Выбор программно-аппаратных комплексов, предназначенных для измерения ПЭМИН

В договоре качество товара определяется путем указания технических регламентов, документов в области стандартизации, образца и (или) описания, которым должен соответствовать товар, либо показателей его качества (качественных характеристик товара, надежности, безопасности, энергопотребления, эргономических, эстетических, экологических и других показателей). При определении качества товара возможно использование одновременно всех указанных способов. Отсутствие в договоре ссылки на технический регламент, установивший обязательные требования к товару, его хранению, упаковке и маркировке, правилам идентификации и т.п., не освобождает продавца от обязанности передачи товара, соответствующего требованиям технического регламента, так как такая обязанность вытекает из Закона, а не из договора.

Согласно ст.13 Закона, на территории РФ используются два вида документов в области стандартизации, определяющих требования к качеству товаров: национальные стандарты и стандарты организаций. Национальные стандарты утверждаются национальным органом по стандартизации (в настоящее время функции этого органа осуществляет Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (ФАТРМ России). При этом постановлением Госстандарта РФ от 30.01.2004г № 4 «О национальных стандартах РФ» принято, что национальными стандартами являются государственные и межгосударственные стандарты, введенные в действие Госстандартом РФ до 1.07.2003г.

Пункт 2 ст.469 ГК РФ закрепляет на этот случай два правила об исполнении продавцом обязанности передать товар надлежащего качества, различающихся в зависимости от того, извещен ли продавец о целях приобретения товара покупателем. Если продавцу не известна эта цель, он обязан дать покупателю товар, пригодный для целей, для которых товар такого рода обычно используется. В этом случае надлежащим признается исполнение, когда продавец передает товар, пригодный для любых целей, для которых он обычно используется. Непригодным для обычного использования признается товар, который не обладает определенными потребительскими свойствами и, вследствие этого, фактически не может использоваться, либо использование которого ведет к отрицательному результату, либо влечет для лица, использующего товар, увеличение расходов или издержек.

В случае если товар пригоден не для всех целей, для которых он обычно используется, а только для некоторых из них, продавец должен предупредить об этом покупателя, в противном случае исполнение будет считаться ненадлежащим. Если продавцу при заключении договора покупателем была сообщена конкретная цель приобретения товара, то он должен быть пригодным для использования в соответствии с этой целью. Конкретная цель приобретения товара может быть прямо указана в договоре, либо сообщена покупателем продавцу в процессе преддоговорных контактов сторон. Определение конкретной цели использования товара имеет значение в случае, когда покупатель четко не представляет, каким качественным показателям должен соответствовать необходимый ему товар, но знает, для чего он будет его использовать.

На практике широко распространена продажа по образцам и (или) описанию. Образец – это изделие, потребительские (эксплуатационные) характеристики которого определяют требования к качеству подлежащего передаче покупателю товара. Описание товара – это перечень потребительских (эксплуатационных) характеристик товара, которыми должен обладать передаваемый товар. Описание товара может  сопровождаться его графическим изображением, фотографией и т.п. Надлежащим исполнением признается передача товара, который соответствует согласованному сторонами образцу или описанию.

Таким образом, законодательством Российской Федерации установлены четкие обязательства и ответственность изготовителя товара, предназначенного для использования в сфере защиты информации независимо от уровня компетенции купившего этот товар потребителя.

О критериях выбора программно-аппаратных комплексов

Специалистам, приобретающим программно-аппаратные комплексы, в состав которых обязательно входят отечественные или импортные средства измерения, необходимо знать следующее. В качестве подтверждения факта прохождения средством измерения обязательных испытаний и разрешения использования по назначению орган, проведший испытания, ставит поверительное клеймо. Поверительные клейма представляют собой знак, нанесенный на средство измерений, дополнительные устройства и (или) техническую документацию и удостоверяющий, что поверка средства измерений проведена с удовлетворительными результатами, а также для защиты, при необходимости, средств измерений от любого несанкционированного доступа, включая регулировочные (юстировочные) устройства. Информация, которую должны содержать поверительные клейма, приведена в Приказе Госстандарта РФ от 26.11.2001 г. № 477 «Об утверждении Правил по метрологии «Государственная система обеспечения единства измерений. Поверительные клейма».

