DE68912941T2

DE68912941T2 - Schutzsystem für digitalvorrichtungen gegen ferneingang.

Info

Publication number: DE68912941T2
Application number: DE89907333T
Authority: DE
Inventors: Lars Hoivik
Original assignee: SYSTEM SIKKERHET A S MOLAND
Current assignee: SYSTEM SIKKERHET A S MOLAND
Priority date: 1988-07-05
Filing date: 1989-07-03
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2009-07-04
Also published as: WO1990000840A1; AU3835689A; EP0424415B1; EP0424415A1; DE68912941D1; US5165098A; NO165698C; NO165698B; NO882982D0; NO882982L

Description

Datensicherheit steht heute im Brennpunkt während gleichzeitig EDV in wachsendem Umfang in neue Verwendungsgebiete eingeführt wird. Häufig können große Mengen von Informationen in einem einzelnen System gesammelt sein. Die in einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage enthaltene Information ist normalerweise durch konventionelle Methoden wie Sicherheitszonen, Codeworte und beschränkten Zugang geschützt.
Eine mögliche Quelle von Undichtigkeit, die mit Ausnahme von Verteidigungsanwendungen nicht viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen hat, ist elektromagnetische Strahlung von peripherer Ausrüstung, z.B. Terminals und Druckern. Das einzige Verfahren, das heutzutage verwendet wird, ist Abschirmung, und solche Ausrüstung wird normalerweise als "TEMPEST"-geschützt bezeichnet. Solche Ausrüstung ist heutzutage auf dem Markt erhältlich und wird für Verteidigungszwecke akzeptiert. Ein Nachteil sind die hohen Kosten, die mit diesem Schutz verbunden sind. Der Preis der meisten Erzeugnisse wird dadurch verdoppelt. Außerdem gibt es eine begrenzte Anzahl von Herstellern, die solche Ausrüstung liefern. In der letzten Zeit sind neue interessante Benutzungsgebiete aufgetreten. Die Erfordernisse des Schutzes für Einzelpersonen und wirtschaftliche Werte werden zu schärferen Anforderungen in bezug auf Sicherheit gegen nicht berechtigten Zugang und verderbliche Streustrahlung bei allen Typen von Computersystemen führen.
Das Problem von elektromagnetischer Strahlung von Computerausrüstung ist bei peripherer Ausrüstung wie z.B. Computer-Bildschirmen und Druckern am größten. Der Grund hierfür ist der, daß in diesem Typ von Ausrüstung die Information in serieller Form dargeboten wird. Datenterminals, die das Bild auf dem Bildschirm nicht speichern, führen eine dauernde Aktualisierung des Bildschirmbildes durch. Normalerweise wird dies bei einer Frequenz von 25 Hz oder mehr wiederholt. Es ist daher mit Hilfe von verhältnismäßig einfacher Detektionsausrüstung möglich, ein abgestrahltes Signal mit einer Antenne und einem Empfänger aufzunehmen. Dieses Signal kann durch einfache Bearbeitung reproduziert werden.
Es ist bekannt, daß Schutz gegen Fernzugriff auf verderbliche Strahlung erhalten werden kann, indem ein verdeckendes Signal in Form von weißem Rauschen abgegeben wird. Um die gewünschte Wirkung auf diese Weise zu erhalten, ist es notwendig, im verdeckenden Signal im Vergleich zur unbeabsichtigten Strahlung und dem verderblichen Informationssignal von der betreffenden Ausrüstung verhältnismäßig hohe Leistung zu haben. Außerdem gibt es eine Anzahl anderer Probleme, die mit solchem Schutz oder Verdekken zusammenhängen, unter anderem, da man teilweise im Nahbereich der Strahlungsquelle arbeitet. Es ist dann schwierig und teuer, eine gleichförmig, in alle Richtungen abgestrahlte Leistung zu erhalten. Keine einfache Antenne kann dies erreichen; andererseits sollte bemerkt werden, daß auch periphere Computerausrüstung keine in alle Richtungen strahlende Strahlungsquelle bildet.
Um vor Undichtigkeit oder Mißbrauch von Information zu schützen, die durch einen Matrixdrucker gedruckt wird, ist es aus DE-A 2 838 600 bekannt, ein Kompensationssignal zu verwenden, das in solcher Weise erzeugt ist, daß die Summe dieses Kompensationssignals und des Drucksignals im Matrixdrucker konstant ist. Demgemäß wird die gesamte von der Ausrüstung abgegebene Strahlung konstant sein, was es schwierig macht, das tatsächliche Informationssignal zu detektieren. Das Kompensationssignal wird durch Kompensationseinheiten erzeugt, die elektrisch den einzelnen Schaltungen entsprechen sollen, die dazu dienen, die einzelnen Nadeln des Druckermechanismus zu aktivieren. Zusätzlich zu der Tatsache, daß dies sehr kompliziert und beschwerlich ist, ist es offensichtlich, daß dieses Verfahren ganz eng mit der Form des betreffenden Matrixdruckers verbunden ist, so daß das Verfahren unter anderem in Verbindung mit Bildschirmterminals nicht brauchbar ist.
