Разделы сайта
Способы защиты объектов информатизации от утечки информации по техническим каналам: заземление технических средств обработки информации
Хорев Анатолий Анатольевич,
доктор технических наук, профессор Национальный
исследовательский университет «МИЭТ», г.Москва
E-mail: horev@miee.ru
В статье рассмотрены вопросы, связанные с заземлением технических средств обработки информации с целью защиты информации от утечки по техническим каналам.
Одним из наиболее опасных технических каналов утечки информации на объектах информатизации является канал утечки информации, возникающий вследствие побочных электромагнитных излучений (ПЭМИ) технических средств обработки информации (ТСОИ). Такой канал утечки информации часто называют электромагнитным [10].
Эффективным способом снижения уровня ПЭМИ является экранирование их источников. При реализации электромагнитного экранирования необходимо заземление экрана источника ПЭМИ, под которым понимается преднамеренное электрическое соединение экрана с заземляющим устройством.
Заземляющее устройство включает за-землитель и заземляющие проводники, соединяющие экран с заземлителем.
Заземлитель — проводящая часть (заземляющий электрод) или совокупность соединённых между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землёй непосредственно или через промежуточную проводящую среду [6].
Часть земли, находящаяся вне зоны влияния какого-либо заземлителя, электрический потенциал которой принимается равным нулю, называется зоной нулевого потенциала (относительная земля), а зона земли между заземлителем и зоной нулевого потенциала — зоной растекания (локальная земля). Поэтому под термином «земля» наиболее часто понимается земля в зоне растекания [6].
Заземление делится на два основных вида по выполняемой роли — рабочее (функциональное) и защитное.
Защитное заземление — заземление, выполняемое в целях электробезопасности, а рабочее заземление — заземление точки или точек токоведущих частей оборудования, выполняемое для обеспечения его работы (не в целях электробезопасности) [6].
Заземление, используемое в целях электромагнитного экранирования, относится к рабочему заземлению, но оно выполняет также функции и защитного заземления.
В большинстве случаев все ТСОИ, установленные на объекте информатизации, заземляются на один общий заземлитель (одноточечная схема заземления). Шина, являющаяся частью заземляющего устройства и предназначенная для присоединения нескольких проводников с целью заземления, называется главной заземляющей шиной [6].
Рис. 1. Одноточечная последовательная схема заземления
В зависимости от способа подключения заземляющих проводников к заземлителю одноточечные схемы заземления подразделяются на последовательные, параллельные и комбинированные.
Одноточечная последовательная схема заземления наиболее проста (рис. 1). Однако ей присущи недостатки, связанные с протеканием обратных токов различных цепей по общему участку заземляющей цепи. Вследствие этого возможно появление опасного сигнала в посторонних цепях.
В одноточечной параллельной схеме заземления (рис. 2) этих недостатков нет. Однако такая схема требует большого числа протяжённых заземляющих проводников, из-за чего может возникнуть проблема с обеспечением малого сопротивления заземления участков цепи. Кроме того, между заземляющими проводниками могут возникать нежелательные связи, которые создают несколько путей заземления для каждого устройства. В результате в системе заземления могут возникнуть уравнительные токи и появиться разность потенциалов между различными устройствами.
При использовании одноточечной комбинированной (гибридной) схемы заземления ряд ТСОИ подключается к заземлителю последовательно, а ряд — параллельно (рис. 3).
Такая схема заземления наиболее часто используется на распределённых объектах информатизации: шина заземления прокладывается совместно по одной трассе с линиями электроснабжения. На участке от вводно-распределительного устройства или главного распределительного щита, где расположен главный заземляющий зажим, до щитков на этажах здания схема является параллельной одноточечной (одноточечной «звездой»), а на участке групповых сетей, от щитка до электрической розетки, — последовательной одноточечной.
