Protection of computers from side electromagnetic radiation during monitor images formation

Abstract

Забезпеченню надійного захисту конфіденційних даних, що циркулюють в елементах критичної інформаційноїінфра-структури державних установ та приватних організацій, сьогодні є надзвичайно актуально та важливою задачею. Особливий інтерес привертають методи попередження витоку конфіденційних даних за рахунок локалізації «небезпечних сигналів»тобто таких, які згідно визначенням в технічному захисті інформації несуть в собі інформативну компоненту і одночасно мають рівень сигналу більший, ніж дозволений для небезпечних сигналівв нормативнихдокументахтехнічного захисту інформації. Підвищення енергії сигналів від персональних комп'ютерів зумовлено нарощуванням швидкості перемикань його транзисторних ключів. Сучасні пасивні методи екранування, такі, як при створенні персональних комп'ютерівв захищеному виконанні (аналогічно як в відомій програмі TEMPEST) вимагають, або великих витрат при екрануванні великих функціональних блоків комп'ютера, або малих витрат і технологічного спрощення при фрагментарному екрануванні його окремих малих за розміром елементів. Відповідно, є необхідність точного визначення місця джерел побічних електромагнітних випромінювань. Тому автори використовували мініатюрні саморобні антени і електричних (кулькова антена) і магнітних (датчик Холла) полів, що підключені до селективних вольтметрів. При такому підході значно скорочуються витрати на техніку, вартість робіт, кваліфікацію кадрів при доведенні персонального комп’ютерадо захищеного виконання.Тобто, наведеним в роботі є економічно вигідний підхід до зменшення рівня побічних електромагнітних випромінюваньперсонального комп’ютерапасивним методом. побічних електромагнітних випромінюваньвизначаються прицільно від окремих елементів персонального комп’ютера, неекранованих ліній зв’язку між відеопроцесором та монітором, фрагментів трас електричних доріжок на платах та ін. Наведений, також, альтернативний підхід, при якому ведеться не стільки боротьба з сигналами від монітора, скільки з захистом змісту зображень шляхом спотворення зображення на моніторі. Використовуються методи скремблювання зображення з використанням перетворення Арнольда, спрямовані на випадкове «перемішування»строк в кожному кадрі.

Reliable protection of confidential data processedin critical information infrastructure elements of public institutions and private organizations is topical task today. Of particular interest are methods to prevent the leakage of confidential data by localizinginformative (dangerous) signals that both carry an informative component,and have a signal level higher than predefined threshold.The increase in signal energy from personal computers is caused byincreasing of its transistorsswitching speed. Modern passive shielding methodsfor secured computers, similar to the well-known program TEMPEST,require either costly and large shieldingunitsor technological simplificationby using of low-cost fragmentary shieldingof computer’s individual elements.Therefore, localization of side electromagnetic radiation produced by personal computer is needed.The paper presents a cost-effective approach to reducing the level of computer’s electromagnetic radiationby passive method.The radiation are localized and measured by its estimation on personal computer’s elements, namely unshielded communication lines between video processor and amonitor, fragments of electric tracks on motherboards, etc.During experiments authorsused ad-hoc miniature electric (ball antenna) and magnetic (Hall sensor) antennas connectedto selective voltmeters. This approach significantly reduces the cost of equipmentand measurementsas well as requirements to analytics’ qualification forimproving computer’s protection.Also, the alternative approach for computer protection is proposed. The approach is based on image content protection by distorting the image on the monitorinstead of reducing electromagnetic radiation caused by signals from the monitor. The protection includes image scrambling using Arnold transform that randomly “shuffle”the lines in each frame.