СПОСОБ ЭНЕРГОИНФОРМАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ КОМПЬЮТЕРА Российский патент 2006 года по МПК H05K9/00 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в средствах вычислительной техники, системах радиосвязи, а также в других областях науки и техники.

Как известно из [1], работа персональных компьютеров (ПК) создает электромагнитные излучения (ЭМИ) видимого спектра частот, сверхрадиочастотного, инфранизкочастотного диапазона частот и электростатические поля.

Исследования, проведенные в [2], показали, что волновые поля электронно-вычислительной машины (ЭВМ) обладают пространственно-временной неоднородностью и, довольно часто, их уровни при отключении ЭВМ превышают уровни при их включении. По данным [3] уровни и направления максимума излучения существенно зависят от размещения ПК на рабочем месте. Кроме того, присоединение к ПК различного оборудования существенно влияет на общий уровень излучения [4], т.к. на интерфейс подаются не только полезные сигналы, но и всевозможные помехи, которые накладываются друг на друга в районе соединения (разъема) и могут излучаться соединительным кабелем.

В части оказания влияния излучений компьютерного оборудования на человека существуют весьма противоречивые сведения. Так в [4] делается вывод, что уровень излучения ПК очень далек от внушающих опасения показателей в тех помещениях, где имеются электрические светильники и розетки. Тот же вывод делается и в [2], однако указывается, что на общую характеристику уровня излучения существенно влияют внешние (посторонние ЭМИ) силовых цепей. Так за счет воздействия силовых цепей возможны мерцания экрана монитора, влияющие на глаза.

В [3] отмечено, что значительные уровни указанных излучений вблизи компьютера существенно влияют на репродуктивную функцию человека, вызывая различные заболевания.

Учитывая то, что уровни излучения ПК совместно с периферийным оборудованием, подключаемым к ПК, носят динамический характер, в [2] предлагаются различные меры защиты: экранированием, расстоянием и временем.

Указано, что экраны из стали значительно снижают уровни излучения и на порядок лучше, чем экраны из стекла, которые заслуживают достаточно критического отношения к ним, несмотря на крутую рекламу производителя.

Утверждается, что надежным техническим способом обеспечения безопасности компьютерных рабочих мест остается "защита расстоянием" (уровни составляющих ЭМИ убывают пропорционально кубу расстояния и на одном метре от экрана электронно-лучевых трубок по сравнению с 0,5 м снижаются на 18 дБ, т.е. на 87,4%). Менее эффективной является "защита временем", т.к. это обусловлено спецификой технологического процесса.

Делается вывод, что наибольший эффект достигается при комплексном использовании всех трех методов защиты, избегая скученности рабочих мест и помня о наибольшей эффективности "защиты расстоянием".

Помимо указанных выше способов защиты от ЭМИ существуют способы их уменьшения с использованием различных схемо-технических ухищрений.

Так в [5] рассматривается способ уменьшения электромагнитных помех через устройство сопряжения с компьютерной сетью за счет погашения части этой энергии.

В [6] осуществлен способ управления условиями распространения электромагнитного сигнала внутри помещений. Он обеспечивает подавление помех за счет предотвращения попадания посторонних сигналов к приемнику абонента. Система улучшает связь во внутренних помещениях за счет поглощения отражений сигналов от стен и других поверхностей и избирательно подавляет или принимает электромагнитные сигналы, поступающие и исходящие из помещения, что обеспечивает радиочастотную связь между системой связи внутри помещения и второй системой вне помещения.

Кроме того, ЭМИ ПК обладают и другой характеристикой, связанной с характером обрабатываемой информации, которая современными средствами может быть принята на значительном расстоянии от ПК и расшифрована, т.е. ЭМИ ПК способствуют утечке конфиденциальной информации.

Среди известных способов защиты конфиденциальной информации от ЭМИ ПК можно отметить следующие.

В [7] защита информационной системы осуществляется наложением на излучение широкого спектра электромагнитного поля, в результате чего разборчивость излучения из системы снижается практически до нуля.

К способам защиты программного характера следует отнести способ противодействия перехвату электромагнитного излучения компьютера, описанный в [8]. В этом способе устройство памяти на оптических дисках снабжается устройством, обеспечивающим периодическое перемещение головки и нарушающим непрерывность излучаемых радиосигналов. Схемы обработки текста и графиков в дисплее снабжаются фильтрами для подавления высокочастотных (ВЧ) компонент. Информационные последовательности, поступающие на логические цепи компьютера, периодически усредняются, что затрудняет прослушивание.

