УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ ОТ ПОБОЧНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ Российский патент 2003 года по МПК H03B29/00 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для защиты вычислительной техники от побочных электромагнитных излучений.

Компьютер в процессе работы излучает радиоволны в широком частотном диапазоне. Информацию, которую несут эти радиоволны, можно перехватить и расшифровать. Однако уровень радиоизлучения компьютера в радиодиапазонах СВ-КВ-УКВ, телевизионных и т.д. можно подавить.

Известны устройства защиты вычислительной техники от побочных электромагнитных излучений типа "Волна" - семейства устройств активной защиты, предназначенные для защиты конфиденциальной информации, обрабатываемые персональными ЭВМ (ПЭВМ) и другими техническими средствами от утечки по каналам побочных излучений, оснащены системами автоконтроля и регулировки уровня шума. Диапазон частот 1 кГц-1000 МГц, коэффициент качества шума не менее 0,8. Но в этом устройстве плата заземления стоит в ПЭВМ, что ограничивает зону действия активной защиты.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для защиты вычислительной техники от побочного излучения "Шатер-К" ("Техническое описание и инструкция по эксплуатации аппаратуры "Шатер-К" (изделие И 60.2636"), принятое за прототип.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства прототипа, где обозначено:
1 - рамка в плоскости Z;
2 - рамка в плоскости Y;
3 - рамка в плоскости Х;
4 - генератор шума в плоскости Z;
5 - генератор шума в плоскости Y;
6 - генератор шума в плоскости Х;
7, 10 - общие точки плоскостей Y и Z;
8, 12 - общие точки плоскостей Х и Z;
9, 11 - общие точки плоскостей Х и Y.

Устройство-прототип содержит 1, 2, 3 замкнутые рамки антенны, расположенные в плоскостях Z, Y и Х, к каждой раме подключен соответственно 4, 5 и 6 генераторы шума, подавляющие электромагнитные излучения, несущие информацию. Замкнутые рамки 1, 2 и 3 расположены таким образом, что пересекаются геометрически в следующих точках: рамки 1 и 2 - в точках 7 и 10; рамки 1 и 3 - в точках 8 и 12, рамки 2 и 3 - в точках 9 и 11.

Напряжение питания +12,6 В±0,5 В постоянного тока.

Потребляемая мощность не более 3 Вт.

Диапазон частот (10⁴-10⁹) Гц.

Неравномерность спектральной характеристики не более 25 дБ.

Энтропийный коэффициент качества не менее 8.

Напряженность магнитного поля рН на расстоянии 3 м в направлении максимального излучения на частотах в дБ относительно мкВ/м на частотах:
20 кГц - не менее 40
100 кГц - не менее 40
1 МГц - не менее 30
10 МГц- не менее 40
30 МГц- не менее 45
Напряженность электрического поля (Е) на расстоянии 3 м в направлении максимального излучения, в дБ относительно мкВ/м на частотах:
30 МГц - не менее 45
100 МГц - не менее 40
300 МГц - не менее 38
1000 МГц - не менее 35
Габариты без учета антенны, мм: 220•75•30.

Габариты антенны, мм: 500•500•500.

Рамочные антенны передатчика должны быть жестко установлены на диэлектрических платах (каркасах) в трех взаимно перпендикулярных плоскостях на расстоянии не менее 0,5 м от крупных металлических предметов, шкафов, стоек, металлических панелей и т.п.

Недостатки устройства-прототипа следующие.

Неравномерность излучения по направлениям, сравнительно большие габаритные размеры антенной рамки, недостаточно эффективная защита вычислительной техники от побочных электромагнитных излучений.

Для устранения указанных недостатков в устройстве, содержащем генератор шума, подключенный к замкнутой рамочной антенне, состоящей из четырех фрагментов первой рамки, расположенной в плоскости Z, и четырех фрагментов второй рамки, расположенной в плоскости Y и четырех фрагментов третьей рамки, расположенной в плоскости Х, все фрагменты трех рамок соединены между собой электрически в одну замкнутую рамку, причем второй конец первого фрагмента первой рамки соединен с первым концом второго фрагмента первой рамки, второй конец которого соединен с первым концом первого фрагмента третьей рамки, второй конец которого соединен с первым концом второго фрагмента третьей рамки, второй конец которого соединен с первым концом первого фрагмента второй рамки, второй конец которого соединен с первым концом второго фрагмента второй рамки, второй конец которого соединен с первым концом третьего фрагмента первой рамки, второй конец которого соединен с первым концом четвертого фрагмента первой рамки, второй конец которого соединен с первым концом третьего фрагмента третьей рамки, второй конец которого соединен с первым концом четвертого фрагмента третьей рамки, второй конец которого соединен с первым концом третьего фрагмента второй рамки, второй конец которого соединен с первым концом четвертого фрагмента второй рамки, второй конец которого соединен с первым концом первого фрагмента первой рамки.

На фиг.2 представлена схема предлагаемого устройства, где обозначено:
1.1, 1.2, 1.3, 1.4 - первый, второй, третий и четвертый фрагменты первой рамки, расположенной в плоскости Z;
2.1, 2.2, 2.3, 2.4 - первый, второй, третий и четвертый фрагменты второй рамки, распложенной в плоскости Y;
3.1, 3.2, 3.3, 3.4 - первый, второй, третий, четвертый фрагменты в плоскости Х;
4 - генератор шума.

