Phương pháp phát nhiễu đồng bộ chống thu bức xạ kênh kề phát ra từ màn hình máy tính dựa trên công nghệ FPGA

 Đã từ lâu, phương pháp phát nhiễu

được sử dụng trong việc chống thu bức xạ điện từ

trường từ các thiết bị điện tử. Có hai phương pháp

chính thường được sử dụng: phát nhiễu dải rộng và

phát nhiễu đồng bộ. Phương pháp phát nhiễu đồng

bộ có nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp phát

nhiễu trên dải rộng. Bài báo này trình bày về

phương pháp phát nhiễu chống thu bức xạ đồng bộ

từ màn hình máy tính. Nội dung tập trung vào đặc

điểm bức xạ cơ bản của tín hiệu video trong màn

hình máy tính. Từ đó, chứng minh tín hiệu bức xạ

có phổ liên quan chặt chẽ với các tín hiệu đồng bộ

sử dụng trong màn hình; phân tích đặc điểm của

một số loại cổng video thông dụng; thực hiện việc

tìm chế độ và tạo các tín hiệu đồng bộ cho các loại

màn hình có cổng video VGA trên một kit FPGA

Phương pháp phát nhiễu đồng bộ chống thu bức xạ kênh kề phát ra từ màn hình máy tính dựa trên công nghệ FPGA trang 1

Trang 1

Phương pháp phát nhiễu đồng bộ chống thu bức xạ kênh kề phát ra từ màn hình máy tính dựa trên công nghệ FPGA trang 2

Trang 2

Phương pháp phát nhiễu đồng bộ chống thu bức xạ kênh kề phát ra từ màn hình máy tính dựa trên công nghệ FPGA trang 3

Trang 3

Phương pháp phát nhiễu đồng bộ chống thu bức xạ kênh kề phát ra từ màn hình máy tính dựa trên công nghệ FPGA trang 4

Trang 4

Phương pháp phát nhiễu đồng bộ chống thu bức xạ kênh kề phát ra từ màn hình máy tính dựa trên công nghệ FPGA trang 5

Trang 5

Phương pháp phát nhiễu đồng bộ chống thu bức xạ kênh kề phát ra từ màn hình máy tính dựa trên công nghệ FPGA trang 6

Trang 6

Phương pháp phát nhiễu đồng bộ chống thu bức xạ kênh kề phát ra từ màn hình máy tính dựa trên công nghệ FPGA trang 7

Trang 7

pdf 7 trang minhkhanh 5840
Bạn đang xem tài liệu "Phương pháp phát nhiễu đồng bộ chống thu bức xạ kênh kề phát ra từ màn hình máy tính dựa trên công nghệ FPGA", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Phương pháp phát nhiễu đồng bộ chống thu bức xạ kênh kề phát ra từ màn hình máy tính dựa trên công nghệ FPGA

