Преднамеренные воздействия и защита от них

Преднамеренные помехи создаются специальными техническими средствами. Цель преднамеренных силовых электромагнитных воздействий на электронное оборудование, предусматривающих использование особых электротехнических средств, — терроризм, вредительство, получение преимуществ в конкурентной борьбе. При низкой стоимости реализации технических средств атаки, наличии в ближнем зарубежье квалифицированных научных специалистов и технической базы, высокой степени скрытности и тщательной маскировке атак под техногенные процессы угроза преднамеренных воздействий реальна и ее вероятность высока. Свою роль здесь играют и социальные предпосылки, в частности, свободный оборот комплектующих, отсутствие однозначной правовой базы, а также то, что до момента атаки деятельность не будет являться противозаконной. В области беспилотных летательных аппаратов преднамеренные действия сегодня уже приобрели большую популярность — это, например, уничтожение и перехват дронов и квадрокоптеров, мобильные испытательные генераторы и излучающие элементы импульсных высоковольтных воздействий, которые могут быть использованы как средства атаки.

Рис. 1. Мобильный имитатор HPEM-UTS-060

На рис. 1 изображен мобильный излучатель экспоненциальных двуполярных импульсов модели HPEM-UTS-060, способный создавать напряженность поля 6 кВ/м на расстоянии 10 м. Время нарастания и длительность импульсов 200 пс и 1 нс соответственно. Весит генератор около 35 кг.

На рис. 2 представлен излучатель колебательных затухающих импульсов модели HPEM-DMS-120. Он создает поле до 12 кВ/м на расстоянии 10 м в спектре 80–500 МГц.

Рис. 2. Излучатель HPEM-DMS-120

На рис. 3 показан имитатор UWB HEMP, проходящий испытания в безэховой камере на соответствие стандарту IEC 61000-4-36 «Электромагнитная совместимость. Часть 4-36. Техника испытаний и измерений. Методы определения невосприимчивости к преднамеренным электромагнитным помехам оборудования и систем».

Рис. 3. Имитатор UWB HEMP

На рис. 4 изображены высоковольтные генераторы импульсов амплитудой 500 кВ и 1 МВ с питанием от батарей, которые в совокупности с широкополосными излучателями, такими как HIRA180 100 МГц — 18 ГГц, и другими, способны создавать электромагнитные поля высокой интенсивности на расстоянии.

Рис. 4. Импульсные генераторы напряжения и антенна

Примером потенциальных уязвимостей к преднамеренным воздействиям можно назвать результаты анализа реального сбоя системы пожаротушения в здании московского офиса банка «Траст» в 2008 году:

• аварийное отключение электропитания комплекса зданий и освещения;
• отключение вентиляции, опускание противопожарных заслонок;
• блокировка противопожарных дверей, закрытие перегородок;
• остановка лифтового оборудования, эскалаторов и турникетов;
• включение системы автоматического пожаротушения;
• включение звуковой сигнализации;
• выход из строя оборудования компьютерных центров в результате воздействия порошкового пламягасителя.
  
  

  Рис. 5. Вероятная паника на вокзале при отказе автоматических систем и систем контроля

Поскольку такие факторы, как место атаки, воздействие, способ инжекции или излучения, и другие обстоятельства достаточно широко варьируются и зависят от объекта атаки, последствия могут быть непредсказуемы:

• экономические потери, связанные с заменой оборудования, простоями, новой организацией разработок;
• потеря репутации, данных и времени;
• опасность для жизни и здоровья работников, обслуживающего персонала, граждан в результате ложных срабатываний и нештатных ситуаций, аварий, массового психоза, неспособности оперативного реагирования;
• нарушение графиков движения транспорта, планов разработок, маршрутов данных, денежных переводов;
• несанкционированные пуски, детонация боеприпасов, искусственный перерасход ресурса;
• воздействия на автомобильную электронику и провокация ДТП.
  
