THE MODULE-RETRANSMITTER FOR INFORMATION PROTECTION OF RANDOM ANTENNA

Abstract


The paper presents the simulation results of the characteristics of module-retransmitter (MR) of signal, containing confidential information for commercial purposes. The MR is a source of intentional imitating jamming in the active protection system of confidential information from its leaking through random antennas.

Full Text

Введение. Принципы проектирования систем активной защиты (САЗ) конфиденциальной информации (КИ) коммерческого назначения от утечки во внешнюю среду через случайные антенны (СА) различного вида (далее для краткости САЗ СА) рассмотрены в [1-2]. В [3-4] показано, что наиболее предпочтительным является применение в САЗ СА низкоэнергетических имитирующих помех (ИП), отличающихся от КИ-сигнала лишь отсутствием подлежащего защите контента (информационного содержания). Важное самостоятельное значение имеет защита КИ от утечки через апертурные СА различной конфигурации [5-7]. Предложенные технические решения [8-10 и др.] для реализации разных вариантов САЗ СА нуждаются в конструкторской проработке, макетировании и экспериментальной проверке. В условиях вуза эффективным способом апробирования и внедрения научных результатов в сферу информационной безопасности является подготовка инновационных по содержанию лабораторно-практических занятий с будущими бакалаврами и магистрами телекоммуникаций. С одной стороны, это придает конкретику и практический смысл проводимым теоретическим исследованиям, с другой стороны, связано с необходи мостью наглядной и убедительной демонстрации работы САЗ СА при достаточно скромных возможностях имеющихся инструментально-измерительных средств. Выходом из ситуации может быть разработка нового оборудования, адаптированного к условиям эксплуатации в учебно-исследовательской лаборатории вуза. Цель статьи - анализ результатов разработки, реализации и испытания одного из ключевых компонентов низкоэнергетической САЗ - модуля-ретранслятора (МР) со встроенным нелинейным элементом (НЭ) [1; 3] для генерации имитирующей помехи (ИП) с пониженным уровнем мощности, предназначенного для защиты компьютерных систем и сетей от утечки КИ через СА в окружающую среду, используемого в учебном процессе. Эффективность МР, размещенного в открытом пространстве Рассмотрим случай, когда МР возбуждается сосредоточенным источником КИ-сигнала, удаленным от него в свободном пространстве на расстояние Геометрию решаемой задачи иллюстрирует рис. 1: источник КИ-сигнала расположен в точке О; МР, показанный утолщенной линией - в точке R; точка наблюдения М удалена от МР на расстояние г2. Расстояние ОМ от источника КИ-сигнала до точки наблюдения равно гп = Jrf+2 rx r2 COS в2 + г2 , где угол 02 показан на рис. 1. Плотность потока мощности (ППМ) КИ-сигнала, воздействующего на МР, равняется ПС1 = Рс Gc /4лг*, где Рс и Gc -подводимая мощность и коэффициент усиления антенны источника КИ-сигнала. В точке приема М, удаленной от источника КИ-сигнала на расстояние Г12> аналогичным образом имеет место ПС2 = Pc Gc ! ^ л г\2- «Инфокоммуникационные технологии» Том 12, № 3, 2014 Маслов О.Н. 77 Вычислим значения ППМ для ИП Пп7 и п 2 отношения «помеха/сигнал»: коэффициента превышения Хпс=Пп2ІПС2 [1-2] в точке М. Для этого запишем мощность КИ-сигнала, принятого МР, через его эффективную площадь S3<p как Рсх = PIqx S30 = ПСі SvAT)A, где У А И П А - соответственно, геометрическая площадь; коэффициент использования поверхности и коэффициент полезного действия МР для КИ-сигнала. Будем считать, что мощность ИП En і = Ра Ецм = Пс і Е УА Т)А Кш , где Кш - коэффициент передачи МР от приемного входа к передающему выходу с учетом преобразования КИ-сигнала в ИП путем его