卞兴超

(绥化学院，黑龙江 绥化 152061)

计算机系统信息泄漏分析及其防泄漏研究

卞兴超

(绥化学院，黑龙江 绥化 152061)

在计算机数据处理过程中采用扩频通信与混沌排序的隐匿处理算法，可以防止信息泄露，做到数据控制。将这种算法应用在工程上有很强的实用性，同时也论证了这种算法的有效。

计算机系统；信息泄漏；信号；视频；图像；时域隐匿处理

1 关于计算机信息泄漏

当代社会生产和生活中，计算机及网络信息设备的使用范围非常宽泛，带来方便快捷的同时，计算机系统安全问题也变得比以往更加突出。目前已知的信息在传输过程中使用的方法有:信息加密，身份验证，使用密码，等等。不过获取计算机系统信息的手段也有很多:利用对机箱线缆辐射的电磁信息做截获工作，进而做出还原，窃取计算机系统的信息。

现在的计算机在运行速度以及计算机的像素方面都加强了很多，尤其是计算机显示器的分辨率有很大幅度的提高，屏幕尺寸也较以前大了很多，而互联网的传输范围和信息容量也在逐渐加强，正是因为这些方面的不断进步，使得计算机在信息安全方面的风险增大了，经常会发生计算机系统信息的泄漏。同时，因为接收天线具有高灵敏性质和接收机在信号处理方面的提高，让计算机出现辐射电磁信息安全存在极大的隐患，需要注意和解决。

在计算机系统信息的安全防护上，目前计算机系统信息的拦截技术，大部分是从之前的屏蔽这些基础的技术方法发展而来，然后就可以对重要的信息辐射源进行锁定，接着对不一样的红信息源做出不同的防止信息被截获的预案。比如对主机以及显示器进行传输的DVI线缆，由于它的物理尺寸和波长有密切的关系，很多线缆属于串行排列，非常容易被获取信息，因此它是防止截获的重要对象。西安电子科技大学以前对DVI线缆做出过信息的技术处理，在其中加入FPGA信息处理的板卡，这样就可以对线缆的传输信息做出置乱，使它的频谱带宽进行有效的扩展，这样就可以让截获的接收机没有办法进行信息的截获。

中国现在已开始对视频显示在信息安全方面的研究，目前已经在计算机的视频信息防泄漏相关技术研究领域取得了一些成果，对VGA视频的防泄漏技术使用比较成熟，一般是使用屏蔽和滤波这些技术预防关键的视频信息出现泄漏。对近几年使用非常广泛的DVI接口，同样也给出了随机、互补置乱这些基于数字扩频方式的处理手法，也获得了很好的效果。

2 计算机在电磁信息泄漏发展上的新趋势

对于目前LCD显示器的电磁信息泄漏掌握不多的现象，很多外国专家学者都予以了关注，比如日本的Takas hi，英国的Kuhn就是其中的佼佼者，Kuhn在《Compromising Emanations of LCD TV Sets》这篇文章中阐述了他对四台型号不同厂家的LCD显示器使用TEMPEST接收机做出测试，同时接收到实际图像，利用TEMPEST接收机进行处理与放大等处理方式，最初准确的调整同步信号，这样就恢复出最初的视频信息数据。

信号强度在这里已经可以被监听设施接收了，试验里面会再一次把目标显示器与对数的周期天线放在两个不一样的屋子里，同时在中间还会隔着几个房间，接收的天线与需要进行截获目标的显示器距离10 m，同时中间要有105 mm的石膏板。这样仍对需要显示的文字做出了非常清晰的显示，最后达到了复原的目的。

3 混沌信号视频进行隐匿的处理方法

目前显示器在分辨率方面持续提高，视频在带宽方面增长了很多，同时视频的多芯线缆很长，也导致了它的辐射效能非常高。不过如果只是进行信号屏蔽工作，只能降低辐射在量级上的影响，减少对人身体的危害，对于频谱的自身特性却没有什么作用。若监听人员的接收系统灵敏程度很高，还是可以把信息进行准确的还原，因此，在信号处理上，应该对线缆上传输视频的信息做好隐匿的处理工作，通过改变数据频谱的基本特征，即使监听人员可以截获频谱的相关信息，但是因为频谱信息出现了很大的改变，而不能对其进行还原，这样就很大限度上做到了信息的防泄漏。

