無線網(wǎng)絡(luò)電磁干擾屏蔽技術(shù)及應(yīng)用
1.入侵檢測(cè)系統(tǒng)(IDS)
目前,無線網(wǎng)絡(luò)(或稱無線局域網(wǎng),即WLAN)統(tǒng)一執(zhí)行IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn),在物理層,IEEE802.11b采用2.45GHz的無線頻率,最大的位速率達(dá)l1Mbps,使用直接序列擴(kuò)頻(DSSS)傳輸技術(shù)。
在數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層,802.11b使用“載波偵聽多點(diǎn)接入/沖突避免(CSMA/CA)”媒體訪問控制(MAC)協(xié)議。由于WLAN采用公共的電磁波作為載體,任何人都有條件竊聽或干擾信息,因此對(duì)越權(quán)存取和竊聽的行為也更不容易防備。
入侵檢測(cè)系統(tǒng)(IDS)通過在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)定監(jiān)測(cè)代理來監(jiān)聽無線數(shù)據(jù)包,并利用檢測(cè)引擎檢測(cè)非授權(quán)AP和偽裝MAC地址進(jìn)行監(jiān)測(cè)、記錄和報(bào)告警告信息。
目前最常用的IDS檢測(cè)方法是特征匹配,即把網(wǎng)絡(luò)包數(shù)據(jù)與預(yù)先寫在規(guī)則中的“攻擊內(nèi)容”或特征進(jìn)行對(duì)比,從而判斷數(shù)據(jù)包是否具有攻擊性。多數(shù)IDS的匹配算法都與開源入侵檢測(cè)系統(tǒng)Snort的多模檢測(cè)算法類似,異常檢測(cè)方法是另一種IDS檢測(cè)方法,通常作為特征匹配的補(bǔ)充方式。
面對(duì)多樣化的網(wǎng)絡(luò)攻擊和入侵,這種技術(shù)需要不斷完善。目前的無線網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品是基于入侵檢測(cè)而開發(fā)的,事實(shí)上,這類安全產(chǎn)品并不能從源頭上杜絕外部攻擊,尤其在發(fā)生具有針對(duì)性和專業(yè)性的攻擊時(shí),不能保證涉密信息的安全。
對(duì)于普通的無線網(wǎng)絡(luò)用戶來說,無線網(wǎng)絡(luò)的使用需要同時(shí)兼顧便攜、高速、安全的特性,因此IDS是一個(gè)重要的發(fā)展方向,但對(duì)于類似軍隊(duì)中的保密要求更高的應(yīng)用來說,則需采用更加穩(wěn)妥的解決方案。
2.電磁干擾和電磁屏蔽技術(shù)
電磁干擾(EMI)是干擾電纜信號(hào)并降低信號(hào)完好性的電子噪音,EMI通常由電磁輻射發(fā)生源如馬達(dá)和機(jī)器產(chǎn)生的。
電磁干擾EMI(ElectromagneticInterference),有傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種。傳導(dǎo)干擾是指通過導(dǎo)電介質(zhì)把一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)耦合(干擾)到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。輻射干擾是指干擾源通過空間把其信號(hào)耦合(干擾)到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。
電磁干擾傳播途徑一般也分為兩種:即傳導(dǎo)耦合方式和輻射耦合方式。任何電磁干擾的發(fā)生都必然存在干擾能量的傳輸和傳輸途徑(或傳輸通道)。通常認(rèn)為電磁干擾傳輸有兩種方式:一種是傳導(dǎo)傳輸方式,另一種是輻射傳輸方式。因此從被干擾的敏感器來看,干擾耦合可分為傳導(dǎo)耦合和輻射耦合兩大類。
傳導(dǎo)傳輸必須在干擾源和敏感器之間有完整的電路連接,干擾信號(hào)沿著這個(gè)連接電路傳遞到敏感器,發(fā)生干擾現(xiàn)象。這個(gè)傳輸電路可包括導(dǎo)線,設(shè)備的導(dǎo)電構(gòu)件供電電源、公共阻抗、接地平板、電阻、電感、電容和互感元件等。輻射傳輸是通過介質(zhì)以電磁波的形式傳播,干擾能量按電磁場(chǎng)的規(guī)律向周圍空間發(fā)射。
常見的輻射耦合由三種:
1.甲天線發(fā)射的電磁波被乙天線意外接受,稱為天線對(duì)天線耦合;
2.空間電磁場(chǎng)經(jīng)導(dǎo)線感應(yīng)而耦合,稱為場(chǎng)對(duì)線的耦合;
3.兩根平行導(dǎo)線之間的高頻信號(hào)感應(yīng),稱為線對(duì)線的感應(yīng)耦合。
電磁屏蔽是電磁兼容技術(shù)的主要措施之一。
電磁屏蔽的技術(shù)原理,即用金屬屏蔽材料將電磁干擾源封閉起來,使其外部電磁場(chǎng)強(qiáng)度低于允許值的一種措施;或用金屬屏蔽材料將電磁敏感電路封閉起來,使其內(nèi)部電磁場(chǎng)強(qiáng)度低于允許值的一種措施。
1.靜電屏蔽:用完整的金屬屏蔽體將帶正電導(dǎo)體包圍起來,在屏蔽體的內(nèi)側(cè)將感應(yīng)出與帶電導(dǎo)體等量的負(fù)電荷,外側(cè)出現(xiàn)與帶電導(dǎo)體等量的正電荷,如果將金屬屏蔽體接地,則外側(cè)的正電荷將流人大地,外側(cè)將不會(huì)有電場(chǎng)存在,即帶正電導(dǎo)體的電場(chǎng)被屏蔽在金屬屏蔽體內(nèi)。
