Контроль защиты конфиденциальной информации при вводе с клавиатуры ПЭВМ
В статье рассмотрен метод оценки защищенности конфиденциальной информации от утечки по каналу ПЭМИ клавиатуры ПЭВМ. Данный метод основан на расчете отношения сигнал/шум, которое сравнивается с предельно допустимым отношением сигнал/шум. Розглянутий метод оцінки захищеності конфіденційної інформаці...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Искусственный интеллект |
|---|---|
| Дата: | 2013 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України
2013
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85079 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Контроль защиты конфиденциальной информации при вводе с клавиатуры ПЭВМ / В.А. Дмитриев, А.Б. Степанян, В.К. Фисенко // Искусственный интеллект. — 2013. — № 3. — С. 549–553. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859668390813106176 |
|---|---|
| author | Дмитриев, В.А. Степанян, А.Б. Фисенко, В.К. |
| author_facet | Дмитриев, В.А. Степанян, А.Б. Фисенко, В.К. |
| citation_txt | Контроль защиты конфиденциальной информации при вводе с клавиатуры ПЭВМ / В.А. Дмитриев, А.Б. Степанян, В.К. Фисенко // Искусственный интеллект. — 2013. — № 3. — С. 549–553. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Искусственный интеллект |
| description | В статье рассмотрен метод оценки защищенности конфиденциальной информации от утечки по каналу
ПЭМИ клавиатуры ПЭВМ. Данный метод основан на расчете отношения сигнал/шум, которое
сравнивается с предельно допустимым отношением сигнал/шум.
Розглянутий метод оцінки захищеності конфіденційної інформації від витоку по каналу побічного електро-
магнітного випромінювання клавіатури ПЕОМ. Цей метод ґрунтується на розрахунку відношення сигнал /
шум, яке порівнюється з гранично допустимим відношенням.
An evaluation method of confidential information security from leakage via compromising emanation
channel from the PC keyboard is considered. This method is based on the calculation of the signal/noise ratio which
is compared to the maximum permissible signal/noise ratio.
|
| first_indexed | 2025-11-30T12:06:00Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1561-5359 «Штучний інтелект» 2013 № 3 549
7Д
УДК 621.396
В.А. Дмитриев, А.Б. Степанян, В.К. Фисенко
Объединенный институт проблем информатики НАН Беларуси, Беларусь
Беларусь, 220012, г. Минск, ул. Сурганова, 6
Контроль защиты конфиденциальной информации
при вводе с клавиатуры ПЭВМ
U.A. Dzmitryiev, A.B. Stepanyan, U.K. Fisenko
United Institute of Informatics Problems NAS of Belarus, Belarus
Belarus, 220012, c. Minsk, Surganov str., 6
Control of Protection of Confidental Information
for Input from the PС Keyboard
В.А. Дмитрієв, А.Б. Степанян, В.К. Фисенко
Об’єднаний інститут проблем інформатики НАН Білорусі, Білорусь
Білорусь, 220012, м. Мінськ, вул. Сурганова, 6
Контроль захисту конфіденційної інформації
при введенні з клавіатури ПЕОМ
В статье рассмотрен метод оценки защищенности конфиденциальной информации от утечки по каналу
ПЭМИ клавиатуры ПЭВМ. Данный метод основан на расчете отношения сигнал/шум, которое
сравнивается с предельно допустимым отношением сигнал/шум.
Ключевые слова: защита, конфиденциальная информация, клавиатура, ПЭМИ.
An evaluation method of confidential information security from leakage via compromising emanation
channel from the PC keyboard is considered. This method is based on the calculation of the signal/noise ratio which
is compared to the maximum permissible signal/noise ratio.
Key words: security, confidential information, keyboard, side electromagnetic radiation.
Розглянутий метод оцінки захищеності конфіденційної інформації від витоку по каналу побічного електро-
магнітного випромінювання клавіатури ПЕОМ. Цей метод ґрунтується на розрахунку відношення сигнал /
шум, яке порівнюється з гранично допустимим відношенням.
