Побочные электромагнитные излучения (ПЭМИ) как канал утечки информации: от физической сущности до комплексной защиты

В эпоху цифровой трансформации, когда объём обрабатываемой информации растёт экспоненциально, а сложность технических средств достигает беспрецедентного уровня, вопросы информационной безопасности приобретают критическое значение. Одной из наиболее неочевидных, но потенциально разрушительных угроз является утечка конфиденциальных данных через побочные электромагнитные излучения (ПЭМИ). Это невидимое, но вездесущее явление, возникающее при работе практически любого электронного устройства, способно превратить обычный компьютер или даже периферийное оборудование в непреднамеренный «передатчик» секретной информации.

Цель настоящего реферата — провести всесторонний анализ сущности, механизмов образования, характеристик и методов защиты от утечки информации, происходящей за счёт ПЭМИ. Мы углубимся в физическую природу этого феномена, рассмотрим многообразие каналов утечки, изучим специфику частотных диапазонов и спектральных характеристик, а также представим обзор современных методов и средств обнаружения, анализа и защиты. Отдельное внимание будет уделено нормативно-правовому регулированию в Российской Федерации и перспективам развития технологий противодействия угрозам ПЭМИ. Данная работа призвана дать студенту технических специальностей глубокое и системное понимание одной из ключевых проблем технической защиты информации.

Сущность и физическая природа побочных электромагнитных излучений

В основе любой информационной системы лежит физическое представление данных. Будь то биты, формирующие текст на экране, или импульсы, кодирующие аудиозапись, — все они в конечном итоге воплощаются в электрических сигналах, которые, являясь носителем ценной информации, несут в себе скрытую угрозу, проявляющуюся в виде побочных электромагнитных излучений.

Определение и классификация ПЭМИ

Согласно ГОСТ Р 50922-2006 «Защита информации. Основные термины и определения», побочные электромагнитные излучения (ПЭМИ) — это электромагнитные излучения технических средств обработки информации, возникающие как побочное явление, вызванное электрическими сигналами, действующими в их электрических и магнитных цепях. То есть, это непреднамеренные, паразитные излучения, которые сопровождают работу электронных устройств, но не являются частью их штатного функционала.

За пределами Российской Федерации аналогичный термин — «compromising emanations» (компрометирующие излучения) — используется для обозначения непреднамеренных побочных излучений. Эти излучения, будучи перехваченными и анализированными, позволяют извлекать конфиденциальную информацию из информационных систем. Таким образом, отечественная и зарубежная терминология, хоть и различаются, описывают по сути одно и то же явление: нежелательное распространение информативного сигнала за пределы контролируемой зоны, что является прямым путём к компрометации данных.

Физические механизмы возникновения ПЭМИ

Чтобы понять, как электрический сигнал превращается в нежелательное излучение, нужно обратиться к основам электродинамики. В любом техническом средстве обработки информации (ТСПИ) носителем данных является электрический ток. Параметры этого тока — сила, напряжение, частота и фаза — изменяются в точном соответствии с законом информационного сигнала. Когда электрический ток протекает по токоведущим элементам (проводникам, дорожкам печатных плат, микросхемам), вокруг них в окружающем пространстве неизбежно возникают электрическое и магнитное поля.

В соответствии с уравнениями Максвелла, изменение электрического поля порождает магнитное поле, и наоборот. В динамическом режиме, когда информационный сигнал постоянно изменяется, эти поля начинают распространяться в пространстве в виде электромагнитных волн. Таким образом, каждый элемент ТСПИ, по которому течет информационный ток, становится по сути миниатюрной антенной, невольно излучающей электромагнитное поле, несущее в себе информацию.

Основные причины возникновения ПЭМИ можно классифицировать следующим образом:

1. Не предусмотренные функциями преобразования акустических сигналов в электрические: Некоторые устройства могут случайно преобразовывать внешние звуковые волны в электрические сигналы, которые затем излучаются.
2. Паразитные связи и наводки: Из-за несовершенства конструкции, близости проводников, отсутствия должного экранирования возникают паразитные емкостные, индуктивные или гальванические связи, по которым информативные сигналы перетекают в непредназначенные для этого цепи и излучаются.
3. Побочные низкочастотные и высокочастотные излучения: Сама работа электронных компонентов сопровождается излучениями на различных частотах, которые могут быть промодулированы информационным сигналом.

Совокупность составляющих спектра ПЭМИ, порождаемая прохождением токов именно в тех цепях, по которым передается конфиденциальная информация, получила название потенциально-информативных ПЭМИ. Именно эти излучения представляют наибольшую угрозу для безопасности данных, поскольку позволяют напрямую считывать защищаемую информацию.

Источники ПЭМИ в технических средствах обработки информации

Практически любое электронное устройство, обрабатывающее информацию, может стать источником ПЭМИ. Этот список обширен и охватывает широкий спектр оборудования, используемого в повседневной жизни и профессиональной деятельности:

• Рабочие станции и персональные компьютеры: Основные объекты, где происходит интенсивная обработка данных.
• Мобильные устройства: Ноутбуки, планшеты, смартфоны – несмотря на миниатюризацию, они также излучают.
• Серверное оборудование: Высокопроизводительные системы в дата-центрах.
• Периферийные устройства: Принтеры, клавиатуры, сканеры, многофункциональные устройства (МФУ), мониторы. Эти устройства часто недооцениваются как источники, но могут быть весьма опасны.
• Сетевое оборудование: Маршрутизаторы, коммутаторы, сетевые карты.
• Аудио- и видеооборудование: Микрофоны, усилители, акустические системы, радиостанции, телефонные аппараты, телевизоры, проекторы.