модуляции, усиления и других необходимых операций. Тогда уровень ППМ для ИП в точке М будет равен Пп 2 = Рп! Gjj / Апг2 = = ПСХ S VА TJA КИМ Gjj / Ап г2 , где Gjj =AnSvArjAIX2 - коэффициент усиления антенны МР для помехи, соответствующей КИ-сигналу с длиной волны X. введем относительный коэффициент yr =f\/r2, после чего перепишем (1) как Xnc=S2 vWäK^FJt2 X2, (2) где Fr =1 + 2 yr cos вj + у2. Расчетные значения множителя Fr (Г/, 02), в децибелах, для в2 [0; ±90°] представлены на рис. 2 в трехмерном изображении: здесь наглядно видно, что вблизи одиночного МР имеет место пространственно-угловая неоднородность важнейшего параметра САЗ СА : коэффициента превышения ХПС = Пп2 ! Е1С1, существенно возрастающая с ростом расстояния г2 - то есть по мере удаления от МР. Это говорит о том, что одиночный МР не способен обеспечивать эффективную защиту КИ в значительной пространственно-частотной области и САЗ СА, по-видимому, целесообразно строить на основе совокупности разнесенных в пространстве и по-разному ориентированных МР. Отметим, что выполненный по упрощенной методике анализ эффективности одиночного МР и формулы (1)-(2) полностью отвечают требованиям идеологии моделирования СА и САЗ [1-2] в отношении «прозрачности и понятности» получаемых с его помощью практических выводов. Рис. 1. Расположение источника КИ-сигнала, МР и точки приема М в системе сферических координат С учетом этого получим FIjj2 = Pc Gc S vA ijA Кш / 4ттгх r2 X и в итоге Хпс ~ = s! vWa Kmtf +Ц ггаяв2+гІ)ІгрІ Л!.(1) Для оценки пространственной неравномерности Хпс вблизи МР зафиксируем расстояние Г\ и рк(Уг',9г) Рис. 2. Значения множителя FR (у ; д2 ), дБ для одиночного МР, размещенного в свободном пространстве Эффективность МР, размещенного в излучающем отверстии Рассмотрим теперь ситуацию, условно показанную на рис. 3, когда МР размещен в отверстии (типа окна или другой апертуры утечки «Инфокоммуникационные технологии» Том 12, № 3, 2014 78 Маслов О.Н. КИ) в ограждающей конструкции, через которое КИ-сигнал, ослабленный в Кс раз, проходит в окружающую среду одновременно с ИП. Под ограждающей конструкцией в данном случае понимаются стены, потолок и пол подлежащего защите помещения, внутри которого источник КИ-сигнала размещен в объеме V; расположенный в отверстии МР показан на рис. 3 точечной линией. Так как КИ-сигнал на пути гп ослабляется в Кс раз, ППМ для него здесь имеет вид ПС2 =PcGc/4tt г* Кс , поэтому Xnc=S2 (3) Рис. 3. Возбуждение МР, размещенного в отверстии ограждающей конструкции, источником КИ-сигнала, распределенным в объеме V Обозначим напряженности электрического и магнитного поля, которые источник КИ-сигна-ла создает вблизи отверстия ограждающей кон -струкции, соответственно, как Ехс и Нхс. Тогда результатом воздействия Е1С и Нхс на МР является ЭДС на его входе Э1С = 1^ Е1С + Н1С, где 1ДЭ ; 1т - действующая длина входной приемной антенны МР, соответственно, по Ехс и Н1С. С учетом того, что коэффициент передачи МР Kjjh по-прежнему учитывает все аспекты преобразования КИ-сигнала в ИП, ЭДС помехи на выходе МР будет равна Э2П = (1дЭ Ехс + 1щ Н1С)КШ, а соответствующие ей уровни напряженности поля Е2П и Н2П : ^2П ~ (1дэ Е\с + 1дм Н\с)Ким11 дЭ г2 ; Е2П = (1дэ Е\с + ІДМ Н1С)Кш/1дм 1*2 > (4) если точка М на рис. 3, удаленная от МР на расстояние г2, находится в зоне Фраунгофера. В соответствии с принципом Гюйгенса-Кирхгофа будем считать, что помимо МР в отверстии размещен источник КИ-сигнала, создающий в точке приема М уровни напряженности поля Е2С = Е1С КСЕ 1Г2 , Н,„ = Нлг Кгн/Г, , тогда Хпс 2С - ■‘■‘1C -"-Cff ' '2 > (1дэ Е\ С + ІДМ Н1С ) К им 1 F К 1 ДЭ ^1С СЕ Хпс (!