Merge branch 'master' of u22podenny/TZI into master

Лекции/ПМ3.1/3.1.500_ФЯВУИЦЭЗ/podenny.md

@@ -0,0 +1,64 @@
+# Физические явления, вызывающие утечку информации по цепям электропитания и заземления
+
+В современном мире, где информация является одним из самых ценных активов, обеспечение её безопасности становится критически важной задачей. Одним из часто недооцениваемых, но потенциально опасных векторов утечки информации являются цепи электропитания и заземления. Хотя они в первую очередь предназначены для обеспечения электроэнергией и безопасности оборудования, они могут непреднамеренно передавать нежелательные сигналы, содержащие конфиденциальные данные. Эти сигналы могут быть обнаружены и интерпретированы злоумышленниками, что приведет к утечке информации.
+
+![](slide-18.jpg)
+
+**2. Физические явления, вызывающие утечку информации**
+
+Различные физические явления способствуют возникновению и распространению утечки информации по цепям электропитания и заземления:
+
+**2.1. Электромагнитное излучение (ПЭМИ)**
+
+•   **Механизм:** Работа электронных компонентов (процессоров, памяти, дисковых накопителей и т.д.) сопровождается изменениями тока и напряжения. Эти изменения создают электромагнитные поля, которые распространяются в окружающем пространстве, в том числе и по цепям электропитания и заземления, выступающим в роли антенн.  Частота и амплитуда этих полей модулируются обрабатываемыми данными.
+•   **Факторы, влияющие на излучение:**
+    *   **Частота работы устройства:** Чем выше частота, тем выше частота излучения и тем эффективнее цепи питания и заземления выступают в роли антенн.
+    *   **Конструкция печатной платы:** Неоптимальная разводка проводников, наличие неэкранированных элементов и неправильное заземление увеличивают интенсивность излучения.
+    *   **Протоколы передачи данных:**  Используемые протоколы шифрования и сжатия данных могут влиять на спектральный состав и интенсивность излучения.
+•   **Пример:** Анализ спектрального состава электромагнитного излучения от клавиатуры может позволить восстановить нажатые клавиши.
+
+**2.2. Паразитные токи (Ground Bounce и Ground Loops)**
+
+•   **Механизм:**
+    *   **Ground Bounce:**  При переключении цифровых схем (например, при изменении логического уровня) происходит резкое изменение тока, протекающего через заземляющий проводник.  Из-за ненулевого импеданса заземляющего проводника возникает кратковременный скачок напряжения (Ground Bounce).  Эти скачки напряжения модулируются обрабатываемыми данными и могут распространяться по всей системе заземления.
+    *   **Ground Loops:**  При наличии нескольких точек заземления в системе могут возникать замкнутые контуры (Ground Loops). Различные точки контура могут иметь разные потенциалы, что приводит к протеканию паразитных токов.  Эти токи могут быть модулированы обрабатываемыми данными и могут быть захвачены как сигналы утечки информации.
+•   **Факторы, влияющие на паразитные токи:**
+    *   **Качество заземления:**  Плохое заземление увеличивает импеданс заземляющих проводников и усугубляет эффекты Ground Bounce и Ground Loops.
+    *   **Конструкция системы заземления:**  Неправильная организация системы заземления (например, наличие множественных заземляющих точек без радиального заземления) способствует образованию Ground Loops.
+    *   **Скорость переключения логических элементов:**  Чем выше скорость переключения, тем больше скачки напряжения и больше паразитные токи.
+•   **Пример:** Анализ колебаний напряжения на шине заземл
+ения сервера может раскрыть информацию о типе выполняемых операций и загруженности системы.
+
+# Основные физические механизмы утечек
+### Электромагнитные излучения
+Электромагнитные поля создаются всеми устройствами, потребляющими электроэнергию. Когда электрический ток проходит через компоненты устройства, возникает электромагнитное поле, которое распространяется вокруг проводов и компонентов. Это поле может переносить информацию, содержащуюся в сигналах устройства. Например, импульсные помехи, возникающие при переключениях цифровых схем, создают высокочастотные колебания напряжения, которые легко распространяются по линиям электропередач и земле.
+
+### Нелинейные эффекты полупроводников
+Большинство современных электронных устройств содержат полупроводники, которые проявляют нелинейные характеристики. Из-за нелинейности характеристик транзисторов, диодов и интегральных микросхем возникают гармоники и искажения сигнала. Эти побочные сигналы также могут распространяться по цепи питания и вызывать утечку информации.
+
+### Шумовая чувствительность оборудования
+Электронные устройства часто чувствительны к шумовым сигналам, возникающим вне основной рабочей частоты. Такие шумы могут возникать вследствие электрических переходных процессов в соседних устройствах, магнитных полей и даже статического электричества. Эти паразитные сигналы иногда коррелируют с рабочими циклами основного устройства и могут служить источником дополнительной информации.
+
+### Резонансные явления в линии передачи
+Электрические сети имеют собственную резонансную частоту, зависящую от длины линий и нагрузки. Если частота рабочих импульсов устройства совпадает с одной из собственных частот электрической сети, возможно значительное усиление передаваемых сигналов. Таким образом, мощные резонансы становятся потенциальным каналом утечки информации.
+
+### Паразитные емкости и индуктивности
+Паразитные емкостные связи между компонентами схемы приводят к появлению нежелательных путей распространения сигнала. Особенно значимы они при работе с высокими частотами, когда небольшая емкость способна обеспечить достаточную передачу энергии. Аналогично, паразитные индуктивности могут создавать контуры обратных связей, усиливающие утечку сигналов по линиям питания и земляному контуру.
+
+## Методы предотвращения утечек
+Для минимизации риска утечки информации используются разнообразные методы:
+
+### Экранирование
+Использование экранированных корпусов и экранных материалов помогает снизить уровень излучаемого электромагнитного поля. Однако эффективность такого подхода зависит от качества исполнения экрана и соблюдения норм монтажа.
+
+### Фильтрация и развязывание
+Применение фильтров низких частот (ФНЧ) на линиях питания подавляет высокочастотную составляющую сигналов, предотвращая распространение побочных сигналов. Развязывающие конденсаторы обеспечивают гашение всплесков напряжения, снижая вероятность проникновения нежелательной информации в цепь питания.
+
+### Гальваническое разделение
+Гальванически изолированные блоки питания отделяют внутренние электронные системы от внешней среды, исключая прямую связь через линию питания. Применение оптронных пар, трансформаторов и других элементов изоляции эффективно защищает устройство от утечек.
+
+### Криптографические методы
+При передаче важных данных используется шифрование каналов связи, включая защиту от перехватов по физическим линиям. Современные алгоритмы криптографии позволяют надежно защитить конфиденциальную информацию от злоумышленника, имеющего доступ к электросети.
+
+# Заключение
+Защита от утечек информации по цепям электропитания и заземления требует комплексного подхода, включающего применение физических методов снижения уровня паразитных сигналов, внедрение эффективных мер фильтрации и изоляционных технологий, а также использование надежных криптографических решений. Эффективная защита должна учитывать специфику каждого конкретного устройства и условий эксплуатации, обеспечивая надежную безопасность данных в условиях постоянно растущих угроз.