Ключові слова: захист, конфіденційна інформація, клавіатура,
побічне електромагнітне випромінювання.
Для оценки защищенности конфиденциальной информации от ее утечки за счет
ПЭМИ клавиатуры ПЭВМ необходимо определить отношение сигнал/шум на выходе
оптимального приемника (согласованного фильтра) и сравнить его с пороговым (пре-
дельным) значением. Для оценки отношения сигнал/шум используется инструментально-
расчетный метод. Для измерения уровней ПЭМИ используется тестовый режим ра-
боты клавиатуры ПЭВМ. Тестовый режим должен задаваться путем формирования в
клавиатуре сигнала, с одной стороны, легко идентифицируемого при приеме, а с другой –
переводящего клавиатуру в состояние, при котором уровень создаваемых ею побоч-
ных излучений максимален.
Оценка возможности перехвата ПЭМИ клавиатуры ПЭВМ в открытой печати
впервые была рассмотрена в [1]. Однако в этой работе не учитывались реальные ус-
ловия распространения ПЭМИ клавиатуры ПЭВМ в помещении.
Дмитриев В.А., Степанян А.Б., Фисенко В.К.
«Искусственный интеллект» 2013 № 3 550
7Д
Наличие внутри здания стен, перегородок, мебели, радиоэлектронной аппара-
туры, людей и других объектов создает сложную среду распространения радиоволн.
Условия распространения ПЭМИ внутри помещений существенно отличаются от
условий распространения ПЭМИ в свободном пространстве. Основными эффектами,
наблюдаемыми при распространении ПЭМИ внутри помещений, являются много-
лучевость, обусловленная многократными отражениями радиоволн от стен и других
объектов, дифракция на многочисленных острых кромках предметов, расположен-
ных внутри комнаты, и ослабление радиоволн. Эти явления создают сложную интер-
ференционную структуру электромагнитного излучения. Эффекты, наблюдаемые при
распространении ПЭМИ, создаваемого клавиатурой компьютера, внутри помещений,
приводят к быстрым замираниям амплитуды и фазы, т.е. флюктуациям сигнала ПЭМИ,
приходящего к приемнику средства разведки.
Для описания статистических свойств огибающей электромагнитного излучения с
быстрыми замираниями используется плотность функции m-распределения Накага-
ми [2], которая определяется по формуле
⋅
−⋅
Γ⋅
⋅⋅
=
ΩΩ
−⋅
S
S
m
S
m
S
m
SS
UUm
UG
m
m
212
exp
)(
2
)( , (1)
где
2
1
22
2
)(
2
2
≥
〉〈
=
〉〈−
〉〈
UU
U
ss
s
m – глубина замираний, 〉〈Ω +=〉〈= UU sSSS
222
σ , σ
2
S –
дисперсия сигнала, 〉〈U S
– среднее значение напряжения сигнала, )(mΓ – гамма-
функция.
Статистические свойства огибающей шума описываются плотностью функции
распределения Рэлея [2], которая определяется по формуле
−⋅
⋅
=
ΩΩ N
N
N
N
NN
UU
UG
2
exp
2
)( , (2)
где σ
22
NNN U =〉〈=Ω ,
σ
2
N
– дисперсия шума.
Для оценки защищенности конфиденциальной информации от утечки по каналу
ПЭМИ клавиатуры ПЭВМ необходимо рассчитать отношение сигнал/шум по напря-
жению на выходе оптимального приемника (согласованного фильтра) и сравнить его
с пороговым (предельным) значением.
Для определения порогового (предельного) значения отношения сигнал/шум
используется критерий Неймана-Пирсона, максимизирующий вероятность правиль-
ного обнаружения при заданной вероятности ложной тревоги.