дэ Е\ С + I ДМ Н1С ) Е Iдм Нхс Ксн (5) им где коэффициенты ослабления, соответственно, будут равны КСЕ = Е2С0 / Е1С и КСЕ = Н2со ! Нхс, а нижние индексы «0» соответствуют уровням напряженности электрического и магнитного поля в непосредственной близости позади МР. Введем обозначение Zc=Elc!Hxc и получим в итоге г Хпс = Хпс = 1 + I дм ДЭ \ к им кг 1 + 1дэ I дм к (6) им Кг Из (5)-(6) видно, что в данном случае оба коэффициента превышения не зависят от координат r2 и 02 точки М - поэтому эффективность САЗ СА будет одинаковой для всей области пространства, находящейся вне конструкции ограждающей подлежащее защите помещение. Оценка параметров МР, определяющих эффективность Саз СА Анализ (1)-(2) показывает, что эффективность САЗ СА при расположении МР в открытом пространстве зависит от двух его конструктивных параметров: S30 /Xі и Кш, поскольку отношение rx IX задано расположением источника КИ-сигнала, а другие параметры МР мало влияют на коэффициент превышения %пс . Аналогичным образом при расположении МР в излучающем отверстии, согласно (5)-(6), эффективность САЗ СА зависит от Ким и Кс, поскольку Zc определяется условиями внешнего возбуждения МР и наилучшим вариантом однозначно является 1дэ= Iдм • Все эти выводы, во-первых, хорошо «Инфокоммуникационные технологии» Том 12, № 3, 2014 Маслов О.Н. 79 соответствуют физическим соображениям, что подтверждает правомерность и «прозрачность» упрощенных электродинамических моделей, принятых за основу при моделировании МР. Во-вторых, они позволяют определить типовые варианты реализации и пути дальнейшего повышения эффективности САЗ СА. В-третьих, с их помощью можно дать оценку числовых параметров важнейших конструктивных параметров МР: КИм ! Кс и S30 - S vArjA 9 входящих в (1)-(2) и (5)-(6). В первом случае воспользуемся формулами для пП2 и Пс 2 при г\ >> г2, откуда получим А 2 / П£ 2 ^эф ^им ^ ^2 ^ ■ Пока зания измерительного прибора в точке М при наличии и отсутствии в точке R работающего МР (см. рис. 1) обозначим, соответственно, Wn 2 = Пп 2 + Пс 2 И WC2- Пс 2 . Тогда с учетом обозначения W2 = Wn 2 / Wc 2 получаем кш= (W2-ï)r22X2/S230. Аналогичным образом показания измерительного прибора в точке М при наличии в точке R неработающего МР (в отсутствие сигнала накачки) обозначим как Wcp = ПС2 +ПСР, где Пср - уровень КИ-сигнала, переизлученного МР; ПС2 - по-прежнему уровень КИ-сигнала, проходящего в точку М в отсутствие или помимо МР, - см. рис. 1. Полагая, что при К^ = 1, имеет место Пср = Псх S30 I r2 X , а также с учетом Пс j « ПС2 при Г\ >> г2, получаем Wp = Wcp / WC2 « 1 + (S230 /r2 Xі ), откуда следует S30 = r2 X2 (Wp - 1), и в итоге W -1 ікш = jp-j-, S„=r2ÄjWP-l. (7) Таким образом, для определения параметра Ким необходима оценка отношения уровней сигналов ^2= Wn2IWc 2, соответствующих показаниям прибора при измерении в точке М уровня ИП при нормально работающем МР и уровня КИ-сигнала при отсутствии МР, а для определения параметра S30 - оценка отношения уровней КИ-сигналов Wp = WCPIWC2, соответствующих показаниям прибора при измерении в точке М уровней КИ-сигнала, соответственно, при наличии в точке R неработающего МР (в отсутствие сигнала накачки) и при отсутствии МР в точке R . Во втором случае необходимый дополнительный параметр Кс, аналогичным образом и в обозначениях (5)-(6), может быть найден по отношению уровней КИ-сигнала, соответствующих напряженностям электрического и магнитного поля в непосредственной близости перед МР и позади него. Разработка методики оценки (теоретической и экспериментальной) параметров МР, определяющих эффективность САЗ СА, представляет в настоящее время существенно важную самостоятельную задачу. Результаты макетирования МР Макет МР, предназначенный для проведения лабораторных исследований, был выполнен в двух базовых вариантах. Первый вариант представляет собой