Следует особо отметить, что в соответствии с приказом Госстандарта РФ от 18.07.1994 г. №125 «Об утверждении «Порядка проведения поверки средств измерений» (с изменениями от 26.11.2001 г.), зарегистрированного в Министерстве юстиции РФ за регистрационным номером № 640 от 21.07.1994 г., установлено, что первичной поверке подлежат средства измерений утвержденных типов при ввозе по импорту. Если договор о признании результатов метрологической поверки между страной-производителем прибора и РФ на момент ввоза прибора в Россию не заключен, то прибор индивидуально должен быть внесен в Государственный реестр средств измерения, а затем первично поверен с выдачей соответствующих документов установленного образца. Знак утверждения типа прибора должен быть нанесен на переднюю панель средства измерения и на титульные листы эксплуатационной документации.

Метрологическое клеймо должно быть нанесено на знак утверждения типа, наклеенный на свидетельство о поверке.

Отсутствие или несоответствие перечисленных выше государственных идентфикационных признаков на приборах не позволяет их использовать в качестве средств измерения в общегражданских целях. Следовательно, данные, полученные с помощью немаркированных или ненадлежащим образом маркированных приборов, не могут применяться на территории Российской Федерации.

В качестве примера соответствия реальных характеристик заявленным рассмотрим сертифицированное средство измерения военного назначения, предназначенное для измерения  ПЭМИН и построенное на базе анализатора спектра FSH3 фирмы Rohde&Schwarz. Как следует из рекламы производителя сертифицированного средства военного назначения, «особенностью этого комплекса является малый вес, небольшие габариты и автономное электропитание. Им удобно производить измерения в труднодоступных местах на границе контролируемой зоны, где нет возможности подключиться к системе электроснабжения объекта».

В настоящее время на территории РФ действуют стандарты, регламентирующие деятельность в части исследования ПЭМИН, в том числе:

1. ГОСТ 29339-92 «Защита информации от утечки за счет ПЭМИН при ее обработке средствами вычислительной техники»;
2. ГОСТ Р 50752-95 «Защита информации от утечки за счет ПЭМИН при ее обработке средствами вычислительной техники. Методика испытаний»;
3. ГОСТ Р 50543-93 «Конструкции базовые несущие средств вычислительной техники. Требования по обеспечению защиты информации и электромагнитной совместимости методом экранирования»;
4. ГОСТ Р 51319-99 «Совместимость технических средств электромагнитная. Приборы для измерения индустриальных радиопомех. Технические требования и методы испытаний»;
5. ГОСТ Р 51320-99 «Совместимость технических средств электромагнитная. Радиопомехи индустриальные»;
6. РМЭК 60950-2002 «Безопасность оборудования информационных технологий»;
7. РД 50-715-92 «Защита информации от утечки за счет ПЭМИН при её обработке средствами вычислительной техники».

Принимая во внимание, что часть ГОСТов содержит сведения, относящиеся к государственной тайне, методику подбора оборудования будем обосновывать на базе международных стандартов, например ANSI C 63.2-1980 [2] и его производных (ГОСТ Р 51319-99), определяющих требования к средствам измерения и сам порядок измерения ПЭМИН средств вычислительной техники.

Наиболее критичными характеристиками контрольно-измерительной аппаратуры, применяемой для исследования ПЭМИН СВТ, являются максимальная чувствительность прибора в заданных пределах измерения. На чувствительность прибора наибольшее влияние оказывает величина собственных шумов прибора, она носит нормированный характер и указывается в паспорте прибора с обязательным перечислением настроек и параметров, при которых производились измерения.

В качестве собственного шума обычно понимается тепловой шум, который характеризует как радиоприемники, так и анализаторы спектра [3]. Из-за собственного шума отношение сигнал/шум на входе устройства уменьшается. Поэтому собственный шум – это определяющая мера чувствительности анализатора спектра. Он позволяет делать заключения о требуемом минимальном уровне входного сигнала, который анализатор может обнаружить.

Собственный шум радиоприемника может учитываться различными способами, причем обычно он выражается через коэффициент шума или шум-фактор.