Каждый из этих элементов, содержащий цепи, по которым передается конфиденциальная информация, может быть источником потенциально-информативных ПЭМИ. Например, видеоадаптеры и мониторы излучают сигналы, соответствующие выводимому изображению, а клавиатура — сигналы, связанные с нажатием клавиш, что делает их прямыми каналами утечки.

Механизмы формирования каналов утечки информации за счет ПЭМИ

Утечка информации через ПЭМИ — это сложный процесс, требующий не только возникновения излучений, но и формирования канала, по которому эти излучения могут быть перехвачены. Существует два основных типа таких каналов: электромагнитные и электрические.

Электромагнитные каналы утечки

Электромагнитные каналы предполагают распространение информативных сигналов в виде электромагнитных волн по воздуху. Перехват таких сигналов осуществляется удаленно с помощью специализированной аппаратуры. К электромагнитным каналам утечки информации относятся:

1. Перехват побочных электромагнитных излучений элементов ТСПИ: Это наиболее распространенный и интуитивно понятный механизм. Любой элемент технического средства обработки информации, по которому протекает информационный ток, становится источником электромагнитного излучения. Эти излучения, будучи уловленными приемной антенной и декодированными, позволяют восстановить исходную информацию.
2. Перехват ПЭМИ на частотах работы высокочастотных (ВЧ) генераторов: Многие ТСПИ и вспомогательные технические средства и системы (ВТСС) содержат ВЧ-генераторы (например, задающие генераторы, генераторы тактовой частоты, гетеродины радиоприемных устройств). Излучения этих генераторов могут быть промодулированы информационным сигналом, превращая их в скрытый «радиопередатчик» данных.
3. Перехват ПЭМИ на частотах самовозбуждения усилителей низкой частоты (УНЧ): При определенных условиях УНЧ в ТСПИ могут переходить в режим самовозбуждения, генерируя автоколебания. Если эти автоколебания промодулированы информационным сигналом, они также создают канал утечки.

Одной из наиболее тревожных характеристик электромагнитных каналов является их потенциальная дальность. Перехват ПЭМИ может осуществляться на расстоянии до 100 метров, причем эти сигналы способны проникать сквозь различные препятствия, такие как стены зданий, что делает их особенно опасными для конфиденциальной информации и требует усиленного контроля периметра.

Электрические каналы утечки

В отличие от электромагнитных, электрические каналы утечки информации за счет ПЭМИ возникают внутри проводящих сред. Это происходит за счет наводок информативных сигналов в различных проводниках, которые не предназначены для передачи этих данных. К таким проводникам относятся:

• Соединительные линии: Кабели между компонентами ТСПИ, а также между ТСПИ и ВТСС.
• Посторонние проводники: Любые металлические объекты, находящиеся вблизи ТСПИ, включая трубы, арматуру зданий, отопительные системы.
• Цепи электропитания и заземления: Эти цепи, проходящие через весь объект, представляют собой особо опасный путь для распространения информативных сигналов.

Наводки могут возникать при наличии:

• Емкостной связи: Проявляется между проводниками, разделёнными диэлектриком (например, изоляцией кабеля). Изменяющееся электрическое поле одного проводника наводит электрический заряд на другом.
• Индуктивной связи: Возникает между проводниками, по которым протекают переменные токи. Изменяющееся магнитное поле одного проводника наводит электродвижущую силу (ЭДС) в другом.
• Гальванической связи: Прямой электрический контакт или общая часть цепи, по которой протекают информативные токи.

Прохождение информативных сигналов в цепи электропитания особенно опасно, поскольку эта сеть охватывает практически все помещения и является легкодоступной для потенциального злоумышленника, что значительно упрощает перехват данных.

Типичные сценарии утечки и исторический контекст

Утечка информации по каналам ПЭМИН (побочное электромагнитное излучение и наводки) чаще всего происходит при:

• Выводе данных на экран монитора: Видеосигнал, формирующий изображение, является мощным источником ПЭМИ.
• Вводе информации с клавиатуры: Нажатие каждой клавиши генерирует уникальный электрический сигнал, который также может излучаться.
• Записи данных на жесткий диск или их копировании со съемных носителей: Процессы чтения/записи сопровождаются активными электромагнитными явлениями.

Интересно, что проблема утечки информации через ПЭМИН не нова. Сам термин «ПЭМИН» появился в начале XX века, когда исследователи военных технологий столкнулись с необходимостью обнаружения и анализа сигналов, исходящих от военных телефонов и радиостанций. Уже тогда было осознано, что любое электронное устройство может быть невольным источником ценной информации, если его излучения будут перехвачены и дешифрованы. Этот исторический аспект подчеркивает фундаментальный характер проблемы и её долгосрочную актуальность, требуя постоянного внимания к развитию методов защиты.

Частотные диапазоны и спектральные характеристики ПЭМИ

Разнообразие технических средств обработки информации и их внутренних компонентов определяет широкий спектр частот, на которых проявляются побочные электромагнитные излучения. Понимание этих спектральных характеристик критически важно для разработки эффективных методов обнаружения и защиты.