Рис. 2. Одноточечная параллельная схема заземления
Рис. 3. Одноточечная комбинированная схема заземления
Заземление экранов ТСОИ должно быть выполнено в соответствии с определёнными правилами. Основные требования, предъявляемые к системе рабочего заземления объекта информатизации, заключаются в следующем [1, 2, 6,7, 11]:
- система заземления должна включать заземлитель, шину заземления и заземляющие проводники, соединяющие за-землитель с экранами ТСОИ и их информативных кабелей;
- запрещается использовать в качестве заземляющего устройства провода электросетей (нулевые фазы), металлоконструкции зданий, металлические оболочки подземных кабелей, металлические трубы систем отопления, водоснабжения, канализации;
- главная заземляющая шина должна проходить как можно ближе к ТСОИ и быть соединена с его экраном заземляющим проводником наименьшей длины;
- во избежание несанкционированного доступа к системе рабочего заземления все её элементы должны находиться в пределах контролируемой зоны объекта, при этом заземлитель не должен находиться ближе 10 м от её границы. В случае если это требование не выполняется, должно осуществляться линейное электромагнитное зашумление цепей заземления ТСОИ;
- общее сопротивление заземлителя, заземляющих проводников и шин заземления не должно превышать 4 Ом;
- каждый заземляемый элемент должен быть присоединён к заземлителю или к шине заземления при помощи отдельного проводника (рис. 4). Последовательное включение в заземляющий проводник заземляемых технических средств не допускается (рис. 5);
- следует избегать использования общих проводников в системе рабочего заземления, защитных заземлений и сигнальных цепей;
- в системе заземления должны отсутствовать замкнутые контуры, образованные соединениями или нежелательными связями между сигнальными цепями и корпусами устройств, между корпусами устройств и землёй;
- заземляющие проводники должны иметь покрытие, предохраняющее их от коррозии;
- качество электрических соединений в системе заземления должно обеспечивать минимальное сопротивление контакта, надёжность и механическую прочность контакта в условиях климатических воздействий и вибрации;
- присоединение шины заземления к за-землителю, а также заземляющих проводников к шине заземления должно быть выполнено сваркой или специальными зажимами, а заземляющих проводников к корпусам технических средств — болтовым соединением;
- контактные соединения должны исключать возможность образования гальванических пар для предотвращения коррозии в цепях заземления. На контур рабочего заземления должны быть заземлены не только технические средства обработки иформации ограниченного доступа, но и вспомогательные технические средства и системы (ВТСС), а также посторонние проводники (металлические трубопроводы водопровода и центрального отопления, металлические конструкции внутри здания и т.д.).
Рис. 4. Пример присоединения к главной шине заземления заземляющих проводников
Рис. 5. Неправильно выполненая схема заземления (последовательное
включение в заземляющий проводник нескольких заземляемых устройств)
Неправильно выполненное заземление, например, наличие замкнутых контуров и связей между системами заземления различных технических средств обработки информации, может привести к существенному возрастанию уровня побочных электромагнитных излучений.
Такая ситуация может возникнуть, когда два технических средства обработки информации, заземлённых на рабочий контур заземления, соединены экранированным кабелем, соединяющим корпуса этих устройств (рис. 6). В данном случае по экрану кабеля и заземляющим проводникам начинает протекать некоторая доля наведённого в них информативного сигнала, образуя замкнутый контур, выполняющий функцию «случайной антенны». Совпадение резонансной частоты этой «случайной антенны» с одной из гармоник информативного сигнала может привести к существенному возрастанию уровня побочных электромагнитных излучений.
Поэтому экраны кабелей необходимо заземлять с одной стороны, например, со стороны основного оборудования.
С целью исключения «проникновения» наведённых высокочастотных информативных сигналов из заземляющих проводников рабочего заземления в систему защитного заземления следует применять: изолирующие трансформаторы; источники бесперебойного питания с двойным преобразованием частоты и изолирующим трансформатором; фильтры нижних частот (трансфильтры, суперфильтры) с изолирующим трансформатором. Основным условием применения этого обрудования является отсутствие кондуктивной связи с первичной стороной как по PE, так и по N проводникам.
Одним из основных требований, предъявляемых к рабочему заземлению, используемому в целях электромагнитного экранирования, является требование к сопротивлению заземления, которое не должно превышать 4 Ом.
Под сопротивлением заземления понимается отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с зазем-лителя в землю [6].
