Устройство для защиты апертурной случайной антенны

Изобретение относится к области защиты конфиденциальной информации. Особенностью заявленного устройства для защиты апертурной случайной антенны является то, что в его состав включены усилитель сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, усилитель стохастическим образом модулированного сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, и два переходных устройства. Техническим результатом является повышение эффективности защиты апертурной случайной антенны. 8 ил.

 

Изобретение относится к области защиты конфиденциальной информации (КИ) и может быть использовано для активной защиты радиотехнических систем, объединенных термином «апертурные случайные антенны» (АСА).

Для обеспечения защиты технических средств, осуществляющих передачу, прием, обработку и хранение КИ, важное значение имеет выявление и последовательное перекрытие всех технических каналов утечки, отходящих из подлежащих защите помещений (ПЗП) во внешнюю среду через апертуры утечки КИ [1-3]. Примерами ПЗП являются помещения (служебные кабинеты, переговорные комнаты и кабины, конференц-залы), предназначенные для работы с КИ при проведении совещаний, переговоров, конференций и т.п. Примерами апертур утечки КИ, выступающих в роли АСА, являются окна, дверные проемы, отверстия, щели и другие дефекты экранирующих конструкций, обеспечивающих пассивную защиту КИ - ввиду эффекта «просачивания» через них КИ-сигнала [4-5].

Необходимость активной защиты КИ объясняется тем, что надежные и универсальные способы пассивной защиты (электромагнитное экранирование, заземление, фильтрация КИ-сигналов) для защиты апертур утечки КИ зачастую неприменимы. Главным и наиболее эффективным средством защиты в данном случае является пространственное зашумление, которое имеет ввиду применение устройств для активной защиты КИ - генераторов преднамеренных помех, размещаемых внутри ПЗП с целью энергетическим способом (для маскирующих шумовых помех) или путем нанесения максимального информационного ущерба (для имитирующих помех) «подавить» КИ-сигналы во всех имеющихся и потенциально возможных каналах утечки, чтобы затруднить работу технических средств перехвата (ТСП) злоумышленника.

Пространственное зашумление реализуется с помощью излучателя шумового сигнала (генератора с антенной), размещенного в ПЗП [1-3]. Другим известным устройством является излучатель имитирующих помех (переизлучатель-модулятор КИ-сигнала с генератором модулирующего шумового сигнала и антенной), способный наносить информационный ущерб ТСП злоумышленника [6] с применением также известных из уровня техники способов амплитудной (AM) и угловой (УМ) - частотной или фазовой модуляции КИ сигналов [7].

Наиболее близким по технической сущности является способ защиты случайной антенны [8] с помощью системы излучателей имитирующих преднамеренных помех, который заключается в том, что между случайной антенной и злоумышленником располагают M ретрансляторов КИ-сигнала, излучаемого случайной антенной, к которым подключены амплитудные и угловые модуляторы, соединенные с M генераторами шумовых помех, которые осуществляют стохастическую AM и УМ сигналов и помех, излучаемых случайной антенной, что эквивалентно формированию имитирующей помехи, с помощью которой осуществляется «закрытие» канала утечки КИ через случайную антенну.

Фиг. 1 демонстрирует способ-прототип защиты случайной антенны.

Фиг. 2 иллюстрирует состав и принцип действия предлагаемого устройства, реализующего низкоэнергетическую защиту АСА.

Фиг. 3 представляет электрическую схему важнейшего элемента системы защиты АСА - модулятора КИ сигнала, выполненного на микросхеме AD8343.

Фиг. 4 демонстрирует вариант реализации предлагаемого устройства для защиты АСА в виде фрагмента металлической оконной решетки.

Фиг. 5 демонстрирует вариант крепления предлагаемого устройства к АСА при помощи двух симметричных переходных устройств (по две спирали в каждом устройстве), реализующих их максимальную электромагнитную (индуктивную и емкостную) связь.

Фиг. 6 представляет спектрограммы, иллюстрирующие процесс модуляции тестового КИ сигнала гармоническим сигналом с частотой 25 МГц: а) - тестовый КИ-сигнал и электромагнитный фон по помещении лаборатории при отсутствии модулирующего сигнала UM=0; б) - сигнал на выходе предлагаемого устройства при напряжении UM=0,5 МАХ; в) - то же при UM=МАХ.

Фиг. 7 представляет спектрограммы, иллюстрирующие процесс модуляции тестового КИ сигнала гармоническим сигналом с частотой 300 МГц: а) - тестовый КИ-сигнал и электромагнитный фон по помещении лаборатории при отсутствии модулирующего сигнала UM=0; б) - сигнал на выходе предлагаемого устройства при напряжении UM=5 МАХ; в) - то же при UM=МАХ.