Спектры ПЭМИ различных компонентов

Спектр частот ПЭМИ персональных компьютеров не является однородным; он представляет собой совокупность колебаний в широком диапазоне, где для каждого компонента характерны свои уникальные частотные области:

• Видеоадаптеры и мониторы: Эти компоненты отвечают за формирование и вывод изображения, что сопряжено с высокочастотными процессами. Их излучения могут проявляться в диапазоне от десятков МГц до нескольких ГГц. Например, при формировании изображения на экране с высоким разрешением и частотой обновления, пиксельные данные обрабатываются на очень высоких скоростях, порождая соответствующие гармоники.
• Процессоры и оперативная память: Работа центрального процессора и модулей оперативной памяти синхронизируется тактовыми частотами. Излучения от этих компонентов связаны с тактовыми частотами и их многочисленными гармониками, достигающими сотен МГц и выше. Каждая операция (чтение, запись, выполнение инструкций) генерирует электрические импульсы, которые становятся источниками ПЭМИ.
• Клавиатуры: Несмотря на относительно низкую тактовую частоту (например, для интерфейса PS/2 максимальная частота импульсов синхронизации составляет 13 кГц), клавиатуры также являются источниками ПЭМИ. Однако их спектр может быть шире из-за паразитных связей и гармоник, достигающих десятков МГц.
• Соединительные провода: Отсутствие должного экранирования или его плохое качество в соединительных проводах и кабелях является одним из главных факторов возникновения ПЭМИ. Провода действуют как антенны, излучая сигналы, передаваемые по ним.
• Неметаллизированные корпуса: Технические средства в пластмассовых неметаллизированных корпусах представляют особую опасность. Отсутствие металлического экрана, который бы поглощал или отражал электромагнитные волны, приводит к значительному усилению уровня излучения.

Особенности спектра ПЭМИН от мониторов

Монитор является одним из наиболее изученных и опасных источников ПЭМИ. Спектр ПЭМИН от монитора в простейшем случае представляет собой спектр сигнала с амплитудной модуляцией. Информационный сигнал (изображение) модулирует высокочастотную несущую, связанную с процессами сканирования.

Ключевые параметры, определяющие несущие и боковые частоты спектра ПЭМИН монитора, включают:

• N_ГОР (количество пикселей по горизонтали): Определяет разрешение изображения по горизонтали.
• N_ВЕРТ (количество пикселей по вертикали): Определяет разрешение изображения по вертикали.
• F_k (частота кадровой развертки): Частота обновления всего изображения на экране.
• Коэффициент, учитывающий ход кадровой и строчной развертки: Этот коэффициент учитывает временные интервалы, необходимые для обратного хода луча или обновления пикселей, которые не используются для вывода активного изображения, но влияют на общую частотную структуру сигнала.

Ширина спектра ПЭМИН монитора может составлять до десятков МГц. Например, для высокочастотных компонентов системного блока ПК, таких как процессор или видеокарта, ширина спектра ПЭМИН может достигать сотен МГц. Эти сигналы несут в себе информацию о выводимом изображении и могут быть перехвачены на расстоянии, а потому их изучение имеет первостепенное значение.

Параметры излучений и диапазоны оценки защищенности

При анализе ПЭМИ важно учитывать не только частотные характеристики, но и другие параметры:

• Диаграмма направленности: В отличие от специализированных антенн, диаграмма направленности побочного электромагнитного излучения ПК не имеет ярко выраженного максимума. Это связано с большим количеством разнообразно расположенных излучающих элементов (монитор, системный блок, проводники) внутри устройства. Излучение носит квази-изотропный характер.
• Поляризация: Излучения ПК, как правило, имеют линейную поляризацию. Её направление определяется взаимным расположением соединительных проводов и отдельных блоков, выступающих в роли неэффективных антенн.
• Диапазон частот для оценки защищенности: Для проведения комплексной оценки защищенности технических средств от утечки информации по каналам ПЭМИН регулирующие органы, такие как ФСТЭК России, устанавливают широкий диапазон частот для измерений. Как правило, этот диапазон составляет от 9 кГц до 3 ГГц, что позволяет охватить большинство потенциально-информативных излучений от различных компонентов ТСПИ.

Понимание этих параметров позволяет специалистам по информационной безопасности проводить целенаправленные измерения и разрабатывать адекватные меры противодействия, что является ключевым для минимизации рисков.

Методы и средства обнаружения, анализа и оценки угрозы утечки информации по каналам ПЭМИ

Эффективная защита от утечек информации через ПЭМИ начинается с возможности обнаружить, проанализировать и оценить потенциальную угрозу. Для этого используются специализированные аппаратно-программные комплексы, способные работать в широком диапазоне частот и выполнять сложные аналитические задачи.