крестообразный вибраторный переизлучатель из медных ленточных проводников, в схематичном виде показанный на рис. 4. К центральным точкам переизлучателя подключен активный нелинейный четырехполюсник, реализующий преобразование КИ-сигнала в ИП согласно [3]. Указанный четырехполюсник, ко -торый сочетает функции НЭ и миниатюрного усилителя-модулятора, был реализован также в двух вариантах: на полевых транзисторах и на микросхеме AD8343 (транзисторный усилитель-модулятор в увеличенном виде показан на рис. 5). Рис. 4. Схема крестообразного вибраторного переизлучателя при первом базовом варианте реализации МР Общие геометрические размеры МР 320x320 мм2 определялись размерами переизлу-чателя на рис. 4. Электропитание транзисторного МР осуществлялось от постоянного источника +8 В, МР на микросхеме - от источника +5 В. Сигнал накачки на МР подавался по коаксиальному кабелю диаметром 2 мм, который виден в правом нижнем углу рис. 5. При проведении измерений необходимо учитывать, что в неэкранированном учебном помещении негативный «вклад» в погрешность получаемых «Инфокоммуникационные технологии» Том 12, № 3, 2014 80 Маслов О.Н. результатов вносит посторонний электромагнитный фон - поэтому анализ эффективности МР в режиме «малого сигнала» нецелесообразен и согласно [7] следует ограничиться изучением работы МР в режиме «большого сигнала». Рис. 5. Внешний вид транзисторного усилителя-модулятора МР Во втором базовом варианте переизлучатель МР представлял собой сварную решетку из стальных прутков диаметром 6 мм с размерами прямоугольных ячеек порядка 100*100 мм2 (8 ячеек по горизонтали - общий размер решетки 870 мм; 9 ячеек по вертикали - общий размер 940 мм). Уси -литель-модулятор на микросхеме AD8343 был установлен в центре излучающей решетки, как это показано на рис. 6. Ж Рис. 6. Способ крепления усилителя-модулятора на микросхеме AD8343 к излучающей решетке при втором базовом варианте реализации МР Следует отметить конструктивную возможность перекомбинирования элементов МР: усилитель-модулятор на микросхеме AD8343 можно использовать с крестообразным переизлучателем на рис. 4, а к решетке можно подключить транзисторный усилитель-модулятор, показанный на рис. 5. Результаты экспериментального исследования макета МР, размещенного в открытом пространстве В соответствии с [1-3] методика исследования МР имеет в виду анализ влияния динамики КИ-сигнала и сигнала накачки на число и уровни интермодуляционных (ИМ) составляющих с частотами Fmn = m FC ± n F которые формируются НЭ в составе МР, где нижние индексы «С» и «Н» соответствуют КИ-сигналу и сигналу накачки, а порядок ИМ составляющих m + n далее обозначается прямыми римскими цифрами в нижнем индексе Pmn по аналогии с [2]. Схему экспериментальной установки для определения параметров макета МР иллюстрирует рис. 7. В роли тестовых КИ-сигналов, удаленных от МР на расстояние r1 >> r2 , здесь выступали сигналы от близкорасположенных базовых станций сети сотовой связи стандартов CDMA-450; GSM-900; GSM-1800 и UMTS-2100. В качестве источника сигнала накачки ГН использовались генератор Г4-143 и генератор шума ГШ-100М, удаленные от МР на расстояние порядка 0,5 м; напряжение Uн (t) сигнала накачки подавалось на МР через коаксиальный кабель (см. рис. 5). Рис. 7. Схема установки для определения параметров макета МР (первый базовый вариант) Принцип действия МР соответствует [1; 3], конструктивное решение - [8-10]. Предполагалось, что технические средства перехвата (ТСП) КИ-сигнала находятся в точке М на расстоянии r2 от МР - где в лабораторных условиях распо- «Инфокоммуникационные технологии» Том 12, № 3, 2014 Маслов О.