в формате - ЦНИРТИ им. академика А.И. Берга

Аппаратура для экстренного стирания информации с различных
носителей информации
Б.В. Хлопов, М.В. Фесенко, А.С. Кузьминых
ФГУП “ЦНИРТИ им. академика А.И. Берга”
Потребность в аппаратуре для гарантированного стирания информации
с
носителей
ограниченного
обусловлена
доступа
к
необходимостью
документам,
сохранения
хранящихся
в
режимов
персональных
компьютерах. Перспективность этого направления обусловлена неуклонно
растущим документооборотом, осуществляемым с помощью электронных
средств коммуникаций, и внедрением т.н. "безбумажных технологий" как в
сфере бизнеса, так и в сфере государственного управления. Значительные
объемы конфиденциальной информации, хранящиеся в базах данных ЭВМ
различных государственных и неправительственных структур, представляют
собой реальную коммерческую ценность, а их утечка в ряде случаев
способна непосредственно влиять на стоимость государственных проектов.
1. Устройства для стирания информации с магнитных носителей
Отличительной
особенностью
таких
устройств
должна
быть
гарантированная невозможность восстановления информации с любого
фрагмента магнитного носителя [1]. Сами устройства должны быть
надёжными, компактными, простыми в использовании.
Информация,
записанная на НЖМД, может быть уничтожена как программными, так и
физическими средствами, из которых наиболее перспективными является
размагничивание или намагничивание до насыщения магнитного слоя
носителя. В обоих случаях физический механизм стирания информации
состоит в перемагничивании магнитных материалов носителей информации.
Из двух вариантов магнитного воздействия на носитель предпочтение
следует
отдать
второму
(намагничиванию),
поскольку
эффективное
размагничивание практически осуществляется переменным магнитным
1
полем с затухающей до нуля напряжённостью, которое реализовать сложнее,
чем создать мощный импульс магнитного поля.
Основными параметрами, определяющим необходимые для стирания
информации
магнитные
ноля,
являются
коэрцитивная
сила
и
прямоугольность петли гистерезиса магнитных материалов, которые для
современных НЖМД составляют 200 - 300 кА/м и 0.85 - 0.95 соответственно.
Проведенные оценки показали, что при отношении сигнал-шум в исходной
записи не более 30 дБ (что на сегодняшний день является типичным),
напряженность стирающего поля должна составлять 400 - 450 кА/м.
Ориентация намагничивающего (стирающего) поля должна соответствовать
ориентации поля, которым производилась запись информации [2].
В рамках последующих работ был выполнен цикл научно –
технических исследований и инженерных разработок.
В результате выполнения которых были созданы опытные образцы
аппаратуры для стационарных помещений и сооружений, проведены их
всесторонние
испытания,
сформулированы
требования
к
серийному
производству, созданы специфические технологии и производственная база,
необходимые
для
серийного
производства
(устройства
стирания
информации) УСИ. На рисунке 1 приведен общий вид устройства и его
комплектность: 1 - прибор УЭ-01; 2 - устройство дистанционного
управления; 3 - кабель литания НЖМД: 4 - шлейф для подключения НЖМД;
5 - кабель сетевой: 6 - комплект предохранителей; 7 - разъем типа 2РМ14 для
подключения к автономному источнику питания; 8 - кассета, 9 - защитная
крышка кнопок включения; 10 - эксплуатационно-техническая документация.
2
Рис. 1. Общий вид устройства и его комплектность
Основные
технические
и
эксплуатационные
характеристики
стационарного устройства УСИ: время готовности к работе от момента
подачи питания не более 5 мин. Устройство обеспечивает создпние
импульсного
магнитного
параллельно
и
поля
с вектором
перпендикулярно
плоскости
индукции
направленным
магнитного
носителя
информации величиной не менее 550 -10 % кА/м, время уничтожения не
более 10 мс.
В рамках выполнения государственных контрактов, с 2004 г. по
настоящее время на ОАО Ставропольском радиозаводе «Сигнал» серийно
производятся изделия УСИ(УЭ-01).
Вариант размещения устройства стирания информации в приборных
стойках приведен на рисунке 2. Габаритные размеры устройства, мм
580х480х175.
3
Рис.2. Общий вид устройства, выполненный в корпусе
базовой конструкции
2. Устройство для стирания записей с носителей на жестких
магнитных дисках размещенное в ПЭВМ
Устройство для стирания записи с носителей на жестких магнитных
дисках содержит: аккумулятор, зарядное устройств, устройство подключения
сети,
преобразователь
напряжения,
стабилизатор
напряжение,
микроконтроллер, устройство индикации, накопитель энергии, коммутатор,
демпфер, устройство переключения коммутирующих устройств изменяющих
направление тока в соленоидах; электронный ключ, устройство блокировки,
три соленоида полеобразующей системы, источник питания ПЭВМ.
Механическая часть устройства содержит: привод вращения носителя на жестком магнитном диске. Вся конструкция размещена в системном блоке
ПЭВМ. Общий вид устройства приведен на рисунке 3.
Технический
результат
заключается
в
повышении
надежности
стирания информации, при магнитном векторе записи параллельном или
перпендикулярном плоскости магнитного диска, сокращении времени
экстренного стирания информации до 2.0 мс. Что обеспечивает стирание
информации с носителя без возможности восстановления записи и повышает
степень защиты от несанкционированного доступа к информации на
магнитном носителе.
4
Рис.3. Общий вид устройства размещенного в ПЭВМ.
