Источник: журнал "Специальная Техника" №2 2010 год
1. Общая характеристика технических каналов утечки информации, обрабатываемой средствами вычислительной техники
Современный этап развития общества характеризуется возрастающей ролью информационной сферы, представляющей собой совокупность информации, информационной инфраструктуры, субъектов, осуществляющих сбор, формирование, распространение и использование информации.
Под информацией обычно понимаются сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления [6].
Информация в зависимости от категории доступа к ней подразделяется на общедоступную информацию, а также на информацию, доступ к которой ограничен федеральными законами (информация ограниченного доступа) [6]. К информации ограниченного доступа относится информация, составляющая государственную тайну, а также сведения конфиденциального характера (персональные данные, сведения, составляющие коммерческую, служебную и иную тайну, и т.д.).
В соответствии с требованиями федеральных законов информация ограниченного доступа подлежит защите. Защита информации осуществляется путём принятия правовых, организационных и технических мер, направленных на предотвращение утечки информации, неправомерного воздействия на информацию (уничтожения, модифицирования (искажения, подмены) информации) и неправомерного блокирования доступа к информации [2].
К одной из основных угроз безопасности информации ограниченного доступа относится утечка информации по техническим каналам, под которой понимается неконтролируемое распространение информативного сигнала от его источника через физическую среду до технического средства, осуществляющего перехват информации [8].
Перехватом информации называется неправомерное получение информации с использованием технического средства, осуществляющего обнаружение, приём и обработку информативных сигналов [8].
В результате перехвата информации возможно неправомерное ознакомление с информацией или неправомерная запись информации на носитель.
Источником информативных сигналов, то есть сигналов, по параметрам которых может быть определена защищаемая информация, являются технические средства, осуществляющие обработку информации. Термин «обработка информации» является обобщённым и подразумевает совокупность операций сбора, накопления, ввода, вывода, приёма, передачи, записи, хранения, регистрации, уничтожения, преобразования и отображения информации [5].
К техническим средствам обработки информации ограниченного доступа (ТСОИ) относятся [7, 9]: технические средства автоматизированных систем управления, электронно-вычислительные машины и их отдельные элементы, в дальнейшем именуемые средствами вычислительной техники (СВТ); средства изготовления и размножения документов; аппаратура звукоусиления, звукозаписи, звуковоспроизведения и синхронного перевода; системы внутреннего телевидения; системы видеозаписи и видеовоспроизведения; системы оперативно-командной связи; системы внутренней автоматической телефонной связи, включая и соединительные линии перечисленного выше оборудования и т.д. Данные технические средства и системы в ряде случаев именуются основными техническими средствами и системами (ОТСС).
Наряду с техническими средствами и системами, обрабатывающими информацию ограниченного доступа, в помещениях, где они установлены, как правило, находятся и другие технические средства и системы, которые в обработке информации ограниченного доступа непосредственно не участвуют. К ним относятся: системы и средства городской автоматической телефонной связи; системы и средства передачи данных в системе радиосвязи; системы и средства охранной и пожарной сигнализации; системы и средства оповещения и сигнализации; контрольно-измерительная аппаратура; системы и средства кондиционирования; системы и средства проводной радиотрансляционной сети и приёма программ радиовещания и телевидения (абонентские громкоговорители, средства радиовещания; телевизоры и радиоприёмники и т.д.); средства электронной оргтехники; системы и средства электрочасофикации и иные технические средства и системы. Такие технические средства и системы называются вспомогательными техническими средствами и системами (ВТСС) [7, 9].
Через помещения, в которых установлены технические средства обработки информации ограниченного доступа, могут проходить провода и кабели, не относящиеся к ТСОИ и ВТСС, а также металлические трубы систем отопления, водоснабжения и другие токопроводящие металлоконструкции, которые называются посторонними проводниками (ПП) [7, 9].
Электропитание ТСОИ и ВТСС осуществляется от распределительных устройств и силовых щитов, которые специальными кабелями соединяются с трансформаторной подстанцией городской электросети.
Все технические средства и системы, питающиеся от электросети, должны быть заземлены. Типовая система заземления включает общий заземлитель, заземляющий кабель, шины и провода, соединяющие заземлитель с техническими средствами.
Ряд соединительных линий ВТСС, посторонних проводников, а также линии электропитания и заземления могут выходить за пределы контролируемой зоны объекта (КЗ), под которой понимается пространство (территория, здание, часть здания), в котором исключено неконтролируемое пребывание посторонних лиц (посетителей, работников различных технических служб, не являющихся сотрудниками организации), а также транспортных средств. Границей контролируемой зоны могут являться периметр охраняемой территории организации, а также ограждающие конструкции охраняемого здания или охраняемой части здания, если оно размещено на неохраняемой территории.