Н. 81 ІПННІ ЧН1МІ 1ІШІІШІІІЯ I ||Й||||||ВЦ|у 1.5 GHz Span: а) б) в) Рис. 8. Спектрограммы КИ-сигналов на входе ТСП при накачке с частотой 25 МГц: а) фон при UH= 0; б) UH = 0,5 МАХ; в) UH = MAX Ref: 0.0 dBm мі: RBU: LN 1 MHz М2: 0 Ref: 0 RBU: LN 0 dBm Ml: 1 MHz М2: 936 MHz/ 420 MHz/ -31.4 dBm -60.7 dBm -10 -20 -30 - : r-- -40 -50 I -60 1 -70 j ЛІ іДуу, Jt 4M“ V. -во Center: 15 GHz Span: 3 GHz Ref: 0 0 dBm Ml: 936 MHz/ -30.7 dBm RBU: LN 1 MHz М2: 420 MHz/ -66.4 dBm 0 -10 -20 I -30 f- -40 f - -50 nr - -60 II ill J І -70 L l iSL mv>\ IB* чиД -80 уг'І/ f ' W (уР* Center: 15 GHz Span: 3 GHz а) б) в) Рис. 9. Спектрограммы КИ-сигналов на входе ТСП при накачке с частотой 100 МГц: а) фон при UH=0; б) UH= 0,5 МАХ; в) UH = МАХ 1.5 GHz Span: 1.5 GHz Span: а) б) в) Рис. 10. Спектрограммы КИ-сигналов на входе ТСП при накачке с частотой 300 МГц: а) фон при UH = Q\ б) UH= 0,5 МАХ; в) UH = МАХ -10 Ref: -10.0 dBm Ml: RBU: LN 1 MHz М2: 936 MHz/ 420 MHz / -32.1 -70.0 dBm dBm -20 - -30 ' Г - -40 -50 r - -60 j-f--- v{ - -70 -80 I і гґ Lryv Wrrl^p ¥4 і* 'тп Vtt - -90 Center: 15 GHz Span; 3 GHz - -10 Ref: -10.0 RBU: LN 1 dBm M1 : MHz М2: 936 MHz/ 420 MHz/ -31.3 dBm -34.2 dBm -20 -30 • L- -40 -50 ih \T l -60 t Iі- r\r- -70 JL _ -ч'Н, w'L -80 -90 Center: 15 GHz Span: 3 GHz а) б) в) Рис. 11. Спектрограммы КИ-сигналов на входе ТСП при накачке от ГШ-1000М: а) фон при UH=0;6)Un = 0; UH = МАХ; в) U„ = +8 В; U„ = MAX «Инфокоммуникационные технологии» Том 12, № 3, 2014 82 Маслов О.Н. лагался панорамный анализатор FS300 производства Rodhe&Schwarz с активной измерительной антенной АИ5-0. Отметим, что, согласно рис. 1, КИ-сигнал в точку М здесь попадает двумя путями: помимо МР и через МР, как это условно показано стрелками на рис. 7. В соответствии с изложенным это наиболее трудный случай (с точки зрения обеспечения требуемой эффективности защиты КИ) реализации САЗ СА. Экспериментальные спектрограммы сигналов на входе ТСП, полученные в лабораторных условиях с помощью панорамного анализатора FS300 с антенной АИ5-0, представлены на рис. 8-11. Частота гармонического сигнала накачки составляет 25 МГц (рис. 8); 100 МГц (рис. 9) и 300 МГц (рис. 10) при двух уровнях напряжения UH{t) -соответствующих половинной и максимальной мощности ГН. Спектрограммы на рис. 8-10 демонстрируют эффект стохастической АМ, приводящий к появлению интермодуляционных (ИМ) составляющих тестового КИ-сигнала, смещенных относительно несущих частот на частоту сигнала накачки: особенно наглядно это видно на рис. 10б и рис. 10в, где указанные спектральные ком -поненты идут друг за другом со сдвигом на 300 МГц. При этом увеличение уровня сигнала накачки МО существенно повышает «вес» указанных ИМ составляющих в суммарном частотном спектре наблюдаемых сигналов. Замена генератора Г4-143 на генератор шума ГШ-100М в качестве ГН (см. рис. 7) соответствует тенденции разрушения спектра КИ-сигнала, обусловленной снижением частоты накачки (см., с одной стороны, графики рис. 8в-10в, с другой стороны, спектрограммы на рис. 11 (как при включенном электропитании МР (JJп = +8 В), так и при выключенном (Uп - 0). Это подтверждает физическую сущность наблюдаемых явлений, которая не изменяется при использовании вместо тестовых КИ-сигналов и сигнала накачки их реальных аналогов [1]. Диапазонные свойства МР (первый базовый вариант) Количественная оценка влияния динамического диапазона КИ-сигнала на уровни составляющих F^n = mFc ± nFH, формируемых МР (см. данные таблицы 1), производилась для тестовых сигналов с частотами Fc = 400 МГц и FH = 95 МГц (порядок ИМ составляющих m + n обозначен римскими цифрами). Составляющим II порядка (m = 1; n = 1) здесь соответствуют частоты 305 и 495 МГц; IV порядка (m = 1; n = 3) - частоты 115 и 685 МГц, а также (m = 2; n = 2) - частота 990 МГц; V порядка (m = 1; n = 4) - частота 20 МГц; VI порядка (m = 1; n = 5) - частота 875 МГц и т.