Az árnyékolás impedanciát (egy elektromos áramkör vagy alkatrész váltakozó árammal szembeni hatékony ellenállása, amely az ohmikus ellenállás és a reaktancia együttes hatásából ered) diszkontinuitást helyez a terjedő sugárzott elektromágneses hullám útjába, visszaverve és / vagy elnyelve azt. Ez fogalmilag nagyon hasonlít a szűrők működéséhez - impedancia folytonossági hiányt helyeznek a nem kívánt vezetett jel útjába. Minél nagyobb az impedancia arány, annál nagyobb a pajzs hatékonysága (SE).
A nem kívánt megfigyelés elleni megfelelő védelem számos módon érhető el.
A legtöbb modern rendszer a legmodernebb mikrokomponenseket használja, amelyeket a semmiből terveztek és építettek azzal a kizárólagos céllal, hogy csökkentsék az EMR szivárgást. A tipikus árnyékolás azonban az áramforrás szigetelésének kombinációja, valamint a gép körülvétele, a nem kívánt megfigyelés kockázatával, egy Faraday-kalitkával, amely blokkolja az elektromágneses mezőket, és nem engedi meg a kóbor kisugárzásokat.
Az árnyékolás egyéb TEMPEST módszerei közé tartozik a helyiség és a fal szigetelése, valamint a berendezések pontos elhelyezése, amelyek tovább biztosíthatják, hogy érzékeny adatok ne kerülhessenek ki.
Még ma is TEMPEST árnyékolási szabványok többsége továbbra is titkosított, de néhányuk könnyen elérhető a nyilvánosság számára.
Az Egyesült Államok és a NATO jelenlegi Tempest védelmi szabványai a védelmi követelmények három szintjére oszthatók:
- NATO SDIP-27 A szint (korábban AMSG 720B) ÉS USA NSTISSAM I. szint "Comkompromittáló Emanations Laboratory Test Standard" Ez a legszigorúbb szabvány azokra az eszközökre, amelyek a NATO 0. zónájában működnek, ahol feltételezik, hogy a támadónak szinte azonnali hozzáférése van (pl. szomszédos szoba, 1 m távolság)
- NATO SDIP-27 B szint (korábban AMSG 788A) ÉS USA NSTISSAM II. szint "Védett létesítmények felszerelésének laboratóriumi vizsgálati szabványa" Ez a szabvány olyan eszközökre vonatkozik, amelyek NATO 1. zóna környezetben működnek, ahol feltételezhető, hogy a támadó nem tud közelebb kerülni körülbelül 20 m-nél (vagy ahol az építőanyagok 20 m-nek megfelelő csillapítást biztosítanak).
- NATO SDIP-27 C szint (korábban AMSG 784) és USA NSTISSAM III. szint "Taktikai mobil berendezések/rendszerek laboratóriumi vizsgálati szabványa" A legmegengedőbb szabvány, amely a NATO 2. zónájában működő eszközökre összpontosít, ahol a támadóknak 100 m szabad tércsillapítással (vagy építőanyagokon keresztüli egyenértékű csillapítással) kell megküzdeniük.
További szabványok:
- NATO SDIP-29 (korábban AMSG 719G) "Minősített információk feldolgozására szolgáló elektromos berendezések telepítése" Ez a szabvány meghatározza a telepítési követelményeket, például a földelés és a kábeltávolság tekintetében.
- AMSG 799B "NATO övezeti eljárások" Meghatároz egy csillapítási mérési eljárást, amely szerint a biztonsági körzeten belüli egyes helyiségek a 0., 1., 2. vagy 3. zónába sorolhatók, amely ezután meghatározza, hogy milyen árnyékolási vizsgálati szabvány szükséges az ezekben a helyiségekben titkos adatokat feldolgozó berendezésekhez.
Fontos megjegyezni, hogy az árnyékolás nagyon alacsony költségű lehet, ha a kezdetektől gondosan tervezik meg, de rendkívül költséges lehet, ha az eszköz, rendszer vagy ház már megépítése után kell alkalmazni.
A legtöbb 0,5 mm vagy annál nagyobb vastagságú fém jó SE-t biztosít az 1 MHz feletti frekvenciákhoz és kiváló SE-t 100 MHz felett. A fémpajzsokkal kapcsolatos összes problémát általában vékony védőanyagok, 1MHz alatti frekvenciák, nyílások vagy nyílások okozzák.
