Paling menggoda
Piawaian Perisai
Perisai Berkesan

Perisai meletakkan impedans (rintangan berkesan litar elektrik atau komponen kepada arus ulang-alik, yang timbul daripada kesan gabungan rintangan ohmik dan tindak balas) pemberhentian dalam laluan gelombang elektromagnet yang disebarkan berseri, mencerminkannya dan / atau menyerapnya. Ini secara konseptual sangat mirip dengan cara penapis berfungsi - mereka meletakkan pemberhentian impedans di jalan isyarat yang tidak diingini yang dilakukan. Semakin besar nisbah impedans, semakin besar keberkesanan perisai (SE).

Perisai yang mencukupi daripada pengawasan yang tidak diingini boleh dicapai dalam beberapa cara.
Kebanyakan sistem moden menggunakan komponen mikro canggih yang telah direka dan dibina dari awal dengan tujuan tunggal mengurangkan kebocoran EMR. Walau bagaimanapun, perisai biasa adalah gabungan penebat sumber kuasa bersama-sama dengan sekeliling mesin, berisiko pemantauan yang tidak diingini, dengan sangkar Faraday yang menghalang medan elektromagnet dan tidak membenarkan sebarang emanasi sesat.
Kaedah pelindung TEMPEST lain termasuk penebat bilik dan dinding, dan penempatan peralatan yang tepat, yang dapat memastikan bahawa tiada data sensitif dapat melarikan diri.

Malah pada hari ini, majoriti piawaian pelindung TEMPEST tetap dikelaskan, tetapi sebahagian daripadanya tersedia untuk orang ramai.
Piawaian Tempest perisai Amerika Syarikat dan NATO semasa dibahagikan kepada tiga tahap keperluan perlindungan:

  • NATO SDIP-27 Tahap A (dahulunya AMSG 720B) & USA NSTISSAM Tahap I "Menjejaskan Standard Ujian Makmal Emanasi" Ini adalah standard paling ketat untuk peranti yang beroperasi di persekitaran Zon NATO 0, di mana diandaikan bahawa penyerang mempunyai akses hampir serta-merta (contohnya bilik jiran, jarak 1 m)
  • NATO SDIP-27 Tahap B (dahulunya AMSG 788A) & USA NSTISSAM Tahap II "Standard Ujian Makmal untuk Peralatan Kemudahan Terlindung" Piawaian ini adalah untuk peranti yang beroperasi di persekitaran Zon NATO 1, di mana diandaikan bahawa penyerang tidak boleh lebih dekat daripada kira-kira 20 m (atau di mana bahan binaan memastikan pengecilan bersamaan dengan 20 m).
  • NATO SDIP-27 Tahap C (dahulunya AMSG 784) & USA NSTISSAM Tahap III "Standard Ujian Makmal untuk Peralatan/Sistem Mudah Alih Taktikal" Piawaian yang paling permisif yang memberi tumpuan kepada peranti yang beroperasi dalam persekitaran Zon 2 NATO, di mana penyerang perlu berurusan dengan setara dengan 100 m pengecilan ruang bebas (atau pengecilan setara melalui bahan binaan).

Piawaian tambahan termasuk:

  • NATO SDIP-29 (dahulunya AMSG 719G) "Pemasangan Peralatan Elektrik untuk Pemprosesan Maklumat Terperingkat" Piawaian ini mentakrifkan keperluan pemasangan, contohnya berkenaan dengan jarak pembumian dan kabel.
  • AMSG 799B "Prosedur Zon NATO" Mentakrifkan prosedur pengukuran pengecilan, mengikut mana bilik individu dalam perimeter keselamatan boleh diklasifikasikan ke dalam Zon 0, Zon 1, Zon 2, atau Zon 3, yang kemudiannya menentukan standard ujian perisai yang diperlukan untuk peralatan yang memproses data rahsia di bilik-bilik ini.

Adalah penting untuk diperhatikan bahawa perisai boleh menjadi kos yang sangat rendah jika ia direka dengan teliti dari awal, tetapi boleh menjadi sangat mahal jika ia perlu digunakan selepas peranti, sistem atau kandang sudah dibina.
Kebanyakan logam dengan ketebalan 0.5 mm dan ke atas, memberikan SE yang baik untuk frekuensi melebihi 1MHz dan SE yang sangat baik melebihi 100MHz. Semua masalah dengan perisai logam biasanya disebabkan oleh bahan pelindung nipis, frekuensi di bawah 1MHz, dan bukaan atau apertur. Secara amnya, adalah lebih baik untuk mengekalkan jarak yang agak besar antara litar elektrik yang terdedah dan dinding perisai mereka. EMR di luar perisai, dan EMR yang tertakluk kepada peranti itu, secara amnya akan lebih "dicairkan" semakin besar jumlah terlindung.