在进行信息处理的过程中，数据通常是通过文本、图像或者视频来进行显示，在这些数据的处理过程中有很多相似的处理办法，其主要处理原理也基本相通。

A.视频在时域隐匿的处理算法

视频图像的隐匿处理算法可以分成两种，分别是:时域的图像隐匿处理算法与频域的图像隐匿算法。时域的图像隐匿处理算法就是把视频从二维像素变成一维像素，再对像素的值进行细致的加密处理工作，这样做的目的就是隐藏它们图像里面的真实信息。此工程可以简单得到实现，在进行加密的过程中不会造成图像的畸变，同时它也不影响图像的传输功能。

频谱的扩展在大于需要的带宽里面做具体的信号传输工作。带宽的扩展通常都要经历数据独立码字来完成，这个概念以前使用在扩频的通信范围里，它有很多优点，比如:被拦截的概率非常小、抗干扰能力比较强，因此，它逐渐成为通信里面的主要方式，同时也可以在接收端对这个码字接收后，用在解扩的数据恢复上。虽然传输信号在能量方面比较大，不过每个频段的信噪比不大，所以检测扩频信号是不容易的。

B.图像在时域隐匿的处理算法

视频在隐匿处理时把需要传输的视频用高速的伪随机编码进行调制，这样才可以保证频谱扩展。所以，保证视频隐匿处理的最重要因素就是需要有同步伪随机码。伪随机的序列在选取时对扩频系统的正常工作有很重要的作用，在视频的加密算法里面，通常都是使用序列的伪随机序列。伪随机序列里面有以下三个判断的标准:第一，它有良好的相关特性；第二，在互相关性方面不强，相互函数有着大量的尖峰脉冲；第三，序列的数量极其有限，周期性有据可循。

C.视频在时域进行数据隐匿处理的实现

时域的图像隐匿处理就是把视频相关的图像从二维的像素信息转变成一维的带有串行性质的像素信息的过程，之后再对像素的具体值进行逐个加密，这样就可以对视频中的图像区别其真实信息，在传输过程中有效的隐藏起来。这个方法的实现原理其实比较简单，但重点是在加密的整个过程中都不能出现图像信息的畸变，同时它也不影响选中的视频图像在传输方面的质量，这个就需要采用混沌信号视频进行隐匿的处理方法。不过，时域的隐匿处理在计算总量上很大，比较频域的图像信息隐匿算法，它的处理效率比前者高，同时也有很大的优势，对频域里面一点的改变会对全部图像数据造成很大的影响。如果图像数据从DCT变换的DCT系数里面，若有一个出现了改变，就使得IDC的逆运算出现失误，这样会造成数据传输的失真。

4 结语

计算机信息泄漏问题早已不是新近出现的事物，西方发达国家，以美国为主的研究国家在20世纪60年代已开始了对信息泄漏的研究。面对新型计算机系统在视频方面出现泄漏的可能性，通常可以采取混沌信号视频进行隐匿的处理方法对其进行有效的抑制。这些年，计算机显示器的分辨率技术发生了很大变革，分辨率在逐步提高，计算机屏幕尺寸也在变大，同时计算机系统的运行速度也有了长足的进步和发展，互联网的传输距离和信息承载容量的变大都使得计算机信息泄漏的风险上加大了，同时随着接收天线的特性高增益、高灵敏度和接收机在信号处理方面性能的提高，让计算机辐射的电磁信息安全问题出现隐患便需要马上进行解决。

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Analysis of computer system information leakage and its leak prevention

BIAN Xing-chao

(Suihua University, Suihua 152061, China)

Spread spectrum communication and hidden processing algorithm in chaotic sequence are adopted in the process of computer data processing, which can prevent information leakage and control data. This algorithm is applied to the engineering with strong practicality, and its effectiveness is also demonstrated.

Computer system; Information leakage; Signal; Video; Image; Hidden processing in time domain

2016-09-27

卞兴超(1982-)，男，助理研究员。

TP309

B

1674-8646(2016)22-0028-02