Среди известных способов защиты от двух составляющих ЭМИ, т.е. обеспечение энергоинформационной защиты, наиболее существенным является экранирование.

Так в [9] предложен способ защиты ПК, принятый за прототип, при котором в общий кожух помещается весь компьютер, при этом такая конструкция привязывается к оборудованию (столу) - рабочему месту оператора.

Такой способ защиты хотя и решает поставленную задачу, но имеет ряд существенных недостатков, к которым относятся:

- "привязанность" к оборудованию;

- "закрытость системы";

- плохие эргономические показатели;

- невозможность обеспечения оптимального угла зрения;

- отсутствие какого-либо эргодизайна;

- неудобство эксплуатации.

Перечисленные выше недостатки не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к современной аппаратуре [10].

В то же время необходимо отметить, что современные персональные ЭВМ (ПЭВМ) претерпели значительные изменения в части массо-габаритных характеристик, элегантности и удобства эксплуатации.

Основная масса современных ПЭВМ строится на базе небольших системных блоков, позволяющих эксплуатацию в различных положениях, элегантных жидкокристаллических (ЖК) дисплеев, установленных на поворотных площадках

Для сохранения высокого эстетического восприятия современной ПЭВМ ее энергоинформационная защита также должна быть элегантной с сохранением свойств "открытости системы".

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей экранирования для обеспечения высоких эргономических и эксплуатационных характеристик энергоинформационно-защищенного компьютера.

Для достижения поставленной цели предлагается способ энергоинформационной защиты компьютера, основанный на экранировании составных частей ПЭВМ и объединения их в единую конструкцию.

Согласно изобретению для обеспечения единства конструкции в экранированном основании с крышкой размещают элементы сопряжения компьютера с внешними цепями, на крышке основания в вертикальном положении устанавливают системный блок, закрывают его экранированным кожухом, который крепят за крышку основания, помещают плоский жидкокристаллический (ЖК) монитор в экранированный пакет из никелевой сетки со стеклянным (акриловым) экраном, фиксируют экранированный пакет на мониторе с помощью поворотного кронштейна, навешивают поворотный кронштейн с закрепленным на нем монитором в экранированном пакете на экранированный кожух, обеспечивают соединение электрических цепей ЖК монитора с системным блоком через гибкий экранирующий шланг, пропущенный через крышку основания, присоединяют кабель экранированной клавиатуры к экранированному основанию.

Сочетание отличительных признаков и свойства предлагаемого способа из литературы не известны, поэтому он соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.

На чертеже представлен общий вид макета устройства, реализующего предлагаемый способ энергоинформационной защиты.

Предлагаемый способ энергоинформационной защиты компьютера содержит следующую последовательность операций:

- в экранированном основании с крышкой размещают элементы сопряжения компьютера с внешними цепями (фильтр низкой частоты (НЧ) клавиатуры, фильтр НЧ порта USB, фильтр НЧ питания, инфракрасный (ИК) приемник мыши, оптический преобразователь локальной вычислительной сети (ЛВС) и др. элементы);

- на крышке основания в вертикальном положении устанавливают системный блок, закрывают его экранированным кожухом, который крепят за крышку основания;

- помещают плоский ЖК монитор в экранированный пакет из никелевой сетки со стеклянным (акриловым) экраном;

- фиксируют экранированный пакет на мониторе с помощью поворотного кронштейна;

- навешивают поворотный кронштейн с закрепленным на нем монитором в экранированном пакете на экранированный кожух;

- обеспечивают соединение электрических цепей ЖК монитора с системным блоком через гибкий экранирующий шланг, пропущенный через крышку основания;

- присоединяют кабель экранированной клавиатуры к экранированному основанию.

Макет устройства, реализующего предлагаемый способ, содержит экранированное основание 1 с крышкой 2, системный блок 3, размещенный на крышке 2 и защищенный экранированным кожухом 4, который крепится к крышке 2 основания 1 с помощью двух пружинных замков 5, плоский ЖК монитор, помещенный в экранированный пакет 6, выполненный в одной конструкции с защитным антибликовым стеклом 7, навешиваемый с помощью поворотного кронштейна (возможно из состава монитора) на экранированный кожух 4 системного блока 3.

К основанию 1 с помощью кабеля присоединяется экранированная клавиатура (на чертеже не показана). Основание 1 имеет окно 8, защищенное сеткой, для сопряжения с ИК "мышью".