Фиг. 8 представляет спектрограммы, иллюстрирующие процесс модуляции тестового КИ сигнала реальным шумовым сигналом от генератора ГШ-1000М: а) - тестовый КИ-сигнал и электромагнитный фон в помещении лаборатории при отсутствии модулирующего сигнала UM=0; б) - сигнал на выходе предлагаемого устройства при напряжении сигнала накачки UM=МАХ.

Известный способ-прототип осуществляется следующим образом.

Схема Фиг. 1 демонстрирует известный способ защиты случайной антенны 1 с помощью системы излучателей преднамеренной помехи (ИПП) - для простоты здесь показан один ИПП 2; а также 3 - N приемников КИ-сигнала; 4 - компьютерная схема обработки КИ-сигнала UC (t), образующая в комплекте с приемниками систему N-кратного разнесенного приема, выделенную штриховой линией как единое ТСП; 5 - M ретрансляторов КИ-сигнала, подключенные через M амплитудных и (или) угловых модуляторов 6 к генераторам преднамеренных помех 7. Согласно Фиг. 1, активная защита случайной антенны 1 осуществляется системой ИИП 2, которая выступает в роли источника преднамеренных аддитивных помех, в результате чего формируется смесь КИ-сигнала UC (t) и помех, которая поступает на M радиоретрансляторов 5, находящихся под воздействием мультипликативных помех UМП (t), создаваемых амплитудными и (или) угловыми модуляторами 6 под воздействием генераторов шумовых помех 7. Стохастическая AM при этом осуществляется за счет изменения активных составляющих RМП (t), а стохастическая УМ - за счет изменения реактивных составляющих ХМП (t) комплексных сопротивлений ZМП (t) = RМП(t) + jXМП (t), вносимых ретрансляторами 5 в радиотракты каналов утечки КИ. Совместное применение аддитивных и мультипликативных помех в прототипе обеспечивает существенное повышение эффективности защиты случайной антенны по сравнению с другими известными аналогами.

Принципиальным недостатком прототипа является невозможность его использования для защиты АСА в виде наиболее широко распространенной типовой конструкции - металлической оконной решетки, поскольку размещать ретрансляторы КИ-сигнала между АСА и ТСП злоумышленника как внутри ПЗП, так и за его пределами в данном случае нецелесообразно по следующим причинам:

- металлическая оконная решетка расположена на границе ПЗП, за которой начинается внешняя среда, где обеспечить эффективную маскировку, сохранность и скрытый контроль работоспособности ретрансляторов КИ-сигнала, а также любых других элементов системы защиты АСА невозможно;

- при размещении ретрансляторов КИ-сигнала внутри ПЗП их работа будет негативно влиять на электромагнитную безопасность расположенных здесь же рабочих мест пользователей КИ;

- сформированные при размещении ретрансляторов КИ-сигнала внутри ПЗП помехи будут проходить через АСА во внешнюю среду с неизбежным дополнительным ослаблением по эфиру на участке «Ретрансляторы - АСА»;

- используемые в прототипе диодные ретрансляторы [8-9] обеспечивают эффективную стохастическую модуляцию КИ-сигнала преимущественно в режиме «большого сигнала» [10], когда уровни поступающих на модулятор КИ-сигнала UC (t) и модулирующего сигнала UM (t) достаточно велики для того, чтобы он работал на нелинейном участке своей рабочей характеристики [4]. Если ситуация соответствует режиму «малого сигнала», интенсивность сформированной помехи UП (t) может оказаться недостаточной для эффективной защиты АСА (обозначения здесь соответствуют Фиг. 2).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности защиты АСА в виде металлической оконной решетки за счет ее конструктивного объединения с генераторами стохастического модулирующего (шумового или соответствующего имитирующей помехе) сигнала, усилителями и модуляторами КИ-сигнала при размещении последних с помощью переходных устройств непосредственно на поверхности АСА и обеспечении максимально-возможной электромагнитной (индуктивной, емкостной) связи между ними.

Техническая сущность устройства для защиты апертурной случайной антенны с помощью генератора стохастического модулирующего сигнала и модулятора сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, состоит в том, что в его состав включены усилитель сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, усилитель стохастическим образом модулированного сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, и два переходных устройства, первое из которых включено между апертурной случайной антенной и входом усилителя сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, выход которого подключен к первому входу модулятора сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, второе переходное устройство включено между апертурной случайной антенной и выходом усилителя стохастическим образом модулированного сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, вход которого подключен к выходу модулятора сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, а выход генератора стохастического модулирующего сигнала подключен ко второму входу модулятора сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, при этом все перечисленные элементы расположены в непосредственной близости от апертурной случайной антенны и друг от друга таким образом, что между ними имеет место максимально-возможная электромагнитная (емкостная и индуктивная) связь.