Сопротивление заземления определяется главным образом сопротивлением растекания тока в земле и зависит от площади электрического контакта заземлителя (заземляющих электродов) с грунтом и удельного электрического сопротивления грунта, в котором смонтирован этот заземлитель.
Удельное электрическое сопротивление грунта — параметр, определяющий уровень «электропроводности» грунта как проводника. Оно зависит от состава грунта, размеров и плотности прилегания друг к другу его частиц, влажности и температуры, концентрации в нём растворимых химических веществ (солей, кислотных и щелочных остатков), температуры и т.п. и колеблется в очень широких пределах (табл. 1) [11].
Рис. 6. Неправильно выполненная схема заземления (замкнутые контуры,
образованные соединениями между корпусами устройств и землёй)
Величину сопротивления грунта можно значительно понизить за счёт уменьшения переходного сопротивления между заземли-телем и почвой путём тщательной очистки перед укладкой поверхности заземлителя и утрамбовкой вокруг него почвы, подсыпкой поваренной соли, а также орошением почвы вокруг заземлителей (орошение почвы вокруг заземлителей 2-5%-ным соляным раствором снижает сопротивление заземления в 5 — 10 раз) [11].
Источник
Способ защиты от измерений
ПРАВИЛА
ПРИМЕНЕНИЯ И ИСПЫТАНИЯ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ
В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ, ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К НИМ
РАЗРАБОТАНЫ СКТБ ВКТ МОСЭНЕРГО при участии специалистов Минтопэнерго РФ
СОГЛАСОВАНЫ Президиумом Всероссийского Комитета «Электропрофсоюз» (27 октября 1992 г.). Протокол N 15
УТВЕРЖДЕНЫ заместителем Председателя Комитета электроэнергетики Минтопэнерго РФ И.А. Новожиловым (19 ноября 1992 г.); начальником Главгосэнергонадзора Б.П. Варнавским (26 ноября 1992 г.)
В 9-е издание правил внесены изменения и дополнения, учитывающие опыт применения современных конструкций средств защиты, а также требования действующих стандартов на конкретные виды средств защиты и в области электробезопасности по состоянию на 01.10.92.
Откорректированы термины и их определения, введены новые термины («Средство коллективной защиты работающего», «Средство индивидуальной защиты работающего», «Напряжение прикосновения», «Знак безопасности» и др.).
Классификация и перечень средств защиты дополнены новыми разработками, включены технические требования к ним.
Изменена структура правил: в тексте даны требования к конструкции средств защиты, объем и нормы эксплуатационных испытаний, правила пользования ими, а нормы приемо-сдаточных и типовых испытаний приведены в приложениях 6 и 7.
Переработаны разделы «Указатели напряжения», «Штанги изолирующие», «Пояса предохранительные монтерские» в связи с пересмотром ГОСТ на них, включены требования к сигнализаторам наличия напряжения индивидуальным, устройствам и приспособлениям для обеспечения безопасности труда при проведении измерений и испытаний в электроустановках, переносным заземлениям для ВЛ до 1150 кВ и для наложения с земли.
Существенно переработан раздел по средствам защиты и изолирующим устройствам для ПРН, введен новый раздел «Средства защиты от электрических полей повышенной напряженности» и требования к измерителям напряженности.
В приложение 9 включены два новых запрещающих плаката: по ПРН и работе в электрических полях. Добавлены приложения 10-13, включающие протокол испытаний средств защиты для ПРН, журнал регистрации эксплуатационных испытаний их, допустимое время пребывания человека в электрическом поле без средств защиты и протокол измерения напряженности электрического поля.
Правила разработаны в соответствии с ССБТ.
С выходом настоящего издания правил утрачивает силу 8-е издание «Правил применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках» (М.: Энергоатомиздат, 1987).
Правила разработаны отделом техники безопасности и эксплуатации высоковольтного электрооборудования СКТБ ВКТ Мосэнерго (3.И. Кобзева).
Консультанты: С.В. Полевой, А.В. Боев, М.Д. Столяров, В.Ф. Кузин, И.А. Бородин, В.М. Арсеньев (фирма «ОРГРЭС»).