Лекции/ПМ3.1/3.1.500_ФЯВУИЦЭЗ/вопросы1.md

@@ -0,0 +1,12 @@
+Какие основные причины возникновения утечек информации по цепям электропитания?
+течки информации по цепям электропитания обусловлены несколькими факторами: электромагнитные излучения, создаваемые работающими электронными устройствами; нелинейные эффекты полупроводниковых приборов, приводящие к образованию гармоник и посторонних сигналов; паразитные ёмкости и индуктивности, создающие дополнительные пути распространения сигналов; резонансные явления в сетях электропередачи, способные усиливать сигналы определённых частот.
+
+
+Как влияют нелинейные свойства полупроводников на возникновение утечек информации?
+Полупроводниковые элементы обладают нелинейностью, выражающейся в изменении сопротивления в зависимости от приложенного напряжения. Эта особенность приводит к возникновению высших гармоник исходного сигнала, создавая дополнительные составляющие спектра, которые способны распространяться по цепям питания и вызывать утечку важной информации.
+
+Что такое паразитные ёмкости и как они способствуют утечкам информации?
+Паразитные ёмкости образуются между элементами электронных схем и металлическими конструкциями корпуса устройства. Они представляют собой небольшие электрические конденсаторы, образующиеся естественным путём из-за близости друг к другу разных частей схемы. Эти ёмкости пропускают высокочастотные сигналы, позволяя им проникнуть в цепь питания и создать дополнительный путь для утечки информации.
+
+Почему важно применять фильтрацию и развязку для уменьшения утечек информации?
+Фильтры нижних частот устанавливаются на входе и выходе блока питания, ограничивая прохождение высоких частот, несущих потенциально опасные сигналы. Использование развязывающих конденсаторов уменьшает влияние изменений напряжения на питание электроники, способствуя снижению утечек. Оба метода снижают количество побочных сигналов, передающихся по линиям питания.