Auch EP-A 0 069 831 betrifft ein Verfahren, um verderbliche Strahlung von Datenausrüstung zu vermeiden. Die beschriebene Lösung ist in großem Umfang analog zu dem, was in der deutschen Patentbeschreibung beschrieben ist. Beide Verfahren bedeuten einen beträchtlichen Eingriff in die betreffende Ausrüstung, für die Schutz gewünscht wird, oder sogar eine vollständig integrierte oder eingebaute Schutzeinrichtung in der Computerausrüstung.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Schutz zu erhalten, der verhältnismäßig einfach in Verbindung mit existierender Datenausrüstung geschaffen werden kann, während er gleichzeitig in relativ einfacher und kostengünstiger Weise in neue hergestellte Ausrüstung integriert werden kann. Weiter ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein System zu schaffen, das in besserer und flexiblerer Weise Schutz gegen Fernzugriff auf Digitalausrüstung, die elektromagnetische Streustrahlung abgibt, bietet.
Gegenwärtige Typen solcher Digitalausrüstung arbeiten mit Digitalsignalen unter Taktsteuerung und beruhen auf der Darstellung eines gegebenen Zeichensatzes. Aus obigem ist ersichtlich geworden, daß zum Verdecken oder Schützen es bekannt ist, Mittel zum Senden von elektromagnetischer Schutzstrahlung zu verwenden, die das Frequenzspektrum der Streustrahlung überdecken.
Kurz gesagt, sorgt die Erfindung für das Verdecken verderblicher Strahlung von Computerausrüstung durch Abgeben eines codierten Verdeckungssignales, das zusammen mit dem tatsächlichen informationstragenden und verderblichen Signal ein modifiziertes verderbliches Signal bildet, was es in hohem Ausmaß schwierig macht, die Information zu detektieren oder einen Fernzugriff darauf zu nehmen.
Wenn das verdeckende Signal dieselben oder ähnliche charakteristische Eigenschaften wie das unbeabsichtigt abgestrahlte Signal hat, erhält man eine gute Schutzwirkung. In diesem Zusammenhang ist es ein wichtiges Merkmal, daß das Verdecken die Abgabe einer Reihe von zufälligen Zeichen- und Buchstabenkombinationen beinhaltet, die aus einem Zeichensatz ausgewählt sind, der gleich ist oder wenigstens einem Teil des Zeichensatzes entspricht, der gegeben ist und für die Informationsverarbeitung oder Darstellungen in der entsprechenden Datenausrüstung verwendet wird und der dieselben statistischen Eigenschaften wie das verderbliche Signal hat.
Angaben, die das erfindungsgemäße System beschreiben, und auch die neuen und besonderen Merkmale desselben sind in den Ansprüchen zu finden. Im folgenden soll die Erfindung deutlicher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen:
Fig.1 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Schutzsystems;
Fig.2 Beispiele von typischen Signalformen mit Schutz mit Hilfe eines Systems gemäß Fig.1; und
Fig.3 Signalformen mit einer zusätzlichen und vorteilhafte Amplitudenmodulation gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
In Fig.1 ist eine Digitaleinheit oder Datenausrüstungseinheit in Form eines Terminals 1 und eines damit verbundenen Systems zum Schutz gegen verderbliche Strahlung vom Terminal 1 in Form eines Moduls gezeigt, das allgemein mit 10 bezeichnet ist. Die Strahlung von Terminal 1 ist bei 2 angedeutet.
Der Terminal 1 gibt verderbliche Information 2 verhältnismäßig breitbandiger Natur ab, von 50 Hz bis zu mehreren MHz. Da die Signalausbreitung im Terminal im wesentlichen synchron ist, wird die verderbliche Strahlung von den verschiedenen Komponenten ebenfalls synchron sein. Darüber hinaus wird die Strahlung in erster Linie von den elektronischen Schaltungen abgestrahlt, die auf dem Bildschirm Zeichen erzeugen.
Der gezeigte Schutzmodul 10 weist als Hauptkomponenten einen Mikroprozessor 13 und einen Speicher 14 auf, der eine oder zwei Tabellen enthält, die unten deutlicher beschrieben werden. Im Modul 10 ist darüber hinaus ein Digital-Analogwandler 15, ein Modulator 16 und ein Hochfrequenzgenerator 18 enthalten, der schützende oder verdeckende Strahlung durch eine Antenne 19 abgibt. Die Einheiten oder Schaltungen 15, 16 und 18 können so angesehen werden, daß sie das Treibermittel für digitale Signale bilden, die von der Antenne 19 abgestrahlt werden sollen. Im Modul 10 ist zusätzlich eine Synchronisiereinheit 12 vorgesehen, die durch eine Verbindung 11 ein Bezugssignal vom Terminal 1 empfangen kann und die andererseits an den Mikroprozessor 13 ein Taktsignal abgibt.
Demgemäß ist die Synchronisierung des Schutzsignals dadurch sichergestellt, daß der Modul 10 durch das Bezugstaktsignal gesteuert wird, das vom Terminal 1 abgenommen wird. In der Synchronisiereinheit 12 wird dieses Signal in das Taktsignal des Schutzmoduls umgewandelt. Um die Phasen des Schutzsignals und der verderblichen Strahlung einzustellen, kann das Taktsignal phasenverschoben werden, so daß beide Signale in Phase sind.
Der Schutzmodul ist um den Mikroprozessor 13 herum aufgebaut, der ganz zufallsmäßig auswählt, welches Zeichen das Schutzsignal darstellen soll, der das Signal moduliert und für die Abgabe der Schutzstrahlung 20 sorgt.
