Perisai menempatkan impedansi (resistansi efektif dari rangkaian listrik atau komponen terhadap arus bolak-balik, yang timbul dari efek gabungan dari resistansi ohmik dan reaktansi) diskontinuitas di jalur gelombang elektromagnetik yang dipancarkan yang menyebar, memantulkannya dan / atau menyerapnya. Ini secara konseptual sangat mirip dengan cara kerja filter - mereka menempatkan diskontinuitas impedansi di jalur sinyal yang dilakukan yang tidak diinginkan. Semakin besar rasio impedansi, semakin besar efektivitas perisai (SE).
Perisai yang memadai dari pengawasan yang tidak diinginkan dapat dicapai dengan beberapa cara.
Sebagian besar sistem modern menggunakan komponen mikro canggih yang telah dirancang dan dibangun dari awal dengan tujuan tunggal mengurangi kebocoran EMR. Namun, perisai tipikal adalah kombinasi isolasi sumber daya bersama dengan mengelilingi mesin, berisiko pemantauan yang tidak diinginkan, dengan sangkar Faraday yang menghalangi medan elektromagnetik dan tidak mengizinkan emanasi liar.
Metode perisai TEMPEST lainnya termasuk isolasi ruangan dan dinding, dan penempatan peralatan yang tepat, yang selanjutnya dapat memastikan bahwa tidak ada data sensitif yang dapat lolos.
Bahkan saat ini, sebagian besar standar perisai TEMPEST tetap diklasifikasikan, tetapi beberapa di antaranya sudah tersedia untuk umum.
Standar perisai Tempest Amerika Serikat dan NATO saat ini tersegmentasi menjadi tiga tingkat persyaratan perlindungan:
- NATO SDIP-27 Level A (sebelumnya AMSG 720B) & USA NSTISSAM Level I "Standar Uji Laboratorium Emanasi Kompromi" Ini adalah standar paling ketat untuk perangkat yang beroperasi di lingkungan Zona 0 NATO, di mana diasumsikan bahwa penyerang memiliki akses hampir langsung (misalnya ruang tetangga, jarak 1 m)
- NATO SDIP-27 Level B (sebelumnya AMSG 788A) & USA NSTISSAM Level II "Standar Uji Laboratorium untuk Peralatan Fasilitas yang Dilindungi" Standar ini untuk perangkat yang beroperasi di lingkungan Zona 1 NATO, di mana diasumsikan bahwa penyerang tidak dapat lebih dekat dari sekitar 20 m (atau di mana bahan bangunan memastikan redaman setara dengan 20 m).
- NATO SDIP-27 Level C (sebelumnya AMSG 784) &; USA NSTISSAM Level III "Standar Uji Laboratorium untuk Peralatan / Sistem Bergerak Taktis" Standar paling permisif yang berfokus pada perangkat yang beroperasi di lingkungan Zona 2 NATO, di mana penyerang harus berurusan dengan atenuasi ruang bebas setara dengan 100 m (atau redaman setara melalui bahan bangunan).
Standar tambahan meliputi:
- NATO SDIP-29 (sebelumnya AMSG 719G) "Instalasi Peralatan Listrik untuk Pemrosesan Informasi Rahasia" Standar ini mendefinisikan persyaratan pemasangan, misalnya sehubungan dengan jarak pentanahan dan kabel.
- AMSG 799B "Prosedur Zonasi NATO" Mendefinisikan prosedur pengukuran atenuasi, yang menurutnya masing-masing kamar dalam perimeter keamanan dapat diklasifikasikan ke dalam Zona 0, Zona 1, Zona 2, atau Zona 3, yang kemudian menentukan standar uji perisai apa yang diperlukan untuk peralatan yang memproses data rahasia di kamar-kamar ini.
Penting untuk dicatat bahwa perisai bisa berbiaya sangat rendah jika dirancang dengan hati-hati sejak awal, tetapi bisa sangat mahal jika harus diterapkan setelah perangkat, sistem, atau penutup sudah dibuat.
Sebagian besar logam dengan ketebalan 0,5 mm ke atas, memberikan SE yang baik untuk frekuensi lebih dari 1MHz dan SE yang sangat baik di atas 100MHz. Semua masalah dengan pelindung logam biasanya disebabkan oleh bahan pelindung tipis, frekuensi di bawah 1MHz, dan bukaan atau lubang.