Безразмерный коэффициент шума F четырехполюсного элемента есть частное от деления отношения сигнал/шум на входе четырехполюсника на отношение сигнал/шум на выходе этого четырехполюсника. Имеет место следующее соотношение:

Уравнение 1

где:
S1/N1 – отношение сигнал/шум на входе цепи,
S2/N2 – отношение сигнал/шум на выходе цепи.

Шум-фактор (коэффициент шума в децибелах) определяется формулой:

Уравнение 2

Общий коэффициент шума Fобщ каскадно включенных цепей, показанных на Рис.1, определяется так:

Уравнение 3

где:
Fi – коэффициент шума индивидуального каскада,
Gi – коэффициент передачи индивидуального каскада.

Для пассивных цепей с потерями, таких как кабели или регулируемые аттенюаторы, справедливо следующее соотношение:

Рис. 2.1. Каскадное соединение шумящих цепей

Уравнение 4

где:
F – коэффициент шума цепи,
NF – шум-фактор цепи,
a – вносимое цепью ослабление, дБ.

Уравнение (3) показывает, что коэффициент шума первого каскада полностью учитывается в общем коэффициенте шума каскадной цепи. Аттенюатор расположен на входе анализатора спектра и представляет собой пассивный каскад, коэффициент шума которого может быть рассчитан с помощью выражений (4). Поэтому общий коэффициент шума анализатора зависит от установки аттенюатора. Возрастание ослабления на 10 дБ, например, приводит в результате к повышению на 10 дБ общего шум-фактора. Поэтому максимальная чувствительность достигается при установке аттенюатора на 0 дБ (см. Рис. 2.2).

Чувствительность анализаторов спектра обычно характеризуется средним уровнем индицируемого шума (СУИШ) – параметром, который может быть непосредственно определен по изображению на дисплее анализатора спектра.

Вырабатываемый радиоприемником шум является тепловым шумом, это означает, что он не содержит никаких дискретных компонент. Вероятность того, что величина напряжения шума попадает в определенный диапазон значений, может быть найдена из гауссовского распределения, так что часто используется обозначение «гауссовский шум».

Индицируемый шум соответствует шумовому напряжению, вырабатываемому детектором огибающей. Соответствующая шумовая мощность может быть рассчитана интегрированием шумовой плотности в шумовой полосе радиоприемника, представляющей собой шумовую полосу всех каскадов, стоящих перед детектором. В случае анализаторов спектра эта полоса определяется шумовой полосой ПЧ фильтра. Соответственно, индицируемый шум зависит от установки полосы разрешения.

Поскольку спектральная плотность мощности теплового шума постоянна в пределах шумовой полосы, то индицируемый средний уровень шума может быть рассчитан в случае, если шум-фактор анализатора и шумовая полоса ПЧ фильтра известны, следующим образом:

Уравнение 5

где:
LИСШ – уровень индицируемого среднего шума в дБм,
k – постоянная Больцмана, к=1,38 10-23  Вт/Гц,
T – окружающая температура в градусах Кельвина,
Bш.ПЧ – шумовая полоса ПЧ фильтра,
NFАС – шум-фактор анализатора спектра в дБ,
-2,5дБ – ошибка в определении шума детектором выборки и при усреднении логарифмических значений уровня.

Рис.2.2. Индицируемый средний уровень шумаанализатора спектра как функция радиочастотного ослабления

Для температуры окружающей среды 290 К индицируемый средний уровень шума определяется формулой:

Уравнение 6

Значение -174 дБм (1 Гц) соответствует мощности теплового шума, действующего на омическом сопротивлении в полосе 1 Гц при средней температуре 290 К. Это – уровень собственного шума или абсолютный минимальный уровень шума при данной температуре.
Детектор выборки, обычно используемый для шумовых измерений с помощью анализаторов спектра, определяет арифметическое среднее значение шума. В случае гауссовских шумов это на 1,05 дБ ниже среднеквадратического значения (эффективной шумовой мощности). Из-за усреднения результатов по логарифмической шкале путем усреднения по нескольким откликам, индицируемый шум уменьшается еще на 1,45 дБ. При вычислении индицируемого среднего уровня шума в соответствии с уравнением (6), все это учитывается вычитанием 2,5 дБ. Эта коррекция допустима только для гауссовских шумов, которые принимаются в качестве модели теплового шума.