Схема взаимодействия генератора стохастического модулирующего сигнала 7, модулятора КИ-сигнала 6, усилителя КИ-сигнала 8 и усилителя стохастическим образом модулированного КИ-сигнала 9, подключенных к АСА 1 при помощи переходных устройств 10 и 11, показанная на Фиг. 2, предельно проста в реализации и максимально эффективна - поскольку все перечисленные элементы конструктивно объединены и представляют собой единое устройство для активной информационной защиты АСА.

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.

В соответствии со схемой, показанной на Фиг. 2, КИ-сигнал UC (t) от АСА 1 через переходное устройство 10 поступает на усилитель КИ-сигнала 8 и далее на первый вход модулятора КИ-сигнала 6, на второй вход которого одновременно с ним подается сигнал UМ (t) от генератора модулирующего сигнала 7. На выходе модулятора КИ-сигнала 6 формируется сигнал UП (t), играющий роль имитирующей помехи (этот процесс отражают спектрограммы Фиг. 6; Фиг. 7 и Фиг. 8), который через усилитель 9 и переходное устройство 11 вновь подается на АСА 1. В результате этого, одновременно с КИ-сигналом UC (t), в АСА 1, которая представляет собой металлическую (защитную, декоративную) оконную решетку, постоянно циркулирует сигнал UП (t), являющийся помехой, которая осуществляет «закрытие» канала утечки КИ через АСА, то есть ее активную информационную защиту.

Согласно [4], уровень формируемой имитирующей помехи UП (t) зависит от уровней сигналов UC (t) и UМ (t), поступающих на модулятор 6, соответственно, от АСА 1 через усилитель КИ-сигнала 8 и от генератора 7, а также от параметров усилителя модулированного сигнала 9 в составе микросхемы AD8343 (см. схему Фиг 3). Использование преобразовательных и усилительных свойств микросхемы AD8343 позволяет увеличить уровень UП (t) на 20-30 дБ по сравнению с аналогичными устройствами в составе прототипа, которые реализованы на полупроводниковых диодах и полевых транзисторах.

Первый симметричный вход модулятора 6 на схеме Фиг. 3 обозначен как AHT-IN, второй несимметричный вход - как UНАК; симметричный выход - как АНТ-OUT. К симметричным первому входу AHT-IN и выходу АНТ-OUT через спиральные переходные устройства 10 и 11 подключена АСА 1, как это в укрупненном виде показывает Фиг. 5 (более реалистичным по масштабу является изображение Фиг. 4). Предлагаемое устройство учитывает особенности конструкции АСА, которая не имеет ни входа, ни выхода, присущих традиционным антеннам, а обычно представляет собой сварную металлическую конструкцию, возбуждаемую падающей на нее волной КИ-сигнала. Подключение к АСА одновременно входа AHT-IN и выхода АНТ-OUT через спиральные переходные устройства (см. Фиг. 5) не «закорачивает» микросхему AD8343 и не нарушает режим ее работы - поскольку усиление и модуляцию КИ-сигнала она выполняет в соответствии с целью изобретения полностью (см. Фиг. 6; Фиг. 7 и Фиг. 8).

Расчетно-экспериментальный анализ показывает [4], что предлагаемое устройство обеспечивает именно низкоэнергетическую информационную защиту АСА - так как при заданных показателях эффективности защиты КИ за пределами ПЗП уровень электромагнитного поля внутри ПЗП существенно меньше, чем при пространственном зашумлении. При этом в отличие от устройств, реализующих способ-прототип, предлагаемое устройство специально предназначено для защиты типовой АСА в виде металлической оконной решетки.

ЛИТЕРАТУРА

1. Хорев А.А. Защита информации от утечки по техническим каналам. Часть 1. М.: Гостехкомиссия России, 1998. - 320 с.

2. Бузов Г.А., Калинин С.В., Кондратьев А.В. Защита от утечки информации по техническим каналам. М.: Горячая линия - Телеком, 2005. - 416 с.

3. Кечиев Л.Н., Степанов П.В. ЭМС и информационная безопасность в системах телекоммуникаций. М.: ИД «Технологии», 2005. - 320 с.

4. Маслов О.Н. Низкоэнергетическая информационная защита случайных антенн // Электросвязь. №1, 2014. - С. 32-38.