Sekiranya kandang, di mana peranti terdedah dipasang, mempunyai dinding selari, gelombang berdiri boleh mula terkumpul pada frekuensi resonans yang boleh menyebabkan kebimbangan SE. Oleh itu, kandang dengan tidak selari atau dengan dinding melengkung dan unit pembendungan berbentuk tidak teratur yang lain, akan membantu mencegah resonans yang tidak diingini.

Bukaan dan Apertur

Pada hakikatnya, kandang pelindung yang dimeteraikan dengan sempurna, tanpa bukaan, sendi, apertur atau jurang, jarang praktikal kerana ia tidak akan dapat menampung sebarang kabel, antena, atau sensor luaran.
Atas sebab ini, tujuan tunggal mana-mana kandang pelindung adalah hanya untuk mengurangkan pelepasan atau meningkatkan imuniti, kerana setiap perisai dihadkan oleh peranti yang cuba dilindungi.

Apertur dalam mana-mana perisai yang diberikan bertindak sebagai "antena slot" resonans separuh gelombang, yang membolehkan ramalan yang agak tepat dibuat mengenai saiz apertur maksimum untuk SE tertentu. Untuk apertur tunggal, SE = 20 log (O/2d) di mana O ialah panjang gelombang pada kekerapan minat dan d ialah dimensi terpanjang apertur.

"Kesan Kulit"

Dalam domain elektromagnetisme, terdapat dua jenis medan - elektrik (E) dan magnet (M). Medan elektrik dan magnet (EMF) adalah kawasan tenaga yang tidak kelihatan, sering dirujuk sebagai radiasi, dan berlaku dengan penggunaan bukan sahaja kuasa elektrik tetapi pelbagai bentuk pencahayaan semulajadi.

Medan elektromagnet biasanya merupakan amalgam medan (E) dan (M) yang tidak seimbang (memberikan impedans gelombang E/M sebanyak 377: di udara).

Medan elektrik boleh disekat dengan mudah dan dihentikan sepenuhnya oleh panel logam nipis, kerana mekanisme untuk perisai medan elektrik adalah salah satu pengedaran semula caj pada sempadan konduktif, jadi hampir apa-apa dengan kekonduksian yang tinggi (rintangan rendah) akan memberikan impedans rendah yang sesuai. Pada frekuensi yang lebih tinggi, disebabkan oleh kadar pengagihan semula caj yang cepat, arus anjakan yang besar boleh berlaku, tetapi kerajang aluminium atau panel yang agak nipis akan berfungsi sebagai agen pelindung yang mencukupi.

Medan magnet jauh lebih sukar, dan kadang-kadang mustahil, untuk berhenti. Perisai magnet tidak menyekat medan magnet. Walau bagaimanapun, medan itu boleh diarahkan semula.
Dengan menjana arus Eddy (arus Foucault) di dalam bahan perisai, medan magnet baru boleh dicipta yang menentang medan imping. Tidak seperti medan elektrik, panel aluminium nipis tidak akan berkesan untuk menghentikan atau mengalihkan medan magnet.

Ketebalan atau kedalaman di mana bahan tertentu mengurangkan medan magnet yang menghalang kira-kira 9dB dikenali sebagai "Kesan kulit" dan kira-kira "satu kulit dalam".
Kesan kulit adalah di mana arus cenderung untuk mengelakkan perjalanan melalui pusat konduktor pepejal, mengehadkan dirinya kepada pengaliran berhampiran permukaan.

Atas sebab ini, bahan yang mempunyai ketebalan "3 kulit" akan mempunyai arus bawah kira-kira 27dB di seberangnya dan akan mempunyai SE kira-kira 27dB untuk medan magnet tertentu.

Tembaga (Cu) dan aluminium (Al) mempunyai lebih daripada 5 kali kekonduksian keluli ringan, menjadikannya sangat baik untuk menyekat dan menghentikan medan elektrik, tetapi mempunyai kebolehtelapan relatif 1 (sama seperti udara). Kebolehtelapan dalam elektromagnetisme, adalah ukuran rintangan bahan terhadap pembentukan medan magnet, atau dikenali sebagai induksi yang diedarkan dalam teori talian penghantaran. Keluli ringan biasa mempunyai kebolehtelapan relatif sekitar 300 pada frekuensi rendah, jatuh ke 1 apabila frekuensi meningkat melebihi 100 kHz, dan kebolehtelapannya yang lebih tinggi memberikan kedalaman kulit yang berkurangan, menjadikan ketebalan keluli ringan yang munasabah lebih baik daripada aluminium untuk melindungi frekuensi rendah.