Umumnya, yang terbaik adalah menjaga jarak yang relatif besar antara sirkuit listrik yang rentan dan dinding perisai mereka. EMR di luar perisai, dan EMR yang dikenakan perangkat, umumnya akan lebih "encer" semakin besar volume terlindung.
Jika selungkup, di mana perangkat yang rentan dipasang, memiliki dinding paralel, gelombang berdiri dapat mulai terakumulasi pada frekuensi resonansi yang dapat menyebabkan kekhawatiran SE. Oleh karena itu, selungkup dengan dinding non-paralel atau melengkung dan unit penahanan berbentuk tidak beraturan lainnya, akan membantu mencegah resonansi yang tidak diinginkan.
Bukaan dan Bukaan
Pada kenyataannya, penutup pelindung yang tertutup rapat, tanpa bukaan, sambungan, lubang atau celah, jarang praktis karena tidak akan dapat mengakomodasi kabel, antena, atau sensor eksternal.
Untuk alasan ini, satu-satunya tujuan dari setiap penutup pelindung adalah untuk hanya mengurangi emisi atau meningkatkan kekebalan, karena setiap perisai dibatasi oleh perangkat yang coba dilindungi.
"Efek Kulit"
Dalam domain elektromagnetisme, ada dua jenis medan – listrik (E) dan magnetik (M). Medan listrik dan magnet (EMF) adalah area energi yang tidak terlihat, sering disebut sebagai radiasi, dan terjadi dengan penggunaan tidak hanya tenaga listrik tetapi berbagai bentuk pencahayaan alami.
Medan elektromagnetik biasanya merupakan campuran medan (E) dan (M) yang tidak proporsional (memberikan impedansi gelombang E / M 377: di udara).
Medan listrik dapat dengan mudah diblokir dan dihentikan sepenuhnya bahkan oleh panel logam tipis, karena mekanisme untuk pelindung medan listrik adalah salah satu distribusi ulang muatan pada batas konduktif, sehingga hampir semua hal dengan konduktivitas tinggi (resistansi rendah) akan menghadirkan impedansi rendah yang sesuai. Pada frekuensi yang lebih tinggi, karena laju distribusi ulang muatan yang cepat, arus perpindahan yang cukup besar dapat terjadi, tetapi bahkan aluminium foil atau panel yang relatif tipis akan berfungsi sebagai agen pelindung yang memadai.
Medan magnet jauh lebih sulit, dan terkadang tidak mungkin, untuk dihentikan. Perisai magnetik tidak menghalangi medan magnet. Namun, bidang tersebut dapat dialihkan.
Dengan menghasilkan arus Eddy (arus Foucault) di dalam bahan perisai, medan magnet baru dapat dibuat yang menentang medan impinging. Tidak seperti medan listrik, panel aluminium tipis tidak akan efektif dalam menghentikan atau mengarahkan medan magnet.
Ketebalan atau kedalaman di mana bahan tertentu mengurangi medan magnet yang menimpa sekitar 9dB dikenal sebagai "Efek kulit" dan kira-kira "satu kulit dalam".
Efek kulit adalah di mana arus cenderung menghindari perjalanan melalui pusat konduktor padat, membatasi diri pada konduksi di dekat permukaan.
Untuk alasan ini, bahan yang memiliki ketebalan "3 kulit" akan memiliki arus sekitar 27dB lebih rendah di sisi yang berlawanan dan akan memiliki SE sekitar 27dB untuk medan magnet tertentu.
Tembaga (Cu) dan aluminium (Al) memiliki lebih dari 5 kali konduktivitas baja ringan, membuatnya sangat baik dalam memblokir dan menghentikan medan listrik, tetapi memiliki permeabilitas relatif 1 (sama dengan udara). Permeabilitas dalam elektromagnetisme, adalah ukuran resistansi suatu material terhadap pembentukan medan magnet, atau dikenal sebagai induktansi terdistribusi dalam teori saluran transmisi. Baja ringan tipikal memiliki permeabilitas relatif sekitar 300 pada frekuensi rendah, turun menjadi 1 saat frekuensi meningkat di atas 100 kHz, dan permeabilitasnya yang lebih tinggi memberikan kedalaman kulit yang berkurang, membuat ketebalan baja ringan yang wajar lebih baik daripada aluminium untuk melindungi frekuensi rendah.