д. Уровни КИ-сигнала Рс и ИМ составляющих ^n-vn на выходе антенны АИ5-0 (см. рис. 7) приведены в дБмВт - в последнем случае в виде дробей, где в числителе - уровни ИМ составляющих для пассивного варианта реализации МР (U/7=0), в знаменателе - для активного МР (U п = +8 В). Данные таблицы 1 показывают, во-первых, что МР на крестообразном переизлучателе сохраняет свои ИМ преобразовательные свойства на частотах 20 ... 990 МГц в динамическом диапазоне уровней КИ-сигнала, превышающем 35 дБ. Во-вторых, что переход от пассивного варианта реализации МР к активному на указан Таблица 1. Уровни тестового КИ-сигнала Рс и соответствующие им уровни ИМ составляющих на выходе антенны АИ5-0, дБмВт Рс Ру, PIV> Pi ь Ра, Рту, Ру1, Рту, 400 МГц 20 МГц 115 МГц 305 МГц 495 МГц 685 МГц 875 МГц 990 МГц -21,0 -71,0 -79,5 -73,6 -75,2 -71,6 -77,1 -88,5 -59,0 -68,2 -65,3 -58,3 -55,9 -64,1 -82,6 -33,5 -84,7 -91,0 -95,2 -85,9 -85,3 -92,6 - -73,1 -84,2 -82,6 -74,2 -70,6 -82,2 - -45,9 - -106,0 -100,0 -100,0 -96,5 -108,0 - -85,8 -94,9 -96,7 -92,8 -88,1 -97,7 - -56,4 -106,0 -107,0 -105,0 - 95,0 106.0 -102,0 -95,9 -95,0 105.0 - «Инфокоммуникационные технологии» Том 12, № 3, 2014 Маслов О.Н. 83 Таблица 2. Приращения уровней ИМ составляющих на выходе антенны АИ5-0 в зависимости от приращения уровня тестового КИ-сигнала АРС, дБмВт АРс Pv, Ртч, Pi ь Рт Piv, Pv1> 20 МГц 115 МГц 305 МГц 495 МГц 685 МГц 875 МГц -12,5 -13,7 -11,5 -11,6 -10,7 -13,7 -15,5 -14,1 -16,0 -17,3 -15,9 -14,7 -18,1 -24,9 -21,0 -26,5 -26,4 -24,8 -24,9 -30,9 -26,8 -26,7 -31,4 -34,5 -32,2 -33,7 -35,4 -32,4 -31,8 -33,4 36,0 37,8 -36,7 -37,6 -39,1 10,9 AFИМ +12,0 +11,3 +8,3 +16,9 +15,7 +13,0 Таблица 3. Уровни тестового сигнала Рл, дБмВт на выходе антенны АИ5-0 Тип монитора ЭВМ AF, МГц Рл ЭЛТ 100.. Л 024 -70...-96,5 ЖК с люминесцентной подсветкой 0,2... 1080 -45...-90,5 Notebook с люминесцентной подсветкой 1,5... 1080 -45...-95 ЖК со светодиодной подсветкой 2...900 -51...-91 ных частотах дает существенный рост уровней ИМ составляющих: на величину от 8,3 дБ до 16,9 дБ (см. нижнюю строку в таблице 2). В-третьих, и это самое главное, переход от значений уровней ИМ составляющих к их относительным приращениям, обусловленным изменением уровня тестового КИ-сигнала (см. данные таблицы 2), позволяет подтвердить правомерность использования теоретической модели МР [3] в интересах проектирования САЗ СА. Из таблицы 2 видно, что для всех измеренных ИМ составляющих, вне зависимости от варианта реализации МР (как при наличии, так и при отсутствии Ujj), уменьшение уровня ДРС приводит практически к такому же снижению уровней ИМ составляющих, формируемых МР как в режиме «больших» КИ- сигналов ( А Рс > -10 дБмВт), так и в режиме «малых» КИ-сигналов, близким к реальным аналогам ( А Рс < -30 дБмВт). Это происходит потому, что все ИМ составляющие II-VI порядка, ко -торые фигурируют в таблице 2, соответствуют m = 1, и в рамках модели [3] здесь имеет место А Рс кРш , так как параметры сигнала накачки UH(t) и другие факторы, воздействующие на МР, при проведении эксперимента поддерживаются (по возможности) постоянными. Результаты экспериментального исследования МР на излучающей решетке Минимальный регистрируемый уровень поля КИ-сигнала, «видимый» на анализаторе спектра FS300 (см. рис. 7), составляет -110 дБмВт, что соизмеримо с уровнями реальных КИ-сигналов. На стандартном расстоянии 1 м, например, с помощью FS300 и антенны АИ5-0 удается зафиксировать тестовые КИ-сигна-лы от ЭВМ с мониторами разного типа, представленные в таблице 3 (указаны значения полосы частот AF, МГц и уровни сигналов на выходе антенны АИ5-0 РА, дБмВт, четко регистрируемые FS300). Макет МР при втором базовом варианте его реализации отличается от схемы САЗ СА, показанной на рис. 3, так как ограждающая конструкция здесь отсутствует. Поэтому в данном случае можно говорить лишь о замене в учебных целях крестообразного вибраторного излучателя фрагментом этой конструкции, который представляет собой типичную СА. В таблице 4 представлены уровни ИМ составляющих, полученные для МР на микро-схеме AD8343 при UH = 10 мВ; Рс = -25 дБмВт; Un=0 (в числителе) и +5 В (в знаменателе), аналогичные приведенным в «Инфокоммуникационные технологии» Том 12, № 3, 2014 84 Маслов О.