Аппаратура для регистрации и перехвата ПЭМИН

Основой для регистрации и перехвата ПЭМИН является высокочувствительная радиоприемная аппаратура. Она позволяет уловить слабые электромагнитные сигналы, исходящие от ТСПИ, и преобразовать их для дальнейшего анализа. Основные компоненты такой аппаратуры включают:

• Радиоприемные устройства: Это могут быть широкополосные приемники или специализированные анализаторы спектра. Они сканируют заданный частотный диапазон и фиксируют наличие электромагнитных излучений. Анализаторы спектра позволяют не только обнаружить сигнал, но и определить его частоту, амплитуду, модуляцию и другие спектральные характеристики.
• Оконечные устройства восстановления информации: После приема и первичной обработки сигнала, для извлечения из него полезной информации требуются:
  • Демодуляторы: Используются для выделения информационного сигнала из несущей частоты.
  • Дешифраторы: Если информационный сигнал закодирован, дешифраторы позволяют его восстановить.
  • Специализированное программное обеспечение: Это ключевой элемент, позволяющий автоматизировать процессы демодуляции, декодирования, фильтрации шумов, а также визуализации и анализа восстановленной информации.
• Платформы SDR (Software Defined Radio): В современных системах все чаще используются платформы SDR. Они представляют собой гибкое аппаратно-программное решение, где большая часть функций радиоприемника (модуляция, демодуляция, фильтрация) реализуется программно. Это обеспечивает высокую адаптивность к различным типам сигналов и позволяет оперативно менять параметры анализа.

Аппаратура для регистрации ПЭМИН может классифицироваться по своей мобильности:

• Стационарная: Размещается в близлежащих зданиях или специально оборудованных лабораториях для постоянного мониторинга.
• Портативная возимая: Устанавливается в транспортных средствах, что позволяет проводить разведку на значительном удалении от объекта.
• Портативная носимая: Компактные устройства, которые могут использоваться физическими лицами для оперативного обнаружения.

Для перехвата ПЭМИ в базовом варианте достаточно приемной антенны, анализатора спектра, устройства цифровой обработки сигналов и технического средства для реконструкции информации. Примером специализированного приемного устройства является PKI2715 с дальностью перехвата ПЭМИ от 10 до 50 м, который часто используется в связке с логопериодической антенной R&S®HL007A2, работающей в диапазоне частот от 80 МГц до 1,3 ГГц, что свидетельствует о его широких возможностях.

Программно-аппаратные комплексы для анализа ПЭМИ

Современные задачи обнаружения и анализа ПЭМИ требуют комплексных решений, объединяющих высокоточное оборудование с интеллектуальным программным обеспечением. В России разработаны и активно применяются такие программно-аппаратные комплексы, как «Навигатор-П3Г» (охватывающий диапазон 1 кГц – 3 ГГц), «Навигатор-П3М», «Легенда», «Сигурд», «Дистанция» и «СТЕНТОР».

Эти комплексы обеспечивают широкий спектр функций:

• Автоматический, автоматизированный и экспертный поиск и обнаружение ПЭМИ: Позволяют быстро сканировать эфир, выявлять подозрительные сигналы и детально анализировать их с участием оператора или в полностью автоматическом режиме.
• Измерение частоты и пикового значения амплитуды: Точное определение основных параметров обнаруженных излучений.
• Верификация списка обнаруженных ПЭМИ: Проверка каждого подозрительного сигнала на предмет его информативности и потенциальной опасности.
• Исследование систем активного пространственного ВЧ-зашумления: Оценка эффективности уже установленных или планируемых систем защиты.
• Определение реального затухания электромагнитного поля: Измерение ослабления сигнала при его распространении, что важно для расчета зоны разведдоступности.
• Расчет зон разведдоступности ПЭМИ и коэффициента защищенности объекта по методикам ФСТЭК России: Ключевая функция для оценки соответствия объекта требованиям безопасности. Комплексы позволяют определить, на каком расстоянии возможно перехватить информацию и насколько хорошо объект защищен.

Обнаружение закладных устройств

Каналы утечки ПЭМИН могут использоваться не только непреднамеренно, но и целенаправленно — с помощью закладных устройств. Обнаружение таких устройств также осуществляется путем анализа электронных полей. Превышение фонового уровня напряженности электромагнитного поля на определенной частоте или в широком диапазоне, не характерное для штатной работы оборудования, может свидетельствовать о наличии скрытого передатчика. Специалисты исследуют значения частот (F) и их уровней (E для электрических, H для магнитных составляющих) в широком диапазоне, который может достигать от 9 кГц до 12,5 ГГц для электрических и до 30 МГц для магнитных составляющих. Анализ этих данных позволяет точно локализовать и идентифицировать источник несанкционированного излучения, а что важнее — предотвратить дальнейшую утечку информации.

Методы и технические решения для защиты информации от утечек посредством ПЭМИ

Защита информации от утечки через ПЭМИН требует комплексного подхода, сочетающего пассивные и активные методы, а также организационные мероприятия. Цель всех этих мер — снизить уровень информативного сигнала на границе контролируемой зоны до значений, при которых его перехват и дешифрование становятся невозможными или экономически невыгодными для злоумышленника.

Пассивные методы защиты

Пассивные методы направлены на ослабление информационных сигналов ПЭМИ без использования активных источников помех. Они изменяют физические свойства среды распространения или самих излучающих объектов.

