состоит из системного блока персональной электронно-вычислительной машины (СБ ПЭВМ) 1, монитора 2, принтера 3, клавиатуры 5, генератора широкополосного электромагнитного поля (ГЭМП) 4, блока доверенной загрузки (БДЗ) 7, манипулятора типа мышь (МТМ) 8 и радиоприемного устройства (РПУ) 9, которое своим портом соединен с узлом ГЭМП 4. При этом, узел МТМ 8 своими портом соединен с первым портом узла СБ ПЭВМ 1, который своими со второго по пятый портами соединен, соответственно, с портом монитора 2, с портом принтера 3 и с портом клавиатуры 5. При этом, узел ГЭМП 4 выполнен с возможностью формирования электромагнитного поля (ЭМП) 6, мощность которого может сосредотачиваться в N (где N=1, 2, 3…) радиочастотных полосах в соответствии с управляющими сигналами, формируемыми узлом РПУ 9, который выполнен с возможностью автоматического радиомониторинга с поиском и фиксацией побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН), возникающих в процессе функционирования технических средств АРМ, ведения базы данных с накоплением статистики, характеризующей параметры обнаруженных ПЭМИН и формирования упомянутых управляющих сигналов, задающих параметры радиочастотных полос (участков диапазона частот), в которых должно быть сосредоточено шумоевое ЭМП 6, создаваемое узлом ГЭМП 4.
Комплекс (фиг.2) функционирует следующим образом. Функционирование АРМ начинается с получения данных об источниках радиоизлучений (ИРИ), которые присутствуют в локальной зоне размещения технических средств (ТС), входящих в состав АРМ. Для этого с помощью узла РПУ 9 выполняется радиомониторинг эфира с поиском и фиксацией в базе данных всех радиоизлучений, присутствующих в локальной зоне размещения АРМ. Считается, что ИРИ, выявленные на этом этапе радиомониторинга, к ПЭМИН - не относятся, поскольку ТС АРМ - выключены (деактивированы). Далее по тексту этот режим работы узла РПУ 9 будем именовать режимом мониторинга источников радиоизлучений (далее - режим МИРИ).
Затем, выполняется включение (активация) и инициализация ТС АРМ с установкой (инсталляцией) ОС, необходимого ПО и требуемых драйверов и т.д. На этом этапе, для обеспечения возможности использования комплекса по назначению на узле СБ ПЭВМ 1 инсталлируется пакет программного обеспечения (ПО). На СБ ПЭВМ 1 осуществляется установка операционной системы (ОС), обеспечивающей управление функциями программно-аппаратных средств комплекса, формирование интерфейса пользователя с предоставлением ему возможностей ввода и/или вывода информации с помощью клавиатуры 5, узла МТМ 8, монитора 2 и принтера 4, установка программного обеспечения, ориентированного для обработки информации, необходимой пользователю, установка программного обеспечения для защиты ОС и пользовательской информации от вирусов, установка программного обеспечения для шифрования данных и программного обеспечения для выполнения доверенной загрузки ОС с использованием узла БДЗ 7. Также инсталлируются драйверы для работы аппаратных узлов комплекса (монитора 2, принтера 3 и др.) под управлением ОС, установленной на СБ ПЭВМ 1. На этом этапе узел ГЭМП 4 - еще не активен, так как не завершена процедура поиска ПЭМИН, создаваемых ТС АРМ.
Состояние ТС АРМ доводится до готовности использовать АРМ по назначению. В этом состоянии функционируют все ТС АРМ (кроме узла ГЭМП 4), поэтому от них в эфир излучаются ПЭМИН.
На данном этапе, при включенных ТС АРМ, снова запускается узел РПУ 9 в режим повторного мониторинга, при проведении которого фиксируются только новые ИРИ, которых на предыдущем этапе мониторинга не были выявлены, производится накопление статистических данных об этих ИРИ в отдельный раздел базы данных. Считается, что ИРИ, выявленные в процессе работы узла РПУ 9 в режиме повторного мониторинга, могут относиться к ПЭМИН, которые создаются ТС АРМ. Далее по тексту этот режим работы узла РПУ 9 будем именовать режим мониторинга побочных электромагнитных излучений и наводок (далее - режим МПЭИ).