Damit die Schutzstrahlung 20 optimale Wirkung hat, ist die Signatur aller Zeichen, die durch den Terminal 1 auf seinem Bildschirm dargestellt werden können, in einem Register, d.h. dem Speicher 14 in Form einer sogenannten Zeichentabelle I gespeichert, die Codes für die ausgewählten betreffenden Charakter enthält. Der Prozessor 13 wird dann einen dieser Codes auslesen, wenn ein Schutzsignal abgegeben werden soll.
Die wichtigste Eigenschaft des Schutzsignals zusätzlich zu der Tatsache, daß es in seiner Natur analog oder identisch mit der verderblichen Strahlung ist, besteht darin, daß die abgegebenen Zeichen in völlig zufälliger Reihenfolge ausgewählt sind oder eine statistische Verteilung von Zeichen haben, die dem abgestrahlten Signal entspricht. Dies wird dadurch erreicht, daß der Mikroprozessor 13 in seiner Programmtabelle einen Algorithmus gespeichert hat, der eine Zufallsreihe erzeugt, was auf eine an sich bekannte Weise erfolgen kann. Falls es erwünscht ist, die Wiederholung derselben Reihe jedes Mal, wenn die Ausrüstung gestartet wird, zu vermeiden, so kann eine Schaltung zum Erzeugen eines statistisch zufälligen Startpunktes verwendet werden.
Zusätzlich zum Zeichengenerator oder Tabelle I ist auch eine zweite Tabelle II zum Erzeugen (modulieren) der Stärke des abgegebenen Signales enthalten. Um den besten Schutz zu erhalten, ist es wünschenswert, daß das verdeckende Signal amplitudenmoduliert ist. Dies wird dadurch erreicht, daß in die zweite Tabelle II die abzugebende Signalstärke des Zeichens eingegeben und aus der Tabelle ausgelesen wird. Dies wird vom Mikroprozessor 13 abgefragt, und wenn diese Information mit dem ausgewählten Zeichen verknüpft ist, ist der Mikroprozessor bereit, das Schutzsignal abzugeben.
Das Signal wird in digitaler Form dem Digitalanalogwandler 15 zugeführt, der ein Modulationssignal erzeugt. Der Modulator 16 dient dazu, daß das Signal vom RF-Generator 18 amplitudenmoduliert wird und von der Antenne 19 abgegeben wird. Der RF-Generator 18 kann eine kleine Festkörperquelle mit abgestimmter Ausgangsleistung sein, die auf die Strahlung des Terminals eingestellt ist.
Das Schutzsignal 20 wird z.B. von einer in alle Richtungen abstrahlenden Antenne 19 gestrahlt, die in den Schutzmodul 10 integriert ist. Auf diese Weise ist die Ausgangsleistung an den Strahlungspegel der verderblichen Strahlung vom Terminal 1 angepaßt.
Fig.2 zeigt Signalformen als Funktion der Zeit, um die Betriebsweise eines Systems, wie es in Fig.1 gezeigt ist, darzustellen. Die Amplituden AMP sind in beliebigen Einheiten gezeigt. Die Modulation des Signals spiegelt die binären Zeichenpegel wider. Genauer gesagt ist bei 2A ein Beispiel eines unbeabsichtigt ausgesrahlten Hochfrequenzsignals von Datenausrüstung wie dem Terminal 1 in Fig.1 gezeigt, während bei 2B ein typisches Verdekkungssignal dargestellt ist, das in der Schutzstrahlung 20 vom Modul 10 enthalten ist. Dieses verdeckende Signal enthält zufällige Zeichenkombinationen, die zusammen mit dem obengenannten Signal zu einem gesamten abgestrahlten Signal führen, wie es bei 2C gezeigt ist. In diesem Gesamtsignal sind die beiden oben erwähnten Signale auf solche Weise kombiniert, daß auch die noch so weit entwickelte Ferndetektionsausrüstung kaum imstande sein wird, die tatsächliche Information zu detektieren, für die Schutz angestrebt wird.
Man wird realisieren, daß dann, wenn das verdeckende Signal zu schwach ist, die Wirkung desselben unterdrückt werden kann, was bedeutet, daß das verdeckende Signal eine gewisse Minimalstärke haben muß. Weiter wird man erkennen, daß ein stabiles verdeckende Signal mit einer konstanten Stärke oder Amplitude Unsicherheit in bezug auf die Wirkung des Verdeckens und damit des Schutzes mit sich bringen kann. Daher ist es erfindungsgemäß als von Vorteil herausgefunden worden, das verdeckende Signal wie in Fig.3 dargestellt zu modulieren. Die überlagerte Amplitudenmodulation ergibt einen weiter verbesserten Schutz durch das System.
Bei jedem Detektionsverfahren ist das Aussortieren und das Unterdrücken irrelevanter Information ein Problem. Um die Schutzwirkung weiter zusätzlich zu verbessern, wenn das erfindungsgemäße System verwendet wird, wird das verdeckende Signal dauernd abgegeben, wenn die Digitalausrüstung, möglicherweise Datenausrüstung, eingeschaltet ist. Obwohl eine solche Ausrüstung nicht in Betrieb ist, wird ein ununterbrochener Strom von zufällig ausgewählten Verdeckungssignalen irgendein Ferndetektionssystem zur Sättigung bringen, und es wird daher mehr oder weniger unmöglich gemacht werden, Information zu detektieren, für die Schutz angestrebt wird. Mit einer solchen Verwendung dieses Systems wird man einen gegenseitigen Schutz erhalten, wenn verschiedene unterschiedliche Datenausrüstungseinheiten auf demselben Grundstück oder am selben Ort mit erfindungsgemäßen Systemen versehen sind. In vielen Fällen wird dann eine Notwendigkeit für nur eine gewisse Zahl von Verdeckungssystemen bestehen, um mehrere Datenanlagen oder -einheiten zu schützen, obwohl diese nicht synchron arbeiten.