Проект правил рассмотрен комиссией под председательством заместителя начальника Отдела охраны труда и техники безопасности Комитета электроэнергетики А.С. Горошкевича в составе: 3.И. Кобзева, Н.М. Чесноков (СКТБ ВКТ Мосэнерго), А.В. Малов (МКС), В.И. Энговатов (Главгосэнергонадзор), Б.Ф. Пазиненко (Западные электросети Мосэнерго), С.В. Полевой (фирма «ОРГРЭС»), при участии заместителя главного инженера ВОП ПРН Винницаэнерго В. Л. Таловерья.
ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ, ПРИНЯТЫЕ В ПРАВИЛАХ
Средство защиты работающего
Средство, предназначенное для предотвращения или уменьшения воздействия на работающего опасных и (или) вредных производственных факторов
Средство коллективной защиты работающего
Средство защиты, конструктивно и (или) функционально связанное с производственным оборудованием, производственным процессом, производственным помещением (зданием) или производственной площадкой
Средство индивидуальной защиты работающего
Средство защиты, надеваемое на тело человека или его части или используемое им
Средство защиты, предназначенное для обеспечения электробезопасности
Основное электрозащитное средство
Изолирующее электрозащитное средство, изоляция которого длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановки и которое позволяет работать на токоведущих частях, находящихся под напряжением
Дополнительное электрозащитное средство
Изолирующее электрозащитное средство, которое само по себе не может при данном напряжении обеспечить защиту от поражения электрическим током, но дополняет основное средство защиты, а также служит для защиты от напряжения прикосновения и напряжения шага
Напряжение, появляющееся на теле человека при прикосновении к двум точкам цепи тока, в том числе при повреждении изоляции между частями электроустановок, которых одновременно касается человек
Напряжение между двумя точками земли или пола, обусловленное растеканием тока замыкания в землю, при одновременном касании их ногами человека
Знак, предназначенный для предупреждения человека о возможной опасности, запрещения или предписания определенных действий, а также для информации о расположении объектов, использование которых связано с исключением или снижением последствий воздействия опасных и (или) вредных производственных факторов
Цвет, предназначенный для привлечения внимания человека к отдельным элементам производственного оборудования и (или) строительной конструкции, которые могут являться источниками опасных и (или) вредных производственных факторов, средствам пожаротушения и знаку безопасности
Напряженность неискаженного электрического поля
Напряженность электрического поля, не искаженного присутствием человека, определяемая в зоне, где предстоит находиться человеку в процессе работы
Средство коллективной защиты, снижающее напряженность электрического поля на рабочих местах
Зона влияния электрического поля
Пространство, где напряженность электрического поля частотой 50 Гц более 5 кВ/м
Работа под напряжением
Работа, выполняемая с прикосновением к токоведущим частям, находящимся под рабочим напряжением, или на расстояниях до этих токоведущих частей менее допустимых
Наименьшее расстояние между человеком и источником опасного и вредного производственного фактора, при котором человек находится вне опасной зоны
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПРАВИЛ
1.1.1. Настоящие Правила распространяются на средства защиты, используемые в электроустановках до и выше 1000 В, и устанавливают классификацию, перечень средств защиты, технические требовании к ним, объем, методики и нормы испытаний, порядок пользования, содержания их, а также нормы комплектования средствами защиты электроустановок и производственных бригад.
Части конструкции электроустановки (стационарные ограждения и экранирующие устройства, заземляющие ножи и т.п.), выполняющие защитные функции, в настоящих Правилах не рассматриваются.
1.1.2. Правила обязательны при выполнении работ в электроустановках производственного назначения предприятий и организаций отрасли и потребителей электроэнергии независимо от ведомственной принадлежности и форм собственности.
Знание Правил в объеме, соответствующем занимаемой должности или профессии, обязательно для руководителей, инженерно-технического персонала и рабочих, осуществляющих эксплуатацию, ремонт, строительство, монтаж и наладку электроустановок.
Инструкции по охране труда для рабочих соответствующих профессий должны быть приведены в соответствие с настоящими Правилами.
1.1.3. Средства защиты, используемые в электроустановках, должны полностью удовлетворять требованиям соответствующих ГОСТ и настоящих Правил.
