УСТРОЙСТВО РАДИОМАСКИРОВКИ

Устройство радиомаскировки
Предлагаемая полезная модель относится к радиотехнике и конкретно к области активной радиотехнической маскировки побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН) средств вычислительной техники и систем управления.
Спектр информативных побочных электромагнитных излучений и наводок современных компьютеров и периферийных устройств занимает диапазон частот от единиц килогерц до 1800 МГц 1, что связано с увеличением быстродействия современной вычислительной техники. Перехват ПЭМИН возможен в этом же диапазоне частот на расстоянии до нескольких сотен метров с полным восстановление обрабатываемой компьютером информации 2. В связи с этим остаются актуальными вопросы защиты информации, обрабатываемой средствами вычислительной техники, от ее утечки по физическим каналам.
Традиционные методы защиты состоят в минимизации излучений и наводок информативных сигналов с помощью фильтров, развязывающих устройств, экранов и т.п. Кроме того, для защиты информации утечки по сети питания используют мотор генераторы. Такие методы защиты дают положительный эффект, но появляются сложности, связанные с установкой, эксплуатацией и периодической проверкой дополнительных элементов системы защиты и увеличивается ее стоимость 3 .
Известно устройство защиты информации, обрабатываемой средствами вычислительной техники от утечки по каналу побочных электромагнитных излучений 4, содержащее генератор шума и рамочную антенну, в котором за счет изменения конфигурации рамочной антенны достигается создание равномерной напряженности электромагнитного маскирующего поля в трех ортогональных плоскостях. Недостатком данного устройства является то, что энергетический спектр маскирующего сигнала смещается в область низких частот.
Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство радиомаскировки 5, содержащее генератор щума, элемент связи, активный антенный контур и источник низкочастотного щума. Генератор шума выполнен в виде системы двух генераторов, связанных между собой элементом связи, причем первый генератор содержит нелинейный усилитель с инерционным
2004100 386
МКН Н 04 к 3/00
МКН Н 03 в 29/00
автосмещением и цепью запаздывающей обратной связи, второй генератор содержит нелинейный усилитель и цепь регулируемой обратной связи, выход первого генератора соединен со входом второго генератора с помощью емкостного элемента связи, а активный антенный контур выполнен в виде излучающей антенны, один конец которой соединен с выходом второго генератора, а другой с общей щиной. Для повышения стабильности устройства радиомаскировки в него введен источник низкочастотного шума, выход которого соединен со входом первого генератора.
Недостатком данного устройства является низкий уровень маскирующего сигнала в верхней части рабочего диапазона частот.
Техническая задача, на рещение которой направлена предлагаемая полезная модель, состоит в расширении частотного диапазона устройства радиомаскировки путем повышении уровня маскирующего сигнала в верхней части частотного диапазона. Для этого в устройство радиомаскировки, содержащее генератор шума, элемент связи, активный антенный контур и источник низкочастотного шума, при этом генератор шума выполнен в виде системы двух связанных генераторов, первый из которых является генератором с запаздывающей обратной связью и инерционным автосмещением, а второй выполнен с регулируемой обратной связью, выход первого генератора соединен со входом второго генератора с помощью элемента связи, активный антенный контур выполнен в виде излучающей антенны, один конец которой соединен с выходом второго генератора, а другой с общей шиной введен разветвитель, при этом выход низкочастотного источника шума соединен со входом разветвителя, первый выход которого соединен со входом первого генератора, второй выход разветвителя - со входом второго генератора.
В качестве поясняющего материала представлены следующие чертежи:
Фиг. 1. Функциональная схема заявляемого устройства радиомаскировки.
Фиг. 2. Спектрограмма выходных колебаний генератора шума.
Фиг. 3. Электрическая схема устройства конкретной реализации.
Фиг. 4. Уровни маскирующих и информативных сигналов
Функциональная схема заявляемого устройства радиомаскировки приведена на фиг. 1. Устройство содержит генератор шума, который состоит из системы двух связанных генераторов 1, 2 и емкостного элемента связи 3 между ними, излучающей антенны 4, источника низкочастотного щума 5 и разветвителя 6.