Claims

1. Schutzsystem gegen Fernzugriff auf Digitalausrüstung (1), die elektromagnetische Streustrahlung (2) abgibt und unter Taktsteuerung mit Digitalsignalen arbeitet und auf der Darstellung eines gegebenen Zeichensatzes beruht, das Mittel (18, 19) zum Abgeben von elektromagnetischer Schutzstrahlung aufweist, die das Frequenzspektrum der Streustrahlung überdeckt, gekennzeichnet durch einen Speicher (14) für einen Zeichensatz, der wenigstens einige der Zeichen des gegebenen Zeichensatzes umfaßt, durch Mittel (13) zum Auswählen von Zeichen in zufälliger Reihenfolge aus dem Speicher (14), durch Treibermittel (15, 16, 18), an das die ausgewählten Zeichen angelegt werden und das dazu ausgebildet ist, digitale Signale zu erzeugen, die den ausgewählten Zeichen entsprechen und in einer Weise moduliert sind, die den Digitalsignalen der Ausrüstung (1) entsprechen, so daß sie im wesentlichen von derselben Natur wie diese sind, durch eine Synchronisiereinheit (12), um die erzeugten Digitalsignale im wesentlichen mit den Digitalsignalen der Ausrüstung (1) zu synchronisieren, und wobei das Treibermittel (15, 16, 18) so ausgebildet ist, daß es vorzugsweise dauernd die erzeugten Digitalsignale an eine Antenne (19) zum Abstrahlen entsprechender elektromagnetischer Schutzstrahlung abgibt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibermittel (15, 16, 18) eine Verbindung (11, 12, 13) mit der Taktsteuerung der Ausrüstung (1) hat.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisiereinheit (12) die Phase der Digitalsignale aufweist.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (18, 19) zum Abgeben der elektromagnetischen Schutzstrahlung so ausgebildet ist, daß es innerhalb eines begrenzten Frequenzbandes arbeitet, das das Frequenzspektrum der Streustrahlung überlappt.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibermittel (15, 16, 18) dazu ausgebildet ist, den erzeugten Digitalsignalen eine Amplitudenmodulation (16) zusätzlich zu der Modulation in einer Weise, die den Digitalsignalen der Ausrüstung (1) entspricht, zu geben.