1. Экранирование: Один из наиболее эффективных пассивных методов.
   • Принцип действия: Заключается в создании барьера, который препятствует распространению электромагнитных волн.
   • Виды экранирования:
     • Электростатическое экранирование (для электрических полей): Применяется для защиты от электрических полей, особенно на низких частотах. Оно основано на замыкании силовых линий электрического поля на заземленном экране, выполненном из проводящего материала.
     • Магнитостатическое экранирование (для низкочастотных магнитных полей, 0-3…10 кГц): Используется для защиты от низкочастотных магнитных полей. Экран из ферромагнитного материала (например, мю-металла) замыкает на себе силовые линии магнитного поля.
     • Электромагнитное экранирование (для высоких частот): Применяется на высоких частотах. Ослабление поля происходит за счет вихревых токов, наводимых в проводящем экране, которые создают вторичное поле, компенсирующее падающее.
   • Применение:
     • Экранирование помещений: Создание экранированных комнат, часто называемых «клеткой Фарадея» или «сеткой Максвелла». Это достигается путем облицовки пола, потолка и стен проводящим материалом (например, медной или оцинкованной стальной сеткой). Эффективность такого экрана зависит от размера ячейки, который должен быть значительно меньше длины волны перехватываемого излучения. Для частот до нескольких ГГц требуются размеры ячеек в миллиметровом или сантиметровом диапазоне.
     • Экранирование отдельных ТСПИ: Использование металлических корпусов или внутренних экранов для компонентов устройств.
     • Экранирование проводов и кабелей: Применение экранированных кабелей (коаксиальные кабели, витая пара с экраном) для предотвращения излучения и наводок.
2. Фильтрация: Метод, направленный на исключение или ослабление просачивания информационных сигналов в цепи электропитания. Используются сетевые фильтры, подавляющие высокочастотные помехи, несущие информацию.
3. Развязка: Гальваническая развязка по цепям электропитания и заземления. Используются разделительные трансформаторы или оптроны, которые электрически изолируют цепи, прерывая пути для распространения информативных токов.
4. Заземление: Правильное заземление критически важно.
   • Принципы: Создание одноточечного (звездообразного) заземления, при котором все элементы заземляются в одной точке, предотвращая появление разностных потенциалов, способных нести информацию.
   • Минимизация: Сокращение длины и индуктивности заземляющих проводников.
   • Низкое сопротивление: Использование цепей заземления с низким полным сопротивлением для высокочастотных токов, что снижает уровень информативных наводок.
5. Технология Secure Viewer: Специфический подход к защите мониторов. Текст отображается специальным шрифтом, который разработан таким образом, чтобы минимизировать амплитуду и характерное излучение видеосигнала, тем самым обеспечивая пониженное радиоизлучение монитора.

Активные методы защиты

Активные методы направлены на создание маскирующих помех, которые затрудняют или делают невозможным перехват полезной информации.

1. Пространственное зашумление: Генерация маскирующих электромагнитных помех в пространстве вокруг защищаемого объекта.
   • Цель: Снижение отношения «опасный сигнал/шум» на границе контролируемой зоны. Информативный сигнал «утопает» в шуме.
   • Средства: Использование генераторов шума, которые излучают широкополосные помехи (например, «белый шум»), или создание прицельных помех на частотах потенциально-информативных ПЭМИ. В системах пространственного зашумления часто используются также «синфазные помехи», которые имитируют информативный сигнал, но не несут реальных данных.
2. Линейное зашумление: Создание маскирующих помех непосредственно в проводниках, соединительных линиях, цепях электропитания и заземления.
   • Средства: Применение генераторов линейного зашумления, которые вводят шум непосредственно в проводящие цепи. Такие генераторы электромагнитного шума часто работают в широком диапазоне частот, например, 0,1–1800 МГц, покрывая основные диапазоны ПЭМИ.
3. Использование компьютерного оборудования со сниженной зоной R2: Некоторые производители выпускают сертифицированное оборудование, конструктивно защищенное от ПЭМИ, у которого радиус зоны распространения излучения (R₂) снижен до приемлемых значений (например, 8-10 м). Это оборудование уже на этапе производства оптимизировано для минимизации побочных излучений.

Сочетание пассивных и активных методов, а также строгий контроль за их реализацией, позволяет создать многоуровневую систему защиты, способную эффективно противостоять угрозам утечки информации через ПЭМИ. Это не просто набор инструментов, а комплексная стратегия обеспечения кибербезопасности, что из этого следует? Только постоянное совершенствование этих подходов и их адаптация к новым угрозам гарантирует долгосрочную защиту конфиденциальных данных.

Нормативно-правовое регулирование и стандарты защиты от ПЭМИ в РФ

В Российской Федерации вопросы защиты информации от утечек по каналам ПЭМИ регулируются целым рядом нормативно-правовых актов и стандартов. Эти документы устанавливают терминологию, методики оценки и требования к защищенности объектов.

Основные нормативно-правовые акты

Фундаментальными документами, определяющими подход к защите от ПЭМИ, являются государственные стандарты:

• ГОСТ Р 50922-2006 «Защита информации. Основные термины и определения»: Этот стандарт является базовым, устанавливая общие термины и определения в области защиты информации, включая точное определение ПЭМИ.
• ГОСТ Р 53114-2008 «Защита информации. Обеспечение информационной безопасности в организации. Основные термины и определения»: Дополняет предыдущий стандарт, расширяя терминологию и определяя побочные электромагнитные излучения и наводки (ПЭМИН) в контексте обеспечения информационной безопасности организации.

Ключевым нормативным документом, детально регламентирующим требования к защите информации от утечки за счет ПЭМИ, является:

• РД 50.3.003-2005 «Сборник норм защиты информации от утечки за счет побочных электромагнитных излучений и наводок»: Этот руководящий документ содержит конкретные нормы, методики и процедуры, которым должны соответствовать системы защиты. Он является основным инструментом для специалистов по технической защите информации при проектировании, внедрении и оценке эффективности защитных мер.

Роль ФСТЭК России и аттестация систем

ФСТЭК России (Федеральная служба по техническому и экспортному контролю) играет центральную роль в регулировании и контроле защиты информации от ПЭМИ. Её основные функции включают:

• Разработка и утверждение методик: ФСТЭК разрабатывает и утверждает унифицированные методики проведения измерений и расчетов показателей защищенности информации от утечки за счет ПЭМИН. Эти методики обязательны к применению при аттестации объектов информатизации.
• Контроль и надзор: ФСТЭК осуществляет государственный контроль за соблюдением требований по защите информации.
• Сертификация средств защиты: Ведомство проводит сертификацию средств технической защиты информации, подтверждая их соответствие установленным требованиям.

Аттестация информационных систем: Процесс аттестации информационных систем на соответствие требованиям по защите от ПЭМИН является обязательным для объектов, обрабатывающих конфиденциальную информацию. В ходе аттестации проводятся специальные исследования и специальные проверки, по результатам которых выдается аттестат соответствия, подтверждающий, что защита от ПЭМИН реализована на достаточном уровне.

Практические показатели защищенности

При оценке защищенности объектов от ПЭМИН используются следующие ключевые показатели:

• Зона R₂ (зона распространения излучения): Определяет радиус, в пределах которого возможно перехватить информацию от незащищенного технического средства. Для оборудования, сертифицированного ФСТЭК, радиус зоны R₂ не должен превышать 8-10 метров. Это означает, что за пределами этой зоны уровень информативного излучения снижается до безопасного уровня.
• Зоны R₁ и R₁‘: Дополнительные показатели, характеризующие зоны, в которых требуется применение различных мер защиты или где возможен перехват при использовании более чувствительной аппаратуры.
• Коэффициент G (дБ): Показатель требуемой защищенности цепей электропитания и заземления. Он выражает в децибелах, насколько необходимо ослабить информативные сигналы в этих цепях, чтобы исключить утечку информации.

Программно-аппаратные комплексы, такие как «Навигатор-П3М», специально разработаны для обеспечения расчета всех этих показателей защищенности информации от утечки за счет ПЭМИН. Они используются в ходе стендовых и объектовых специальных исследований, помогая специалистам точно определить уровень угрозы и эффективность применяемых защитных мер.

Современные тенденции и перспективы развития технологий защиты от ПЭМИ

В условиях непрерывного технологического прогресса и усложнения вычислительных систем, защита от утечек информации по каналам ПЭМИ остаётся одной из самых актуальных и динамично развивающихся областей информационной безопасности, представляющей собой поле для постоянных инноваций.

Актуальность исследований и неисследованные области

Исследование съема информации по каналам ПЭМИ и разработка адекватных средств защиты является востребованной областью. Понимание того, от какого именно технического средства ПЭМИ несет в себе наибольшую угрозу безопасности информации, позволяет наиболее полно оценить возможный ущерб и сосредоточить усилия на защите наиболее критичных узлов.

Однако, несмотря на десятилетия исследований, в этой области остается много неисследованного. В частности, не все составляющие спектра ПЭМИ являются однозначно опасными с точки зрения реальной утечки информации. Некоторые излучения могут быть слишком слабыми, слишком зашумленными или нести недостаточно информативных данных для успешного восстановления. Кроме того, требуется более глубокое понимание направленности излучения от различных компонентов, поскольку это влияет на оптимальное расположение средств защиты. Эти «черные дыры» в исследованиях указывают на необходимость дальнейшего развития фундаментальных и прикладных научных работ, что может стать прорывом в борьбе с электромагнитными каналами утечки.

Интегрированные подходы и новые технологии

Разработка и внедрение средств защиты от утечки по каналам ПЭМИ являются необходимыми для обеспечения комплексной безопасности информации. Современные методы защиты часто используют комбинированный подход, который включает:

• Создание электромагнитного поля: Это относится к активному пространственному зашумлению, где генераторы создают маскирующие помехи.
• Генерация шумового напряжения в системах электропитания и заземления: Линейное зашумление, направленное на подавление информативных сигналов в проводящих цепях.

Эти комбинированные подходы позволяют создать более надёжный барьер против перехвата. Для предотвращения утечек данных по каналам ПЭМИ активно используются генераторы электромагнитного шума с широким диапазоном частот (0,1–1800 МГц), способные эффективно маскировать информативные сигналы от различных источников.

Развитие технологий перехвата данных при искусственном создании утечки информации по каналам ПЭМИН требует от злоумышленников всё более тонкой настройки. Это включает не только знание частоты волны, но и умение выделить её из широкополосного спектра, используя сложные алгоритмы цифровой обработки сигналов и методы машинного обучения.