Из уравнения (5) может быть выведено следующее соотношение для оценки вариации уровня индицируемого шума при изменении установки полосы ПЧ с BПЧ1 на BПЧ2:

Уравнение 7

где:
Bш.ПЧ1, Bш.ПЧ2 – шумовые полосы ПЧ фильтра до и после перестройки в Гц,
LИСШ – вариация индицируемого шума как функция вариации ПЧ полосы в дБ.

Рис.2.3. Индицируемый средний уровень шума приразличных полосах разрешения

Если оба фильтра ПЧ имеют одинаковые соотношения между полосой по уровню 3 дБ и шумовой полосой, то разницу в индицируемом шуме можно вычислить из полосы по уровню
3 дБ. Имеет место следующее соотношение:

Уравнение 8

где:
BПЧ1, ВПЧ2 – полосы по уровню 3 дБ фильтра ПЧ до и после перестройки в Гц,
Рис. 3 иллюстрирует влияние различных значений полосы ПЧ на индицируемый шум. Из-за различных практических реализаций фильтров ПЧ в анализаторе спектра шум-фактор анализатора может также зависеть от выбранного значения полосы разрешения.

Предел чувствительности анализатора может быть также определен из индицируемого среднего уровня шумов. Он понимается как минимальный уровень входного гармонического сигнала, обеспечивающий превышение уровня шума на 3 дБ на индикаторе анализатора и называемый минимальным детектируемым сигналом. Поскольку на анализаторе спектра показывается сумма входного сигнала и шума (S + N), то это условие выполняется при уровне входного сигнала, который соответствует эффективному уровню шумов собственного теплового шума (S = N).

В этом случае отношение сигнал/шум определяется по формуле:

Уравнение 9

где:       
N – соответствует индицируемому уровню шумов при использовании среднеквадратического детектора.

Рис.2.4. Типовые значения уровня индицируемого шума анализатора спектра (фрагмент полной спецификационной таблицы)

Перечень характеристических данных (спецификационная таблица) для индицируемого среднего уровня шумов должен всегда включать полосу разрешения и установку аттенюатора. Типовые установки: РЧ аттенюатора – 0 дБ, полоса разрешения – самая узкая.

Максимальная чувствительность анализатора спектра реализуется при установке аттенюатора на 0 дБ. Очень важно, чтобы при этом первый смеситель анализатора не был перегружен сигналом высокого уровня, действующим даже вне частотного диапазона измерений.

Чтобы еще более снизить индицируемый уровень шума, необходимо уменьшить полосу разрешения. Необходимо найти компромисс между низким индицируемым шумом и высокой скоростью измерений. Для индикации входных сигналов с очень низким отношением сигнал/шум полезно уменьшить полосу видеосигнала, а также полосу разрешения или увеличить время развертки при использовании среднеквадратического детектора. Отклик при этом сглаживается, поэтому входной сигнал индицируется яснее. Таким образом, стабилизируются измеряемые уровни, что необходимо как условие получения точного воспроизводимого результата.
Для измерений уровня важно знать частотную зависимость коэффициента усиления предварительного усилителя. Это значение усиления в децибелах нужно вычесть из измеряемых уровней. Многие анализаторы спектра предлагают возможность учета частотной зависимости коэффициента усиления с помощью специальных таблиц для пересчета. Измеренный спектр может быть, таким образом, определен с правильными уровнями.

Высокая чувствительность анализатора спектра исключительно важна для многих применений, в которых полоса разрешения ограничена стандартами. В этих случаях снижение индицируемого шума путем сужения полосы разрешения не допускается. Чувствительность важна также для высоких скоростей измерений. При низкой чувствительности для достижения достаточно низкого индицируемого шума требуются узкополосные ПЧ фильтры, что, в свою очередь, увеличивает время развертки. Анализаторы спектра, обладающие низким шум-фактором, позволяют применять широкие полосы разрешения и, следовательно, более короткие времена развертки.

Измерения с учетом приведенной выше теоретической базы для прибора R&S FSH3 выявили и определили следующие технические параметры в соответствии с международным стандартом АNSI C 63.2 – 1980 (частотные диапазоны и соответствующие им полосы пропускания, уровень 6 дБ) (Рис. 2.5).

