1-11

1.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
СПЕЦИАЛЬНОЙ ВОЕННОЙ ОПЕРАЦИИ
РОССИИ НА УКРАИНЕ
- НЕЙТРАЛЬНЫЙ И БЕЗЪЯДЕРНЫЙ СТАТУС
УКРАИНЫ ПРИ ОБЯЗАТЕЛЬНОЙ
ДЕМИЛИТАРИЗАЦИИ СТРАНЫ;
- ДЕНАЦИФИКАЦИЯ УКРАИНЫ;
- ПРИЗНАНИЕ РОССИЙСКОЙ
ПРИНАДЛЕЖНОСТИ КРЫМА;
- ПРИЗНАНИЕ УКРАИНОЙ СУВЕРЕНИТЕТА
ДНР И ЛНР В АДМИНИСТРАТИВНЫХ
ГРАНИЦАХ ДОНЕЦКОЙ И ЛУГАНСКОЙ
ОБЛАСТЕЙ.

2.

2

3.

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ВОЕННЫЙ УЧЕБНЫЙ ЦЕНТР
ЦИКЛ СПЕЦИАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ
ВОЕННО-СПЕЦИАЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА
ТЕМА №1:
ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ ОТ УТЕЧКИ ПО ТЕХНИЧЕСКИМ КАНАЛАМ
ГРУППОВОЕ ЗАНЯТИЕ №11:
ЭКРАНИРОВАНИЕ

4.

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Экранирование электрического поля.
2. Магнитостатическое экранирование.
3. Электромагнитное экранирование.
4. Экранирование электромагнитного поля излучения.
5. Одновременное экранирование электрического и магнитного
полей.
4

5.

ЛИТЕРАТУРА:
а) основная:
1. Шалагинов В. А. и др.; под общ. ред. В. А. Шалагинова. Основы
технической защиты информации. Учебное пособие - Орел: Академия ФСО
России, 2018.
б) дополнительная:
2. Меньшаков Ю. К. Основы защиты от технических разве-док. Учебное
пособие. - М.: ИПЦ "Маска", 2017.
5

6.

6

7.

• Отношение сигнал/помеха (Δ) – отношение максимального значения
амплитуды
импульсного
информативного
сигнала
или
среднеквадратического значения непрерывного информативного
сигнала к среднеквадратическому значению помехи на выходе
приемного устройства СИТР.
• Методы ТЗИ с применением технических средств направлены на
уменьшение отношения сигнал/помеха в ТКУИ. Значение отношения
сигнал/помеха может быть уменьшено двумя способами: уменьшением
значения информативного сигнала или увеличением значения помехи.
• Методы ТЗИ, направленные на уменьшение мощности информативного
сигнала, относятся к пассивным, а направленные на увеличение
мощности помех – к активным.
7

8.

• Пассивные
методы защиты основываются на
подавлении информативного сигнала в техническом
канале утечки. Их можно разделить на следующие
группы:
• - экранирование;
• - фильтрация;
• - применение схемотехнических методов;
• - звукоизоляция и звукопоглощение.
8

9.

1. ЭКРАНИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
Сущность
экранирования
заключается
в
локализации
электромагнитной энергии от источников излучения в пределах
определенного
пространства,
что
препятствует
ее
распространению за пределы КЗ. Для этого техническое
средство (группа средств) или линии связи помещаются в экран
(экранирующую конструкцию).
9

10.

• Экранирование применяется для борьбы с ТКУИ, у которых
информативный сигнал представляет собой электромагнитное
излучение, а средой распространения является окружающее
пространство. К таким каналам относятся ТКУИ за счет ПЭМИ,
за счет ПВЧМ (в виде электромагнитных излучений), ВЧоблучение, ВЧ-прокачка. Кроме того, с помощью
экранирования можно бороться с ТКУИ, в основе образования
которых лежит электромагнитное излучение. К таким каналам
относятся ТКУИ за счет наводок на случайные антенны, цепи
заземления и электропитания.
10

11.