Предполагается, что для обеспечения защиты информации, циркулирующей в АРМ в процессе его эксплуатации, от утечек по техническому каналу типа ПЭМИН - следует обеспечить активную радиомаскировку тех ИРИ, которые обнаружены при работе узла РПУ 9 в режиме МПЭИ.
На основе данных, полученных при работе узла РПУ 9 в режиме МПЭИ, осуществляется формирование упомянутых управляющих сигналов (УС), задающих режим работы ГЭМП 4 (рабочие частотны/полосы частот, мощность и др.) по созданию прицельных радиопомех, обеспечивающих маскировку/подавление ПЭМИН.
После завершения работы узла РПУ 4 по созданию отдельного раздела базы данных, содержащих сведения о параметрах ИРИ, относящихся к ПЭМИН АРМ, осуществляется информационный обмен между узлами РПУ 9 и ГЭМП 4 - от первого из них ко второму предаются упомянутые УС, с помощью которых выполняется программирование режима работы узла ГЭМП 4. По существу, узлом ГЭМП 4 реализуется синтез N-полосной (где N=1, 2, 3…) шумовой помехи с параметрами (частотой, полосой и др.), заданными с помощью УС, которые сформированы узлом РПУ 9.
Таким образом, с помощью узла РПУ 9 выполняется программирование функций узла ГЭМП 4 с установкой такого режима его работы, в котором обеспечивается формирование электромагнитного поля ЭМП 6 (прицельной шумовой радиопомехи), мощность которого распределяется (сосредотачивается) в N (где N=1, 2, 3…) радиочастотных полосах, в которых имеются спектральные компоненты ПЭМИН, выявленные узлом РПУ 9, при его работе в упомянутом режиме МПЭИ.
После активации ГЭМП 4, производится инициализация средств доверенной загрузки, аппаратная часть которой - узел БДЗ 7 обеспечивает возможность дальнейшей эксплуатации АРМ только лишь при активном состоянии узла ГЭМП 4.
После завершения эксплуатации АРМ - все технические средства АРМ выключаются, после чего функционирование узла РПУ 4 может быть продолжено в упомянутом режиме МИРИ. Это необходимо для того, чтобы обновить базу данных, то есть уточнить сведения об ИРИ, которые присутствуют в локальной зоне размещения ТС АРМ.
При реализации комплекса, его алгоритм функционирования может быть представлен в следующем виде:
- Начало;
- Активация узла РПУ 9, мониторинг заданного диапазона радиочастот с фиксацией в базе данных параметров радиоизлучений, обнаруженных в локальной зоне размещения АРМ;
- Активация технических средства АРМ: включение электропитания узла СБ ПЭВМ 1, инсталляция ОС и необходимого ПО (пользовательских программ, антивирусных программ, различных драйверов и др.);
- Запуск узла РПУ 9 в режиме МПЭИ, создание и наполнение раздела базы данных, включающих сведения об ПЭМИН, формирование УС, необходимых для программирования узла ГЭМП 4;
- Активация узла ГЭМП 4, установление информационного обмена между узлами РПУ 9 и ГЭМП 4 и программирование режима работы ГЭМП 4 (задание частотных полос излучаемого ЭМП 6);
- Инициализация узла БДЗ 7;
- Ограничение доступа к функциям АРМ (узлу СБ ПЭВМ 1) в соответствии с алгоритмом работы узла БДЗ 7;
- Завершение эксплуатации АРМ, выключение электропитания ТС АРМ;
- Запуск узла РПУ 9 в режиме МИРИ (поиск и фиксация в базе данных ИРИ, присутствующих в локальной зоне размещения ТС АРМ);
- Завершение работы узла РПУ 9, обновление базы данных об ИРИ, присутствующих в локальной зоне размещения ТС АРМ, формирование новых УС для программирования режима работы узла ГЭМП 4.
- Завершение работы с сохранением данных в энергонезависимой памяти.
- Конец.
Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого технического решения, является повышение надежности маскировки побочных электромагнитных излучений (ПЭМИН), возникающих при эксплуатации автоматизированного рабочего места (АРМ).
Указанный технический результат достигается за счет сосредоточения маскирующего излучения только лишь в частотных областях, где находятся спектральные компоненты ПЭМИН, что позволяет увеличить количество мощности передатчика узла ГЭМП 4, приходящуюся на на маскировку ПЭМИН. Так часть мощности узла ГЭМП 4, которая в комплексе - прототипа расходуется на «пустые» от ПЭМИН участки защищаемого частотного диапазона, теперь могут быть использованы целенаправленно - на маскировку ПЭМИН, выявленных в процессе радиомониторинга, выполняемого узлом РПУ 9. Коэффициент полезного действия узла типа ГЭМП 4 - повышается, поскольку достигается рост удельного маскирующего воздействия шумового ЭМП на ПЭМИН. В этом случае, практически вся мощность, излучаемая узлом типа ГЭМП 4, используется на маскировку спектральных компонент ПЭМИН.
Для оценки полезного эффекта, достигаемого при использовании предлагаемого технического решения, могут быть использованы следующие подходы. Так, по данным, полученным из [Л12, Л13], следует, что существенные спектральные компоненты ПЭМИН, то есть те излучения ТС АРМ, которые реально могут быть перехвачены техническими средствами злоумышленников для последующего анализа и выделения информативных компонент, могут занимать около 10% от общей полосы радиочастот, которая по регламенту должна быть охвачена шумовым ЭМП, создаваемым техническими средствами активной радиомаскировки. Такой мало рачительный подход к расходованию мощности ТС активной радиомаскировки (генераторов шумового ЭМП) для маскировки ПЭМИН обусловлен отсутствием априорных сведений об спектральном распределении (СП) ПЭМИН, что, в свою очередь объясняется тем, что СП ПЭМИН для каждого комплекса ТС АРМ - индивидуальное. То есть, априори не известно в каких частотных полосах требуется формировать шумовое маскирующее ЭМП. Поэтому, используется «ломовой» подход - создается искусственное ЭМП, которое перекрывает всю полосу радиочастот, где в принципе могут образовываться ПЭМИН. Именно такой подход к маскировке ПЭМИН реализован в АРМ - прототипе.
В предлагаемом комплекс осуществляется мониторинг ПЭМИН, выявляются и фиксируются в базе данных их спектральные составляющие,
которые опасны, с точки зрения утечек информации из АРМ. Это позволяет не расходовать мощность узла ГЭМП 4 в тех областях радиочастотного спектра, где ПЭМИН - отсутствуют, а прицельно сосредоточить необходимую мощность передатчика узла ГЭМП 4 именно на тех частотах, где находится спектр ПЭМИН.
Возможность сосредоточения шумовых ЭМП только лишь в тех частотных полосах, где реально присутствует ПЭМИН, позволяет, в предельном случае, параметр Кэ=ΔFпэмин/ΔFгэмп- приблизить к единице, поскольку параметры ΔFпэмин и ΔFгэмп могут совпадать.
Достигаемый при использовании предлагаемого технического решения полезный эффект выражается в повышении, почти на порядок, упомянутого параметра Кэ. При этом упомянутое удельное маскирующее воздействием (УМВ), выраженное отношением УМВ=P/ΔF, также существенно увеличивается, так как параметр ΔF - уменьшается и мощность передатчика узла ГЭМП 4, приходящейся на единицу полосы спектра - растет. Это обеспечивает повышение эффективности активной радиотехнической маскировки электромагнитных излучений и наводок, которые образуются при эксплуатации технических средств АРМ. Физически это означает, что уровень искусственно созданного ЭМП, маскирующего ПЭМИН, может быть прицельно сосредоточен только на спектральных компонентах ПЭМИН и иметь большую интенсивность (мощность) за счет перераспределения энергии (мощности) передатчика узла ГЭМП 4 из тех участков радиоспектра, где ПЭМИН - отсутствуют.