Bahan pelindung yang berkesan akan mempunyai kekonduksian yang tinggi, kebolehtelapan yang tinggi dan ketebalan yang mencukupi untuk mencapai bilangan kedalaman kulit yang diperlukan pada kekerapan kebimbangan terendah.
Sebagai contoh, keluli ringan tebal 1 mm dan aloi zink tulen akan menjadi agen pelindung yang mencukupi untuk kebanyakan kes.

Perisai magnet frekuensi rendah

Bahan-bahan khas seperti Mu-metal, yang merupakan aloi feromagnetik lembut besi-nikel, dan Radiometal, sekali lagi aloi besi-nikel, mempunyai kebolehtelapan relatif yang sangat tinggi, selalunya di rantau 10,000.
Oleh kerana kerapuhan mereka yang terkenal, proses pemasangan bahan-bahan eksotik ini mesti dilakukan dengan teliti kerana walaupun sedikit ketukan mungkin merosakkan kebolehtelapan mereka dan kemudian mereka perlu dihidupkan semula dalam suasana hidrogen atau dibuang.

Teknik perisai frekuensi rendah tambahan ialah pembatalan bunyi aktif (ANR). Kaedah ini berguna khusus untuk menstabilkan imej unit paparan visual tiub sinar katod (VDUs) dalam persekitaran yang tercemar oleh medan magnet frekuensi kuasa yang tinggi.

Waveguides di bawah cutoff

Bahagian kiri Rajah. 8, menunjukkan bahawa semakin besar apertur semakin besar kebocoran EMR. Walau bagaimanapun, bahagian kanan Rajah. 8 menggambarkan bahawa SE yang dihormati boleh dicapai jika apertur dikelilingi dengan serenjang dengan dinding logam pembukaan. Kaedah perisai yang sangat berkesan ini dikenali sebagai "gelombang di bawah cutoff" dan boleh mengekalkan SE perisai walaupun dengan apertur 5-10 cm.

Gelombang membolehkan semua medan impingnya melaluinya, apabila pepenjuru dalamannya (g) adalah separuh panjang gelombang. Di bawah kekerapan cutoffnya, gelombang tidak bocor seperti apertur biasa (seperti yang ditunjukkan pada Rajah 8) dan boleh memberikan banyak perisai. Nilai untuk SE yang mencukupi adalah kira-kira 27d/g di mana d ialah jarak gelombang EMR perlu melalui gelombang sebelum ia bebas.

Reka bentuk yang bergantung kepada gasket

Gasket adalah meterai mekanikal yang mengisi ruang antara dua atau lebih permukaan mengawan, secara amnya untuk mengelakkan kebocoran dari atau ke dalam objek yang disambungkan semasa di bawah mampatan.

Walaupun gasket sangat berkesan untuk perhimpunan asas, panel boleh tanggal seperti pintu, hatchet dan penutup membawa limpahan pelbagai masalah untuk semua reka bentuk yang bergantung kepada gasket kerana mereka mesti memenuhi beberapa mekanikal yang bercanggah, elektrik, kimia, dan dalam beberapa kes bahkan keperluan alam sekitar. Rajah. 9 menggambarkan reka bentuk kabinet perindustrian biasa dan susun atur gasketnya, menggunakan jari spring dan sebatian silikon atau getah konduktif untuk menyediakan meterai alam sekitar serta perisai elektromagnet.Agar gasket berkesan, peruntukan mekanikal mesti dibuat untuk menjamin pembuatan yang mudah dipasang. Gasket yang tidak dipasang dengan sempurna, yang hanya bergantung pada sejumlah besar tekanan untuk menghasilkan meterai yang ketat, mempunyai kebarangkalian yang tinggi untuk mewujudkan jurang di mana EMR boleh bocor.Kecuali menggunakan cat konduktif, kawasan sentuhan gasket tidak boleh dicat dan kakisan galvanik (proses elektrokimia di mana satu logam berkarat lebih disukai apabila ia berada dalam hubungan elektrik dengan yang lain, di hadapan elektrolit). Semua ciri, ciri dan butiran gasket mesti digambarkan dengan tepat dalam manual pembuatan.

Perisai paparan

Semua paparan, yang terdedah kepada serangan TEMPEST , tidak boleh wujud dalam bekas yang dimeteraikan sepenuhnya kerana ia memerlukan apertur yang berbeza-beza di dalam kandang mereka, oleh itu sangat menjejaskan aspek perisai.

Rajah. 11 menggambarkan unit paparan visual (VDU), seperti mesin juruwang automatik (ATM), yang menggunakan sistem "kotak kotor" dalaman untuk meminimumkan kebocoran medan EMC dengan berkesan melalui apertur. Sendi antara kotak kotor dan bahagian dalam dinding kandang mesti diperlakukan sama seperti mana-mana sendi lain di perisai.