• Показателем качества того или иного типа экрана является значение
коэффициента
подавления
информативного
сигнала.
Коэффициент
экранирования выражается как отношение напряженностей электрического и
магнитного полей в экранируемом пространстве при отсутствии и наличии
экрана:
• где ЭЭП – коэффициент экранирования по электрическому
полю;
ЭМП –коэффициент экранирования по магнитному полю;
E, H – амплитуды напряженностей электрического и
магнитного полей при отсутствии экрана;
E ', H ' – амплитуды напряженностей электрического и
магнитного полей при наличии экрана.
• Иногда коэффициент экранирования выражается в децибелах:
11

12.

• В зависимости от типа источника излучения и его
параметров (частоты) выделяют следующие виды
экранирования:
• - электрического поля;
• - постоянного и медленно меняющегося магнитного
поля (магнитостатическое экранирование);
•-
высокочастотного
магнитного
(электромагнитное экранирование);
• - электромагнитного поля излучения.
поля
12

13.

• Сущность экранирования электрического поля заключается в размещении
между источником излучения и приемником проводящего металлического
экрана, соединенного с «землей»
13

14.

• напряжение, наводимое на приемник
без экрана, определяется формулой
• Действие экрана, не соединенного с «землей»:
а – без экрана; б – с экраном
14

15.

• Наличие экрана разделяет емкость CПАР на две последовательно соединенные
емкости C1 и C2, к которым параллельно присоединена небольшая остаточная
емкость C'ПАР. Для определения напряжения UН можно, пренебрегая емкостью
C'ПАР, считать, что напряжение в точке B определяется напряжением на экране
UЭ, который заменяет в этом случае точку A.
15

16.

• Тогда получаем:
• Напряжение на экране, с учетом емкости C3
между экраном и «землей», будет равно:
• окончательно напряжение в точке B после установки экрана:
16

17.

• 1. Если экран установлен так, что его емкость относительно
точки A велика, а относительно «земли» мала, т. е. если C1
значительно больше C3 (C1≫C3), то напряжение на экране
будет примерно равно напряжению в точке A. В результате,
так как емкость C2 всегда больше емкости CПАР, напряжение UН
после установки экрана будет выше, чем до установки.
17

18.

• 2. Если экран установлен так, что его емкость C3 относительно «земли» велика, то
напряжение при наличии экрана будет меньше, чем без него. Таким образом, с
увеличением C3 (уменьшением расстояния между экраном и «землей»)
экранирование становится более эффективным. Увеличение C3 до ∞ равносильно
короткому замыканию между экраном и «землей». Если при этом не учитывать
остаточную паразитную емкость C'ПАР между точками A и B, то напряжение UН
окажется равным нулю и показанная на рисунке 3 конструкция экрана даст
идеальный экранирующий эффект. В действительности напряжение UН не будет
равно нулю, но его величина окажется намного меньше наведенного напряжения
до установки экрана, так как C'ПАР значительно меньше CПАР. В этом случае
эффективность экранирования электрического поля
18

19.

• Физический смысл экранирующего эффекта заключается в создании
короткого замыкания на «землю» большей части паразитной емкости
CПАР.
Действие экрана, соединенного с землей
19

20.

• От качества соединения экрана с «землей» и частей экрана друг с другом
сильно зависит его экранирующее действие. Особенно важно не иметь
соединительных проводов между частями экрана и «землей». Индуктивное
сопротивление такого провода, возрастающее с повышением частоты, по
своему влиянию эквивалентно уменьшению емкости C3. На частотах свыше 30
МГц соединительные проводники длиной в несколько сантиметров могут резко
ухудшить экранирующий эффект.
Влияние индуктивности
провода, соединяющего
экран с «землей»
20

21.

2. МАГНИТОСТАТИЧЕСКОЕ ЭКРАНИРОВАНИЕ
• От постоянного и медленно изменяющегося переменного магнитного поля
защищаются с помощью экранов, изготовленных из ферромагнитных
материалов (пермаллоя или стали) с большой магнитной проницаемостью. При
наличии такого экрана линии магнитной индукции проходят в основном по его
стенкам, которые обладают малым магнитным сопротивлением по сравнению с
воздушным пространством внутри экрана.
21

22.