3. Устройство
стирания
информации
с
неоднородных
полупроводниковых носителей
Системы
записи
полупроводниковых
информации
носителей,
таких
на
как
основе
флеш
неоднородных
память,
являются
важнейшими системами, входящими в состав персональных ЭВМ. Очень
малое время доступа – одно из важнейших преимуществ флеш памяти.
Высокая скорость записи при последовательном доступе за счёт того,
что стирание информации во флеш производится блоками, и низкая
себестоимость производства флэш-памяти сделали флэш-память одним из
наиболее распространенных видов памяти в настоящее время.
Способы стирания информации с флеш – памяти.
Информация, записанная на устройствах флэш-памяти, может быть
стерта как программными, физическими средствами, так и внешним
воздействием электрического поля или электромагнитного излучения.
Прямой способ воздействия высоким электрическим напряжением
(существенно превышающим допустимые значения) на выводы микросхемы,
применим для микросхем, имеющих электрические выводы шины данных
или адреса, то есть с параллельным, доступом. В этом случае подача
5
высокого напряжения на эти выводы позволяет либо полностью уничтожить
систему адресации микросхемы, либо записать во все ячейки логический
ноль. В обоих случаях прочитать существовавшую ранее информацию будет
невозможно.
Из анализа процессов переноса зарядов в полевых транзисторах
различных
типов
следует,
что
импульсное
электромагнитное
поле
индуцирует изменяющееся электрическое поле, создающее на управляющих
затворах дополнительное высокое напряжение, изменяющее пороговое
напряжение и носители электроны переносятся через потенциальный барьер.
Иными словами, транзисторы переходят в другие состояния, или происходит
простой пробой. Напряжение пробоя полевого транзистора при характерном
размере - 1мкм приблизительно равно 10В. Следовательно, необходимо
создать
импульсное
электромагнитное
поле,
обеспечивающее
такую
крутизну, чтобы в зазоре, где помещается транзистор, получить напряжение
порядка 10кв/см.
В разработанном и созданном опытном образце прибора для
экстренного уничтожения информации на носителях информации с
энергонезависимой памятью
совмещающий
в
себе
использован
метод
комбинированный способ,
воздействия
сверхкороткими
электромагнитными импульсами и воздействия на управляющие выводы
носителя импульсом высокого напряжения. На рисунке 1 приведен общий
вид прибора:
6
Рис. 4. Общий вид прибора размещенного в кейсе: 1 – Кейс, 2 - Устройство
подключения флеш – носителя, 3 - Корпус прибора, 4-Полеобразующая
система, 5 - Кабель питания для подключения к сети 220 В, 6- Уабель для
подключения к бортовому источнику питания 12/24 В
Система
облучения
носителя
информации
импульсным
электромагнитным излучением [3], состоит: из блока управления и питания,
обеспечивающего формирование сигнала запуска для генератора коротких
импульсов; специального устройства подключения (коннектор) для подачи
напряжения на флеш накопитель [4]; генератора коротких импульсов;
излучающей полеобразующей системы и системы встроенного контроля.
Разработанная нами универсальная схема генератора [5], позволяет получать
импульсы длительность от 3 нс. до 20 нс., энергией до 4,5*10
Многократное
излучение
электромагнитных
импульсов,
пропорционально повысить энергию излучения 1,3*10
-2
-2
Дж.
позволяет
Дж. Излучающая
система - полеобразующая система в виде спиральной многодроссельной
плоской системы [6] - формирует электромагнитное поле с направлением,
перпендикулярным плоскости полупроводникового носителя информации.
Автоматическая система контроля [7], позволяет производить измерение
рабочих параметров устройства, и генерировать управляющие сигналы для
индикации и системы управления аппаратурой
7
Оценка качества стирания информации производилась по следующей
методике. С помощью персонального компьютера на флеш носитель
производился полный объем записи данных, причем данные генерировались
случайным образом. Далее микросхема флеш памяти выпаивалась, и с
помощью
программатора
ChipProg+
на
персональном
компьютере
сохранялась структура данных, записанных в ячейки флеш памяти (чип
NAND128W3A2BN6E). Далее флеш носитель помещался в прибор, и
осуществлялось стирание.
.Рис. 5 Структура записанных данных Рис. 6. Структура данных на
на микросхеме флеш памяти
микросхеме памяти после стиранием
с помощью прибора
На рис. 5 и 6. Представлены структуры данных на микросхеме флеш
памяти до и после стиранием с помощью прибора.
Также нами разработаны устройства для уничтожения информации с
оптических и магнитооптических дисков [8,9].
Литература.
1. Ю.В. Гуляев, С.В. Герус, В.Д. Житковский, и др., “Инженерная физика,
№2, С2, 2004г.”
2. С.В. Герус, А.Ю. Митягин, А.А. Соколовский, Б.В. Хлопов, Труды
Международной научно – технической конференции “Информационные
технологии в науке, технике и образовании”, том 1, стр. 145, Москва, 2005г.
8
3. Патент Российской Федерации №2346345 от 10.02.2009 г.
4. Патент Российской Федерации №2323491 от 27.04.2008 г.
5. Патент Российской Федерации №2331979 от 20.08.2008 г.
6. Заявка № 2008104283 от 08.02.08г.
7. Патент Российской Федерации № 43393 от 10.01.2005 г.
8. Заявка № 2009124094 от 25.06.09 г.
9. Заявка № 2009124095 от 25.06.09 г.
9