Bahan pelindung yang efektif akan memiliki konduktivitas tinggi, permeabilitas tinggi, dan ketebalan yang cukup untuk mencapai jumlah kedalaman kulit yang diperlukan pada frekuensi kekhawatiran terendah.
Misalnya, baja ringan setebal 1 mm dan paduan seng murni akan menjadi agen pelindung yang memadai untuk sebagian besar kasus.
Perisai magnetik frekuensi rendah
Bahan khusus seperti Mu-metal, yang merupakan paduan feromagnetik lunak besi-nikel, dan Radiometal, sekali lagi paduan besi-nikel, memiliki permeabilitas relatif sangat tinggi, seringkali di wilayah 10.000.
Karena kerapuhannya yang terkenal, proses pemasangan bahan-bahan eksotis ini harus dilakukan dengan hati-hati karena bahkan sedikit ketukan dapat merusak permeabilitasnya dan kemudian mereka harus dianil ulang dalam atmosfer hidrogen atau dibuang.
Teknik perisai frekuensi rendah tambahan adalah pembatalan kebisingan aktif (ANR). Metode ini secara khusus berguna untuk menstabilkan gambar unit tampilan visual (VDU) tabung sinar katoda di lingkungan yang tercemar oleh medan magnet frekuensi daya tingkat tinggi.
Waveguides di bawah cutoff
Bagian kiri Gambar. 8, menunjukkan bahwa semakin besar aperture semakin besar kebocoran EMR. Namun, bagian kanan Gambar. 8 mengilustrasikan bahwa SE yang terhormat dapat dicapai jika aperture dikelilingi dengan tegak lurus terhadap dinding logam pembuka. Metode perisai yang sangat efektif ini dikenal sebagai "waveguide below cutoff" dan dapat mempertahankan SE perisai bahkan dengan lubang 5-10 cm.
Sebuah waveguide memungkinkan semua bidang impinging untuk melewati, ketika diagonal internal (g) adalah setengah panjang gelombang. Di bawah frekuensi cutoff-nya, waveguide tidak bocor seperti aperture biasa (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8) dan dapat memberikan banyak perisai. Nilai untuk SE yang memadai adalah sekitar 27d / g di mana d adalah jarak yang harus ditempuh gelombang EMR melalui pandu gelombang sebelum bebas.
Desain yang bergantung pada paking
Gasket adalah segel mekanis yang mengisi ruang antara dua atau lebih permukaan kawin, umumnya untuk mencegah kebocoran dari atau ke objek yang bergabung saat berada di bawah kompresi.
Meskipun gasket sangat efektif untuk rakitan yang belum sempurna, panel yang dapat dilepas seperti pintu, kapak dan penutup membawa limpahan berbagai masalah untuk semua desain yang bergantung pada paking karena mereka harus memenuhi sejumlah persyaratan mekanik, listrik, kimia, dan dalam beberapa kasus bahkan lingkungan. Ara. 9 menggambarkan desain kabinet industri yang khas dan tata letak pakingnya, menggunakan jari pegas dan senyawa silikon atau karet konduktif untuk memberikan segel lingkungan serta perisai elektromagnetik.Agar gasket menjadi efektif, ketentuan mekanis harus dibuat untuk menjamin pembuatan yang mudah dirakit. Gasket yang tidak dipasang dengan baik, yang hanya mengandalkan tekanan dalam jumlah besar untuk menghasilkan segel yang rapat, memiliki kemungkinan besar untuk menciptakan celah di mana EMR dapat bocor.Kecuali menggunakan cat konduktif, area kontak paking tidak boleh dicat dan korosi galvanik (proses elektrokimia di mana satu logam terkorosi secara istimewa ketika berada dalam kontak listrik dengan yang lain, dengan adanya elektrolit). Semua fitur, karakteristik, dan detail paking harus diilustrasikan secara akurat dalam manual pembuatan.
Pelindung layar
Semua layar, yang rentan terhadap serangan TEMPEST , tidak dapat ada dalam wadah tertutup penuh karena memerlukan berbagai lubang di selungkupnya, sehingga sangat mengorbankan aspek perisai.