Рис. 1. Схема технического канала утечки информации, обрабатываемого средствами вычислительной техники
Совокупность информационных ресурсов, содержащих сведения ограниченного доступа, технических средств и систем обработки информации ограниченного доступа, вспомогательных технических средств и систем, помещений или объектов (зданий, сооружений), в которых они установлены, составляет защищаемый объект информатизации (ОИ) [2,8].
Защищаемые объекты информатизации должны аттестовываться по требованиям безопасности информации [8].
Помещения, предназначенные для ведения закрытых переговоров, содержащих сведения, отнесённые к государственной тайне, называются выделенными помещениями (ВП), а помещения, предназначенные для ведения конфиденциальных переговоров - защищаемыми помещениями (ЗП).
Выделенные и защищаемые помещения также должны аттестовываться по требованиям безопасности информации [8].
В соответствии с [2, 8] выделенные и защищаемые помещения относятся к защищаемым объектам информатизации. Однако, на мой взгляд, учитывая, что угрозы безопасности информации, способы и средства защиты ВП (ЗП) и ТСОИ существенно отличаются, выделенные (защищаемые) помещения целесообразно исключить из объектов информатизации и выделить в отдельную группу защищаемых объектов.
Для обработки информации ограниченного доступа широко используются различные информационные системы, основу которых составляют средства вычислительной техники (СВТ). Поэтому объекты информатизации, на которых обработка информации осуществляется с использованием СВТ, часто называются «объектами СВТ».
При рассмотрении объекта СВТ, как объекта защиты от утечки информации по техническим каналам, его необходимо рассматривать как объект, включающий: - технические средства и системы, непосредственно обрабатывающие информацию ограниченного доступа, вместе с их соединительными линиями (под соединительными линиями понимают совокупность проводов и кабелей, прокладываемых между отдельными ТСОИ и их элементами);
вспомогательные технические средства и системы вместе с их соединительными линиями;
посторонние проводники;
систему электропитания;
систему заземления.
Совокупность источника информативного сигнала (в данном случае - СВТ), технического средства, осуществляющего перехват информации, и физической среды, в которой распространяется информативный сигнал, называется техническим каналом утечки информации (рис. 1).
Иностранные разведки для перехвата информации используют технические средства разведки (ТСР). Для перехвата информации, обрабатываемой СВТ, используются технические средства разведки побочных электромагнитных излучений и наводок (ТСР ПЭМИН).
Другие заинтересованные субъекты (юридические лица, группы физических лиц, отдельные физические лица) для перехвата информации используют специальные технические средства (СТС), приспособленные или доработанные для негласного получения информации.
В зависимости от природы образования информативного сигнала технические каналы утечки информации можно разделить на естественные и специально создаваемые (рис 2).
Естественные каналы утечки информации образуются за счёт побочных электромагнитных излучений, возникающих при обработке информации СВТ (электромагнитные каналы утечки информации), а также вследствие наводок информативных сигналов в линиях электропитания СВТ, соединительных линиях ВТСС и посторонних проводниках (электрические каналы утечки информации) [9].
К специально создаваемым каналам утечки информации относятся каналы, создаваемые путём внедрения в СВТ электронных устройств перехвата информации (закладных устройств) и путём «высокочастотного облучения» СВТ [9].
Рис. 2. Классификация технических каналов утечки информации,
обрабатываемой средствами вычислительной техники (СВТ)
Рис. 3. Комплекс перехвата побочных электромагнитных излучений СВТ:
а) специальное приёмное устройство PKI2715 (дальность перехвата ПЭМИ от 10 до 50 м);
б) широкополосная направленная антенна R&SНЬ 007 (диапазон частот от 80МГц до 1,3 ГГц, коэффициент усиления 5-7 дБ)
2. Электромагнитные каналы утечки информации, обрабатываемой средствами вычислительной техники
В электромагнитных каналах утечки информации носителем информации являются электромагнитные излучения (ЭМИ), возникающие при обработке информации техническими средствами. Основными причинами возникновения электромагнитных каналов утечки информации в ТСОИ являются [1, 5, 9]:
побочные электромагнитные излучения, возникающие вследствие протекания информативных сигналов по элементам ТСОИ;
модуляция информативным сигналом побочных электромагнитных излучений высокочастотных генераторов ТСОИ (на частотах работы высокочастотных генераторов);
модуляция информативным сигналом паразитного электромагнитного излучения ТСОИ (например, возникающего вследствие самовозбуждения усилителей низкой частоты).
Побочным электромагнитным излучением (ПЭМИ) ТСОИ называется нежелательное радиоизлучение, возникающее в результате нелинейных процессов в блоках ТСОИ [3].
Побочные электромагнитные излучения возникают при следующих режимах обработки информации средствами вычислительной техники:
вывод информации на экран монитора;
ввод данных с клавиатуры;
запись информации на накопители;
чтение информации с накопителей;
передача данных в каналы связи;
вывод данных на периферийные печатные устройства - принтеры, плоттеры; запись данных от сканера на магнитный носитель и т.д.