Melindungi apertur pengudaraan

Sama seperti paparan perisai, apertur pengudaraan pelindung memerlukan penggunaan jaringan, gelombang di bawah terputus, gasket konduktif atau ikatan logam-ke-logam.
Untuk mengekalkan tahap SE yang mencukupi, saiz mesh mestilah sekecil mungkin. Keberkesanan perisai beberapa apertur kecil dan sama yang terletak berhampiran satu sama lain adalah (kira-kira) berkadar dengan nombor mereka, n, ('SE = 20logn), oleh itu, dua apertur akan menjadikan SE lebih teruk sebanyak 20 x log (2) = 6.02, empat apertur 20 x log (4) = 12.04, dll.
Untuk sebilangan besar apertur kecil, tipikal mesh / gril pengudaraan, saiz mesh akan jauh lebih kecil daripada satu apertur sendiri perlu untuk SE yang sama. Pada frekuensi yang lebih tinggi di mana saiz apertur pengudaraan melebihi satu perempat daripada panjang gelombang, walaupun formula "20 x log (n)" asas dan sederhana ini boleh menjadi tidak perlu kompleks atau tidak cekap.

Waveguides di bawah cutoff membolehkan kadar aliran udara yang tinggi dengan nilai keberkesanan perisai yang tinggi, dan perisai pengudaraan logam sarang lebah (yang terdiri daripada banyak tiub heksagon sempit panjang terikat sebelah menyebelah) paling sesuai untuk tujuan ini. Jika tidak direka dengan teliti, apertur pengudaraan boleh mula mengumpul sejumlah besar habuk dan zarah kotoran, yang akan merumitkan lagi proses pembersihan.

Perisai dengan plastik dicat atau bersalut

Kandang plastik boleh menjadi bergaya dan menarik secara visual tetapi bukan agen pelindung yang berkesan.
Walaupun ia adalah proses yang sangat susah payah dan menuntut secara teknikal, salutan bahagian dalam kandang plastik dengan bahan konduktif seperti zarah logam dalam pengikat (cat konduktif), atau dengan logam sebenar (penyaduran) berpotensi memberikan hasil yang memuaskan.

Walau bagaimanapun, selalunya reka bentuk kandang plastik tidak membenarkan SE yang diperlukan dicapai kerana, seperti semua kandang lain, titik paling lemah kekal sebagai jahitan (apertur) di antara bahagian plastik, tetapi dalam kes ini, mereka tidak dapat diperkuat dengan gasket, oleh itu kebocoran EMR yang tidak dapat dielakkan. Oleh itu, jika kandang plastik memerlukan perisai, penting dari segi kewangan bahawa pertimbangan diberikan untuk mencapai SE yang diperlukan dari permulaan proses reka bentuk awal.

Cat atau penyaduran pada plastik tidak boleh menjadi sangat tebal, jadi bilangan kedalaman kulit yang digunakan boleh menjadi agak kecil. Beberapa salutan inovatif, menggunakan nikel dan logam lain, baru-baru ini telah dibangunkan untuk mengambil kesempatan daripada kebolehtelapan nikel yang agak tinggi untuk mengurangkan kedalaman kulit dan mencapai SE yang lebih baik.

Walau bagaimanapun, seperti yang ditunjukkan dalam Imej. 2 Kelebihan terbesar plastik berbanding logam lain yang digunakan untuk melindungi, adalah beratnya yang ringan.

Perisai tanpa logam

Plastik konduktif isipadu atau resin biasanya menggunakan zarah konduktif teragih atau benang dalam pengikat penebat yang memberikan kekuatan mekanikal. Kadang-kadang ini mengalami pembentukan "kulit" plastik asas atau resin, menjadikannya sukar untuk mencapai ikatan frekuensi radio (RF) yang baik tanpa sisipan helical (sisipan yang diperbuat daripada wayar gegelung) atau cara yang serupa. Kulit penebat ini menjadikannya sukar untuk mengelakkan apertur panjang dicipta pada sendi, dan juga menjadikannya sukar untuk memberikan ikatan yang baik kepada badan penyambung, kelenjar, dan penapis. Masalah dengan konsistensi mencampurkan zarah konduktif dan polimer boleh membuat kandang lemah di sesetengah kawasan, dan kurang melindungi orang lain.
Bahan berdasarkan gentian karbon (yang sendiri konduktif) dan polimer konduktif diri mula tersedia, tetapi mereka tidak mempunyai kekonduksian logam yang tinggi dan oleh itu tidak memberikan SE yang baik untuk ketebalan tertentu.