Általában a legjobb, ha viszonylag nagy távolságot tartunk a sérülékeny elektromos áramkörök és az árnyékolásuk falai között. Az árnyékoláson kívüli EMR és az EMR, amelynek az eszköz ki van téve, általában "hígul", minél nagyobb az árnyékolt térfogat.
Ha a burkolat, amelybe a sebezhető eszközt telepítették, párhuzamos falakkal rendelkezik, az állóhullámok rezonáns frekvenciákon kezdenek felhalmozódni, ami SE problémákat okozhat. Ezért a nem párhuzamos vagy ívelt falakkal rendelkező burkolatok és más szabálytalan alakú konténment egységek segítenek megelőzni a nem kívánt rezonanciát.
Nyílások és nyílások
A valóságban egy tökéletesen zárt árnyékoló burkolat, nyílások, illesztések, nyílások vagy rések nélkül, ritkán praktikus, mert nem képes befogadni semmilyen külső kábelt, antennát vagy érzékelőt.
Emiatt minden árnyékoló burkolat egyetlen célja csak a kibocsátás csökkentése vagy az immunitás javítása, mivel minden pajzsot korlátoz a védeni kívánt eszköz.
A "bőrhatás"
Az elektromágnesesség területén kétféle mező létezik: elektromos (E) és mágneses (M). Az elektromos és mágneses mezők (EMF-ek) láthatatlan energiaterületek, amelyeket gyakran sugárzásnak neveznek, és nemcsak elektromos áram, hanem a természetes világítás különböző formáinak felhasználásával fordulnak elő.
Az elektromágneses mező általában az (E) és (M) mezők aránytalan keveréke (ami 377: levegőben 377 E/M hullámimpedanciát eredményez).
Az elektromos mezőket még vékony fémpanelek is könnyen blokkolhatják és teljesen leállíthatják, mivel az elektromos mező árnyékolásának mechanizmusa a töltés újraelosztása egy vezető határon, így szinte bármi, ami magas vezetőképességgel (alacsony ellenállással) rendelkezik, megfelelően alacsony impedanciát mutat. Magasabb frekvenciákon a gyors töltés-újraelosztás miatt jelentős elmozdulási áramok fordulhatnak elő, de még a viszonylag vékony alumíniumfólia vagy panelek is megfelelő árnyékolószerként szolgálhatnak.
A mágneses mezőket sokkal nehezebb, és néha lehetetlen megállítani. A mágneses árnyékolás nem blokkolja a mágneses mezőt. A mező azonban átirányítható.
Örvényáramok (Foucault-áramok) generálásával a pajzs anyagán belül új mágneses mező hozható létre, amely ellenáll az ütköző mezőnek. Az elektromos mezőkkel ellentétben a vékony alumínium panelek nem lesznek hatékonyak a mágneses mezők megállításában vagy átirányításában.
Azt a vastagságot vagy mélységet, amelynél egy adott anyag körülbelül 9 dB-lel csökkenti az ütköző mágneses mezőt, "bőrhatásnak" nevezik, és nagyjából "egy bőr mély".
A bőrhatás az, amikor az áram hajlamos elkerülni a szilárd vezető közepén való áthaladást, korlátozva magát a felszín közelében történő vezetésre.
Emiatt egy "3 bőr" vastagságú anyagnak körülbelül 27dB-lel alacsonyabb árama lenne az ellenkező oldalán, és SE-je körülbelül 27dB lenne az adott mágneses mezőnél.
A réz (Cu) és az alumínium (Al) vezetőképessége több mint 5-szöröse a lágyacélénak, így nagyon jól blokkolja és megállítja az elektromos mezőket, de relatív permeabilitásuk 1 (ugyanaz, mint a levegő). Az elektromágnesességben a permeabilitás az anyag ellenállásának mértéke a mágneses mező kialakulása ellen, más néven elosztott induktivitás az átviteli vonal elméletében. A tipikus lágyacél relatív permeabilitása alacsony frekvenciákon körülbelül 300, a frekvenciák 100 kHz fölé emelkedésével 1-re csökken, és nagyobb permeabilitása csökkenti a bőr mélységét, így a lágyacél ésszerű vastagsága jobb, mint az alumínium az alacsony frekvenciák árnyékolásához.
A hatékony árnyékoló anyag nagy vezetőképességgel, nagy áteresztőképességgel és elegendő vastagsággal rendelkezik ahhoz, hogy a legkisebb aggodalomra okot adó gyakorisággal elérje a szükséges bőrmélységet.
