УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ ЗАШИФРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИИ СО
ВСТРОЕННЫМ АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫМ МЕХАНИЗМОМ ЗАЩИТЫ
ПАМЯТИ ОТ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО ДОСТУПА К КЛЮЧЕВОЙ
ИНФОРМАЦИИ
1 Анализ состояния рассматриваемой технической проблемы 7
1.1 Актуальность разработки устройства передачи зашифрованной
информации 7
1.2 Требования, предъявляемые к разрабатываемым средствам
криптографической защиты информации 8
1.3 Анализ угроз информационной безопасности 11
2 Обзор существующих аппаратно-программных механизмов защиты памяти от
несанкционированного доступа 13
3 Аппаратно-программный механизм защиты памяти от несанкционированного
доступа 16
3.1 Выбор и обоснование аппаратно-программного механизма защиты
памяти от несанкционированного доступа 16
3.2 Описание встроенного механизма защиты памяти в МК STM32F4xx 17
4 Разработка схемы электрической структурной устройства передачи
зашифрованной информации 26
5 Выбор и обоснование элементной базы для построения устройства передачи
зашифрованной информации 28
6 Разработка схемы электрической принципиальной устройства передачи
зашифрованной информации 31
7 Реализация и проверка работоспособности аппаратно-программного
механизма защиты памяти от несанкционированного доступа 35
7.1 Алгоритм изменения и применения уровней защиты от чтения 35
7.2 Способы применения механизма защиты памяти 36
7.3 Разработка схемы алгоритма аппаратно-программного механизма
защиты памяти от несанкционированного доступа 38
7.4 Программное обеспечение, используемое для разработки программы,
реализующей аппаратно-программный механизм защиты памяти от несанкционированного доступа 39
7.5 Разработка программы, реализующей аппаратно-программный механизм защиты памяти от несанкционированного доступа 42
8 Проверка работоспособности аппаратно-программного механизма защиты
памяти от несанкционированного доступа 45
8.1 Способы проверки работоспособности аппаратно-программного
механизма защиты памяти от несанкционированного доступа 45
8.2 Получение содержимого FLASH-памяти МК по отладочному
интерфейсу SWD 46
8.3 Получение содержимого FLASH-памяти МК по отладочному
интерфейсу JTAG 49
8.4 Получение содержимого FLASH-памяти МК через встроенный
аппаратный загрузчик 51
8.5 Тестирование программы, реализующей аппаратно-программный
механизм защиты памяти от несанкционированного доступа 54
8.6 Результаты проверки работоспособности аппаратно-программного
механизма защиты памяти от несанкционированного доступа 58
9 Вредные психофизиологические факторы, влияющие на опорно
двигательный аппарат специалиста по защите информации. Методы и средства физической культуры, снижающие их воздействие 61
Заключение 64
Список используемых источников 65
Приложение А. Схема электрическая принципиальная аппаратного механизма защиты от НСД изделия-450 (устройство-прототип) 66
Приложение Б. Схема электрическая структурная устройства передачи зашифрованной информации 68
Приложение В. Схема электрическая принципиальная устройства передачи зашифрованной информации 70
Приложение Г. Перечень элементов 75
Приложение Д. Исходный код программы, реализующей аппаратнопрограммный механизм защиты памяти от несанкционированного доступа ... 81 3
Приложение Е. Протокол проверки ВКР в системе «Антиплагиат»
Устройство передачи зашифрованной информации применяется в портативной аппаратуре связи [1] низового звена управления. В этих звеньях передается информация, не содержащая сведений, составляющих государственную тайну, тем не менее на основании передаваемой информации принимаются решения по управлению войсками и оружием. Поэтому возникает необходимость обеспечения её конфиденциальности, целостности (достоверности) и доступности. Основной функцией разрабатываемого устройства является обеспечение криптографической защиты информации передаваемой в канал связи.
Необходимость разработки новых устройств передачи зашифрованной информации, применяемых в портативной аппаратуре связи, обусловлена современными научно-техническими достижениями в области технологии производства элементной базы с точки зрения её миниатюризации, энергоэффективности, производительности и функциональности, а также с быстрым устареванием и прекращением поддержки производителем вычислительных устройств, которые всего несколько лет назад считались лучшими по быстродействию.