Предлагаемое устройство содержит генератор шума 4, соединенный с замкнутой рамочной антенной, состоящей из четырех фрагментов 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 первой рамки 1, расположенной в плоскости Z, четырех фрагментов 2.1, 2.2, 2.3 и 2.4 второй рамки 2, расположенной в плоскости Y, четырех фрагментов 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 третьей рамки, расположенной в плоскости Х. Все фрагменты 1, 2 и 3 рамок соединены электрически в одну замкнутую рамку. При этом второй конец фрагмента рамки 1.1 соединен с первым концом фрагмента рамки 1.2, второй конец которого соединен с первым концом фрагмента 3.1, второй конец которого соединен с первым концом фрагмента рамки 3.2, второй конец которого соединен с первым концом фрагмента 2.1, второй конец которого соединен с первым концом фрагмента рамки 2.2, второй конец которого соединен с первым концом фрагмента 1.3, второй конец которого соединен с первым концом фрагмента рамки 1.4, второй конец которого соединен с первым концом фрагмента 3.3, второй конец которого соединен с первым концом фрагмента рамки 3.4, второй конец которого соединен с первым концом фрагмента 2.3, второй конец которого соединен с первым концом фрагмента рамки 2.4, второй конец которого соединен с первым концом фрагмента 1.1.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

Включается вычислительная техника и на расстоянии примерно 3 м от нее включается предлагаемое устройство. Сигнал генератора шума 4 накладывается на радиоволны, излучаемые вычислительной техникой, и тем самым не позволяет перехватить информацию, несущуюся этими радиоволнами.

Генератор шума 4 того же типа, что и в устройстве-прототипе.

На фиг. 3 приведен график зависимости напряженности электрического поля от частоты, снятый экспериментально.

Рамка изготовлена из медного провода диаметром 1 мм. Рамочная антенна расположена на диэлектрическом каркасе, как и в устройстве-прототипе, расположена на расстоянии не менее 0,5 м от крупных металлических предметов: шкафов, стоек, металлических панелей и т.п.

Можно представить зависимость напряженности электрического поля Е от частоты в таблице (опираясь на данные графика на фиг.3).

Для предлагаемого устройства максимальная напряженность электрического поля Е в трех плоскостях не более 10 дБ (на частотах, кратных длине волны, соответствующих 1/4 длине рамочной антенны).

В предлагаемом устройстве за счет изменения геометрии антенны создается равномерное поле в трех плоскостях за счет увеличения длины рамки (в устройстве-прототипе три рамки), спектр шума смещается в область низких частот, габариты антенны уменьшились. В устройстве-прототипе размеры каждой из трех рамок 500 х 500 мм, а в предлагаемом устройстве размеры 11,9 = 12,15 = 14,10 равны 300 мм (фиг.2). За счет этого спектральная характеристика шума сосредоточена от 10 кГц до 600 МГц и перекрывает с запасом излучения от персональных ЭВМ (ПЭВМ) типа Intel 286, 386, 486.

Остаточные излучения от ПЭВМ типа Intel Pentium намного меньше перечисленного и предлагаемое устройство перекрывает его.

Кроме того, в предлагаемом устройстве достаточно одного генератора шума вместо трех в прототипе.

Изобретение относится к области радиотехники. Техническим результатом является защита вычислительной техники от побочных электромагнитных излучений, которые несут полезную информацию. Эту информацию можно перехватить и расшифровать. В устройстве защиты за счет изменения конфигурации рамочной антенны и использования вместо трех рамок одной и одного генератора шума 4 вместо трех достигается создание равномерной напряженности электрического поля в трех плоскостях, так как увеличивается длина рамочной антенны. При этом спектр шума смещается в область низких частот, что приводит к большому уровню напряженности электрического поля шумов, а значит - к более эффективному подавлению побочных электромагнитных излучений, несущих информацию. 3 ил., 1 табл.

Устройство защиты вычислительной техники от побочных электромагнитных излучений, содержащее генератор шума, подключенный к замкнутой рамочной антенне, состоящей из четырех фрагментов первой рамки, расположенной в плоскости Z, из четырех фрагментов второй рамки, расположенной в плоскости Y, и из четырех фрагментов третьей рамки, расположенной в плоскости Х, отличающееся тем, что все фрагменты трех рамок соединены между собой электрически в одну замкнутую рамку, причем второй конец первого фрагмента первой рамки соединен с первым концом второго фрагмента первой рамки, второй конец которого соединен с первым концом первого фрагмента третьей рамки, второй конец которого соединен с первым концом второго фрагмента третьей рамки, второй конец которого соединен с первым концом первого фрагмента второй рамки, второй конец которого соединен с первым концом второго фрагмента второй рамки, второй конец которого соединен с первым концом третьего фрагмента первой рамки, второй конец которого соединен с первым концом четвертого фрагмента первой рамки, второй конец которого соединен с первым концом третьего фрагмента третьей рамки, второй конец которого соединен с первым концом четвертого фрагмента третьей рамки, второй конец которого соединен с первым концом третьего фрагмента второй рамки, второй конец которого соединен с первым концом четвертого фрагмента второй рамки, второй конец которого соединен с первым концом первого фрагмента первой рамки.