Узлы СБ ПЭВМ 1, монитора 2, принтера 3, клавиатуры 5, БДЗ 7, МТМ 8 и частично узла ГЭМП 4 - могут быть аналогичными соответствующим признакам и свойствам АРМ- прототипа и не требуют доработки при их реализации.
Узел ГЭМП 4 может быть реализован аналогично изделию типа АРК-СП [Л16], которое представляет собой блок постановки прицельных радиопомех, используемый для выполнения активной радиотехнической маскировки излучений различных технических средств. Это устройство может создавать прицельные по частоте помехи с узкополосной или широкополосной модуляцией несущей частоты с использованием специальных сигналов и может работать под управлением средств автоматизированного радиомониторинга.
Узел РПУ 9 может быть реализован по аналогии с изделием типа «Скорпин» [Л17], которое представляет собой скоростной поисковый приемник радиосигналов, отличающееся возможностью производить изучение радиоэлектронной обстановки в конкретном месте его эксплуатации с запоминанием частот сигналов, а также формировать управляющие сигналы для программирования режимом излучения генератора-постановщика прицельных радиопомех.
При реализации узлов данного комплекса могут быть также использованы технологические, конструктивные и программно-аппаратные решения, известные из авторских программ для ЭВМ [Л18-Л25] и авторских объектов интеллектуальной собственности [Л26-Л29].
Как показано, предлагаемое техническое решение позволяет успешно решить поставленную задачу по повышению уровня защиты информации, содержащейся и циркулирующей в автоматизированном рабочем месте, от несанкционированного доступа к ней методом перехвата и анализа побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН), возникающих в процессе эксплуатации упомянутого автоматизированного рабочего места.
Эффективное решение упомянутой задачи задачу по повышению уровня защиты информации от утечек по техническому каналу типа ПЭМИН обеспечивается на основе расширения функциональных возможностей автоматизированного рабочего места (АРМ) по мониторингу ПЭМИН и формированию прицельных шумовых радиопомех, сосредоточенных на спектре ПЭМИН, выявленных упомянутым мониторингом, а также использования достигаемого технического результата.
Приведенные средства, с помощью которых возможно осуществление полезной модели, позволяют обеспечить ее промышленную применимость.
Основные узлы комплекса экспериментально проверены и могут быть положены в основу создания образцов комплексов, обеспечивающих эффективную защиту информации от утечек по техническому каналу типа ПЭМИН, маскировка которых обеспечивается прицельной постановкой радиопомех.
Разработанное авторами техническое решение и получаемый с помощью его технических результат, предоставляет возможность значительного повышения уровня защиты информации, содержащейся и циркулирующей в автоматизированном рабочем месте, от несанкционированного доступа по техническому каналу типа ПЭМИН, эффективная маскировка которых обеспечивается с помощью активных радиотехнических средств, создающих прицельные шумовых радиопомехи, сосредоточенные в областях спектра, где имеются (обнаружены) упомянутые ПЭМИН. Сосредоточение мощности передатчика, создающего шумовое электромагнитное поле, в более узком частотном спектре и формирование прицельных радиопомех позволяет повысить уровень ЭМП, маскирующего ПЭМИН, что существенно затрудняет работу средств радиотехнической разведки по приему и анализу ПЭМИН, которые создаются и излучаются в эфир в процессе эксплуатации технических средств АРМ.