  

  Рис. 6. Модульные устройства защиты, вышедшие из строя на объекте «Ростелеком»

Рис. 7. Элементы защиты системы оптоволоконной связи после преднамеренных воздействий

Воздействиями могут быть излучаемые электромагнитные поля методами СШП ЭМИ (сверхширокополосное излучение, серия стандартов ГОСТ В и РВ), инжекция токов в кабельные каналы (серия стандартов MIL), воздействия на сеть питания и методы электромагнитного терроризма. Отечественная нормативная база объединяет Стандарты технического комитета № 30 «Электромагнитная совместимость технических средств», ТК № 337 «Электроустановки зданий», ТК № 362 «Защита информации» и т. д. Методы электромагнитного терроризма описаны в ГОСТ Р 52863-2007 «Автоматические системы в защитном исполнении. Испытания на устойчивость к преднамеренным силовым электромагнитным воздействиям» и ГОСТ Р 56115-2014 «Автоматические системы в защитном исполнении. Средства защиты от преднамеренных силовых электромагнитных воздействий». Методы СШП ЭМИ, как правило, носят резонансный или избирательный принцип, методы преднамеренных силовых воздействий (ПСВ) — это обычно энергетическое разрушающее воздействие. При защите систем и объектов важно подходить к решению комплексно и понимать, на что конкретно направлены защитные меры. Установка стандартных ИБП или стабилизаторов, экранирование сварными сеточными конструкциями и другие попытки отделаться от проблемы малыми силами, может впоследствии обернуться катастрофой. Оборудование, защищаемое элементами и показанное на рис. 6, полностью вышло из строя в результате преднамеренного силового воздействия, оно было импульсным миллисекундной длительности по методам электромагнитного терроризма.

Рис. 8. Поврежденные конденсаторы в ИБП — воздействие прошло дальше по цепи

Наши специалисты уже долгое время успешно трудятся в области ЭМС, защитных мер и разработок как испытательного, так и измерительного оборудования и плодотворно сотрудничают с поставщиками и иностранными и отечественными производителями воздействующей аппаратуры, проектировщиками систем защиты и диагностики и предлагают к реализации проекты этого направления (рис. 7–12). Мы принимали участие в таких работах, как:

• защита оборудования цеха ОАО «Воронежсинтезкаучук»;
• станков с ЧПУ ОАО «КАДВИ»;
• хранилища баз данных ЗАО ПГО «Тюменьпромгеофизика»;
• системы управления полетами и досмотровой зоны аэропорта Рощино;
• обеспечение надежности бесперебойного питания ООО «Тобольск-Нефтехим-Сибур-Тобольск»;
• измерение параметров и испытания сети надежного питания Курской АЭС;
• системы АКНП Белоярской АЭС;
• оборудование АСУ ТП Калининской АЭС;
• разработка защитных мер и рекомендаций для оборудования ТПТС и экранировки зданий энергоблоков Ленинградской АЭС-2;
• разнообразная оборонная продукция и бортовое оборудование.
  
  

  Рис. 9. Элементы защиты систем управления объектами олимпиады Сочи-2014

Защищенные объекты олимпиады Сочи-2014 (около 200 подстанций и других объектов) отработали без сбоев.

Рис. 11. Исследование экранирования стен зданий ЛАЭС-2

Методы защиты основаны на нейтрализации совокупности воздействий СШП ЭМИ, классической ЭМС и ПСВ. Комплекс конкретных мер зависит от объекта и задач защиты. Ими могут быть:

• комплексное обследование объекта защиты и предоставление рекомендаций;
• помещение защищаемых устройств в экранированные боксы;
• экранирование помещений;
• установка на кабельные линии устройств защиты иностранного или отечественного производства, трансфильтры и суперфильтры с уникальными характеристиками по запатентованным технологиям;
• подтверждение параметров защиты измерениями или испытаниями.
  
  

  Рис. 12. Пример реализации защищенных от ПС ЭМВ электросетей — АСУ ТП «ВСМПО-Ависма»