Загрузить файлы 'Лекции/ПМ3.1/3.1.100_Физические_основы_побочных_электромагнитных_излучений_и_наводок'

Лекции/ПМ3.1/3.1.100_Физические_основы_побочных_электромагнитных_излучений_и_наводок/3.1.100 Физические основы побочных магнитных излучений и наводок.md

@@ -0,0 +1,106 @@
+# Физические основы побочных магнитных излучений и наводок
+
+### **Введение**
+
+Побочные электромагнитные излучения (Electromagnetic Side-Channel Emissions) представляют собой непреднамеренные сигналы, излучаемые или наведенные в электронных устройствах. Такие сигналы могут нести закрытую информацию о внутренней работе приборов — ключах шифрования, обрабатываемых данных, логике работы микроконтроллеров. Цель данного доклада – кратко представить классификацию побочных ЭМИ, исторические примеры их эксплуатации и современные контрмеры для защиты систем.
+
+---
+
+### **Классификация побочных излучений**
+
+**Непредусмотренные радиопомехи (Unintended Emissions)**  
+Возникают из-за непроектных функций устройства: питающих импульсов, переключений транзисторов.  
+**Пример:** ЭМИ от мониторов ЭЛТ, по которым восстанавливали изображение экрана (‘‘Van Eck phreaking’’).
+
+**Паразитные наводки и связи (Couplings & Crosstalk)**  
+Емкостная или индуктивная связь между проводниками и трассами печатных плат.  
+**Пример:** передача логики соседнего сигнального провода в цифровых шинах.
+
+**Низкочастотные излучения (LF Emissions)**  
+Связаны с изменением тока питания и его флуктуациями.  
+**Пример:** помехи в сети переменного тока, синфазные выбросы на кабелях питания.
+
+**Высокочастотные излучения (HF Emissions)**  
+Радиочастотные сигналы от тактовых генераторов, линий синхронизации ЦПУ.  
+**Пример:** излучения линии «clock» микропроцессора, позволяющие измерить частоту переключений.
+### **Классификация побочных излучений**
+
+**Непредусмотренные радиопомехи (Unintended Emissions)**  
+Возникают из-за непроектных функций устройства: питающих импульсов, переключений транзисторов.  
+**Пример:** ЭМИ от мониторов ЭЛТ, по которым восстанавливали изображение экрана (‘‘Van Eck phreaking’’).
+
+---
+
+**Паразитные наводки и связи (Couplings & Crosstalk)**  
+Емкостная или индуктивная связь между проводниками и трассами печатных плат.  
+**Пример:** передача логики соседнего сигнального провода в цифровых шинах.
+
+---
+
+**Низкочастотные излучения (LF Emissions)**  
+Связаны с изменением тока питания и его флуктуациями.  
+**Пример:** помехи в сети переменного тока, синфазные выбросы на кабелях питания.
+
+---
+
+**Высокочастотные излучения (HF Emissions)**  
+Радиочастотные сигналы от тактовых генераторов, линий синхронизации ЦПУ.  
+**Пример:** излучения линии «clock» микропроцессора, позволяющие измерить частоту переключений.
+
+---
+
+### **Акустические преобразователи и их влияние на излучения**
+
+**Активные преобразователи**  
+Используют внешние источники энергии для генерации акустических волн. К ним относятся:
+
+- **Электродинамические**: работают на основе электромагнитных принципов, создавая помехи в радиочастотном диапазоне.
+  
+- **Электромагнитные**: могут вызывать непредусмотренные радиопомехи из-за переключений.
+
+- **Пьезоэлектрические**: могут генерировать низкочастотные излучения при изменении механического напряжения.
+
+**Пассивные преобразователи**  
+Не требуют внешнего источника энергии и могут создавать паразитные наводки:
+
+- **Индуктивные**: могут вызывать кросс-ток между соседними проводниками.
+
+- **Магнитострикционные**: могут создавать высокочастотные излучения в результате изменения магнитного поля.
+
+- **Емкостные**: могут влиять на низкочастотные излучения, вызывая флуктуации в цепях питания.
+![](1.jpg)
+---
+
+
+
+### **Исторические факты и примеры атак**
+
+- В 1884 г. в Лондоне зафиксировали прослушивание телефонных разговоров через наводки на уличных линиях связи Grey-Strand Road.
+- В 1980-е годы исследователи показали, что ЭЛТ-мониторы излучают достаточно спектра для восстановления вывода экрана на расстоянии до нескольких десятков метров.
+- В рамках программы TEMPEST АНБ США разработало методики скрытого контроля ЭМИ и нормативы по экранированию критических объектов.
+
+---
+
+### **Современные методы сбора и анализа**
+
+1. **Спектральный анализ:** измерение амплитуды и фазы сигнала в разных диапазонах для выделения повторяющихся структур (например, операций шифрования).
+![](2.jpg)
+2. **Анализ потребления энергии (Power Analysis):** корреляция мгновенного тока с обрабатываемыми данными (Simple/Differential Power Analysis).
+![](3.jpg)
+3. **Временная атака (Timing Attack):** фиксация задержек в вычислениях, связанных с условными переходами алгоритма.
+4. **Комбинированные Side-Channel атаки:** объединение радиочастотных, акустических и тепловых сигналов для повышения точности утечки информации.
+
+---
+
+### **Основные контрмеры**
+
+- **Экранирование:** Фарадеевы клетки вокруг критических компонентов, экраны из проводящей фольги на корпусах и кабелях.
+- **Фильтрация и развязка:** Фильтры низких частот на линиях питания, гальваническая развязка входов/выходов.
+- **Декорреляция и рандомизация:** Добавление случайных пауз (jitter) в работу тактовых генераторов, перемешивание порядка операций (masking) в криптографических алгоритмах.
+- **Нормативы и тестирование:** Стандарты ГОСТ Р 52552, NATO SDIP-27 по измерениям и контролю ЭМИ, регулярные испытания сертифицированных устройств в лабораторных условиях.
+
+---
+
+### **Заключение**
+
+Побочные электромагнитные излучения и наводки представляют реальную угрозу безопасности информационных систем. Понимание классификации ЭМИ, исторических прецедентов и современных методов защиты позволяет проектировать устойчивые к утечкам устройства. Комплексный подход, объединяющий экранирование, фильтрацию, рандомизацию и строгие нормативные процедуры, обеспечивает надежную защиту критических компонентов и коммуникаций.

Лекции/ПМ3.1/3.1.100_Физические_основы_побочных_электромагнитных_излучений_и_наводок/voprosi.md

@@ -0,0 +1,14 @@
+Что такое побочные электромагнитные излучения?  
+Это непреднамеренные сигналы, которые излучаются электронными устройствами.
+
+Какие виды побочных излучений существуют? 
+Существуют непредусмотренные радиопомехи, паразитные наводки, низкочастотные и высокочастотные излучения.
+
+Что вызывает низкочастотные излучения?  
+Низкочастотные излучения связаны с изменением тока питания.
+
+Как можно защититься от побочных излучений?**  
+Защита включает экранирование и фильтрацию.
+
+Какой исторический пример использования побочных излучений?**  
+В 1884 году прослушивали телефонные разговоры через наводки на линиях связи.