При каждом режиме работы СВТ возникают ПЭМИ, имеющие свои характерные особенности. Диапазон возможных частот побочных электромагнитных излучений СВТ может составлять от 10 кГц до 2 ГГц.
Паразитным электромагнитным излучением ТСОИ называется побочное радиоизлучение, возникающее в результате самовозбуждения генераторных или усилительных блоков ТСОИ из-за паразитных связей [3]. Наиболее часто такие связи возникают за счёт случайных преобразований отрицательных обратных связей (индуктивных или ёмкостных) в паразитные положительные, что приводит к переводу усилителя из режима усиления в режим автогенерации сигналов. Частота автогенерации (самовозбуждения) лежит в пределах рабочих частот нелинейных элементов усилителей (например, полупроводниковых приборов). В ряде случаев паразитное электромагнитное излучение модулируется информативным сигналом(модуляцией называется процесс изменения одного или нескольких параметров электромагнитного излучения (например, амплитуды, частоты или фазы) в соответствии с изменениями параметров информативного сигнала, воздействующих на него [4]).
Рис. 4. Перехват побочных электромагнитных излучений (ПЭМИ) средств вычислительной техники (СВТ) техническими средствами разведки побочных электромагнитных излучений (ТСР ПЭМИН)
Для перехвата побочных электромагнитных излучений СВТ используются специальные стационарные, перевозимые и переносимые приёмные устройства, которые называются техническими средствами разведки побочных электромагнитных излучений и наводок (ТСР ПЭМИН).
Типовой комплекс разведки ПЭМИ включает: специальное приёмное устройство, ПЭВМ (или монитор), специальное программное обеспечение и широкодиапазонную направленную антенну. В качестве примера на рис. 3 приведён внешний вид одного из таких комплексов [10].
Средства разведки ПЭМИ могут устанавливаться в близлежащих зданиях или машинах, расположенных за пределами контролируемой зоны объекта (рис. 4).
Наиболее опасным (с точки зрения утечки информации) режимом работы СВТ является вывод информации на экран монитора. Учитывая широкий спектр ПЭМИ видеосистемы СВТ (DFc > 100 МГц) и их незначительный уровень, перехват изображений, выводимых на экран монитора ПЭВМ, является довольно трудной задачей.
Дальность перехвата ПЭМИ современных СВТ, как правило, не превышает 30-50 м.
Качество перехваченного изображения значительно хуже качества изображения, выводимого на экран монитора ПЭВМ (рис. 5 [13]).
Особенно трудная задача - перехват текста, выводимого на экран монитора и написанного мелким шрифтом (рис. 6 [13]).
Рис. 5. Тестовое изображение, выведенное на экран монитора (а)
и изображение, перехваченное средством разведки ПЭМИ (б)
Рис. 6. Исходный текст, выведенный на экран монитора
(режим работы VGA монитора 800*600 @ 75Hz, тактовая частота Fm= 49,5МГц,
размер букв 6 x 13 пикселей) (а) и текст, перехваченный
средством разведки ПЭМИ (DFпр = 200 МГц) (б)
В качестве показателя оценки эффективности защиты информации от утечки по техническим каналам используется вероятность правильного обнаружения информативного сигнала (P0) приёмным устройством средства разведки. В качестве критерия обнаружения наиболее часто используется критерий «Неймана-Пирсона». В зависимости от решаемой задачи защиты информации пороговое значение вероятности обнаружения информативного сигнала может составлять от 0,1 до 0,8, полученное при вероятности ложной тревоги от 10-3 до 10-5.
Рис.7. Схема технического канала утечки информации, возникающего за счёт побочных электромагнитных излучений СВТ (схема электромагнитного канала утечки информации)
Зная характеристики приёмного устройства и антенной системы средства разведки, можно рассчитать допустимое (нормированное) значение напряжённости электромагнитного поля, при котором вероятность обнаружения сигнала приёмным устройством средства разведки будет равна некоторому (нормированному) значению (P0 =РП).
Пространство вокруг ТСОИ, на границе и за пределами которого напряжённость электрической (Е) или магнитной (Н) составляющей электромагнитного поля не превышает допустимого (нормированного) значения (Е ≤ Еn; Н ≤ Нn, называется опасной зоной 2 (R2) [1, 7].
Зона R2 для каждого СВТ определяется инструментально-расчётным методом при проведении специальных исследований СВТ на ПЭМИ и указывается в предписании на их эксплуатацию или сертификате соответствия.
Таким образом, для возникновения электромагнитного канала утечки информации необходимо выполнение двух условий (рис.7):
первое - расстояние от СВТ до границы контролируемой зоны должно быть менее зоны R2 R < R2);
второе - в пределах зоны R2 возможно размещение стационарных или перевозимых (переносимых) средств разведки ПЭМИН.