Лекции/ПМ3.1/3.1.600_Номенклатура_и_характеристика_аппаратуры/podenny.md

@@ -0,0 +1,51 @@
+## Номенклатура и характеристика аппаратуры, используемой для измерения параметров побочных электромагнитных излучений и наводок, параметров фоновых шумов и физических полей.
+
+## Введение
+Измерение параметров побочных электромагнитных излучений (ПЭМИН), фоновых шумов и физических полей играет ключевую роль в обеспечении информационной безопасности объектов критической инфраструктуры, коммерческих предприятий и государственных учреждений. Для оценки эффективности защитных мероприятий применяются специализированные приборы и оборудование, позволяющие измерять уровни излучений, анализировать спектральные характеристики и выявлять возможные угрозы утечки информации
+
+#### 1. Анализаторы спектра
+Приборы, предназначенные для анализа частотных составляющих электромагнитных сигналов. Применяются для выявления узких полос приема, изучения структуры спектров и диагностики неисправностей радиоаппаратуры.
+#### 2. Измерители напряженности электрического и магнитного полей
+Специальные датчики и регистраторы, используемые для регистрации уровней напряжённости электрических и магнитных полей. Могут применяться как автономно, так и в составе автоматизированных комплексов мониторинга.
+#### 3. Антенные комплексы
+Включают антенны различного типа (штыревые, рамочные, рупорные и др.) для приёма электромагнитных колебаний различной поляризации и диапазонов частот. Часто являются частью специальных исследовательских станций или лабораторий.
+#### 4. Регистрирующая аппаратура
+Записывают изменения уровней сигналов и отображают графическую картину процессов. Используются для длительного наблюдения и анализа динамики параметров излучений.
+#### 5. Специализированные стенды и испытательные установки
+Предназначены для воспроизведения реальных условий эксплуатации радиоэлектронных изделий и моделирования возможных воздействий на объект исследований.
+## Характеристики современной аппаратуры
+Современные приборы отличаются высоким уровнем чувствительности, точностью измерений и возможностью автоматизации процесса тестирования. Среди ключевых характеристик выделяют:
+* Диапазон измеряемых частот (от единиц Гц до десятков ГГц).
+* Динамический диапазон (способность прибора различать слабые и сильные сигналы одновременно).
+* Точность измерения амплитудных и фазовых параметров.
+* Возможность одновременного анализа большого числа параметров.
+* Совместимость с компьютерными системами сбора и обработки данных.
+
+### Примеры специализированной аппаратуры
+Рассмотрим некоторые конкретные модели оборудования, применяемые для измерения ПЭМИН и фоновых шумов:
+1. Р2-М1: Автоматический стационарный комплекс контроля безопасности информации, позволяющий проводить оценку уровня электромагнитных излучений компьютерных систем и технических средств вычислительной техники.
+2. «АНИМАЦИЯ-КОНТРОЛЬ-2М»: Портативный прибор для обнаружения и локализации непреднамеренных электромагнитных излучений информационных систем.
+3. АРДАСА-ПЕМИН-2000: Комплекс предназначен для детального исследования спектрального состава излучений и анализа состояния антенно-фидерных трактов.
+4. SPECTRAN NF-5030: Анализатор спектра производства Rohde & Schwarz, обеспечивающий высокую точность измерений и широкие возможности анализа в диапазоне до 8 ГГц.
+5. EME-TESTER V80: Компактный инструмент для оперативного измерения напряжённостей электрического и магнитного полей.
+### Рекомендации по выбору аппаратуры
+Выбор конкретной модели оборудования должен основываться на ряде факторов:
+* Специфики объекта измерения (тип используемых технических средств, окружающая среда, условия эксплуатации).
+* Требований нормативных документов и стандартов безопасности.
+* Возможности интеграции в существующие системы мониторинга и управления.
+* Экономической целесообразности приобретения той или иной модели.
+
+#### Общие характеристики аппаратуры для измерения ПЭМИ, наводок, фоновых шумов и физических полей:
+• Чувствительность: Минимальный уровень сигнала, который может быть измерен. • Динамический диапазон: Разница между максимальным и минимальным измеряемым уровнем сигнала. • Погрешность измерения: Характеризует точность измерений. • Калибровка: Необходимость регулярной калибровки для обеспечения достоверности результатов. • Соответствие стандартам: Соответствие аппаратуры требованиям международных и национальных стандартов (CISPR, ГОСТ).
+
+#### Выбор аппаратуры
+При выборе аппаратуры для измерения параметров побочных электромагнитных излучений и наводок, а также оценки фоновых шумов и физических полей важно учитывать ряд ключевых критериев: диапазон рабочих частот; чувствительность и точность измерений; динамический диапазон; полоса пропускания приемника; тип подключения и интерфейс управления; устойчивость к воздействию внешней среды; совместимость с существующими стандартами и протоколами испытаний.
+
+#### Прмеры аппаратуры 
+- Анализаторы спектра: серии RSA и FSW производства Rohde & Schwarz, N9000B Agilent, PSA8000 Keysight.
+- Электромагнитные щупы и зонды: серий HN (HAMEG), APS (Schwarzbeck Mess-Elektronik), ETS-Lindgren.
+- Спектральные анализаторы общего назначения: SMV50 (Rohde & Schwarz), MXA Series (Keysight).
+- Российские разработки: серия АСИЭ (АО «НИИТеплоприбор»), ИМАФ («Электрон»).
+
+## Заключение
+Изучение номенклатуры и характеристик аппаратуры, применяемой для измерения параметров побочных электромагнитных излучений и наводок, является важным аспектом обеспечения надежности и безопасности современных технических решений. Постоянное развитие технологий требует постоянного совершенствования методов и средств контроля за параметрами ЭМС (электромагнитной совместимости). Оборудование для мониторинга и анализа этих факторов позволяет своевременно выявлять возможные проблемы и минимизировать риски возникновения сбоев в работе техники, влияющих на здоровье пользователей и безопасность окружающей среды. Эффективное управление уровнем ПЭМИ и фоновыми шумами обеспечивает надежную работу сложных систем и сетей связи, способствует повышению производительности труда и улучшению условий жизнедеятельности населения.

