Захист інформації у колах, що проводять струм
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
?ної енергії з одного ланцюга на інший є одним з можливих шляхів витоку інформації, в тому числі і конфіденційної, тобто з`являється технічний канал витоку інформації.
Розглянемо фізичну сутність взаємного впливу між колами, що проводять струм, з метою подальшої кількісної оцінки можливостей витоку інформації за його рахунок у колах різного конструктивного виконання (симетричними, несиметричними плоскими, коаксіальними, скрученими тощо). Візьмемо два паралельні ланцюги з довжиною паралельного пробігу , навантажені кожне на своє узгоджене навантаження і відповідно (рис.2). Джерелом інформації є генератор Г, який працює на навантаження першого ланцюга.
При аналізі взаємного впливу перехід електромагнітної енергії на сусідні ланцюги розглядається умовно, як результат сумарного впливу електричного та магнітного полів. У відповідності з цим явище виникнення потенціалів та струмів у 2-му ланцюгу під впливом електричного поля 1-го ланцюга називають електричним впливом, а магнітного (за рахунок струму 1-го ланцюга) магнітним впливом.
Кількісні характеристики цих впливів є суто електричні та магнітні зв`язки, що визначаються відповідними коефіцієнтами:
(1)
Рис. 2. Взаємний вплив між колами, що проводять струм
де , - струм та напруга в ланцюгу, що впливає;
- струм та електрорушійна сила наведеного сигналу у ланцюгу, на який впливають.
У загальному випадку величини і є комплексними величинами:
(2)
де - активна складова електричного зв`язку;
- ємнісний зв`язок;
- активна складова магнітного зв`язку;
- індуктивний зв`язок.
Ці параметри є первинними параметрами впливу.
У відповідності з введеними визначеннями величина електричного зв`язку залежить від напруги у ланцюгу, що впливає, а величина магнітного зв`язку від струму у цьому ланцюгу. Тому чим більша напруга в лінії і чим менший в ній струм, тобто чим більший хвильовий опір, тим сильнішою є дія електричних зв`язків та менше магнітних, і навпаки. Так, у низькочастотних ланцюгах, які мають порівняно великий хвильовий опір (порядку 600 Ом), переважають електричні зв`язки, а у високочастотних кабелях з відносно низьким хвильовим опором дія електричних та магнітних зв`язків приблизно однакова.
Поняття про первинні параметри впливу справедливе для електрично коротких ділянок взаємновпливаючих ланцюгів, в яких можна не враховувати зміни амплітуди та фази струму на цьому відрізку лінії. Це можливо при довжині ділянок L значно менших чверті довжини хвилі (L << ?/4).
У ланцюгах для передачі низькочастотних сигналів значення первинних параметрів можна використовувати для ділянок в декілька сотень метрів, а для високочастотних сигналів одиниць і десятків метрів, що практично відповідає реальним відстаням паралельного пробігу взаємновпливаючих ланцюгів.
Для оцінки взаємного впливу використовують поняття перехідного затухання А, яке характеризує затухання сигналу при переході з першого ланцюга на другий:
(3)
де - потужність сигналу на початку впливаючого ланцюга;
- потужність сигналу, наведеного у ланцюгу, який знаходиться під впливом іншого ланцюга.
Під час аналізу впливу між двома ланцюгами (рис. 2) розрізняють перехідне затухання на ближньому кінці ланцюга:
(4)
і на дальньому кінці:
(5)
де - потужність, напруга та струм на початку ланцюга, що впливає;
- потужність, напруга та струм на початку ланцюга, на який впливають;
- потужність, напруга та струм в кінці ланцюга, на який впливають;
- хвильовий опір взаємновпливаючих ланцюгів;
- коефіцієнти електромагнітного впливу на ближньому і дальньому кінцях ланцюга відповідно.
Коефіцієнти та характеризують відношення струмів у взаємновпливаючих ланцюгах на іх кінцях та визначаються за наступними виразами:
(6)
Підставимо вираз (6) у вирази (4) і (5) та після нескладних математичних підстановок і перетворень отримаємо залежність перехідних затухань на ближньому та дальньому кінцях від електромагнітних впливів:
(7)
Модулі електромагнітного зв`язку між двохпровідними ланцюгами (для низькочастотних високоомних кабелів) на ближньому та дальньому кінцях можуть бути визначені за наступними відношеннями:
(8)
Підставляючи ці значення у вирази (7) та враховуючи, що для нескручених ланцюгів взаємний вплив між ними пропорційний довжині паралельного пробігу, отримаємо:
(9)
Наведені вище формули отримані у припущенні, що ланцюги навантажені на свої узгоджені хвильові опори. Якщо ж опір навантаження не узгоджений з хвильовим опором ланцюгів, то перехідне затухання буде визначатися з наступного виразу:
(10)
де - перехідне затухання для ланцюга з узгодженим опором навантаження ();
- фактичний опір навантаження.
Така ситуація складається за реальних умов, коли за рахунок конструктивної і технологічної недосконалості самої лінії і кінцевих пристроїв з`являється асиметрія ланцюга. Її прикладами можуть бути: недотримання паралельності і симетрії та перегинання провідників під час прокладання лінії (конструктивна недосконалість); наявність неоднорідностей у діелектриках кабелів і самих провідниках, що викривляє електромагнітне поле навколо провідника і кабелю в цілому (технологічна недосконалість). В таких випад