Автоматизированное рабочее место с мониторингом и активной радиотехнической маскировкой побочных электромагнитных излучений и наводок, будет востребовано широким кругом потребителей, использующих средства вычислительной техники для обработки различных видов информации, нуждающейся в защите от несанкционированного доступа, который может быть организован на основе перехвата и анализа ПЭМИН, возникающих в процессе эксплуатации АРМ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Автоматизированное рабочее место, http://ru.wikipedia.org/wiki/
2. ГОСТ Р 51275-99 Защита информации. http://www.centre-expert.ru/index.php/infosec/
3. Угрозы информационной безопасности, http://www.bre.ru/security/
4. Технический канал утечки информации. Терминология в области защиты информации, http://www.centre-expert.ru/index.php/infosec/
5. Исследования побочных электромагнитных излучений технических средств, http://www.pemi.ru/
6. Защита компьютерной информации от утечки по ПЭМИН, http://www.support17.com/component/content/39.html?task=view
7. Скрытая утечка информации. Компьютерная стеганография и ПЭМИН - вирус, http://www.cio-world.ru/bsolutions/e-safety/28763/page2.html
8. Маскировка информационных излучений средств вычислительной техники, http://www.bnti.ru/showart.asp?lvl=03.02.&aid=268
9. Защита компьютерной информации от утечки по ПЭМИН, http://www.supportl7.com/component/content/39.html?task=view
10. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03 "Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов", http://www.vrednost.ru/2241383- 03.php
11. Генераторы шума для защиты от ПЭМИН, http://www.info-protect.ru/catalog/13.html
12. Подавление побочных электромагнитных излучений, http://www.bezpeka.com/files/lib_ru/book-domarev03/ch_15.pdf
13. Радиомониторинг в системе обеспечения безопасности коммерческих объектов, http://www.radioscanner.ru/info/article20/
14. Автоматизированное рабочее место обмена закрытой документальной информацией, полезная модель №80040, дата публикации: 20.01.2009 г.
15.ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Патент на полезную модель «Автоматизированное рабочее место с защитой от несанкционированного доступа», зарегистрирован за №96435 от 27.07.2010 г., авторы: Галах В.П., Лакеев В.А., Егоров В.И., Хотячук В.К., Шкирин В.Г.
16. Блок постановки прицельных радиопомех АРК-СП, http://www.pps.ru/catal/sc_sp.html
17. Скоростной поисковый приемник радиосигналов «Скорпион», http://www. cqham.ru/trx/scorpion.html
18. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Программа управления синтезатором». Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ №2008614980 от 16.10.2008 г., авторы: Шариков С.Б., Горовой А.Н., Бакунин И.Б., Хотячук В.К. и др.
19. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Программа управления радиотерминалом». Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ №2009612936 от 05.06.2009 г., авторы: Васин М.С., Шелестов М.Е., Гончаров B.C.
20. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Менеджер трансивера», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ №2009616282 от 13.11.2009 г., авторы: Бакунин И.Б., Хотячук В.К., Хотячук К.М., Баталов А.В.
21. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Программа хостинга микроконтроллерного устройства», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ №2010612122 от 19.03.2010 г., авторы: Гончаров B.C., Баталов А.В., Хотячук В.К. и др.
22. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Программа управления программно-конфигурируемым радиоприемником». Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ №2010610244 от 11.01.2010 г., авторы: Зорькин А.С., Мошонкин Р.А., Хотячук В.К. и др.
23. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Многоканальный широтно-импульсный модулятор», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ №2010614925 от 16.06.2010 г., авторы: Вдовин Е.В., Хотячук В.К., Тимошкин B.C., Еремеев В.Г. и др.
24. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Контроллер приемопередатчика», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ №2009610445 от 19.01.2009 г., авторы: Бакунин И.Б., Хотячук В.К., Хотячук К.М., Гончаров B.C.
25. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Монитор коммуникационного оборудования», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ №2009611020 от 16.02.2009 г., авторы: Васин М.С., Шелестов М.Е., Хотячук В.К.
26. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Полезная модель «Блокиратор мобильного телефона», Патент на полезную модель №95933 от 10.07.2010 г. авторы:
Вдовин Е.В, Хотячук К.М., Хотячук В.К. и др.
27. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Полезная модель «Устройство дистанционного контроля активности мобильного телефона». Патент на полезную модель №95934 от 10.07.2010 г. авторы: Баталов А.В., Хотячук В.К. и др.
28. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Полезная модель «Селективный блокиратор мобильного телефона». Патент на полезную модель №95208 от 10.06.2010 г.авторы: Вдовин Е.В, Хотячук К.М., Хотячук В.К. и др.
29. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Полезная модель «Автоматизированное рабочее место с защитой от утечек информации». Патент на полезную модель №98612 от 20.10.2010 г.авторы: Солопов А.И., Лакеев В.А., Хотячук В.К. и др.