Со своей стороны, технологии защиты должны постоянно совершенствоваться:

• Адаптивные системы зашумления: Разработка систем, которые могут динамически изменять параметры шума в зависимости от обнаруженных информативных излучений.
• Умные материалы: Создание новых материалов для экранирования с улучшенными характеристиками поглощения и отражения в широком диапазоне частот.
• Программно-конфигурируемая защита: Интеграция средств защиты непосредственно в архитектуру вычислительных систем, позволяя программно управлять параметрами излучений.
• Миниатюризация и эффективность: Разработка более компактных и энергоэффективных решений для защиты мобильных и встроенных систем.

В условиях постоянного усложнения вычислительных систем, таких как многоядерные процессоры, высокоскоростные шины данных и беспроводные интерфейсы, проблема ПЭМИ будет только возрастать. Это требует непрерывных исследований, инновационных инженерных решений и глубокого понимания физических принципов, лежащих в основе этого феномена.

Заключение

Побочные электромагнитные излучения (ПЭМИ) представляют собой одну из наиболее изощренных и скрытых угроз в сфере информационной безопасности. Непреднамеренное излучение электрических сигналов, несущих конфиденциальную информацию, от любого электронного устройства, будь то компьютер, монитор или даже кабель питания, формирует невидимые каналы утечки, способные поставить под угрозу целостность и конфиденциальность данных.

В ходе настоящего реферата мы подробно рассмотрели сущность ПЭМИ, их физическую природу, обусловленную электромагнитными явлениями, сопровождающими информационные токи. Были проанализированы механизмы формирования как электромагнитных, так и электрических каналов утечки, подчеркнута значимость различных компонентов ТСПИ как источников излучений и специфические характеристики их частотных спектров.

Особое внимание уделено методам и средствам обнаружения, анализа и оценки угрозы утечки. Современные программно-аппаратные комплексы, оснащенные анализаторами спектра, SDR-платформами и специализированным ПО, позволяют не только выявить ПЭМИ, но и провести детальный расчет зон разведдоступности и коэффициентов защищенности согласно методикам ФСТЭК России.

В области защиты были рассмотрены как пассивные методы (экранирование, фильтрация, заземление, гальваническая развязка, технология Secure Viewer), направленные на ослабление информативных сигналов, так и активные методы (пространственное и линейное зашумление), создающие маскирующие помехи. Нормативно-правовая база РФ, включающая ГОСТы и РД ФСТЭК России, является фундаментом для обеспечения соответствия систем защиты установленным требованиям.

Современные тенденции указывают на продолжающуюся актуальность исследований ПЭМИ, особенно в условиях усложнения аппаратного обеспечения. Необходимость дальнейшего изучения неисследованных аспектов и разработка интегрированных, адаптивных решений для защиты от ПЭМИ подчеркивают комплексный характер этой проблемы.

Для специалистов по информационной безопасности понимание ПЭМИ и методов противодействия им является неотъемлемой частью профессиональной компетенции. Эффективная защита требует постоянного мониторинга, анализа новых угроз, совершенствования применяемых технологий и строгого соблюдения нормативных требований. Только комплексный и системный подход позволит обеспечить надежную защиту конфиденциальной информации в условиях постоянно эволюционирующего цифрового ландшафта.