5. Маслов О.Н., Раков А.С., Силкин А.А. Статистические характеристики поля решетки апертурных случайных антенн // Радиотехника и электроника. Т. 58, №11, 2013. - С. 1093-1101.

6. Зайцев А.П., Шелупанов А.А. Технические средства и методы защиты информации. Томск: В-Спектр, 2006. - 384 с.

7. Каганов В.И. Транзисторные радиопередатчики. М.: Энергия, 1976. - 448 с.

8. Патент RU 2474966. Способ информационной защиты случайной антенны. Заявл. 30.11.2011, опубл. 10.02.2013.

9. Патент RU 2271065. Способ радиосвязи и системы его реализации. Заявл. 09.06.2004, опубл. 27.02.2006.

10. Кондратюк А.П. Методология создания объектов информатизации различного назначения в защищенном исполнении // Защита информации. Инсайд. №2, 2007. - С. 8-13.

Устройство для защиты апертурной случайной антенны, включающее генератор стохастического модулирующего сигнала и модулятор сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, отличающееся тем, что в его состав включены усилитель сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, усилитель стохастическим образом модулированного сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, и два переходных устройства, первое из которых включено между апертурной случайной антенной и входом усилителя сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, выход которого подключен к первому входу модулятора сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, второе переходное устройство включено между апертурной случайной антенной и выходом усилителя стохастическим образом модулированного сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, вход которого подключен к выходу модулятора сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, а выход генератора стохастического модулирующего сигнала подключен ко второму входу модулятора сигнала, содержащего конфиденциальную информацию, при этом все перечисленные элементы расположены в непосредственной близости от апертурной случайной антенны и друг от друга таким образом, что между ними имеет место максимально возможная электромагнитная (емкостная и индуктивная) связь.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области радиотехники и может быть использована для избирательного радиоподавления N несанкционированных каналов космических радиолиний «космический аппарат (КА) - Земля», в частности для радиоподавления несанкционированных каналов радиолиний «КА - Земля» «пиратских» терминалов, работающих в спутниковых сетях связи и использующих их частотно-энергетические ресурсы.

Изобретение относится к технике борьбы с информационно-техническими средствами и может быть использовано для избирательного функционального поражения (в том числе подавления и управления алгоритмами функционирования) информационно-технических средств.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для создания ложных радиолокационных целей наземным радиолокаторам, а также для обнаружения и идентификации зондирующих сигналов наземных радиолокаторов с помощью средств, размещенных вне зоны зондирования радиолокатора.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для создания преднамеренных помех системам связи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ).

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для радиоподавления несанкционированного канала космической радиолинии «космический аппарат (КА) - Земля».

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах космической связи. Технический результат состоит в повышении эффективности и быстродействия радиоподавления несанкционированных каналов космической радиолинии «Земля - космический аппарат» без использования бортовых ретрансляторов.

Изобретение относится к многоканальному комплексу воздействия сверхкороткоимпульсного электромагнитного излучения с высокой частотой повторения на наземные широкополосные линии радиосвязи.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для осуществления мониторинга космических радиолиний (КРЛ) «Земля - КА». Технический результат состоит в расширении возможности удаленного мониторинга всех типах космических радиолиний, включая командные космические радиолинии, радиолинии дальней космической связи, связные радиолинии с обработкой на борту, обеспечение скрытности проведения мониторинга.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к активным радиолокационным методам получения информации, и может преимущественно использоваться для дистанционного перехвата из-за границы охраняемой зоны, установленной вокруг здания, конфиденциальной речевой информации, циркулирующей в защищаемом помещении (ЗП) здания.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для создания преднамеренных помех системам связи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ).

Изобретение относится к области пассивной локации и может быть использовано при разработке комплексов радиотехнической разведки для обнаружения, классификации и последующего траекторного сопровождения воздушных и морских целей по излучению радиоэлектронных средств, передачи полученной разведывательной информации на вышестоящие автоматизированные командные пункты (КП) и КП управления войсками и управления радиопеленгаторными постами, а также в системах предупреждения воздушной угрозы и радиоэлектронной борьбы. Достигаемый технический результат изобретения - расширение диапазона частот принимаемых сигналов; сокращение времени реакции станции; увеличение количества одновременно разведываемых бортовых радиолокационных станций; расширение функциональных возможностей станции. Указанный технический результат достигается за счет выполнения антенного устройства в виде правильной призмы, имеющей N=(360°/Δβ) боковых граней, где Δβ - ширина диаграммы направленности антенны по азимуту, размещения на каждой боковой грани призмы М антенн, введения в состав станции М сумматоров и изменения режимов функционирования станции радиотехнической разведки. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх