Štít klade impedanci (účinný odpor elektrického obvodu nebo součásti vůči střídavému proudu, vyplývající z kombinovaných účinků ohmického odporu a reaktance) diskontinuitu v dráze šířící se vyzařované elektromagnetické vlny, odrážející ji a/nebo absorbující. To je koncepčně velmi podobné způsobu, jakým fungují filtry - dávají impedanční diskontinuitu do cesty nežádoucího vedeného signálu. Čím větší je impedanční poměr, tím větší je účinnost stínění (SE).
Adekvátního odstínění před nežádoucím sledováním lze dosáhnout mnoha způsoby.
Většina moderních systémů používá nejmodernější mikrokomponenty, které byly navrženy a vyrobeny od nuly s jediným účelem snížit únik EMR. Typické stínění je však kombinace izolace zdroje energie spolu s obklopením stroje, s rizikem nežádoucího monitorování, s Faradayovou klecí, která blokuje elektromagnetická pole a neumožňuje žádné rozptýlené vyzařování.
Mezi další TEMPEST metody stínění patří izolace místností a stěn a přesné umístění zařízení, které může dále zajistit, že žádná citlivá data nemohou uniknout.
Dokonce i dnes zůstává většina TEMPEST ochranných standardů utajena, ale některé z nich jsou snadno dostupné veřejnosti.
Současné standardy Tempest stínění Spojených států a NATO jsou rozděleny do tří úrovní požadavků na ochranu:
- NATO SDIP-27 Level A (dříve AMSG 720B) & USA NSTISSAM Level I "Comcompromise Emanations Laboratory Test Standard" Jedná se o nejpřísnější standard pro zařízení, která pracují v prostředí zóny 0 NATO, kde se předpokládá, že útočník má téměř okamžitý přístup (např. sousední místnost, vzdálenost 1 m)
- NATO SDIP-27 Level B (dříve AMSG 788A) & USA NSTISSAM Level II "Laboratory Test Standard for Protected Facility Equipment" Tato norma je určena pro zařízení, která pracují v prostředí zóny NATO 1, kde se předpokládá, že útočník se nemůže přiblížit na vzdálenost než přibližně 20 m (nebo kde stavební materiály zajišťují útlum odpovídající 20 m).
- NATO SDIP-27 Level C (dříve AMSG 784) & USA NSTISSAM Level III "Laboratory Test Standard for Tactical Mobile Equipment/Systems" Nejtolerantnější standard, který se zaměřuje na zařízení, která pracují v prostředí zóny 2 NATO, kde se útočníci musí vypořádat s ekvivalentem útlumu ve volném prostoru 100 m (nebo ekvivalentním útlumem prostřednictvím stavebních materiálů).
Mezi další standardy patří:
- NATO SDIP-29 (dříve AMSG 719G) "Instalace elektrického zařízení pro zpracování utajovaných informací" Tato norma definuje požadavky na instalaci, například pokud jde o uzemnění a vzdálenosti kabelů.
- AMSG 799B "Postupy zón NATO" Definuje postup měření útlumu, podle kterého mohou být jednotlivé místnosti v bezpečnostním perimetru rozděleny do zóny 0, zóny 1, zóny 2 nebo zóny 3, která pak určuje, jaký zkušební standard stínění je vyžadován pro zařízení, které zpracovává tajná data v těchto místnostech.
Je důležité si uvědomit, že stínění může mít velmi nízkou cenu, pokud je pečlivě navrženo od začátku, ale může být extrémně drahé, pokud musí být použito poté, co je zařízení, systém nebo kryt již postaven.
Většina kovů o tloušťce 0,5 mm a vyšší poskytuje dobré SE pro frekvence nad 1 MHz a vynikající SE nad 100 MHz. Všechny problémy s kovovými štíty jsou obvykle způsobeny tenkými ochrannými materiály, frekvencemi pod 1MHz a otvory nebo otvory.
Obecně je nejlepší udržovat relativně velkou vzdálenost mezi zranitelnými elektrickými obvody a stěnami jejich štítu. EMR vně štítu a EMR, kterému je zařízení vystaveno, budou obecně "zředěnější", čím větší je stíněný objem.
Pokud má kryt, ve kterém je zranitelné zařízení instalováno, paralelní stěny, mohou se začít hromadit stojaté vlny na rezonančních frekvencích, což může způsobit obavy ze SE. Proto skříně s nerovnoběžnými nebo zakřivenými stěnami a jinými jednotkami nepravidelného tvaru pomohou zabránit nežádoucí rezonanci.
Otvory a otvory
Ve skutečnosti je dokonale utěsněný stínící kryt bez otvorů, spojů, otvorů nebo mezer zřídka praktický, protože nebude schopen pojmout žádné externí kabely, antény nebo senzory.
Z tohoto důvodu je jediným účelem jakéhokoli stínícího krytu pouze snížit emise nebo zlepšit imunitu, protože každý štít je omezen zařízením, které se snaží chránit.
"Skin efekt"
V oblasti elektromagnetismu existují dva typy polí – elektrické (E) a magnetické (M). Elektrická a magnetická pole (EMF) jsou neviditelné oblasti energie, často označované jako záření, a vyskytují se při použití nejen elektrické energie, ale různých forem přirozeného osvětlení.
Elektromagnetické pole je obvykle disproporční amalgám (E) a (M) polí (dávající vlnovou impedanci E/M 377: ve vzduchu).
Elektrická pole mohou být snadno zablokována a zcela zastavena i tenkými kovovými panely, protože mechanismus stínění elektrického pole je mechanismus redistribuce náboje na vodivé hranici, takže téměř cokoli s vysokou vodivostí (nízkým odporem) bude mít vhodně nízkou impedanci. Při vyšších frekvencích může v důsledku rychlé rychlosti redistribuce náboje docházet ke značným výtlačným proudům, ale i relativně tenká hliníková fólie nebo panely by sloužily jako adekvátní stínící prostředek.
Magnetická pole je mnohem obtížnější a někdy i nemožné zastavit. Magnetické stínění neblokuje magnetické pole. Pole však může být přesměrováno.
Generováním vířivých proudů (Foucaultovy proudy) uvnitř stínícího materiálu lze vytvořit nové magnetické pole, které je proti dopadajícímu poli. Na rozdíl od elektrických polí nebudou tenké hliníkové panely účinné při zastavování nebo přesměrování magnetických polí.
Tloušťka nebo hloubka, při které daný materiál snižuje dopadající magnetické pole přibližně o 9 dB, je známá jako "efekt kůže" a je zhruba "jedna kůže hluboká".
Skin efekt je tam, kde proud má tendenci vyhnout se cestování středem pevného vodiče a omezit se na vedení v blízkosti povrchu.
Z tohoto důvodu by materiál, který má tloušťku "3 kůže", měl přibližně o 27 dB nižší proud na své opačné straně a měl by SE přibližně 27 dB pro toto konkrétní magnetické pole.
Měď (Cu) a hliník (Al) mají více než 5krát vodivost měkké oceli, což je velmi dobré při blokování a zastavování elektrických polí, ale mají relativní propustnost 1 (stejně jako vzduch). Permeabilita v elektromagnetismu je míra odporu materiálu proti tvorbě magnetického pole, jinak známá jako distribuovaná indukčnost v teorii přenosových vedení. Typická měkká ocel má relativní propustnost kolem 300 při nízkých frekvencích, klesá na 1, když se frekvence zvyšují nad 100 kHz, a její vyšší propustnost jí dává sníženou hloubku kůže, takže rozumná tloušťka měkké oceli je lepší než hliník pro stínění nízkých frekvencí.
Účinný stínící materiál bude mít vysokou vodivost, vysokou propustnost a dostatečnou tloušťku, aby se dosáhlo požadovaného počtu hloubek pokožky při nejnižší frekvenci obav.
Například měkká ocel o tloušťce 1 mm a čistá slitina zinku budou ve většině případů dostatečným ochranným prostředkem.
Nízkofrekvenční magnetické stínění
Speciální materiály, jako je Mu-metal, což je železo-niklová měkká feromagnetická slitina, a Radiometal, opět slitina železa a niklu, mají velmi vysokou relativní propustnost, často v oblasti 10 000.
Vzhledem k jejich pověstné křehkosti musí být proces instalace těchto exotických materiálů pečlivě proveden, protože i nepatrné zaklepání by mohlo zničit jejich propustnost a poté by musely být znovu žíhány ve vodíkové atmosféře nebo vyřazeny.
Další technikou nízkofrekvenčního stínění je aktivní potlačení hluku (ANR). Tato metoda je zvláště užitečná pro stabilizaci obrazů vizuálních zobrazovacích jednotek katodové trubice (VDU) v prostředí znečištěném vysokými úrovněmi magnetických polí na výkonové frekvenci.
Vlnovody pod mezní hodnotou
Levá část obr. 8, ukazuje, že čím větší je clona, tím větší je únik EMR. Nicméně pravá část obr. 8 ilustruje, že úctyhodného SE lze dosáhnout, pokud je clona obklopena kolmou k otevírajícím se kovovým stěnám. Tato mimořádně účinná metoda stínění je známá jako "vlnovod pod mezní hodnotou" a dokáže udržet JV stínění i při otvorech 5-10 cm.
Vlnovod umožňuje průchod všech svých dopadajících polí, když jeho vnitřní úhlopříčka (g) je polovina vlnové délky. Pod svou mezní frekvencí vlnovod neprosakuje jako běžný otvor (jak je znázorněno na obr. 8) a může poskytnout velké množství stínění. Hodnoty pro adekvátní SE jsou přibližně 27 d/g, kde d je vzdálenost, kterou musí EMR vlna projít vlnovodem, než je volná.
Konstrukce závislá na těsnění
Těsnění je mechanická ucpávka, která vyplňuje prostor mezi dvěma nebo více spojovacími povrchy, obvykle aby se zabránilo úniku ze spojovaných předmětů nebo do nich při stlačení.
I když jsou těsnění vysoce účinná pro základní sestavy, odnímatelné panely, jako jsou dveře, sekyry a kryty, přinášejí přetečení různých problémů pro všechny konstrukce závislé na těsnění, protože musí splňovat řadu protichůdných mechanických, elektrických, chemických a v některých případech i ekologických požadavků. Fík. 9 znázorňuje design typické průmyslové skříně a její uspořádání těsnění pomocí pružinových prstů a silikonové směsi nebo vodivé pryže k zajištění ekologického těsnění a elektromagnetického stínění.Aby byla těsnění účinná, musí být provedena mechanická opatření, aby byla zaručena snadná montáž. Nedostatečně namontovaná těsnění, která se spoléhají pouze na velké množství tlaku, aby vytvořila těsné utěsnění, mají vysokou pravděpodobnost vzniku mezer, kterými může EMR unikat.Pokud není použita vodivá barva, nesmí být místa kontaktu s těsněním natírána a galvanická koroze (elektrochemický proces, při kterém jeden kov přednostně koroduje, když je v elektrickém kontaktu s jiným, v přítomnosti elektrolytu). Všechny vlastnosti, vlastnosti a podrobnosti těsnění musí být přesně znázorněny ve výrobním návodu.
Stínění displejů
Všechny displeje, které jsou náchylné k útoku TEMPEST , nemohou existovat v plně uzavřeném obalu, protože vyžadují různé otvory ve svých krytech, což velmi ohrožuje aspekt stínění.
Fík. 11 znázorňuje vizuální zobrazovací jednotky (VDU), jako je bankomat (automated teller machine), který používá interní systém "dirty box" k efektivní minimalizaci úniku EMC pole otvorem. Spoj mezi znečištěným boxem a vnitřní stěnou skříně musí být ošetřen stejně jako jakýkoli jiný spoj ve štítu.
Stínící větrací otvory
Podobně jako stínící displeje, stínící ventilační otvory vyžadují použití sítí, vlnovodů pod řezem, vodivých těsnění nebo vazeb kov-kov.
Aby se udržela přiměřená úroveň SE, musí být velikost ok co nejmenší. Účinnost stínění řady malých, identických otvorů umístěných blízko sebe je (zhruba) úměrná jejich počtu n, ('SE = 20logn), proto dvě clony zhorší SE o 20 x log (2) = 6,02, čtyři otvory 20 x log (4) = 12,04 atd.
Pro větší počet malých otvorů, typických pro větrací síť/mřížku, bude velikost ok podstatně menší, než by musel být jeden otvor sám o sobě pro stejnou SE. Při vyšších frekvencích, kdy velikost ventilační clony přesahuje čtvrtinu vlnové délky, může být i tento základní a zjednodušující vzorec "20 x log (n)" zbytečně složitý nebo neefektivní.
Stínění lakovanými nebo pokovenými plasty
Plastové kryty mohou být stylové a vizuálně přitažlivé, ale nejsou účinným stínícím prostředkem.
I když se jedná o extrémně pracný a technicky náročný proces, potažení vnitřku plastového krytu vodivými materiály, jako jsou kovové částice v pojivu (vodivá barva) nebo skutečným kovem (pokovování), by mohlo potenciálně poskytnout uspokojivé výsledky.
Nejčastěji však konstrukce plastového krytu neumožňuje dosažení požadovaného SE, protože stejně jako u všech ostatních skříní zůstávají nejslabšími místy švy (otvory) mezi plastovými díly, ale v tomto případě je nelze vyztužit těsněním, tedy nevyhnutelným únikem EMR. Proto, pokud plastový kryt vyžaduje stínění, je finančně důležité, aby bylo zváženo dosažení nezbytné SE hned od začátku počátečního procesu návrhu.
Barva nebo pokovování plastu nemůže být nikdy příliš silné, takže počet aplikovaných hloubek kůže může být poměrně malý. Některé inovativní povlaky, používající nikl a jiné kovy, byly nedávno vyvinuty tak, aby využily přiměřeně vysoké propustnosti niklu ke snížení hloubky pokožky a dosažení lepšího SE.
Nicméně, jak je znázorněno na obrázku. 2 Největší výhodou plastu oproti ostatním kovům používaným pro stínění je jeho nízká hmotnost.
Stínění bez kovu
Objemově vodivé plasty nebo pryskyřice obecně používají distribuované vodivé částice nebo nitě v izolačním pojivu, které zajišťuje mechanickou pevnost. Někdy trpí tím, že tvoří "kůži" základního plastu nebo pryskyřice, což ztěžuje dosažení dobrých radiofrekvenčních (RF) vazeb bez šroubovicových vložek (vložka ze stočeného drátu) nebo podobných prostředků. Tyto izolační pláště ztěžují prevenci tvorby dlouhých otvorů ve spojích a také ztěžují zajištění dobrých vazeb k tělům konektorů, ucpávek a filtrů. Problémy s konzistencí míchání vodivých částic a polymerů mohou způsobit, že kryty jsou v některých oblastech slabé a v jiných postrádají stínění.
Materiály na bázi uhlíkových vláken (které jsou samy o sobě vodivé) a samovodivé polymery začínají být k dispozici, ale nemají vysokou vodivost kovu, a tak nedávají tak dobré SE pro určitou tloušťku.