При оптимальном приеме импульсного сигнала, каковым является информа-
тивный сигнал ПЭМИ клавиатуры, вероятность ошибочного приема (вероятность
ложной тревоги) и вероятность правильного обнаружения одиночного импульса оп-
ределяются по формулам [3]
∫ ∫
+∞ +∞
==
y y
o o
dUUGdyyGР NNNNNNлт
)()( , (3)
∫ ∫
+∞ +∞
+++
++
+
==
y y
o o
dUUGdyyGР NSNSNSNSNSNSо
)()(
где Рлт
– вероятность ложной тревоги, Ро
− вероятность правильного обнару-
жения, )(UG NN
– плотность вероятности огибающей напряжения шума на входе оп-
Контроль защиты конфиденциальной информации при вводе с клавиатуры ПЭВМ
«Штучний інтелект» 2013 № 3 551
7Д
тимального приемника, )(UG NSNS ++
– плотность вероятности огибающей напряжения
смеси сигнал + шум на входе оптимального приемника, y
o
– пороговое значение,
при превышении которого выдается решение о наличии сигнала.
Плотность вероятности огибающей напряжения смеси сигнал + шум на входе
оптимального приемника определяется с помощью следующего выражения [4], [5]
∫
+∞
++
+++
−⋅==
0
)()()()( dyyyGyGyGUG
SSNSNSSNSNSNSNS
=
=
⋅
+⋅⋅
⋅
⋅⋅−⋅⋅
+⋅−⋅−
+
Ω
Ω
)(
)(2
2)(
)12(2
2
2
Z
m
mZX DDy
m
SN
NS
mNS
σ
σ , (5)
где
⋅
+⋅⋅⋅
+⋅⋅
−⋅=
+
Ω
Ω
y
NS
SNN
SN
m
m
KX
2
22
2
)(2
)2(
exp
σσ
σ ,
Ω+⋅
⋅
⋅
⋅
+Γ⋅
=
+⋅
)(2
2
2
2
2
1
2
12
SN
N
m
K
m
m
m
N
m
σ
σ
σπ
,
y
NS
SNN
S
m
Z
+
⋅
+⋅⋅⋅
⋅−=
Ω
Ω
)(2
2
22
σσ
,
)(ZD B−
– функция параболического цилиндра.
Учтя тот факт, что фаза принимаемого сигнала является случайной величиной,
вероятность правильного обнаружения единичного импульса со случайной фазой
рассчитывается по формуле
∫
+∞
⋅
+++
=
Рлт
N
dyyGP
NSNSNSo
1
ln
)(
σ
. (6)
Интеграл в формуле (6) в элементарных функциях не выражается и может быть
рассчитан численно, или с использованием справочных таблиц и формул. В частном
случае больших отношений сигнал/шум по напряжению и небольших флуктуациях
сигнала, а также используя асимптотическое значение функции параболического
цилиндра [6], для вероятности правильного обнаружения единичного импульса со
случайной фазой получим следующее выражение
H
N
S
S
m
q
m
P m
m
o
⋅
⋅
+Γ⋅
=
+
σ
σ
π
2
2
2
2
1
, (7)
где
−Γ⋅+
⋅−Γ=
РР лтлт
mmmH
1
ln,
1
ln,21 , ),( xrΓ − неполная гамма-
функция.
Для распознавания нажимаемой клавиши клавиатуры необходимо перехватить
ее скэн-код, передаваемый контроллером клавиатуры в линию передачи данных.
Дмитриев В.А., Степанян А.Б., Фисенко В.К.
«Искусственный интеллект» 2013 № 3 552
7Д
Полагая вероятности правильного обнаружения каждого импульса в сигнале скэн-
кода независимыми, вероятность перехвата скэн-кода можно рассчитать по фор-
муле
∑
=
≈=
n
i
n
ioСК PPР o
1
, )( , (8)
где P io.
− вероятность правильного обнаружения - го импульса скэн-кода,
n
− число бит (импульсов), используемых для передачи скэн-кода.
Например, в клавиатуре PS/2 для перехвата скэн-кода клавиши используется
восемь бит. Поэтому, вероятность перехвата скэн-кода будет равна )(
8
РР оСК
≈ .