Разработка средств защиты, не указанных в настоящих правилах, должна производиться по согласованию с соответствующими государственными органами.
1.1.4. При обслуживании электроустановок напряжением до и выше 1000 В используются средства защиты от поражения электрическим током (электрозащитные средства), от электрических полей повышенной напряженности коллективные и индивидуальные, а также средства индивидуальной защиты (ГОСТ 12.4.011-89).
1.1.5. К электрозащитным средствам относятся:
— изолирующие штанги всех видов (оперативные, измерительные, для наложения заземления);
— изолирующие и электроизмерительные клещи;
— указатели напряжения всех видов и классов напряжений (с газоразрядной лампой, бесконтактные, импульсного типа, с лампой накаливания и др.);
— бесконтактные сигнализаторы наличия напряжения;
— диэлектрические перчатки, боты и галоши, ковры, изолирующие подставки;
— защитные ограждения (щиты, ширмы, изолирующие накладки, колпаки);
— устройства и приспособления для обеспечения безопасности труда при проведении испытаний и измерений в электроустановках (указатели напряжения для проверки совпадения фаз, устройства для прокола кабеля, устройство определения разности напряжений в транзите, указатели повреждения кабелей и т. п.);
— плакаты и знаки безопасности;
— прочие средства защиты, изолирующие устройства и приспособления для ремонтных работ под напряжением в электроустановках напряжением 110 кВ и выше, а также в электросетях до 1000 В (полимерные и гибкие изоляторы; изолирующие лестницы, канаты, вставки телескопических вышек и подъемников; штанги для переноса и выравнивания потенциала; гибкие изолирующие покрытия и накладки и т.п.).
1.1.6. Изолирующие электрозащитные средства делятся на основные и дополнительные.
К основным электрозащитным средствам в электроустановках напряжением выше 1000 В относятся:
— изолирующие штанги всех видов;
— изолирующие и электроизмерительные клещи;
— устройства и приспособления для обеспечения безопасности труда при проведении испытаний и измерений в электроустановках (указатели напряжения для проверки совпадения фаз, устройства для прокола кабеля, указатели повреждения кабелей и т.п.);
— прочие средства защиты, изолирующие устройства и приспособления для ремонтных работ под напряжением в электроустановках напряжением 110 кВ и выше (полимерные изоляторы, изолирующие лестницы и т.п.).
1.1.7. К основным электрозащитным средствам в электроустановках напряжением до 1000 В относятся:
— изолирующие и электроизмерительные клещи;
1.1.8. К дополнительным электрозащитным средствам в электроустановках напряжением выше 1000 В относятся:
— изолирующие подставки и накладки;
— штанги для переноса и выравнивания потенциала.
1.1.9. К дополнительным электрозащитным средствам для работы в электроустановках напряжением до 1000 В относятся:
— изолирующие подставки и накладки;
1.1.10. К средствам защиты от электрических полей повышенной напряженности относятся комплекты индивидуальные экранирующие для работ на потенциале провода ВЛ и на потенциале земли в ОРУ и на ВЛ, а также съемные и переносные экранирующие устройства и плакаты безопасности.
1.1.11. Кроме перечисленных средств защиты в электроустановках применяются средства индивидуальной защиты (СИЗ) следующих классов:
— средства защиты головы (каски защитные);
— средства защиты глаз и лица (очки и щитки защитные);
— средства защиты органов дыхания (противогазы и респираторы);
— средства защиты рук (рукавицы);
— средства защиты от падения с высоты (пояса предохранительные и канаты страховочные).
1.1.12. Выбор необходимых электрозащитных средств, средств защиты от электрических полей повышенной напряженности и средств индивидуальной защиты регламентируется настоящими правилами, «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок», «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», «Санитарными нормами выполнения работ в условиях воздействия электрических полей промышленной частоты», «Руководящими указаниями по защите персонала, обслуживающего распределительные устройства и воздушные линии электропередачи переменного тока напряжением 400, 500 и 750 кВ, от воздействия электрического поля» и другими соответствующими нормативно-техническими документами с учетом местных условий.
Источник