Генератор 1 содержит нелинейный усилитель 7, линию задержки 8 с запаздыванием Т и инерционную цепь автосмещения 9, выход нелинейного усилителя 7 соединен с его входом через линию задержки 8, инерционная цепь автосмещения 9
включена между общим электродом активного элемента нелинейного усилителя 7 генератора 1 и общей шиной.
Генератор 2 содержит нелинейный усилитель 10 и регулируемую линию задержки 11, выход нелинейного усилителя 10 соединен со входом через регулируемую линию задержки 11. Линия задержки 11 обеспечивает возможность регулировки положение собственных частот этого генератора. Выход генератора 1 соединен со входом генератора 2 с помощью емкостного элемента связи 3. Элементом колебательной системы является излучающая антенна 4, один конец которой соединен с выходом генератора 2, другой - с общей шиной.
Источник низкочастотного шума 5 содержит источник шумового напряжения и усилительно - ограничительное устройство. Выход источника низкочастотного шума соединен с разветвителем 6, который содержит один вход и два выхода. Первый выход разветвителя 6 соединен со входом первого генератора, второй выход разветвителя соединен со входом второго генератора.
Устройство радиомаскировки работает следующим образом.
Генератор 1 формирует многочастотные колебания с максимумами спектральной плотности на собственных частотах, интервал между которыми AFj  l/Tj (где Tj время запаздывания сигнала в линии задержки первого генератора). Факторами, определяющими сложную динамику колебаний генератора, являются нелинейные свойства активного элемента, инерционность и запаздывание в цепи обратной связи. Имеется область параметров, при которых в генераторе обеспечивается существование режимов с хаотической динамикой.
Генератор 2 формирует многочастотные колебания с максимумами спектральной плотности на своих собственных частотах, интервал между которыми ДР2 1/Т2 (где 2
- время запаздывания сигнала в линии задержки этого генератора) и обогащает спектр колебаний системы дополнительными частотными составляющими с неэквидистантной расстановкой собственных частот по отношению к колебаниям первого генератора. Лавинное размножение комбинационных составляющих парциальных генераторов и их нелинейное взаимодействие через элемент связи приводит к стохастизации колебательного процесса. Уменьшение времени запаздывания Т2 сигнала в линии
задержки 11 позволяет расширить рабочий диапазон в область верхних частот и тем самым увеличить уровень маскирующего сигнала устройства радиомаскировки
парциальных частот колебаний генераторов, величиной связи между ними и уровнем внешнего воздействия 6,7. Воздействие внешнего низкочастотного шума на генераторы 1 и 2 способствует разрушению режимов синхронных колебаний и формированию широкополосного шума, полоса которого определяется полосой пропускания парциальных генераторов. При этом эффективность влияния внешнего шума возрастает в случае одновременного воздействия на оба генератора, что характеризуется нормализацией процесса и уменьшением неравномерности маскируюшего сигнала (фиг. 2). Для этого на выходе источника низкочастотного шума установлен разветвитель, два выхода которого соединены со входами первого и второго генераторов соответственно.
Таким образом, имеется возможность расширения частотного диапазона устройства радиомаскировки и увеличения уровня маскируюшего сигнала в верхней части рабочего диапазона за счет уменьшения времени запаздывания сигнала в цени обратной связи второго генератора, то есть перемещения «сетки собственных частот второго генератора с помощью регулируемой обратной связи в область более высоких частот.
В качестве примера конкретной реализации заяв.11яемой полезной модели на фиг.З приведена принципиальная электрическая схема устройства радиомаскировки, которое содержит генератор шума, элемент связи, активный антенный контур, источник низкочастотного шума, разветвитель.
Генератор шума представляет собой систему двух связанных генераторов на транзисторах VT4 и VT5. Первый генератор на транзисторе VT4 содержит цепь запаздывающей обратной связи L1 (,6нс), выполненную в виде микрополосковой
линии, и цепь инерционного автосмещения R11, Сб. Интервал между собственными частотами этого генератора состав.пяет  180 Мгц. Второй генератор вьшолнен на транзисторе VT5 и содержит регулируемую цепь запаздывающей обратной связи L2, С7, С8 (,,0нс). Интервал между собственными частотами этого генератора может
регулироваться при изменении емкости конденсатора С8 в пределах  МГц. Связь между генераторами осуществляется с помощью конденсатора С5.