Задаваясь пороговым значением вероятности перехвата скэн-кода РСК и вероятности
ложной тревоги
лтР , можно рассчитать предельно допустимое (пороговое) значение
отношения сигнал/шум δ для сигнала со случайной фазой
σ
σ
π
δ
2
2
2
1
N
Sm
n
СК
m
H
m
Р
m
−⋅
⋅
+Γ⋅
≈ , (9)
Следовательно, для оценки защищенности конфиденциально информации от
утечки по каналу ПЭМИ клавиатуры ПЭВМ необходимо рассчитать отношение сигнал /
шум по напряжению на выходе оптимального приемника (согласованного фильтра) qS и
сравнить его с пороговым значением
δ .
Исходя из того, что для оптимального приемника полоса пропускания фильтра
τ
1=∆F , где τ − длительность импульса, и допуская, что форма импульса прямо-
угольная, и полагая, что сопротивление антенны и входа приемника согласованы, qS
запишем в следующем виде
F
N
S
S
Uq
∆⋅
≈
σ
,
где U S − напряжение сигнала на входе разведывательного приемника, σ N −
среднеквадратическое значение напряжения шума, приведенное к входу разведыва-
тельного приемника и измеренное при полосе пропускания 1 Гц.
Конфиденциальная информация будет защищена от утечки по каналу ПЭМИ
клавиатуры ПЭВМ, если qS < δ .
Литература
1. Хорев А.А. Оценка возможности перехвата побочных электромагнитных излучений клавиатуры
компьютера / А.А. Хорев // Специальная техника. − 2011. − № 5. – С. 47-63.
2. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника / Тихонов В.И. − М. : Радио и связь, 1966. – 678 с.
3. Тихонов В.И. Оптимальный прием сигналов / Тихонов В.И.. − М. : Радио и связь, 1983. – 320 с.
4. Вентцель Е.С. Теория вероятностей / Вентцель Е.С. – М.: Высшая школа, 1999. – 576 с.
5. Градштейн И.С. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений / Градштейн И.С., Рыжик И.М. –
М.: Физматгиз, 1963. – 1100 с.
6. Бейтмен Г. Высшие трансцендентные функции. Функции Бесселя, функции параболического цилиндра,
ортогональные многочлены / Г. Бейтмен, А. Эрдейи. – М. : Наука, 1966. – Т. 2. – 296 с.
Контроль защиты конфиденциальной информации при вводе с клавиатуры ПЭВМ
«Штучний інтелект» 2013 № 3 553
7Д
Literatura
1. Horev A.A. Evaluation of possibility of intercept of side electromagnetic radiations of computer
keyboard. − Special’naja tehnika, № 5. − 2011. − S. 47-63.
2. Tihonov V.I. Statistical radio engineering. M.: A publ. is «Radio i svjaz’», 1966. – S. 678.
3. Tihonov V.I. Optimal reception of signals. M.: A publ. is «Radio i svjaz’», 1983. – S. 320.
4. Ventcel E.S. Probability theory. M.: A publ. is «Vysshaja shkola», 1999. – S. 576.
5. Gradshtejn I.S., Rygik I.M. Tables of integrals, sums, series and products. M.: A publ. is «Fizmatgiz»,
1963. – S. 1100.
6. Bateman H., Erdelyi A. Higher transcendental function. M.: A publ. is «Nauka», 1966. – V. 2. − S. 296.
RESUME
U.A. Dzmitryiev, A.B. Stepanyan, U.K. Fisenko
Control of Protection of Confidental Information
for Input from the PС Keyboard
In the article, the evaluation method of confidential information security from leakage via
compromising emanation channel from the PC keyboard is considered. This method is
based on the calculation of the signal/noise ratio which is compared to the maximum
permi-sible signal/noise ratio. The received ratio is compared to a threshold (limit) signal /
noise ratio. For determination of the threshold value of the signal/noise ratio the Neumann-
Pearson's criterion is used, which maximizes probability of the correct detection at set
probability of a false alarm.