Phương pháp phát nhiễu đồng bộ chống thu bức xạ kênh kề phát ra từ màn hình máy tính dựa trên công nghệ FPGA
Journal of Science and Technology on Information Security 
44 Số 1.CS (07) 2018 
Nguyễn Ngọc Vĩnh Hảo, Bùi Đức Chính
Tóm tắt— Đã từ lâu, phương pháp phát nhiễu 
được sử dụng trong việc chống thu bức xạ điện từ 
trường từ các thiết bị điện tử. Có hai phương pháp 
chính thường được sử dụng: phát nhiễu dải rộng và 
phát nhiễu đồng bộ. Phương pháp phát nhiễu đồng 
bộ có nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp phát 
nhiễu trên dải rộng. Bài báo này trình bày về 
phương pháp phát nhiễu chống thu bức xạ đồng bộ 
từ màn hình máy tính. Nội dung tập trung vào đặc 
điểm bức xạ cơ bản của tín hiệu video trong màn 
hình máy tính. Từ đó, chứng minh tín hiệu bức xạ 
có phổ liên quan chặt chẽ với các tín hiệu đồng bộ 
sử dụng trong màn hình; phân tích đặc điểm của 
một số loại cổng video thông dụng; thực hiện việc 
tìm chế độ và tạo các tín hiệu đồng bộ cho các loại 
màn hình có cổng video VGA trên một kit FPGA. 
Abstract— Jamming method have long been 
used in preventing electromagnetic emanation 
compromising from electronic devices. Existing two 
jamming methods, boardband jamming and 
Synchronization jamming. Synchronization 
jamming has advantages over broadband jamming. 
In this article, we present a synchronized technique 
for preventing evasdropping on the radiation of 
computer monitors. This paper presents the basic 
radiation characteristics of video signals from the 
computer monitor. Demonstration of spectrum 
signals is closely related to the synchronized signals 
used in the screen. Analyzing the characteristics of 
some common types video port and performs mode 
search and synchronization for VGA monitor video 
on an FPGA platform. 
Từ khóa: tấn công kênh kề; bức xạ màn hình; 
chống thu bức xạ; phát nhiễu đồng bộ. 
Keywords: side channel attack; monitor 
radiation; countermeasure electromagnetic 
eavesdropping; synchronizing noise. 
I. GIỚI THIỆU 
Máy tính và các thiết bị ngoại vi nói chung 
đều bức xạ các tín hiệu không mong muốn ra 
Bài báo đƣợc nhận ngày 4/9/2018. Bài báo đƣợc nhận 
xét bởi phản biện thứ nhất vào ngày 28/10/2018 và đƣợc chấp 
nhận đăng vào ngày 8/11/2018. Bài báo đƣợc nhận xét bởi 
phản biện thứ hai vào ngày 10/11/2018 và đƣợc chấp nhận 
đăng vào ngày 21/11/2018. 
không gian. Các tín hiệu này có thể có mối 
tƣơng quan với các thông tin đang đƣợc xử lý 
nội tại của máy tính. Điển hình nhất là tín hiệu 
video của màn hình có thể bức xạ ra không gian 
theo nhiều đƣờng khác nhau. Nhiều kết quả thu 
tín hiệu bức xạ video và khôi phục hình ảnh 
hiển thị trên màn hình máy tính đã đƣợc công 
bố trong một số tài liệu trên thế giới [1,2]. Cụ 
thể, Hình 1 mô tả kết quả thu tín hiệu bức xạ 
và khôi phục hình ảnh dựa trên màn hình máy 
tính [3]. 
Viện Khoa học - Công nghệ mật mã, Ban 
Cơ yếu Chính phủ đã khôi phục thành công 
hình ảnh hiển thị trên màn hình CRT từ những 
năm đầu của thập niên 90. Đồng thời, cơ quan 