Лекции/ПМ3.1/3.1.600_Номенклатура_и_характеристика_аппаратуры/вопросы.md

@@ -0,0 +1,14 @@
+Что такое побочные электромагнитные излучения и наводки?
+Побочные электромагнитные излучения (ПЭМИ) и наводки представляют собой нежелательные сигналы, возникающие вследствие функционирования радиоэлектронных устройств. Они возникают из-за несовершенства схемотехники, экранирования и заземления, а также особенностей конструкции приборов. Эти явления ухудшают качество сигнала и создают помехи другим устройствам.
+
+Какие приборы используются для измерения уровней фоновых шумов и побочных электромагнитных излучений?
+Для измерений применяются специализированные измерительные комплексы, включающие высокочувствительные антенны, спектроанализаторы, селективные вольтметры, осциллографы и компьютеризированные системы обработки сигналов. Среди популярных производителей можно выделить Rohde & Schwarz, Agilent Technologies, Anritsu и отечественные фирмы, такие как «Концерн Радиоэлектронные технологии».
+
+Каковы основные характеристики оборудования для измерения побочных электромагнитных излучений?
+Основные характеристики включают диапазон частот, чувствительность, динамический диапазон, точность измерений, полосу пропускания приемника, линейность амплитудной шкалы, стабильность частоты гетеродина и минимально регистрируемый уровень мощности. Например, современные анализаторы спектра способны регистрировать излучения вплоть до десятков ГГц с чувствительностью порядка пиковольт.
+
+Какие физические поля измеряются при оценке уровня воздействия на окружающую среду?
+ Измеряют магнитные, электрические и электромагнитные поля, создаваемые промышленными установками, линиями электропередач, радиостанциями и бытовой техникой. Уровень влияния оценивается по стандартам, установленным санитарными нормами и правилами (например, СанПиН).
+
+Назовите методы защиты электронных устройств от побочных электромагнитных излучений и наводок.
+ Методы защиты включают применение эффективных экранов, фильтров подавления гармоник, оптимизацию конструкций корпусов и кабелей, улучшение качества соединений и контактов, использование специальных покрытий и поглощающих материалов, повышение устойчивости устройства к внешним возмущениям.