• Данный вид экранирования называется магнитостатическим, или шунтированием
магнитного поля экраном, и эффективен для подавления магнитных полей на
частотах 0…1 кГц. Эффективность экранирования не зависит от частоты и
приближенно определяется по выражению
• где μ – магнитная проницаемость материала экрана;
d – толщина стенок экрана;
D – диаметр эквивалентного сферического экрана,
22
близкий к длине стенки кубического экрана.

23.

3. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ЭКРАНИРОВАНИЕ
• Экранирование
высокочастотного
магнитного
поля
(электромагнитное экранирование) – экранирование с
помощью вихревых токов (токов Фуко). Данный способ
вытеснения магнитного поля экраном основан на явлении
электромагнитной
индукции
и
применяется
для
экранирования переменных высокочастотных магнитных
полей.
Для
изготовления
экранов
используются
немагнитные и ферромагнитные материалы.
23

24.

• Сущность
экранирования заключается в следующем. При воздействии
высокочастотного магнитного поля на проводник в нем из-за явления
электромагнитной индукции возникают переменные вихревые токи (токи Фуко).
Магнитное поле, создаваемое этими токами, будет направлено навстречу
возбуждающему полю. Результирующее магнитное поле оказывается
ослабленным внутри экрана и усиленным вне его, т. е. происходит вытеснение
поля из пространства, занимаемого экраном, в чем и заключается его
экранирующее действие.
24

25.

• Вихревые токи в экране распределяются неравномерно по его сечению. При
высоких частотах вихревые токи в экране протекают в поверхностном слое, а
более глубокие слои будут экранированы поверхностными слоями, и
переменное магнитное поле будет ослабевать по мере проникновения вглубь
экрана. В этом случае наблюдается явление, аналогичное поверхностному
эффекту (скин-эффекту) .
• Распределение
поля в
экрана
толщине
25

26.

• Из-за поверхностного эффекта плотность вихревых токов уменьшается, а
амплитуда напряженности переменного магнитного поля по мере углубления в
металлический экран падает по экспоненциальному закону:
• где
H (x) – напряженность магнитного поля на глубине внутри экрана;
H (0) – напряженность магнитного поля на поверхности экрана;
δ – эквивалентная глубина проникновения, на которое напряженность
магнитного поля убывает в 2,72 раза по сравнению со значением на
поверхности экрана.
26

27.

• Эквивалентная глубина проникновения определяется выражением
• где σ – удельная проводимость материала экрана;
• ω = 2π f – угловая частота.
27

28.

• На низких частотах, когда толщина
экрана d < δ, расчет эффективности
экранирования производится по
приближенному выражению:
• На высоких частотах, при
относительно толстом материале
экрана d > δ эффективность
экранирования можно определить по
приближенному выражению:
• В этих выражениях d – толщина стенок экрана, см;
D – ширина коробки
прямоугольного экрана или диаметры цилиндрического и сферического экранов,
см; m – коэффициент формы экрана: для прямоугольного m = 1, для
цилиндрического m = 2, для сферического m = 3.
28

29.

29

30.

• Эффективность
магнитного экранирования зависит от частоты и
электрических свойств материала экрана. Чем ниже частота, тем слабее
действует экран и тем большей толщины его придется сделать для
достижения одного и того же экранирующего эффекта. Для высоких
частот, начиная с диапазона средних волн, экран из любого металла
толщиной 0,5–1,5 мм действует достаточно эффективно. Для частот выше
10 МГц медная и тем более серебряная пленка толщиной более 0,1 мм
дают значительный экранирующий эффект, поэтому на частотах выше 10
МГц вполне допустимо применение экранов из фольгированного
гетинакса или другого изоляционного материала с нанесенным на него
медным или серебряным покрытием. Для изготовления экранов
используются металлические материалы, материалы-диэлектрики, стекла
с токопроводящим покрытием, специальные металлизированные ткани,
токопроводящие краски. Металлические материалы (сталь, медь,
алюминий,
цинк,
латунь),
применяемые
для
экранирования,
изготавливаются в виде листов, сеток и фольги.
30

31.