này cũng đã có nghiên cứu về các biện pháp 
chống thu bức xạ từ các thiết bị điện tử và thiết 
bị mật mã. Một số biện pháp khác nhau có thể 
áp dụng để ngăn chặn việc thu trộm các tín hiệu 
rõ bức xạ nhƣ: sử dụng các máy phát nhiễu, sử 
dụng các bộ lọc tín hiệu, bọc kim cho thiết bị, 
sử dụng các phần mềm chống thu bức xạ, xây 
dựng các vùng cách ly, thực hiện bọc kim cho 
các kiến trúc (tòa nhà, cabin bọc kim). Các 
phƣơng pháp trên đều có ƣu, nhƣợc điểm riêng 
(Bảng 1) [4, 9]. 
a/ b/ 
Hình 1. Kết quả thu tín hiệu bức xạ và khôi phục 
hình ảnh hiện thị trên màn hình máy tính [3] 
Phƣơng pháp phát nhiễu đồng bộ chống thu 
bức xạ kênh kề phát ra từ màn hình máy tính 
dựa trên công nghệ FPGA 
Nghiên cứu Khoa học và Công nghệ trong lĩnh vực An toàn thông tin 
 Số 1.CS (07) 2018 45 
BẢNG 1. SO SÁNH ƢU NHƢỢC ĐIỂM CỦA CÁC 
BIỆN PHÁP CHỐNG THU BỨC XẠ 
Phương 
pháp 
Hiệu 
quả 
bảo vệ 
Giá 
thành 
Khả 
năng di 
động 
Khả 
năng 
triển 
khai 
Phát nhiễu cao 
thấp - 
trung 
bình 
có thể có thể 
Bọc kim 
thiết bị 
cao cao 
có thể 
(nặng) 
khó áp 
dụng 
Bọc kim 
kiến trúc 
cao rất cao 
không 
thể 
khó áp 
dụng 
Bộ lọc tín 
hiệu 
trung 
bình 
thấp có thể có thể 
Phần mềm 
trung 
bình 
thấp - 
trung 
bình 
có thể có thể 
Vùng cách 
ly 
trung 
bình 
cao 
khó áp 
dụng 
có thể 
Trong các biện pháp chống thu bức xạ trên 
có thể thấy rằng biện pháp phát nhiễu có nhiều 
ƣu điểm hơn bởi khả năng bảo vệ hiệu quả và 
tùy biến đối với các điều kiện làm việc khác 
nhau. Điều này đặc biệt quan trọng vì nếu thiết 
bị cần bảo vệ là thiết bị di động, thì khả năng 
triển khai các biện pháp khác rất khó khăn. 
Có nhiều phƣơng án phát nhiễu nhƣ phát 
trên dải rộng hay chỉ phát nhiễu tại các vùng tần 
số có tín hiệu bức xạ hay còn gọi là phát nhiễu 
đồng bộ. Phƣơng pháp phát nhiễu trên dải rộng 
có ƣu điểm bảo vệ đƣợc trên tất cả các tần số từ 
khoảng vài chục KHz đến 2 GHz. Phƣơng pháp 
này không quan tâm đến tần số bức xạ của thiết 
bị mà chỉ quan tâm đến công suất phát nhiễu. 
Tuy nhiên, phƣơng pháp phát nhiễu trên toàn 
dải có thể gây ảnh hƣởng đến các thiết bị hoạt 
động trong khu vực bảo vệ của nó. Mặt khác, 
công suất bức xạ mạnh trên nhiều dải có thể gây 
ảnh hƣởng đến sức khỏe của ngƣời sử dụng nếu 
tiếp xúc quá lâu. Cần biết rằng, các thiết bị điện 
tử khi hoạt động sẽ bức xạ ở một số dải tần nhất 
định và các tín hiệu bức xạ đó có thể mang 
thông tin hữu ích về hoạt động đang diễn ra bên 
trong thiết bị. Để khắc phục nhƣợc điểm của 
phƣơng pháp phát nhiễu trên dải rộng có thể sử 
dụng các tín hiệu nhiễu phát trên cùng tần số 
với các tín hiệu bức xạ mà không cần phát nhiễu 
tại các tần số không có tín hiệu bức xạ. Phƣơng 
án thiết kế thiết bị phát nhiễu đồng bộ có ƣu 
điểm là nâng cao hiệu quả bảo vệ, loại bỏ tính 
tƣơng quan giữa các khung hình (frame) chống 
thu bằng cách lấy trung bình các khung hình, 
phù hợp với các tiêu chuẩn tƣơng thích điện từ 
trƣờng do có công suất phát thấp và tiết kiệm 
chí phí vận hành hơn nhƣng  ... 
 

 (5) 
Áp dụng các biểu thức (3), (4) và (5) vào 
(2), sẽ nhận đƣợc phổ của tín hiệu video trong 
miền tần số: 
0
0
ˆ( ) ( )* ( )
( )
MxN
p p
i
MxN
p
i
V f V f f f if
V f if



 (6) 
Nói cách khác tín hiệu video có phổ xuất 
hiện tại các tần số là hài của tần số điểm ảnh. 
Nếu tín hiệu video bị bức xạ thông qua các phần 
tử không tuyến tính trong màn hình thì phổ của 
tín hiệu bức xạ cũng sẽ xuất hiện các thành phần 
tại các hài của tần số điểm ảnh. Biểu thức (6) 
cho thấy sự liên quan chặt chẽ của tần số điểm 
ảnh và phổ của tín hiệu bức xạ. Phòng thí 
nghiệm hệ thống năng lƣợng và môi trƣờng của 
Nhật (NTTE&ES) đã công bố một kết quả thu 
phổ tín hiệu bức xạ điện từ trƣờng trực tiếp từ 
màn hình máy tính có độ phân dải 1024x768 
(XGA) với tấn số điểm ảnh 65MHz nhƣ Hình 3: 
Hình 3. Bức xạ điện từ trƣờng từ 
màn hình máy tính 
Trong Hình 3 các điểm bức xạ mạnh (đƣợc 
đánh dấu bằng dấu sao) xuất hiện tại các tần số 
là số nguyên lần của tần số điểm ảnh nhƣ: 
260MHz, 325MHz, 390MHz, 455MHz, 
520MHz hoàn toàn phù hợp với dự đoán theo 
công thức (6). 
Qua phân tích ở trên cho thấy mối liên hệ 
chặt chẽ giữa phổ bức xạ từ màn hình và tần số 
điểm ảnh. Việc chứng minh đƣợc sự liên quan 
giữa tần số điểm ảnh và các số tần bức xạ từ 
màn hình cho phép đƣa ra phƣơng án phát nhiễu 
dành cho các loại màn hình đó. Nhƣ vậy, thay vì 
phát nhiễu tại các tần số không cần thiết (phát 
nhiễu trên dải rộng) chỉ cần tập trung tại các tần 
số có bức xạ màn hình. 
 Từ kết quả lý thuyết và thực nghiệm có thể 
khẳng định rằng tín hiệu nhiễu đồng bộ sẽ phải 
có các đặc điểm sau: 
Nghiên cứu Khoa học và Công nghệ trong lĩnh vực An toàn thông tin 
 Số 1.CS (07) 2018 47 
 Phổ tần số của tín hiệu nhiễu sẽ phải có 
các hài tƣơng tự nhƣ tần số điểm ảnh. 
 Công suất phát tại các tần số đó phải đủ 
lớn để bảo vệ các tín hiệu bức xạ. 
III. TÌM CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG 
CỦA MÀN HÌNH VÀ TẠO TẦN SỐ 
ĐỒNG BỘ TƢƠNG ỨNG 
Qua phân tích ở trên cho thấy rằng để có thể 
tạo nhiễu đồng bộ bảo vệ cho màn hình cần xác 
định đƣợc chế độ đang hoạt động của màn hình 
và tạo các tín hiệu đồng bộ tƣơng ứng với màn 
hình đó. Đối với các màn hình hiện nay có hai 
loại cổng video chủ yếu đang đƣợc sử dụng 
gồm: các loại cổng video tƣơng tự (nhƣ VGA, 
DVI-A) và các loại cổng video số (nhƣ DVI-I, 
HDMI). Trong đó, cổng VGA đƣợc sử dụng 
trong hầu hết các thiết bị, còn cổng HDMI đang 
dần trở nên phổ biến, và cổng DVI là dạng cổng 
lại giữa hai dòng trên. Nội dung dƣới đây trình 
bày các nhận biết chế độ màn hình cho cổng 
VGA và tạo tần số điểm ảnh cho nó. Các tín 
hiệu trên cổng VGA đƣợc mô tả nhƣ Hình 4: 
Hình 4. Cấu trúc tín hiệu trên cổng VGA 
Các thành phần chính trong tín hiệu VGA 
bao gồm: các tín hiệu mang thông tin video 
RGB tƣơng ứng với ba màu sắc cơ bản (red, 
green, blue), các tín hiệu đồng bộ ngang, tín hiệu 
đồng bộ dọc và tần số điểm ảnh. Trong đó, tín 
hiệu đồng bộ dọc quyết định tốc độ thay đổi 
khung hình hay còn gọi là tần số làm mới. Tín 
hiệu đồng bộ ngang và tần số điểm ảnh cho phép 
hiển thị ma trận điểm ảnh trong một khung lên 
trên màn hình. 
Dựa trên cấu trúc và đặc điểm của các tín 
hiệu đồng bộ của cổng VGA có thể xác định 
đƣợc chế độ làm việc của màn hình dựa vào hai 
tín hiệu đồng bộ dọc và đồng bộ ngang. Hai tín 
hiệu này có thể đo trực tiếp và dựa vào kết quả 
đo đƣợc so sánh với tiêu chuẩn VESA để xác 
định chế độ màn hình đang hoạt động. Quá trình 
thực thi tìm chế độ màn hình sẽ sử dụng bộ công 
cụ FPGA ML507 Virtex 5. Kit ML507 Virtex 5 
đƣợc lựa chọn vì nó có khả năng xử lý tín hiệu 
mạnh và có sẵn các cổng vào ra mở rộng I/O, 
ngoài ra trên kit còn có các khối PLL DCM hỗ 
trợ cấu hình động (Dynamic Reconfiguration 
Port - DRP) giúp cho việc tạo tín hiệu đồng bộ 
trở nên chính xác hơn mà không tốn nhiều tài 
nguyên của Virtex 5. Công nghệ FPGA giúp cho 
việc thiết kế thiết bị nguyên mẫu dễ dàng hơn, 
ngoài ra nếu sử dụng FPGA có thể hỗ trợ nâng 
cấp trong tƣơng lai mà không cần cập nhập thêm 
phần cứng. Tần số đồng bộ dọc fh và tần số 
đồng bộ fv nhƣ đã biết (có trong các tín hiệu của 
cổng VGA) sẽ đƣợc đo thông qua các bộ đo đếm 
trong FPGA nhƣ sau: 
 Từ tín hiệu clock của hệ thống trên kit 
200 MHz sử dụng một bộ chia tần số với 
counter bằng 500000 và hoạt động với mỗi 
sƣờn lên của clock hệ thống để tạo ra một tín 
hiệu tham chiếu. Khi counter đếm đƣợc 
xung thứ 500000, nó sẽ tự reset về giá trị 
khởi tạo và tạo tín hiệu tham chiếu ở đầu ra 
với tốc độ 200 Hz. Việc giảm tốc độ của tín 
hiệu tham chiếu có thể nâng cao độ chính 
xác của phép đo tần số của tín hiệu đồng bộ, 
nhƣng yêu cần nhiều hơn thời gian thực 
hiện. Qua mô phỏng và thực nghiệm có thể 
thấy rằng 200 Hz là giá trị tham chiếu có thể 
chấp nhận đƣợc. Công thức tính tần số tham 
chiếu nhƣ sau: 
6200.10
200
.2 500000.2
in
out
f
f Hz
counter
 (7) 
Hình 5. Sơ đồ thời gian theo hoạt động của 
bộ đếm tần số của tín hiệu đồng bộ 
 Tín hiệu 200 Hz đƣợc đƣa vào quá trình 
đo giá trị tần số của tín hiệu đồng bộ. Mỗi 
sƣờn lên của tín hiệu 200 Hz (tƣơng ứng với 
5ms/2 = 2.5 ms, vì chỉ có một nửa xung 
clock) sẽ kích hoạt hai bộ đếm xung dành 
cho hai tín hiệu đồng bộ. Hai bộ đếm này sẽ 
Journal of Science and Technology on Information Security 
48 Số 1.CS (07) 2018 
tìm và đếm các sƣờn lên của hai tín hiệu clock 
trong khoảng thời gian 2.5 ms (Hình 5). 
 Khi tín hiệu 200Hz chuyển sang sƣờn 
xuống các bộ đếm sẽ dừng đếm, chuyển các 
giá trị đếm đƣợc lên module phía trên để đƣa 
vào vi xử lý powerPC440 thông qua các 
thanh ghi 32 bit và reset về giá trị khởi tạo. 
Việc đƣa giá trị đếm vào vi xử lý sẽ thuận 
tiện hơn nhiều cho việc hiển thị kết quả đo 
tốc độ xung của các tín hiệu đồng bộ. Tần số 
của tín hiệu đồng bộ sẽ đƣợc tính nhƣ sau: 
 2. .sync reff N f (8) 
Trong đó: 
syncf là giá trị tần số của tín hiệu 
đồng bộ [Hz]; N là giá trị mà bộ đếm đếm đƣợc; 
reff là tần số của tín hiệu tham chiếu (ở đây 
chính là tín hiệu 200Hz). Kết quả cần nhân cho 2 
do N là số xung đếm đƣợc trong một nửa chu kì 
(2 lần tần số) của tín hiệu tham chiếu. 
Quá trình tìm chế độ và đo tần số đồng bộ 
của màn hình có cổng VGA đƣợc mô phỏng 
bằng phần mềm ISim của Xilinx. Kết quả mô 
phỏng đƣợc biểu diễn trong Hình 6 dƣới đây: 
Hình 6. Mô phỏng hoạt động của bộ tìm chế độ 
màn hình và đo tần số đồng bộ VGA 
Có thể thấy, với tần số của tín hiệu tham 
chiếu bằng 200Hz thì sai số đo tần số đồng bộ sẽ 
vào khoảng 1%. Tuy giá trị này khá lớn nhƣng 
vẫn đủ để xác định đƣợc chế độ hoạt động và giá 
trị thực của các tần số điểm ảnh theo tiêu chuẩn 
VESA. Việc tạo tín hiệu điểm ảnh sẽ đƣợc tiến 
hành sau khi xác định đƣợc giá trị của nó. Trong 
bộ công cụ ML507 có thể sử dụng các bộ PLL 
DCM (Phase Lock Loop Digital Clock 
Manager) để tạo tín hiệu điểm ảnh với độ chính 
xác cao. Bởi vì đặc điểm của tín hiệu điểm ảnh 
và cách thức làm việc của PLL cần ít nhất hai bộ 
PLL nối tiếp nhau nhƣ Hình 7. 
Hình 7. Sơ đồ PLL nối tiếp trong kit ML507 
Trong quá trình làm việc giá trị của tần số 
đầu ra của bộ PLL sẽ đƣợc xác định bởi tần số 
đầu vào inf , giá trị nhân M và giá trị chia D. Khi 
tần số điểm ảnh thay đổi thì cần thay đổi M và D 
để tạo tần số ở đầu ra VCO (Voltage Control 
Oscillator) phù hợp với giá trị mới. Trong Virtex 
5 FPGA giá trị tần số của đầu vào và tần số ở 
đầu ra của một bộ PLL đƣợc tính nhƣ sau: 
outVCO in
out in
M
f f
D
M
f f
DO
 (9) 
Trong đó: inf là tần số clock ở đầu vào của 
PLL; ,outVCO outf f là tần số của tín hiệu đầu ra của 
VCO và PLL; M là giá trị nhân của bộ đếm M; 
và D,O là giá trị chia của bộ đếm D, O. 
Việc sử dụng hai bộ PLL đồng thời thì sẽ 
cho phép tạo tần số ở phía đầu ra trên chính xác 
hơn. Tuy nhiên, khi thay đổi tần số cần chú ý 
đến giới hạn hoạt động của từng bộ PLL nếu giá 
trị đầu vào vƣợt quá giới hạn cho phép, thì sẽ 
làm toàn bộ khối hoạt động không chính xác. 
Ngoài ra cần chú ý rằng việc thay đổi giá trị của 
các bộ PLL khi thiết bị đang làm việc sẽ phải 
thông qua các cổng DRP. 
IV. ÁP DỤNG PHƢƠNG PHÁP PHÁT NHIỄU 
CHỐNG THU BỨC XẠ ĐỒNG BỘ 
CHO MÀN HÌNH DỰA TRÊN FPGA 
Hình 8. Sơ đồ thiết kế của thiết bị 
phát nhiễu đồng bộ 
Nghiên cứu Khoa học và Công nghệ trong lĩnh vực An toàn thông tin 
 Số 1.CS (07) 2018 49 
Nhƣ đã phân tích ở trên phát nhiễu chống 
thu bức xạ đồng bộ đƣợc thực hiện qua hai 
bƣớc: Bƣớc 1 phân tích đặc điểm bức xạ của 
thiết bị cần bảo vệ; Bƣớc 2 thiết kế và chế tạo 
thiết bị phát nhiễu có phổ nhiễu tƣơng đồng với 
đặc điểm bức xạ của thiết bị cần bảo vệ và có 
công suất nhiễu lớn hơn so với tín hiệu bức xạ. 
Dựa trên đặc điểm của tín hiệu bức xạ màn hình 
đã phân tích ở trên có thể đƣa ra thiết kế của 
thiết bị phát nhiễu đồng bộ nhƣ Hình 8. 
Tín hiệu video sẽ đƣợc lấy từ các cổng 
video đầu ra trên máy tính và đƣa vào thiết bị 
phát nhiễu để phân tích. Khối tìm chế độ VESA 
sẽ tìm chế độ đang đƣợc hiển thị trên màn hình 
và so sánh nó với tiêu chuẩn VESA, nhằm xác 
định giá trị các tín hiệu đồng bộ. Khối tạo tín 
hiệu đồng bộ sẽ tạo và đƣa tín hiệu đồng bộ vào 
khối phát nhiễu. Từ đây, khối phát nhiễu sẽ tạo 
ra nhiễu tại các tần số có tín hiệu bức xạ màn 
hình nhƣ phân tích ở trên. Khi đó, tín hiệu nhiễu 
sẽ đƣợc phát ra không gian với cơ chế giống 
nhƣ các tín hiệu video và tại cùng một tần số. 
Kết quả đo phổ tín hiệu nhiễu tạo bởi 
module phát nhiễu xây dựng trên bộ công cụ 
ML507 và tín hiệu video với các chế độ phổ 
biến trong các màn hình hiện nay là 1366x768 
và 720p đƣợc biểu diễn trên Hình 4. Màn hình 
đƣợc sử dụng trong bài kiểm tra là màn hình 
máy tính HP Compaq B201LED 19.5 inch với 
hai cổng video input là VGA và DVI, có pixel 
pitch 0.3 mm, tốc độ làm mới màn hình 8ms. 
Các thiết bị đƣợc kết nối theo sơ đồ trên Hình 3, 
trong đó thiết bị phát nhiễu đƣợc thay thế bằng 
bộ công cụ ML507. 
a/ 
b/ 
Hình 9. Kết quả đo phổ của nhiễu và tín hiệu 
video đối với các chế độ màn hình khác nhau 
Qua Hình 9 có thể thấy rằng phổ của tín 
hiệu video có dạng nhƣ dự đoán trong Mục II, 
tại các vị trí là hài của tần số pixel xuất hiện phổ 
lặp lại của màn hình ở tần số thấp. Qua Hình 4 
cũng thấy rõ rằng trong dải tần số từ 0 đến 
1GHz tín hiệu video (đƣờng nét nhỏ) có phổ 
hoàn toàn nằm dƣới phổ của tín hiệu nhiễu 
(đƣờng nét đậm), hơn nữa tín hiệu nhiễu có phổ 
phân bố dựa theo phổ của tín hiệu video. Nói 
cách khác việc thu và khôi phục của tín hiệu 
video trong trƣờng hợp có nhiễu này là không 
khả thi. Qua đó chứng minh tính hiệu quả của 
thiết kế phát nhiễu đồng bộ trong việc bảo vệ 
chống lại tấn công lên kênh bức xạ từ màn hình 
máy tính. 
V. KẾT LUẬN 
Phổ bức xạ từ màn hình máy tính có liên 
quan chặt chẽ đến tần số điểm ảnh sử dụng trong 
các cổng video. Sự liên quan đó cho phép dự 
đoán trƣớc đƣợc đặc điểm của phổ bức xạ, từ đó 
đƣa ra phƣơng án phát nhiễu phù hợp. 
Dựa trên đặc điểm bức xạ của màn hình, bài 
báo đã đƣa ra mô hình thiết kế cho thiết bị phát 
nhiễu đồng bộ với màn hình. Thiết bị nguyên 
mẫu đƣợc phát triển dựa trên công nghệ FPGA 
cho phép đẩy nhanh quá trình thiết kế và thử 
nghiệm. Kết quả đo phổ của tín hiệu nhiễu tạo ra 
phù hợp với dự đoán về phổ của tín hiệu bức xạ. 
Đây chỉ là các kết quả ban đầu trong quá 
trình áp dụng phƣơng pháp phát nhiễu đồng bộ 
dùng chống thu bức xạ kênh kề. Hƣớng nghiên 
cứu tiếp theo của nhóm tác giả có thể tiến hành 
tìm cách thu và khôi phục đƣợc toàn bộ hoặc 
một phần thông tin bức xạ phục vụ cho việc 
Journal of Science and Technology on Information Security 
50 Số 1.CS (07) 2018 
nghiên cứu sâu hơn cho các kỹ thuật chống thu 
bức xạ. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. W. Van Eck, ―Electromagnetic Radiation from 
Video DisplayUnits: An Eavesdropping Risk?‖, 
Computers & Security, No.4, August 1985. 
[2]. Markus G. Kuhn, ―Eavesdropping attacks on 
computer displays‖, Information Security 
Summit, Prague, May 2006. 
[3]. Fürkan Elibol, Uğur Sarac, Işın Erer, ―Realistic 
eavesdropping attacks on computer displays 
with low-cost and mobile receiver system‖, 20th 
European Signal Processing Conference, 
Bucharest, Romania, August 2012. 
[4]. Yasunao Suzuki, Masao Masugi, Hiroshi 
Yamane, ―Countermeasures to prevent 
eavesdropping on unintentional emanations 
from personal computers‖, NTT Technical 
Review, NTT Energy and Environment Systems 
Laboratories, Japan. 
[5]. Yasunao Suzuki, Masao Masugi, Hiroshi 
Yamane, ―Countermeasure technique for 
preventing information leakage caused by 
unintentional pc display emanations‖, IEICE, 
Kyoto, 2009. 
[6]. Васильев Р.А., Ротков Л.Ю., ―Обнаружение 
побочных электромагнитных излучений и 
наводок с помощью программно-
аппаратного комплекса «легенда»‖, Нижний 
Новгород, 2018. 
[7]. Хорев А.А., ―Способы и средства защиты 
информации: учебное пособие‖, М.: МО 
РФ, 1998. 
[8]. Tri T. Ha, ―Theory and design of digital 
communication systems‖, Cambridge University 
Press, 2011. 
[9]. Ngô Thế Minh, ―Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo 
thiết bị chống thu bức xạ rõ Video máy vi tính 
đồng bộ với máy gây ra nguồn bức xạ‖, Viện 
Khoa học – Công nghệ mật mã, Ban Cơ yếu 
Chính phủ, 2010. 
SƠ LƢỢC VỀ TÁC GIẢ 
ThS. Nguyễn Ngọc Vĩnh Hảo 
Đơn vị công tác: Viện khoa học-
Công nghệ mật mã, Ban Cơ yếu 
Chính phủ. 
Email: nnvh89@gmail.com 
Quá trình đào tạo: Nhận bằng kỹ 
sƣ và thạc sĩ chuyên ngành Thiết 
bị vô tuyến điện của thiết bị bay tại trƣờng đại học 
Hàng Không Quốc Gia Kharkov, Ucraina năm 2013 
và 2015. 
Hƣớng nghiên cứu hiện nay: an toàn bức xạ điện từ 
trƣờng của các thiết bị mật mã. 
ThS. Bùi Đức Chính 
Đơn vị công tác: Viện khoa học-
Công nghệ mật mã, Ban Cơ yếu 
Chính phủ. 
Email: duchinh36@gmail.com 
Quá trình đào tạo: Nhận bằng kỹ 
sƣ và thạc sĩ chuyên ngành điện tử 
viễn thông tại trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội 
năm 2013 và 2016. 
Hƣớng nghiên cứu hiện nay: an toàn bức xạ điện từ 
trƣờng của các thiết bị mật mã. 

File đính kèm:

  • pdfphuong_phap_phat_nhieu_dong_bo_chong_thu_buc_xa_kenh_ke_phat.pdf