Современные устройства передачи зашифрованной информации должны иметь малое энергопотребление, быть компактными, обеспечивать высокую скорость шифрования, и быть защищенным от несанкционированного доступа к ключевой информации.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка схем электрической структурной и электрической принципиальной устройства передачи зашифрованной информации со встроенным аппаратно-программным механизмом защиты памяти от несанкционированного доступа к ключевой информации.
Аппаратно-программный механизм защиты памяти должен обеспечивать защиту от получения доступа к ключевой информации в памяти устройства передачи зашифрованной информации.
Задачами выпускной квалификационной работы являются:
• анализ состояния рассматриваемой технической проблемы;
• обзор существующих аппаратно-программных механизмов защиты памяти от несанкционированного доступа;
• выбор и обоснование аппаратно-программного механизма защиты памяти от несанкционированного доступа;
• разработка схемы электрической структурной устройства передачи зашифрованной информации;
• выбор и обоснование элементной базы для построения устройства передачи зашифрованной информации;
• разработка схемы электрической принципиальной устройства передачи зашифрованной информации;
• реализация и проверка работоспособности аппаратно-программного механизма защиты памяти от несанкционированного доступа;
• исследование вредных психофизиологических факторов, влияющих на опорно-двигательный аппарат специалиста по защите информации, а также методов и средств физической культуры, снижающих их воздействие.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были разработаны структурная и принципиальная электрические схемы устройства передачи зашифрованной информации со встроенным аппаратно-программным механизмом защиты памяти от несанкционированного доступа к ключевой информации.
В процессе работы был проведен анализ требований, предъявляемых к разрабатываемым средствам криптографической защиты информации, выполнен обзор существующих аппаратно-программных механизмов защиты памяти от несанкционированного доступа, проведён анализ угроз информационной безопасности применительно к разрабатываемому типу устройств.
В заключении было разработано и протестировано программное обеспечение, реализующее аппаратно-программный механизм защиты памяти от несанкционированного доступа.
Результатом выпускной квалификационной работы являются структурная и принципиальная электрические схемы устройства передачи зашифрованной информации со встроенным аппаратно-программным механизмом защиты памяти от несанкционированного доступа к ключевой информации и программное обеспечение, реализующее аппаратно-программный механизм защиты памяти от несанкционированного доступа.
Таким образом, задание на выпускную квалификационную работу выполнено в полном объеме....
1 ГОСТ Р 52459.1-2009. Совместимость технических средств электромагнитная. Технические средства радиосвязи. Часть 1. Общие технические требования и методы испытаний. - Введ. 01-01-2010. - М.: Стандартинформ, 2010. - 46 с.
2 Приказ ФСБ РФ "Об утверждении Положения о разработке, производстве, реализации и эксплуатации шифровальных (криптографических) средств защиты информации (Положение ПКЗ-2005)" от 09.02.2005 № 66 // ФСБ РФ. с изм. и допол. в ред. от 12.04.2010.
3 Аппаратно-программные средства и методы защиты информации: Учебное пособие / Варлатая С.К., Шаханова М.В., Владивосток: ДВГТУ, 2007. - 318 с.
4 User manual. STM32CubeMX for STM32 configuration and initialization C code generation (UM1718). ST Microelectronics, 2017.
5 User manual. Description of STM32L4 HAL and Low-layer drivers (UM1884). ST Microelectronics, 2016.
6 Приказ ФАПСИ "Об утверждении Инструкции об организации и обеспечении безопасности хранения, обработки и передачи по каналам связи с использованием средств криптографической защиты информации с ограниченным доступом, не содержащей сведений, составляющих государственную тайну" от 13.06.2001 № 152 // ФАПСИ РФ.
7 ГОСТ 12.0.003-2015. Система стандартов по безопасности труда. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. - Введ. 01-032017. - М.: Стандартинформ, 2016. - 10 с.
8 Социальная гигиена и организация здравоохранения / Кучеренко В.З., Агарков Н.М., Яковлев А.П., Васильев С.Л., Моск. мед. акад. им. И.М. Сеченова, Мед. ин-т Орлов. гос. ун-та. - М.: [б. и.], 2000. - 432 с.
9 Физическая культура работников умственного труда / Виленский М.Я., Ильинич В.И., М.: Знание, 1987 г. - 96 с.