• Экраны
из стали обеспечивают ослабление электромагнитного
излучения более чем на 100 дБ. Сетчатые экраны проще в
изготовлении, удобны для сборки и эксплуатации. К недостаткам
сетчатых экранов следует отнести невысокую механическую прочность
и меньшую эффективность экранирования по сравнению с листовыми.
Экран, изготовленный из луженой низкоуглеродистой стальной сетки с
ячейкой 2,5–3 мм, дает ослабление порядка 55–60 дБ, а из такой же
двойной (с расстоянием между наружной и внутренней сетками 100
мм) – около 90 дБ. Экран, изготовленный из одинарной медной сетки с
ячейкой 2,5 мм, имеет ослабление порядка 65–70 дБ.
31

32.

4. ЭКРАНИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО
ПОЛЯ ИЗЛУЧЕНИЯ
• Принцип
действия
основан на двух
факторах
–
отражении при
переходе
из
одной
материальной
среды в другую
и
поглощении
электромагнитн
ых волн.
32

33.

• В процессе своего падения на границу раздела двух сред с различными
электрофизическими характеристиками (воздух – металл и металл – воздух)
волна претерпевает отражение и преломление, а в толще экрана происходят
затухание поля по экспоненциальному за- кону и переход электромагнитной
энергии в тепловую.
• Эффективность экранирования электромагнитного поля излучения, одинаковая
для электрического и магнитного полей, составляющих волну, определяется
выражением
33

34.

5. ОДНОВРЕМЕННОЕ ЭКРАНИРОВАНИЕ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ
• Электрическое
и магнитное поля экранируются одними и теми же
конструкциями, но действуют они по-разному. Токи, протекающие по экрану
под влиянием магнитного поля, значительно превосходят токи,
наблюдаемые при экранировании электрического поля.
• Причиной этого является то, что токи, возбуждаемые в экране магнитным
полем, протекают в короткозамкнутом поверхностном слое тела самого
экрана, сопротивление которого невелико, в то время как в цепь тока,
протекающего при электрическом экранировании, всегда включено большое
сопротивление паразитной емкости между экранируемой точкой и экраном.
34

35.

• Эффективность
электрического экрана почти целиком определяется
наличием короткого замыкания между экраном и «землей». При
экранировании магнитного поля присоединение экрана к «земле» не
изменяет величину возбуждаемых в экране токов и, следовательно, на
эффективность магнитного экранирования не влияет.
• Изменение частоты не оказывает влияния на действие электрического
экрана, как и удельная проводимость материала, из которого сделан экран.
Магнитное экранирование целиком зависит от частоты. Чем ниже частота,
тем слабее действует магнитный экран, тем большей толщины приходится
его делать для достижения одного и того же экранирующего эффекта.
35

36.

• Широкое
распространение получило экранирование путем нанесения
электропроводящего покрытия на внутреннюю поверхность неметаллических
корпусов технических средств (телефонные аппараты ТАЭ-2, СТА и др.).
• Особое значение имеет экранирование соединительных кабелей и проводов
между ТС или отдельными их элементами. Для этого используют
экранированные или в металлической оболочке кабели, а также
специальные экранирующие конструкции: металлические цельнотянутые
трубы и короба, металлорукава, коэффициент экранирования которых
составляет не менее 20 дБ в диапазоне частот от 10 до 100 кГц и 60–80 дБ в
диапазоне свыше 100 кГц.
36

37.

• Экранирующие свойства имеют и обычные помещения. Степень их защиты
зависит от материала, толщины стен и перекрытий и наличия оконных
проемов. Особо следует отметить эффективность экранирования зданий из
железобетонных конструкций на частотах 100–500 МГц с размером ячейки
арматуры 15×15 см. Толщина стен 160 мм обеспечивает затухание до 25 дБ.
• Экранирующие
конструкции
технических
средств
совместно
с
экранирующими
кабельными
конструкциями
должны
создавать
экранированный
замкнутый
объем.
Основное
внимание
при
конструировании, изготовлении и монтаже экранирующих конструкций
уделяется узлам сочленения элементов конструкций и шовным соединениям.
Наружная и внутренняя поверхности экранирующих конструкций, за
исключением контактирующих, должны иметь защитное покрытие.
37

38.

38