Рис.2.5. Технические параметры прибора R&FSH3.

Диапазон 100-150кГц

Диапазон 150кГц - 1мГц

Диапазон 1мГц - 30мГц

Диапазон 30мГц - 100мГц

Диапазон 100мГц - 2ГГц

Измерения проводились в соответствии с методиками ГОСТ 22261-94 «Средства измерения электрических и магнитных величин. Общие технические условия» и МИ 1201-86 «Анализаторы спектра последовательного действия. Методика поверки».

Анализ характеристик прибора R&S FSH3, полученных в различных частотных диапазонах с учетом потерь в антенно-фидерном тракте на различных частотах, погрешностей измерения прибора и пороговой чувствительности на уровне 6 дБ (в соответствии со стандартом АNSI C 63.2 – 1980) при проведении измерений ПЭМИН, позволяет сделать однозначный вывод:

прибор FSH3 с комплектом придаваемых антенн по своим техническим характеристикам (диапазону измерений и чувствительности в поддиапазонах, ширине полос пропускания по поддиапазонам) не соответствует техническим параметрам, установленным нормативными актами, регулирующими порядок измерения ПЭМИН.

Однако следует особо отметить, что анализатор спектра портативный R&S FSH3, в соответствии с метрологическим сертификатом и паспортом фирмы-изготовителя прибора, предназначен для контроля параметров сетей радиовещания и радиосвязи, а также для использования при обслуживании и ремонте телекоммуникационного оборудования в полевых и лабораторных условиях, что и подтверждается его техническими характеристиками, которые  полностью соответствуют величинам, заявленным фирмой-изготовителем. Назначение прибора определяет и его технические характеристики:

• диапазон частот.................. от 100 кГц до 3 ГГц;
• средний уровень собственных шумов (в диапазоне от 10 МГц до 3 ГГц при полосе пропускания 1 кГц, видео-полосе 10 Гц, опорном уровне <-30дБм)....... 105 дБм.

Исходя из вышеизложенного, становится очевидным, что в комплексах, сертифицированных Министерством обороны РФ для измерения уровней ПЭМИН СВТ, применен анализатор спектра FSH3, не предназначенный (по чувствительности и диапазону измерения) для этих целей.

Кроме того, можно сформулировать и некоторые весьма существенные рекомендации по выбору средств измерения. А именно: средство измерения, применяемое в программно-аппаратном комплексе по основным техническим характеристикам (чувствительности, пересчитанной для соответствующих частотных полос, диапазону измерений и др.) в обязательном порядке должно соответствовать требованиям, изложенным в НМД ФСТЭК России (ГОСТ 29339-92, п.3). Применяемое в программно-аппаратном комплексе средство измерения должно быть внесено в Государственный реестр средств измерения (признано средством измерения утвержденного типа на территории РФ) и иметь соответствующие идентификационные знаки и клейма установленного образца.

Литература

1. Винер Н. Кибернетика и общество. М., 1968. с.201.
2. Ожегов С.И. Словарь русского языка. М., 1989. с.253.
3. Пиголкин А.С. Процессуальная форма в правотворчестве. Юридическая процессуальная форма: теория и практика. Сборник под ред. П.Е. Недбайло и В.М. Горшенева. – М., 1976. – с.85.
4. Ананов И.Н. Министерства в СССР.- М.: Госюриздат, 1960. с.232, 233.
5. Собрание законодательства Российской Федерации, 2004, N 46, ст. 4551; 2005, N 46, ст. 4804; 2006, N 7, ст. 801.
6. Х. Маликова. Проблемы оптимизации нормативно-технических основ обеспечения единства измерений. Законодательство и прикладная метрология № 5, 2006г.
7. Сталенков С.Е., Василевский И.В. «Выбор профессионалов», Системы безопасности, сентябрь 2001 г.
8. Karl-Otto Muller «Procedures for Granting Licenses for the Operanion of RF Devices, Radio and TV Receivers in Western Germany», Rohde&Schwarz, Germany 1987.
9. Christoph Rausher «Fundamentals of Spectrum Analysis», Rohde&Schwarz GmbH&Co. KG, Germany 2002.