Például az 1 mm vastag lágyacél és a tiszta cinkötvözet a legtöbb esetben megfelelő árnyékolószer.
Alacsony frekvenciájú mágneses árnyékolás
Az olyan speciális anyagok, mint a Mu-metal, amely egy vas-nikkel lágy ferromágneses ötvözet, és a Radiometal, amely szintén vas-nikkel ötvözet, nagyon magas relatív permeabilitással rendelkeznek, gyakran 10 000 körül.
Hírhedt törékenységük miatt ezeknek az egzotikus anyagoknak a telepítési folyamatát gondosan kell elvégezni, mivel még egy kis kopogás is tönkreteheti áteresztőképességüket, majd hidrogén atmoszférában újra kell lágyítani vagy el kell dobni.
Egy további alacsony frekvenciájú árnyékolási technika az aktív zajszűrés (ANR). Ez a módszer különösen hasznos a katódsugárcső vizuális megjelenítő egységeinek (VDU) képeinek stabilizálására magas teljesítményfrekvenciás mágneses mezővel szennyezett környezetben.
Hullámvezetők a határérték alatt
Az ábra bal oldala. 8, azt mutatja, hogy minél nagyobb a nyílás, annál nagyobb az EMR szivárgás. Azonban az ábra jobb része. A 8 azt szemlélteti, hogy tiszteletre méltó SE érhető el, ha a nyílást a nyitható fémfalakra merőleges veszi körül. Ezt a rendkívül hatékony árnyékolási módszert "hullámvezető a cutoff alatt" néven ismerik, és 5-10 cm-es nyílások esetén is képes fenntartani a pajzs SE-jét.
A hullámvezető lehetővé teszi az összes ütköző mezőjének áthaladását, amikor belső átlója (g) fél hullámhossz. A vágási frekvencia alatt a hullámvezető nem szivárog, mint egy közönséges nyílás (amint azt a 8. ábra mutatja), és nagy árnyékolást biztosít. A megfelelő SE értékei körülbelül 27d/g, ahol d az a távolság, amelyet az EMR hullámnak meg kell tennie a hullámvezetőn, mielőtt szabad lenne.
Tömítésfüggő kialakítás
A tömítés olyan mechanikus tömítés, amely kitölti a két vagy több érintkezőfelület közötti teret, általában azért, hogy megakadályozza a szivárgást az összekapcsolt tárgyakból vagy azokba összenyomódás közben.
Annak ellenére, hogy a tömítések rendkívül hatékonyak a kezdetleges szerelvényeknél, a levehető panelek, például ajtók, csatabárdok és fedelek különféle problémákat okoznak minden tömítésfüggő kialakításnál, mivel számos egymásnak ellentmondó mechanikai, elektromos, kémiai és bizonyos esetekben még környezetvédelmi követelményeknek is meg kell felelniük. Füge. A 9 egy tipikus ipari szekrény kialakítását és tömítésének elrendezését ábrázolja, rugós ujjakkal és szilikonvegyülettel vagy vezetőképes gumival, hogy környezeti tömítést és elektromágneses pajzsot biztosítson.Annak érdekében, hogy a tömítések hatékonyak legyenek, mechanikai intézkedéseket kell tenni a könnyű összeszerelés biztosítása érdekében. A nem megfelelően felszerelt tömítések, amelyek csak nagy nyomásra támaszkodnak a szoros tömítés létrehozásához, nagy valószínűséggel olyan réseket hoznak létre, amelyeken keresztül az EMR szivároghat.Vezetőképes festék használata nélkül a tömítés érintkezési területei nem lehetnek festettek és galvanikus korrózió (olyan elektrokémiai folyamat, amelynek során az egyik fém előnyösen korrodálódik, ha elektrolit jelenlétében elektromos érintkezésbe kerül egy másikkal). A tömítés minden jellemzőjét, jellemzőjét és részletét pontosan be kell mutatni a gyártási kézikönyvben.
A kijelzők árnyékolása
Az összes kijelző, amely érzékeny a TEMPEST támadásra, nem létezhet teljesen lezárt tartályban, mivel különböző nyílásokat igényelnek a burkolatukban, ezért nagymértékben veszélyeztetik az árnyékolási szempontot.
