Способ информационной защиты случайных антенн
INFORMATION PROTECTION METHOD FOR RANDOM ANTENNAS

Изобретение относится к области защиты конфиденциальной информации (КИ) и может быть использовано с целью устранения каналов утечки КИ в радиотехнических системах, объединенных термином «случайные антенны» (СА).
Для обеспечения защиты КИ путем предотвращения несанкционированного доступа к ней важное значение имеет выявление и последовательное перекрытие всех технических каналов ее утечки во внешнюю среду [1-7]. Известны два вида каналов утечки КИ: естественного происхождения, сами по себе присутствующие в подлежащем защите помещении (ПЗП), и сформированные извне искусственным путем. Примером последних является канал утечки, полученный методом высокочастотного (ВЧ) навязывания [6].
Для защиты СА не всегда применимы надежные и универсальные способы пассивной защиты КИ: электромагнитное экранирование, заземление, фильтрация КИ-сигналов, организационно-технические и другие мероприятия [3-4]. В то же время КИ-сигналы через СА способны с малым затуханием уходить далеко за пределы ПЗП, где для их перехвата можно использовать высокоэффективную стационарную аппаратуру, реализующую новые научно-технические идеи [5-7; 12]. Поэтому при организации защиты КИ необходимо предпринимать адекватные действия – в частности, важное значение приобретают анализ и моделирование методов и средств искусственного формирования каналов утечки КИ через СА: к числу которых относятся аппаратура, являющаяся источником КИ (далее КИ-аппаратура), вспомогательное оборудование, компоненты интерьера и другие конструктивные элементы ПЗП.
Из уровня техники известны способы формирования каналов утечки КИ, к числу которых относятся разные варианты реализации способа ВЧ-навязывания [4, с. 102-103, рис. 3.9]. Одним из наиболее эффективных является способ, который предполагает применение автогенератора, подключенного к СА, сигнал которого обеспечивает утечку КИ за пределы ПЗП вне полосы частот, где работает система защиты КИ. В состав схемы данного автогенератора в качестве элементов внешнего виртуального контура, могут входить СА, включая источник опасного КИ-сигнала, а также средства защиты КИ, размещенные в ПЗП.
Защита КИ в указанных условиях встречает серьезные трудности – даже в случае применения в ПЗП иного оборудования, предназначенного для защиты КИ сигналов акустического, электрического, магнитного, электромагнитного и т.д. типа, поскольку это оборудование также принимает участие в формировании искусственного канала утечки КИ. Из известных способов защиты наиболее близким по технической сущности является активный способ одновременного пространственного и линейного зашумления (прототип предлагаемого изобретения) [3, с. 157], который предполагает размещение в ПЗП излучателя электромагнитного сигнала, поле которого оказывает воздействие на СА, находящиеся в ПЗП.
У способа-прототипа имеются следующие недостатки:
– сигнал, используемый для защиты КИ, если он выступает в роли шумовой заградительной помехи, должен быть достаточно большим по энергетическому уровню, что требует дополнительных затрат на функционирование системы защиты КИ;
– защита КИ при помощи низкоэнергетических сигналов специального вида, выступающих в роли прицельных имитирующих помех, требует соответствия их информативных признаков признакам КИ-сигнала, что отрицательно влияет как на стоимость, так и на универсальность системы защиты КИ;
– размещение в ПЗП излучателя сигнала с энергетическим уровнем, необходимым для эффективной защиты КИ, крайне отрицательно влияет на эколого-эргономическую безопасность ПЗП по электромагнитному фактору для персонала и пользователей КИ.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков способа-прототипа и в итоге:
– повышение эффективности защиты КИ от утечки через СА в случае реализации способа ВЧ-навязывания путем применения автогенератора, подключенного к СА, сигнал которого обеспечивает утечку КИ за пределы ПЗП вне полосы частот, где работает система защиты КИ-аппаратуры;
– обеспечение эффективной защиты КИ-аппаратуры без увеличения энергетического уровня сигнала, используемого для защиты КИ от утечки через СА.
Сущность предлагаемого способа информационной защиты случайных антенн в условиях применения злоумышленником метода ВЧ-навязывания, включающего размещение в подлежащем защите помещении источника стохастического сигнала, состоит в том, что в состав внешнего контура автогенератора сигнала ВЧ-навязывания, куда входят случайная антенна, источник сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, а также другие элементы подлежащего защите помещения, вблизи источника сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, располагают металлизированную поверхность между источником сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, и металлизированной поверхностью, включают реактансную схему, управляемую источником стохастического сигнала.
Фиг. 1 демонстрирует схему реализации прототипа – известного способа активной защиты КИ в условиях ВЧ-навязывания путем одновременного пространственного и линейного зашумления ПЗП, где 1 – КИ-аппаратура, 2 – автогенератор сигнала ВЧ-навязывания; 3 – технические средства перехвата КИ; 4 – излучатель электромагнитного сигнала защиты КИ.
Фиг. 2 показывает схему реализации предлагаемого способа защиты КИ от утечки через СА, где 1 – КИ-аппаратура; 5 – металлизированная пластина; 6 – реактансная схема; 7 – генератор стохастического электрического сигнала.
1-2
3
Фиг. 3 представляет обобщенную потенциометрическую схему трехточечного автогенератора сигнала утечки КИ в составе транзисторного элемента Тр, элементов трехточечной схемы в виде контуров с реактивными сопротивлениями Х и внешнего контура с реактивным сопротивлением Х (выделен штриховой линией), где обозначения соответствуют Фиг 1-2.
4
3
Фиг. 4 иллюстрирует принцип защиты КИ предлагаемым способом, где Х – реактивное сопротивление, вносимое реактансной схемой 6 во внешний контур с реактивным сопротивлением Х, другие обозначения соответствуют Фиг 1-3.
Известный способ-прототип осуществляется следующим образом.
В непосредственной близости от заземленной и защищенной при помощи иных устройств, имеющихся в ПЗП, КИ-аппаратуры 1 (см. Фиг. 1) располагается излучатель электромагнитного сигнала активной защиты КИ 4 – например, типа ГШ-1000М; ГШ-2500 и др. Автогенератор 2 сигнала ВЧ-навязывания формирует канал утечки КИ за пределы ПЗП – до технических средств 3 перехвата КИ злоумышленником вне полосы частот, где работает система защиты КИ. В состав виртуального внешнего контура автогенератора 2 входят СА: КИ-аппаратура 1, включая источник опасного КИ-сигнала и средства защиты КИ, размещенные в ПЗП, а также компоненты интерьера и конструктивные элементы ПЗП.
Излучатель 4 электромагнитного сигнала осуществляет активную защиту КИ путем энергетического воздействия на СА, расположенные в ПЗП. Необходимость взаимного сближения 1 и 4 обусловлена желательным совпадением структур электромагнитных полей, создаваемых опасным КИ-сигналом и сигналом активной защиты КИ. Если 1 является распределенной СА, 4 – сосредоточенным элементом системы защиты КИ и обеспечить совпадение их полей затруднительно, приходится вводить дополнительный энергетический запас для сигнала защиты КИ, что ведет к снижению эколого-эргономическую безопасности ПЗП по электромагнитному фактору для персонала и пользователей КИ.
Другие недостатки способа-прототипа обусловлены тем, что для эффективной защиты КИ сигнал, используемый в роли шумовой заградительной помехи, должен быть достаточно большим по энергетическому уровню, что требует дополнительных затрат на функционирование системы защиты КИ, а если он формируется при помощи низкоэнергетических сигналов специального вида, выступающих в роли прицельных имитирующих помех, то это требует соответствия их информативных признаков признакам КИ-сигнала, что отрицательно влияет как на стоимость, так и на универсальность системы защиты КИ.
С целью устранения указанных недостатков предлагается также в непосредственной близости от заземленной и защищенной при помощи иных устройств, имеющихся в ПЗП, КИ-аппаратуры 1 (см. Фиг. 2), расположить металлизированную пластину 5 и подключить между ней и заземленным корпусом КИ-аппаратуры реактансную электронную схему 6, управляемую от генератора стохастического электрического сигнала 7 (см. Фиг. 4).
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
1
2
3
4
К заземленному корпусу КИ-аппаратуры 1, с одной стороны, и металлизированной пластиной 5, с другой стороны, подключается реактансная электронная схема 6, на которую воздействует генератор стохастического электрического сигнала 7, как это показывает Фиг. 2. Трехточечную потенциометрическую схему автогенератора, сигнал которого обеспечивает утечку КИ вне полосы частот, где работает система защиты КИ, в упрощенном виде согласно [8, рис. 16-33, с. 698] и [9, рис. 4-03; рис. 4-04, с. 144] демонстрирует Фиг. 3: в нее входят активный транзисторный элемент Тр и элементы трехточечной схемы в виде контуров с реактивными сопротивлениями Х ; Х, а также внешний контур с эквивалентным реактивным сопротивлением Х, который образуют СА: КИ-аппаратура, в том числе источник опасного КИ-сигнала, средства защиты КИ, размещенные в ПЗП, вспомогательное оборудование, компоненты интерьера и другие конструктивные элементы ПЗП. Элементы 5-7 вводят в состав внешнего контура автогенератора реактивное сопротивление Х (см. Фиг. 4), которое является изменяющейся во времени случайной величиной.
4
3
1
2
3
1
2
Из уровня техники известны варианты реализации реактансной схемы 6, управляемой внешним электрическим сигналом, которые обеспечивают значения реактивного сопротивления Х как индуктивного, так и емкостного характера [10; 11, с. 246]. При индуктивном сопротивлении внешнего контура Х > 0 условие баланса фаз требует Х > 0; Х < 0, то есть автогенератор представляет собой индуктивную трехточку. При емкостном сопротивлении внешнего контура Х < 0 аналогичным образом Х < 0; Х > 0 и автогенератор является емкостной трехточкой. Условие баланса амплитуд представляет собой , где  – критическое значение коэффициента обратной связи, необходимой для самовозбуждения автогенератора [8, с. 699].
1-3
1
2
4
Круговая рабочая частота автогенератора  определяется схемой его реализации и значениями параметров Х. Для емкостной трехточки, например, , где и  – резонансные частоты, соответственно, контуров с сопротивлениями Х и Х [8, с. 724]. Введение в состав внешнего контура стохастического реактивного сопротивления Х делает  случайной величиной и либо нарушает баланс фаз вообще, то есть срывает генерацию, либо изменяет частоту, на которой может иметь место утечка КИ, непредсказуемым образом. В обоих этих случаях перехват КИ становится невозможным. Управляющий реактансной схемой 6 генератор стохастического электрического сигнала 7 (см. Фиг. 2 и Фиг. 4) является маломощным и не представляет опасности для персонала и пользователей КИ в эколого-эргономическом плане.
Предлагаемый способ универсален и прост, он удобен для реализации и автоматизации, позволяет повысить эффективность защиты КИ от утечки через СА в реальных условиях.
ЛИТЕРАТУРА
1. Маслов О.Н. Теория случайных антенн: первые 10 лет развития и применения // Антенны. №9 (241), 2017. – С. 37-59.
2. Маслов О.Н. Применение метода статистического имитационного моделирования для исследования случайных антенн и проектирования систем активной защиты информации // Успехи современной радиоэлектроники. №6, 2011. С. 42-55.
3. Бузов Г.А., Калинин С.В., Кондратьев А.В. Защита от утечки информации по техническим каналам. М.: Горячая линия – Телеком, 2005. – 416 с.
4. Петраков А.В., Лагутин В.С. Утечка и защита информации в телефонных каналах. М.: Энергоатомиздат, 1997. – 304 с.
5. Маслов О.Н. Принципы моделирования систем защиты информации от утечки через случайные антенны // Специальная техника. №6, 2016. – С. 45-55.
6. Маслов О.Н. Защита распределенной случайной антенны от утечки информации по каналу ВЧ-навязывания // Специальная техника. №2, 2017. – С. 38-48.
7. Маслов О.Н., Шашенков В.Ф. Низкоэнергетическая защита случайных антенн: концепция и принципы реализации. // Защита информации. Инсайд. №1, 2016. – С. 10-14.
8. Зернов Н.В., Карпов В.Г. Теория радиотехнических цепей. Л.: Энергия, 1972. – 816 с.
9. Шварц С. Полупроводниковые схемы. Пер. с англ. М.: ИИЛ, 1962. – 440 с.
10. Управляемое реактивное сопротивление // Федотов И.М., Просецкий А.И., Жаркой Т.Н. Авт. св. СССР SU 190469 А от 1983.04.04, опубл. 1985.11.07, бюл. №35.
11. Мэндл М. 200 избранных схем электроники. Пер. с англ. М.: Мир, 1985. – 350 с.
12. Способ информационной защиты распределенной случайной антенны // Алышев Ю.В., Маслов О.Н., Шашенков В.Ф. Патент RU 2470465 от 2010.20.12., опубл. 2012.20.12., бюл. №35.