Список использованной литературы

1. Закон Российской Федерации «О государственной тайне». – М.: Российская газета, 1993. – с. 5-6.
2. Бузов Г. А., Калинин С. В., Кондратьев А. В. Защита от утечки информации по техническим каналам: Учебное пособие. – М.: Горячая линия–Телеком, 2005. – 416 с.
3. Меньшаков Ю. К. Защита объектов и информации от технических средств разведки. Учебное пособие. – М.: РГГУ, 2002. – 399 с.
4. Семкин С. Н. Защита информации. Часть 1. Основы информационной безопасности объектов ИТКС. Курс лекций. – Орел: ВИПС, 2000. – 269 с.
5. Галкин А. В., Эмдин В. С. Защита технических каналов связи предприятий и учреждений от несанкционированного доступа к информации. URL: http://dvo.sut.ru/libr/infbezop/i192galk/index.htm (дата обращения: 15.10.2025).
6. Защита информации от утечки по каналу побочных электромагнитных излучений. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/zaschita-informatsii-ot-utechki-po-kanalu-pobochnyh-elektromagnitnyh-izlucheniy (дата обращения: 15.10.2025).
7. Утечка информации по каналам ПЭМИ и способы их защиты. URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=9686 (дата обращения: 15.10.2025).
8. Методы и средства защиты информации от утечки по каналам побочных электромагнитных излучений. URL: https://satbayev.university/ru/news/metody-i-sredstva-zaschity-informacii-ot-utechki-po-kanalam-pobochnyh-elektromagnitnyh-izlucheniy (дата обращения: 15.10.2025).
9. Методы защиты информации от утечки через ПЭМИН. URL: https://www.intuit.ru/studies/courses/2301/592/lecture/12999 (дата обращения: 15.10.2025).
10. Глава 5. Побочные электромагнитные излучения и наводки. URL: https://studfile.net/preview/4523321/page/23/ (дата обращения: 15.10.2025).
11. Утечка информации по каналам ПЭМИН. URL: https://www.searchinform.ru/informations/blog/utechka-informatsii-po-kanalam-pemin/ (дата обращения: 15.10.2025).
12. Угрозы утечки информации по каналам побочных электромагнитных излучений и наводок. URL: https://www.consultant.ru/edu/student/download_books/book/zashchita_informacii_ot_utechki_po_tehnicheskim_kanalam_ucheb_posobie_ch_1/3/ (дата обращения: 15.10.2025).
13. Утечка информации по каналам ПЭМИ и способы их защиты. URL: https://falcongaze.com/blog/utechka-informatsii-po-kanalam-pemi-i-sposoby-ikh-zaschity/ (дата обращения: 15.10.2025).
14. 2. Методы и средства защиты от электромагнитных излучений и наводок: пассивные методы защиты от побочных электромагнитных излучений и наводок (пэмин), активные методы защиты от пэмин. URL: https://studfile.net/preview/7990520/page/4/ (дата обращения: 15.10.2025).
15. Общие вопросы технической защиты информации. Лекция 15: Побочные электромагнитные излучения и наводки. URL: https://www.intuit.ru/studies/courses/2301/592/lecture/20341 (дата обращения: 15.10.2025).
16. 1.2. Классификация утечки информации по каналам пэмин. URL: https://studfile.net/preview/6027553/page:8/ (дата обращения: 15.10.2025).
17. 15.1 Основные технические способы защиты от пэмин. URL: https://studfile.net/preview/7990520/page/15/ (дата обращения: 15.10.2025).
18. Современный информационные технологии/4. Информационная безопасность. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennyy-informatsionnye-tehnologii-4 (дата обращения: 15.10.2025).
19. Переносной комплекс для исследований на сверхнормативные побочные электромагнитные излучения «Навигатор-П3Г». URL: https://bnti.ru/product/prenosnoy-kompleks-dlja-issledovaniy-na-sverhnormativnye-pobochnye-elektromagnitnye-izluchenija-navigator-p3g (дата обращения: 15.10.2025).
20. Побочные электромагнитные излучения и наводки (ПЭМИН). URL: https://belinfonalog.ru/pemin (дата обращения: 15.10.2025).
21. «Навигатор-П3М» — программно-аппаратный комплекс поиска и измерения ПЭМИН. URL: https://bnti.ru/product/navigator-p3m (дата обращения: 15.10.2025).
22. Каналы утечки информации, обрабатываемой техническими средствами приема, обработки, хранения и передачи информации. URL: https://human-security.ru/kui-otss/ (дата обращения: 15.10.2025).
23. 3. Активные методы защиты информации от утечки по каналам пэмин. URL: https://studfile.net/preview/6027553/page:14/ (дата обращения: 15.10.2025).
24. Побочные электромагнитные излучения и наводки — wikisec. URL: https://wikisec.ru/index.php?title=%D0%9F%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B8%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F_%D0%B8_%D0%BD%D0%B0%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BA%D0%B8&oldid=7763 (дата обращения: 15.10.2025).
25. Технические науки — утечка информации по каналам ПЭМИ и способы их защиты. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tehnicheskie-nauki-utechka-informatsii-po-kanalam-pemi-i-sposoby-ih-zaschity (дата обращения: 15.10.2025).
26. Обнаружение побочных электромагнитных излучений и наводок с помощью программно-аппаратного комплекса. URL: https://www.unn.ru/pages/issues/uch_metod/2018-1/30.pdf (дата обращения: 15.10.2025).
27. Приборы и комплексы для измерений ПЭМИН. URL: https://balt-inform.ru/catalog/izmereniya-pemin/ (дата обращения: 15.10.2025).
28. 6. Побочные электромагнитные излучения и наводки. URL: https://studfile.net/preview/4523321/page/27/ (дата обращения: 15.10.2025).
29. Программно-аппаратные комплексы. URL: https://deep-electronics.ru/category/programno-apparatnye-kompleksy/ (дата обращения: 15.10.2025).
30. Технические каналы утечки информации. URL: https://www.intuit.ru/studies/courses/3646/782/lecture/23971 (дата обращения: 15.10.2025).
31. Юхименко Д. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/yuhimenko-d (дата обращения: 15.10.2025).
32. Особенности образования ПЭМИН в клавиатуре компьютера с точки зрения обеспечения информационной безопасности. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-obrazovaniya-pemin-v-klaviature-kompyutera-s-tochki-zreniya-obespecheniya-informatsionnoy-bezopasnosti (дата обращения: 15.10.2025).
33. К вопросу оценки уровня ПЭМИ цифрового электронного оборудования. URL: https://bnti.ru/articles/k-voprosu-ocenki-urovnya-pemi-cifrovogo-elektronnogo-oborudovaniya (дата обращения: 15.10.2025).
34. ПЭМИН. URL: https://studfile.net/preview/7990520/page/18/ (дата обращения: 15.10.2025).
35. Комплексы оценки и анализа ПЭМИН. URL: https://www.sec-t.ru/catalog/kompleksy-ocenki-i-analiza-pemin (дата обращения: 15.10.2025).
36. RU2561939C1 — Способ исследования побочных электромагнитных излучений от технических средств — Google Patents. URL: https://patents.google.com/patent/RU2561939C1/ru (дата обращения: 15.10.2025).
37. Специализированная лаборатория «Защита информации от утечки за счет ПЭМИН». URL: https://www.miit.ru/content/spetsializirovannaya-laboratoriya-zaschita-informatsii-ot-utechki-za-schet-pemin-4395 (дата обращения: 15.10.2025).