Моделирование технических каналов утечки информации за счет Пэмин с кабельной сети абонентского доступа

, аспирант академии ФСО России, г. Орел

МоделИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ каналОВ утечки информации за счет ПЭМИН с кабельной сети абонентского доступа

Применение новых цифровых технологий связано с передачей импульсных сигналов, обладающих широким спектром, превосходящим в несколько сотен и тысяч раз спектр речевого сигнала и относительно большими значениями амплитуд. Результатом этого является увеличение уровней опасных сигналов (ОС) в каналах утечки информации по сравнению с системами передачи аналоговых сигналов [1].

Уязвимым с точки зрения увеличения уровней опасных сигналов при передаче информации в цифровом виде является кабельное оборудование сетей абонентского доступа.

Наиболее опасным каналом утечки сигналов цифровой информации с проводных линий связи является канал утечки информации, возникающий за счет создаваемых ими электрического и магнитного полей, которые определяются распределением напряжений и токов вдоль этих линий.

Поскольку расстояние между жилами кабелей меньше длины волны даже на самой высокой частоте цифрового сигнала, то при передаче этих сигналов создается квазистационарный режим распространения электромагнитной волны, когда за счет переменного магнитного поля возникает электрическое поле [2]. Данный режим характерен для симметричных и коаксиальных кабелей до частот порядка Гц. Это определяет повышенную опасность перехвата индукционных полей и .

Теоретические количественные оценки полей и от кабелей сети абонентского доступа требуют обоснования и разработки их моделей.

Рассмотрим один из подходов оценки напряженности электрического поля , создаваемого двухпроводной симметричной линией с электрическим током в некоторой точке, удаленной от этой линии на определенное расстояние. Модель такой линии представлена на рисунке 1.

Рис. 1:

З - земля (проводящая опорная эквипотенциальная поверхность);

Lл – общая длина линии;

C1З – общая (суммарная) емкость провода 1 относительно земли;

C2З – общая емкость провода 2 относительно земли;

h1, h2 – расстояния от проводов 1, 2 соответственно до эквипотенциальной поверхности;

eг – ЭДС генератора передаваемого сигнала;

Zн – нагрузка линии

Предлагается для определения напряженности электрического поля применить методику, основанную на следующих положениях.

Провода симметричной линии (первый и второй) в фиксированный момент времени имеют противоположные, равномерно распределенные по ней заряды и . Каждый из проводов линии удален на определенное расстояние (d1 и d2) от плоскости поверхности проводящей среды.

В произвольной точке пространства значение электрической напряженности поля определяется зарядами первого и второго проводов и расстояниями от проводов до поверхности проводящей среды.

Для того чтобы учесть влияние поверхности проводящей среды, предлагается применить метод зеркальных изображений, который заключается в следующем [3]. Если заменить проводящую среду зеркальным изображением провода с изменением знака заряда, то в области под проводящей средой поле останется таким же, как и в действительных условиях.

Для того чтобы учесть равный вклад в напряженность E в произвольной точке различных участков проводов симметричной линии, предлагается осуществить ее условное разбиение на отдельные, равные по величине сегменты в количестве k.

С учетом метода зеркальных изображений модель одного сегмента может быть представлена в виде двух диполей.

Напряженность в произвольной точке предлагается оценивать по сумме напряженностей, создаваемых всеми сегментами двухпроводной симметричной линии.

Методика предусматривает следующие операции [3].

Находятся заряды диполей сегментов линии. Для этого рассчитываются емкости проводов сегментов относительно проводящей поверхности . Затем рассчитывается напряжение, создаваемое на них источником сигналов относительно проводящей поверхности по формуле:

. (1)

Поле, создаваемое произвольным сегментом в точке, удаленной от него на расстояние r, предлагается оценивать следующим образом [3]. Составляющие и напряженности поля вдоль радиуса по касательной к окружности радиуса в плоскости, проходящей через ось диполя.

(2)

(3)

где - расстояние до проводящей поверхности.

Угол отсчитывается между направлением от отрицательного заряда к положительному по оси диполя и его центром до точки , где определяется напряженность.

Напряженность в точке равна:

(4)

Определим напряженность поля, которое создает n–ый сегмент в точке пространства , расположенной на линии перпендикулярной оси соответствующего этому сегменту диполя, в плоскости , перпендикулярной проводу симметричной линии (рис. 2).

Рис. 2

В этом случае и, согласно формул (1-4) ,

(5)

Напряженность поля, создаваемая в точке другими сегментами линии, может быть определена по формуле:

. (6)

Соотношение величин и определяется выражением:

, (7)

где - это углы между плоскостями , проходящими через оси соответствующих этим сегментам диполей и точку , и проводом линии (рис. 3).

Рис. 3

В этом случае

, (8)

, (9)

Модуль результирующей напряженности в точке определяется по формуле:

, (10)

где и - количество сегментов слева и справа от сегмента .

Данная методика теоретического расчета электрического поля, создаваемого линией связи в относительно низкочастотном диапазоне, должна быть проверена экспериментально. При согласованности значений теоретической и экспериментальной оценок эта методика может быть использована при проведении специальных исследований, при передаче по кабельной сети абонентского доступа информации в цифровом виде.

Литература:

1. . Протоколы сети доступа Т. 2.- М.: Радио и связь, 2001.

2. Справочник по коммуникационным технологиям,- М.: “Вильямс”, 2004г.

3. , Демирчан основы электротехники. В 2-х т. Учебник для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – Л.; Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1981.