Н. таблице 1 - отмеченные звездочками данные соответствуют МР на излучающей решетке, остальные - МР на крестообразном переизлучателе. В таблице 5 приведены данные только для МР на излучающей решетке, которые соответствуют существенно большим уровням накачки: UH = 100 и 200 мВ. Из сравнения данных таблиц 4-5 видно, что переизлу-чающая способность у МР на СА в виде фрагмента прямоугольной решетки существенно меньше, чем у МР на обычной антенне. Однако ее вполне достаточно для подтверждения эффекта преобразования КИ сигнала в ИП согласно [3] в учебных целях. Заключение При размещении одиночного МР, который используется в качестве источника ИП, в свободном пространстве его ожидаемая эффективность невелика - поэтому в реальных условиях целесообразно строить САЗ СА на основе совокупности разнесенных в пространстве и по-разному ориентированных МР. При размещении МР в отверстии ограждающей конструкции его эффективность существенно возрастает, и для обеспечения требуемой эффективности САЗ СА может оказаться достаточно минимального числа МР. Результаты экспериментальных измерений показывают, что физическая модель в виде макета МР, выполненная в двух вариантах, соответствует теоретической модели [3] и может быть принята за основу при изучении принципов работы САЗ СА в режиме «большого сигнала». Исследование особенностей работы САЗ СА в более реалистичном режиме «малого сигнала» выходит за рамки курса изучения технических средств обеспечения безопасности КИ коммерческого назначения. Эти вопросы уместнее рассматривать в цикле дисциплин, связанных с проверкой оборудования, обследованием подлежащих защите помещений и исследованием возможности формирования каналов утечки КИ в реальных условиях [1; 5] с использованием соответствующих методик и инструментальноизмерительного оборудования. Автор выражает признательность Рябушкину А.В. за неоценимую помощь при разработке и экспериментальном исследовании вариантов реализации САЗ СА. Таблица 4. Уровни ИМ составляющих на выходе антенны АИ5-0, дБмВт для МР на микросхеме AD8343 при Uи = 0 и +5 В; UH= 10 мВ; Рс = -25 дБмВт на крестообразном излучателе и излучающей решетке Ру, 20 МГц Рту, 115 МГц Ртт, 305 МГц Ртт, 495 МГц Pm, 210 МГц Pm, 590 МГц Рту, 685 МГц Рут, 875 МГц Рту, 990 МГц Рту, 1295 МГц -100 -95 -90 -105 -105 -95 -95 -83 - -78 71 -54 -54 -103 -103 -48,5 -67 -79 -72,5 Таблица 5. Уровни ИМ составляющих на выходе антенны АИ5-0, дБмВт для МР на микросхеме AD8343 при Un = 0 и +5 В; С/я = 100 и 200 мВ; Рс = -25 дБмВт на излучающей решетке и„, Ру, Рту, Рту, Руп> Рш> Pi і, Рул, Pi I, Ртт, Ру, Ли, мВ 20 75 115 170 210 305 325 420 495 515 590 МГц МГц МГц МГц МГц МГц МГц МГц МГц МГц МГц 100 - - - - -103 -104 - 94 -97 -93 -91 -80 -74 96 -67 -90 72 200 -99 - -100 - -90 - 11)4 -94 -105 -100 -94 -95 -93 94 - -81 -100 -100 -85 -100 -84 Таблица 5 (продолжение) Uh, мВ Рту, 610 МГц Лп, 705 МГц Рутт, 820 МГц Рут, 875 МГц Pm, 895 МГц Рут, 915 МГц Ру, 1010 МГц Рту, 1105 МГц Ру, 1390 МГц Рут, 1485 МГц 100 - -105 - - - - - -82 -83 -93 -83 101 -93 -83 -89 90 92 200 -102 -104 _ _ -97 _ -105 -100 _ _ -92 -98 - - -95 - -104 -95 - - «Инфокоммуникационные технологии» Том 12, № 3, 2014