Предлагаемая конструкция имеет следующие достоинства:

- быстрый доступ к системному блоку;

- быстрый доступ к функциональным элементам, расположенным в основании;

- за счет экранирования отдельных составляющих частей компьютера снижены уровни комплексных составляющих ЭМИ;

- обеспечена возможность регулирования оптимального угла зрения;

- ощущение "открытости" системы и лучшего эстетического восприятия;

- минимальные массо-габаритные характеристики;

- удобство эксплуатации.

Проведенные экспериментальные исследования на макете устройства, реализующего предложенное решение, подтвердили его преимущество, основанное на простоте реализации.

Подтверждены высокие экранирующие свойства, удовлетворяющие гражданским и военным стандартам.

В настоящее время предложенное решение используется как базовый элемент при создании аппаратуры, основанной на вычислительных средствах.

Предложенный способ обеспечивает следующий технико-экономический эффект:

- обеспечена защита как конфиденциальной информации, так и обслуживающего персонала от воздействия ЭМИ;

- обеспечена реализация за счет использования простых средств.

Литература

1. Магия ПК - 1999 г. №5. "Неионизированное излучение персонального компьютера".

2. Вестник связи, 2003 г. №2. "Электромагнитная безопасность компьютерных рабочих мест".

3. Вестник новых медицинских технологий, 1999 г. - №3-4. "Энергоинформационное воздействие низкоэнергетических электромагнитных излучений на биологические объекты".

4. СНТ, 2003 г., №7. "Излучение компьютера опасно?".

5. Патент №5223806, США, МКИ⁵ Н 04 В 3/28. "Способ и устройство для уменьшения электромагнитных помех и излучений, связанных с сопряжениями с компьютерными сетями".

6. Патент №5276277, США, МКИ⁵ Н 05 К 9/00. "Способ и оборудование для управления распространением электромагнитных сигналов в помещениях".

7. Заявка №4413523, ФРГ, МКИ⁶ Н 04 К 1/02. "Защита информации путем наложения широкого спектра электромагнитного поля".

8. Заявка №2333883, Великобритания, МПК⁶ G 11 В 5/55. "Простой способ противодействия перехвату электромагнитного излучения компьютера".

9. Патент №2703816. Франция МПК⁶ G 12 B 17/02. "Способ экранирования компьютера".

10. "Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры" под ред. проф. В.А.Шахнова, изд. МГТУ им. Баумана, М, 2002 г.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при реализации систем радиосвязи, управления и в средствах вычислительной техники. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей экранирования для обеспечения высоких эргономических и эксплуатационных характеристик энергоинформационно-защищенного компьютера. Предлагаемый способ содержит следующую последовательность операций: - в экранированном основании с крышкой размещают элементы сопряжения компьютера с внешними цепями (фильтр НЧ клавиатуры, фильтр НЧ порта USB, фильтр НЧ питания, ИК приемник мыши, оптический преобразователь локальной вычислительной сети (ЛВС) и др. элементы); - на крышке основания в вертикальном положении устанавливают системный блок, закрывают его экранированным кожухом, который крепят к крышке основания; - помещают плоский ЖК монитор в экранированный пакет из никелевой сетки со стеклянным экраном; - фиксируют экранированный пакет на мониторе с помощью поворотного кронштейна; - навешивают поворотный кронштейн с закрепленным на нем монитором в экранированном пакете на экранированный кожух; - обеспечивают соединение электрических цепей ЖК монитора с системным блоком через гибкий экранирующий шланг, пропущенный через крышку основания; - присоединяют кабель экранированной клавиатуры к экранированному основанию. 1 ил.

Способ энергоинформационной защиты компьютера, основанный на

экранировании составных частей персональной электронно-вычислительной машины и объединения их в единую конструкцию, отличающийся тем, что в экранированном основании с крышкой размещают элементы сопряжения компьютера с внешними цепями, на крышке основания в вертикальном положении устанавливают системный блок, закрывают его экранированным кожухом, который крепят за крышку основания, помещают плоский жидкокристаллический монитор в экранированный пакет из никелевой сетки со стеклянным экраном, фиксируют экранированный пакет на мониторе с помощью поворотного кронштейна, навешивают поворотный кронштейн с закрепленным на нем монитором в экранированном пакете на экранированный кожух, обеспечивают соединение электрических цепей жидко-кристаллического монитора с системным блоком через гибкий экранирующий шланг, пропущенный через крышку основания, присоединяют кабель экранированной клавиатуры к экранированному основанию.