Füge. A 11 egy vizuális kijelzőegységet (VDU) szemléltet, például egy bankjegykiadó automatát (ATM), amely belső "piszkosdoboz" rendszert használ az EMC mező nyíláson keresztüli szivárgásának hatékony minimalizálására. A piszkos doboz és a kamra falának belseje közötti csatlakozást ugyanúgy kell kezelni, mint az árnyékolás bármely más csatlakozását.
Árnyékoló szellőzőnyílások
Az árnyékoló kijelzőkhöz hasonlóan az árnyékoló szellőzőnyílásokhoz hálók, alul levágott hullámvezetők, vezetőképes tömítések vagy fém-fém kötések használata szükséges.
A megfelelő SE-szint fenntartása érdekében a szembőségnek a lehető legkisebbnek kell lennie. Számos kis, azonos nyílás egymás közelében elhelyezkedő pajzshatékonysága (nagyjából) arányos a számukkal, n ('SE = 20logn), ezért két nyílás rontja az SE-t 20 x log (2) = 6,02, négy nyílás 20 x log (4) = 12,04 stb.
Nagyobb számú kis nyílás esetén, amelyek jellemzőek a szellőzőhálóra/rácsra, a szembőség lényegesen kisebb lesz, mint egy nyílásnak önmagában ugyanahhoz az SE-hez kellene lennie. Magasabb frekvenciákon, ahol a szellőzőnyílás mérete meghaladja a hullámhossz egynegyedét, még ez a kezdetleges és leegyszerűsített "20 x log (n)" képlet is szükségtelenül bonyolulttá vagy hatástalanná válhat.
Árnyékolás festett vagy bevont műanyaggal
A műanyag burkolat lehet stílusos és tetszetős, de nem hatékony árnyékolószer.
Annak ellenére, hogy ez rendkívül munkaigényes és technikailag igényes folyamat, a műanyag burkolat belsejének vezetőképes anyagokkal, például kötőanyagban lévő fémrészecskékkel (vezetőképes festék) vagy tényleges fémmel (bevonat) történő bevonása potenciálisan kielégítő eredményeket adhat.
A műanyag burkolat kialakítása azonban leggyakrabban nem teszi lehetővé a kívánt SE elérését, mert mint minden más burkolatnál, a leggyengébb pontok továbbra is a műanyag alkatrészek közötti varratok (nyílások), de ebben az esetben nem erősíthetők meg tömítésekkel, így elkerülhetetlen EMR szivárgás. Ezért, ha a műanyag burkolat árnyékolást igényel, pénzügyileg létfontosságú, hogy már a kezdeti tervezési folyamat kezdetétől figyelembe vegyék a szükséges biztonsági elem elérését.
A műanyagra festett festék vagy bevonat soha nem lehet nagyon vastag, így a felvitt bőrmélységek száma meglehetősen kicsi lehet. Néhány innovatív bevonatot, amelyek nikkelt és más fémeket használnak, nemrégiben fejlesztettek ki, hogy kihasználják a nikkel meglehetősen nagy áteresztőképességét a bőr mélységének csökkentésére és a jobb SE elérésére.
Mindazonáltal, amint az a képen látható. 2 A műanyag legnagyobb előnye az árnyékoláshoz használt többi fémmel szemben a könnyű súlya.
Árnyékolás fém nélkül
A térfogatvezető műanyagok vagy gyanták általában elosztott vezető részecskéket vagy szálakat használnak egy szigetelő kötőanyagban, amely biztosítja a mechanikai szilárdságot. Néha ezek szenvednek az alap műanyag vagy gyanta "bőrének" kialakulásától, ami megnehezíti a jó rádiófrekvenciás (RF) kötések elérését spirális betétek (tekercselt huzalból készült betét) vagy hasonló eszközök nélkül. Ezek a szigetelő bőrök megnehezítik a hosszú nyílások kialakulásának megakadályozását az ízületeknél, és megnehezítik a csatlakozók, tömszelencék és szűrők testének jó kötését. A vezetőképes részecskék és a polimer keverésének konzisztenciájával kapcsolatos problémák egyes területeken gyengévé tehetik a burkolatokat, másokon pedig hiányozhatnak az árnyékolás.
A szénszálakon alapuló anyagok (amelyek maguk is vezetőképesek) és az önvezető polimerek kezdenek elérhetővé válni, de nem rendelkeznek a fém magas vezetőképességével, és így nem adnak olyan jó SE-t egy adott vastagsághoz.