2.交變電場(chǎng)屏蔽:為降低交變電場(chǎng)對(duì)敏感電路的耦合干擾電壓,可以在于擾源和敏感電路之間設(shè)置導(dǎo)電性好的金屬屏蔽體,并將金屬屏蔽體接地。交變電場(chǎng)對(duì)敏感電路的耦臺(tái)干擾電壓大小取決于交變電場(chǎng)電壓、耦合電容和金屬屏蔽體接地電阻之積。只要設(shè)法使金屬屏蔽體良好接地,就能使交變電場(chǎng)對(duì)敏感電路的耦臺(tái)干擾電壓變得很小。電場(chǎng)屏蔽以反射為主,因此屏蔽體的厚度不必過大,而以結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為主要考慮因素。
3.交變磁場(chǎng)屏蔽:交變磁場(chǎng)屏蔽有高頻和低頻之分。低頻磁場(chǎng)屏蔽是利用高磁導(dǎo)率的材料構(gòu)成低磁阻通路,使大部分磁場(chǎng)被集中在屏蔽體內(nèi)。屏蔽體的磁導(dǎo)率越高,厚度越大,磁阻越小,磁場(chǎng)屏蔽的效果越好。當(dāng)然要與設(shè)備的重量相協(xié)調(diào)。
高頻磁場(chǎng)的屏蔽是利用高電導(dǎo)率的材料產(chǎn)生的渦流的反向磁場(chǎng)來抵消干擾磁場(chǎng)而實(shí)現(xiàn)的。
4.交變電磁場(chǎng)屏蔽:一般采用電導(dǎo)率高的材料作屏蔽體,并將屏蔽體接地。它是利用屏蔽體在高頻磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生反方向的渦流磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)抵消而削弱高頻磁場(chǎng)的干擾,又因屏蔽體接地而實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)屏蔽。屏蔽體的厚度不必過大,而以趨膚深度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為主要考慮因素。
屏蔽體做好之后需要進(jìn)行屏蔽效能檢測(cè)。
TIPTOP無線網(wǎng)絡(luò)阻斷系統(tǒng)能夠在一定距離內(nèi)通過發(fā)送干擾信號(hào),有效阻斷指定網(wǎng)絡(luò)信道內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)的通信,并同時(shí)保持預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)信道的正常通信。它在滿足無線網(wǎng)絡(luò)一定的通信要求的同時(shí),提供了一種在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對(duì)涉密信息的可靠保護(hù)。
TIPTOP無線網(wǎng)絡(luò)阻斷系統(tǒng)跳過通訊協(xié)議直接對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)信道進(jìn)行分析,并且通過信號(hào)干擾來達(dá)到阻斷目的,因此能夠滿足高級(jí)別涉密場(chǎng)所的保密需要。其獨(dú)到之處在于可以預(yù)設(shè)可信任信道,對(duì)可信任信道之外的無線網(wǎng)絡(luò)信道進(jìn)行電磁干擾,這種有選擇性的阻斷不僅可以杜絕被黑客攻擊的可能性,同時(shí)還保留了與外界的通訊。
TIPTOP無線網(wǎng)絡(luò)阻斷系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)物理層的角度,在網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議之上對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)實(shí)施控制,而同類無線網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品通常是通過對(duì)MAC地址及協(xié)議進(jìn)行分析,檢測(cè)是否有MAC地址偽裝和泛洪拒絕服務(wù)攻擊,監(jiān)控和分析AP,識(shí)別假冒AP,從而達(dá)到防止泄密的目的。相比下,TIPTOP無線網(wǎng)絡(luò)阻斷系統(tǒng)更加具有安全性和可靠性,能夠有效抵御網(wǎng)絡(luò)攻擊。
4.結(jié)論
在無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域,保障信息安全始終是第一位的,沒有完善的無線網(wǎng)絡(luò)安全解決方案,勢(shì)必會(huì)阻礙無線網(wǎng)絡(luò)本身的發(fā)展。TIPTOP無線網(wǎng)絡(luò)阻斷系統(tǒng)另辟蹊徑,跳過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議直接對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)信道進(jìn)行控制,因此具備非常高的安全性和可靠性,在為用戶帶來安全可靠的無線網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)的同時(shí),減少甚至杜絕因泄密造成的國(guó)家利益、人民財(cái)產(chǎn)的損失。
國(guó)家保密局明文規(guī)定涉密計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)嚴(yán)禁使用有無線功能的計(jì)算機(jī)、無線互聯(lián)功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、無線鍵盤和鼠標(biāo)等無線互聯(lián)外圍設(shè)備,在無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廣泛使用的今天,這樣的強(qiáng)制性規(guī)定難于實(shí)現(xiàn),同時(shí)還會(huì)影響工作效率。TIPTOP無線網(wǎng)絡(luò)阻斷系統(tǒng)將改變這一狀況,為涉密區(qū)域無線網(wǎng)絡(luò)的軍隊(duì),法院,監(jiān)獄等行業(yè)的應(yīng)用帶來一場(chǎng)革命。
屏蔽效能的檢測(cè)設(shè)備:屏蔽效能的檢測(cè)設(shè)備有變頻信號(hào)源、射頻放大器、發(fā)射天線、電磁場(chǎng)接收天線、衰減器、測(cè)量接收機(jī)、數(shù)據(jù)記錄儀。
屏蔽效能的檢測(cè)方法:
1)定位測(cè)量點(diǎn);
2)校準(zhǔn)檢測(cè)設(shè)備;
3)測(cè)量無發(fā)射時(shí)的環(huán)境電平H;
4)在測(cè)量無屏蔽時(shí),在測(cè)量點(diǎn)接收到發(fā)射機(jī)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度W;
5)測(cè)量有屏蔽時(shí)在測(cè)量點(diǎn)接收到發(fā)射機(jī)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度Y;
6)屏蔽效能SE的檢測(cè)分析屏蔽效能SE計(jì)算式為
SE=201ogl0f(W—H),/(Y H)J;
7)計(jì)算后,將屏蔽效能sE與設(shè)計(jì)要求相比較,看是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求,安全余量是否滿足要求,是否有過設(shè)計(jì)。如果達(dá)不到要求時(shí),就要具體分析原因并加以改進(jìn),直到滿足要求為止。如果有過設(shè)計(jì),也要具體分析原因,并在以后的設(shè)計(jì)中加以改進(jìn)。
3.無線網(wǎng)絡(luò)阻斷系統(tǒng)分析
TIPTOP無線網(wǎng)絡(luò)阻斷系統(tǒng),采用一種可控的電磁干擾技術(shù),是一套以干擾為手段、以屏蔽為目的的無線網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)。
TIPTOP無線網(wǎng)絡(luò)阻斷系統(tǒng)使用電磁干擾技術(shù),通過對(duì)2.4GWLAN無線通信網(wǎng)絡(luò)(IEEE802.1Ib/g/n)進(jìn)行干擾,能夠達(dá)到全部或有選擇性的阻斷WLAN中無線接收器(AccessPoint)或個(gè)人工作平臺(tái)(Station)無線信道,同時(shí)采用了智能分析技術(shù),一旦環(huán)境中出現(xiàn)無線信號(hào),即對(duì)其進(jìn)行干擾,并記錄干擾結(jié)果,供需要時(shí)使用。
TIPTOP無線網(wǎng)絡(luò)阻斷系統(tǒng)主要包括三個(gè)部分,分別為檢測(cè)部分、干擾部分和控制部分。
檢測(cè)部分:
這部分包括信號(hào)放大,信號(hào)處理和檢測(cè)通道強(qiáng)度。
放大部分包括輸入放大中間級(jí)放大兩個(gè)模塊,主要作用是將信號(hào)放大以便處理,經(jīng)過處理完成后輸出的信號(hào)經(jīng)過信號(hào)檢測(cè)芯片檢測(cè)出信號(hào)強(qiáng)度,之后傳送給信號(hào)控制部分處理。
干擾信號(hào):
這部分包括信號(hào)前級(jí)推動(dòng)和末級(jí)功放兩個(gè)模塊。
信號(hào)處理完成后將輸出干擾信號(hào),經(jīng)過后級(jí)放大處理。輸出射頻干擾信號(hào),干擾信號(hào)強(qiáng)度大約為0.5W左右。
控制部分:
控制部分接收外部程序指令,根據(jù)指令進(jìn)行控制收發(fā)信號(hào)的處理,并確定收發(fā)的方式,然后根據(jù)指令要求來發(fā)射干擾信號(hào)。
干擾方式:
在干擾過程中,可以通過外部程序設(shè)置安全通道,安全通道能夠正常進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,不會(huì)被干擾,當(dāng)不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí),也可以封閉此通道,形成全頻段干擾。
關(guān)鍵詞:無線網(wǎng)絡(luò)
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