В качестве низкочастотного источника шума используется шумовой диод УД1, работающий в режиме лавинного пробоя р-н перехода и трехкаскадный усилитель ограничитель на транзисторах VT1 - VT3. Источник шума формирует шумовой сигнал в полосе частот от единиц килогерц до 6 МГц. С выхода транзистора VT3 шумовой сигнал поступает на вход разветвителя, который представляет собой микрополосковую линию с отводами, и далее на входы генераторов 1,2 (с отвода 1 через фильтр нижних частот СИ,
L4 на вход генератора 1, с отвода 2 через фильтр нижних частот СЗ, L3 на вход генератора
Рамочная антенна WA включена в коллекторную цепь транзистора VT5 таким образом, что через антенну проходит полный ток этого транзистора. Свойства антенны слабо зависят от частоты, что исключает частотную фильтрацию сигнала и обеспечивает формирование широкополосного шумового электромагнитного поля с законом распределения мгновенных значений близким к нормальному.
Использование разветвителя и одновременного воздействия внешнего низкочастотного сигнала на входные цепи связанных генераторов 1 и 2, а также определенный подбор постоянной времени цепи инерционного автосмешения R11, С6 и времени запаздывания сигналов в цепях обратной связи этих генераторов позволяет расширить частотный диапазон устройства радиомаскировки от 100 кГц до 1800МГц и увеличить уровень маскирующего сигнала на частотах от 1000 МГц до 1800МГц.
Электропитание устройства радиомаскировки осуществляется от источника постоянного тока с напряжением 12В.
Конструктивно опытный образец устройства радиомаскировки, изготовленный в соответствии с заявляемой полезной модели, представляет собой печатную плату размером 100 х 100x1,5 мм, которая расположена в пластмассовом корпусе с закрепленной на нем одновитковой рамочной антенной диаметром 0,6м.
Измерения электромагнитного поля, излучаемого в окружающее пространство опытным образцом устройства радиомаскировки показывают, что уровень маскирующего сигнала на 10 -20 дБ превышает уровень побочных излучений средств вычислительной техники (фиг. 4 ) во всем частотном диапазоне ПЭМИИ. При этом рабочий диапазон устройства радиомаскировки, по сравнению с прототипом, расширился до 1800 МГц, что соответствует нормативным требованиям 8, предъявляемым к системам активной радиотехнической маскировки (защиты) информации на объектах вычислительной техники 1-3 категории. В настоящее время осваивается серийное производство устройств радиомаскировки, выполненных в соответствии с заявляемой формулой полезной модели. Литература :
1.Ананский Е.В. Защита информации - основа безопасности бизнеса. Журнал Служба безопасности. Киев. 2000г., .№ 1-2 .
2.Вим ван Эйк. Электромагнитное из.11учение видеодисплейных модулей: риск пе рехвата информации // Защита информации Конфидент. 2001. № 1, № 2.
3.ГОСТ Р 50752-95. Информационная технология. Защита информации от утечки за счет побочных электромагнитных излучений при ее обработке средствами вычислительной техники. Методы испытаний.
4.Горроховатский А.Н., Заплетин Ю.В., Безгинов И.Г. «Устройство защиты вычислительной техники от побочных электромагнитных излучений. Патент .№ 2204882, Россия. Дата публ. 2003.05.20.
5.Безруков В.А., Иванов В.П., Калащников B.C., Лебедев М.Н. «Устройство радиомаскировки. Патент № 2170493, Россия. Дата публ. 2001. 07. 10.
6.Лебедев М.П., Иванов В.П. «Генераторы с хаотической динамикой. Приборы и техника эксперимента. Москва, Наука, 2002г., № 2, с. 94.
7.Кальянов Э.В., Иванов В.П., Лебедев М.Н. Принудительная и взаимная синхронизация генераторов при наличии внешнего шума. Радиотехника и электроника. Москва, 1990, том 35, вып. 8.
8.Сборник норм по защите технических средств от утечки информации за счет побочных излучений и наводок. Гостехкомиссия России, 1998 г.
ШЧЮОЗи
6