Ara. 11 mengilustrasikan unit tampilan visual (VDU), seperti mesin teller otomatis (ATM), yang menggunakan sistem "kotak kotor" internal untuk secara efektif meminimalkan kebocoran medan EMC melalui aperture. Sambungan antara kotak kotor dan bagian dalam dinding selungkup harus diperlakukan sama seperti sambungan lain di pelindung.
Melindungi lubang ventilasi
Mirip dengan layar pelindung, lubang ventilasi pelindung membutuhkan penggunaan jerat, pandu gelombang di bawah cut, gasket konduktif atau ikatan logam-ke-logam.
Untuk mempertahankan level SE yang memadai, ukuran mesh harus sekecil mungkin. Efektivitas perisai dari sejumlah lubang kecil dan identik yang terletak berdekatan satu sama lain adalah (kira-kira) sebanding dengan jumlahnya, n, ('SE = 20logn), oleh karena itu, dua lubang akan membuat SE lebih buruk dengan 20 x log (2) = 6,02, empat lubang 20 x log (4) = 12,04, dll.
Untuk jumlah aperture kecil yang lebih besar, tipikal mesh / grille ventilasi, ukuran mesh akan jauh lebih kecil daripada satu aperture sendiri yang diperlukan untuk SE yang sama. Pada frekuensi yang lebih tinggi di mana ukuran aperture ventilasi melebihi seperempat panjang gelombang, bahkan rumus "20 x log (n)" yang belum sempurna dan sederhana ini dapat menjadi rumit atau tidak efisien.
Pelindung dengan plastik yang dicat atau dilapisi
Penutup plastik bisa bergaya dan menarik secara visual tetapi bukan agen pelindung yang efektif.
Meskipun ini adalah proses yang sangat melelahkan dan menuntut teknis, melapisi bagian dalam selungkup plastik dengan bahan konduktif seperti partikel logam dalam pengikat (cat konduktif), atau dengan logam aktual (pelapisan) berpotensi memberikan hasil yang memuaskan.
Namun, paling sering desain selungkup plastik tidak memungkinkan SE yang diperlukan untuk dicapai karena, seperti semua selungkup lainnya, titik terlemah tetap jahitan (lubang) antara bagian plastik, tetapi dalam kasus ini, mereka tidak dapat diperkuat dengan gasket, sehingga kebocoran EMR yang tak terhindarkan. Oleh karena itu, jika penutup plastik membutuhkan pelindung, penting secara finansial bahwa pertimbangan diberikan untuk mencapai SE yang diperlukan sejak awal proses desain awal.
Cat atau pelapisan pada plastik tidak pernah bisa sangat tebal, sehingga jumlah kedalaman kulit yang diterapkan bisa sangat kecil. Beberapa pelapis inovatif, menggunakan nikel dan logam lainnya, baru-baru ini dikembangkan untuk memanfaatkan permeabilitas nikel yang cukup tinggi untuk mengurangi kedalaman kulit dan mencapai SE yang lebih baik.
Meskipun demikian, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. * 2 Keuntungan terbesar dari plastik dibandingkan logam lain yang digunakan untuk perisai, adalah bobotnya yang ringan.
Perisai tanpa logam
Plastik atau resin volume-konduktif umumnya menggunakan partikel atau benang konduktif terdistribusi dalam pengikat isolasi yang memberikan kekuatan mekanik. Kadang-kadang ini menderita pembentukan "kulit" dari plastik dasar atau resin, sehingga sulit untuk mencapai ikatan frekuensi radio (RF) yang baik tanpa sisipan heliks (sisipan yang terbuat dari kawat melingkar) atau cara serupa. Kulit isolasi ini membuat sulit untuk mencegah lubang panjang yang dibuat pada sendi, dan juga membuat sulit untuk memberikan ikatan yang baik untuk tubuh konektor, kelenjar, dan filter. Masalah dengan konsistensi pencampuran partikel konduktif dan polimer dapat membuat selungkup lemah di beberapa daerah, dan kurang dalam perisai di tempat lain.
Bahan berdasarkan serat karbon (yang sendiri konduktif) dan polimer konduktif diri mulai tersedia, tetapi mereka tidak memiliki konduktivitas logam yang tinggi sehingga tidak memberikan SE yang baik untuk ketebalan tertentu.