About the authors

O. N Maslov

Email: maslov@psati.ru

References

  1. Маслов О.Н. Случайные антенны: теория и практика. Самара: Изд-во ПГУТИ-ОФОРТ, 2013. - 480 с.
  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. Маслов О.Н. Низкоэнергетическая информационная защита случайных антенн // Электросвязь. №1, 2014. - С. 32-38.
  4. Маслов О.Н., Щербакова Т.А. Комплексное моделирование систем активной защиты информации // Защита информации. Ин сайд. №6, 2013. - С. 34-39.
  5. Методы комплексного контроля безопасности информации на объектах телекоммуникационных систем органов государственного управления. М.: Изд. УДП РФ, 2009. - 368 с.
  6. Маслов О.Н., Раков А.С., Силкин А.А. Статистические характеристики поля решетки апер турных случайных антенн // Радиотехника и электроника. Т.58. №11, 2013. - С. 1093.
  7. Maslov O.N., Rakov A.S., Silkin A.A. Statistical Simulation of Random Antennas like Development of the Statistical Theory Antennas // Proceedings of the IX In-ternational Conference on Antenna Theory and Techniques ICATT’13. -IEEE Ukraine, September 16-20, 2013, Odessa. - P. 53-58.
  8. Способ информационной защиты случайной антенны / Алышев Ю.В., Маслов О.Н., Раков А.С., Шашенков В.Ф. Патент RU 2474966 от 30.11.2011, опубл. 10.02.2013, бюлл. №4.
  9. Способ определения параметров случайной антенны / Алышев Ю.В., Маслов О.Н., Рябушкин А.В. Патент RU 2374655 от 10.01.2008, опубл. 27.11. 2009, бюлл. №33.
  10. Способ оценки эффективности случайной антенны / Алышев Ю.В., Маслов О.Н., Рябушкин А.В. Патент RU 2372623 от 03.03.2008, опубл.10.11. 2009, бюлл. №31.

Statistics

Views

Abstract - 14

PDF (Russian) - 4

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

Copyright (c) 2014 Maslov O.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies