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防信息泄漏鍵盤(pán)的設計與實(shí)現
作者：
時(shí)間：2013-10-09
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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為此需要修改系統，自己設置密碼。我們改變了鍵盤(pán)微控制器的程序，即使對方能夠探測到鍵盤(pán)在工作中的電磁泄漏信息，對于截獲的信息也是沒(méi)有意義的。因為鍵盤(pán)產(chǎn)生并發(fā)出的光信號不是通用的掃描碼，如圖3中的紅信號通路中傳輸的不再是通用掃描碼，而是密碼，到主機方有一個(gè)相應的單片機接收密碼，并轉換成鍵盤(pán)標準碼送往主機。主機方的這一機構密封在屏蔽機箱的內部，電磁波不會(huì )泄漏出來(lái)。加密編碼還有一個(gè)好處，就是可以經(jīng)常更換編碼方式，這一點(diǎn)對于機要部門(mén)很有用。
這里只涉及PC 機的設備驅動(dòng)程序，并將其固化在鍵盤(pán)微控制器中。
下面主要討論鍵盤(pán)的設備驅動(dòng)程序或者稱(chēng)為鍵盤(pán)微控制器程序算法。
① 實(shí)現的功能與第1節中描述的普通鍵盤(pán)的功能完全相同。
② 鍵盤(pán)要連續掃描每一個(gè)鍵，遇到一個(gè)鍵按下了就要發(fā)出數據說(shuō)明并開(kāi)始記時(shí)。若在0.5 s之后這個(gè)鍵還沒(méi)有松開(kāi)，就連續發(fā)這一鍵，每秒30個(gè)。
③ 在記時(shí)過(guò)程和連續發(fā)碼過(guò)程中，還不停頓地監視其它鍵。
④ 在連續發(fā)一個(gè)鍵時(shí)，若有其它鍵按下就停止發(fā)這個(gè)鍵，發(fā)新按下去的那個(gè)鍵并開(kāi)始為其記時(shí)。
⑤ 若有鍵抬起，要發(fā)一個(gè)結束碼給主機，告之這個(gè)鍵已抬起。
⑥ 在RAM中的位尋址區中固定104位，每一位為一個(gè)鍵提供標志。掃描到某個(gè)鍵時(shí)，先查看相應的位。這個(gè)鍵以前按下了，設這一位是1;這個(gè)鍵以前沒(méi)按下，設這一位是0。然后再看現在按下沒(méi)有，現在剛按下發(fā)掃描碼，現在沒(méi)按下就去處理下一個(gè)鍵，現在抬起來(lái)了就發(fā)結束碼。
⑦ 這104個(gè)鍵要輪流掃描，同時(shí)要計時(shí)。如有鍵一直按著(zhù)沒(méi)抬起來(lái)，要在0.5 s之后連續發(fā)，每秒發(fā)30個(gè)。同時(shí)按下的鍵達到4個(gè)時(shí)，就不再記新的了。
根據上述算法鍵盤(pán)微控制程序編程流程如圖5所示。
圖5 鍵盤(pán)程序流程
3.2 實(shí)現
紅黑分離式防信息泄漏鍵盤(pán)中，單片機選擇了低電壓芯片，光纜選擇了直徑1 mm的塑料光纜。在鍵盤(pán)結構上按紅黑分離規則進(jìn)行了結構和電路兩部分設計，做成了樣機，并進(jìn)行了小批量生產(chǎn)。圖6是我們研制出的紅黑分離式防信息泄漏鍵盤(pán)。
圖6 TEMPEST-111型鍵盤(pán)
紅黑分離式防信息泄漏鍵盤(pán)可靠性很高，信息安全測試技術(shù)指標可達A型機標準。用頻譜儀測試該紅黑分離式防信息泄漏鍵盤(pán)時(shí)，結果如圖7所示。由測試結果可以看出已沒(méi)有電磁輻射了。
圖7 TEMPEST鍵盤(pán)發(fā)“H”時(shí)的頻譜
結束語(yǔ)
通過(guò)紅黑分離式防信息泄漏鍵盤(pán)的設計使我們體會(huì )到，要設計一種防信息泄漏設備，必須先進(jìn)行電路分析，找出紅信號的泄漏路徑。通過(guò)分析和論證，才能開(kāi)始進(jìn)行電路的紅黑分離工作和軟件編碼的加密工作。在對電路紅信號線(xiàn)的屏蔽、吸收、隔離和接地的設計中，一定要避免紅信號被非線(xiàn)性交叉效應調制，這是本設計成功的經(jīng)驗之一。
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