The offered method allows to estimate the real opportunities of side electromagnetic
radiation interception from the PC keyboard by means of investigation and to prove expe-
diency or inexpediency of use of technical safeguards against information leakage through
technical channels.
Статья поступила в редакцию 05.04.2013.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-85079 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1561-5359 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-30T12:06:00Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Дмитриев, В.А. Степанян, А.Б. Фисенко, В.К. 2015-07-19T06:12:16Z 2015-07-19T06:12:16Z 2013 Контроль защиты конфиденциальной информации при вводе с клавиатуры ПЭВМ / В.А. Дмитриев, А.Б. Степанян, В.К. Фисенко // Искусственный интеллект. — 2013. — № 3. — С. 549–553. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 1561-5359 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85079 621.396 В статье рассмотрен метод оценки защищенности конфиденциальной информации от утечки по каналу ПЭМИ клавиатуры ПЭВМ. Данный метод основан на расчете отношения сигнал/шум, которое сравнивается с предельно допустимым отношением сигнал/шум. Розглянутий метод оцінки захищеності конфіденційної інформації від витоку по каналу побічного електро- магнітного випромінювання клавіатури ПЕОМ. Цей метод ґрунтується на розрахунку відношення сигнал / шум, яке порівнюється з гранично допустимим відношенням. An evaluation method of confidential information security from leakage via compromising emanation channel from the PC keyboard is considered. This method is based on the calculation of the signal/noise ratio which is compared to the maximum permissible signal/noise ratio. ru Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України Искусственный интеллект Нейронные сети и нейросетевые технологии. Информационная безопасность ИС Контроль защиты конфиденциальной информации при вводе с клавиатуры ПЭВМ Контроль захисту конфіденційної інформації при введенні з клавіатури ПЕОМ Control of protection of confidental information for input from the PС keyboard Article published earlier |
| spellingShingle | Контроль защиты конфиденциальной информации при вводе с клавиатуры ПЭВМ Дмитриев, В.А. Степанян, А.Б. Фисенко, В.К. Нейронные сети и нейросетевые технологии. Информационная безопасность ИС |
| title | Контроль защиты конфиденциальной информации при вводе с клавиатуры ПЭВМ |
| title_alt | Контроль захисту конфіденційної інформації при введенні з клавіатури ПЕОМ Control of protection of confidental information for input from the PС keyboard |
| title_full | Контроль защиты конфиденциальной информации при вводе с клавиатуры ПЭВМ |
| title_fullStr | Контроль защиты конфиденциальной информации при вводе с клавиатуры ПЭВМ |
| title_full_unstemmed | Контроль защиты конфиденциальной информации при вводе с клавиатуры ПЭВМ |
| title_short | Контроль защиты конфиденциальной информации при вводе с клавиатуры ПЭВМ |
| title_sort | контроль защиты конфиденциальной информации при вводе с клавиатуры пэвм |
| topic | Нейронные сети и нейросетевые технологии. Информационная безопасность ИС |
| topic_facet | Нейронные сети и нейросетевые технологии. Информационная безопасность ИС |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85079 |
| work_keys_str_mv | AT dmitrievva kontrolʹzaŝitykonfidencialʹnoiinformaciiprivvodesklaviaturypévm AT stepanânab kontrolʹzaŝitykonfidencialʹnoiinformaciiprivvodesklaviaturypévm AT fisenkovk kontrolʹzaŝitykonfidencialʹnoiinformaciiprivvodesklaviaturypévm AT dmitrievva kontrolʹzahistukonfídencíinoíínformacííprivvedennízklavíaturipeom AT stepanânab kontrolʹzahistukonfídencíinoíínformacííprivvedennízklavíaturipeom AT fisenkovk kontrolʹzahistukonfídencíinoíínformacííprivvedennízklavíaturipeom AT dmitrievva controlofprotectionofconfidentalinformationforinputfromthepskeyboard AT stepanânab controlofprotectionofconfidentalinformationforinputfromthepskeyboard AT fisenkovk controlofprotectionofconfidentalinformationforinputfromthepskeyboard |