一种基于泄漏电磁信息的采集装置的制作方法

1.本实用新型涉及泄漏电磁信息领域，特别是涉及一种基于泄漏电磁信息的采集装置。


背景技术：

2.信息作为目前信息社会最重要的支柱和产业，成为各国竞争的焦点，信息对抗已成为一种主要竞争手段。目前信息对抗中主要包括信息攻击和信息防御两个方面，而信息攻击中主要围绕电磁泄漏，信息系统的设备在工作时能经过地线、电源线、信号线、寄生电磁信号或谐波等辐射出去，产生电磁泄漏，这些电磁信号如果被接收下来，经过提取处理，就可恢复出原信息，造成信息失密。信息技术设备在工作过程中，模拟与数字信号处理中电流的变化将产生电磁发射，这些电磁发射如被接收分析即可能还原相关信息，从而造成信息泄密。这种由于电磁发射而造成的信息安全保密问题即为电磁泄漏，或称电磁信息泄漏、信息电磁泄漏、tmepest等。
3.目前关于电磁泄漏信息的采集中，现有技术存在采集的信息精确度低、采集速率慢的问题，即社会急需一种采集电磁泄漏信息精度高、速率快的采集装置。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种基于泄漏电磁信息的采集装置，以解决上述现有技术存在的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
6.本实用新型提供一种基于泄漏电磁信息的采集装置，包括：
7.数据采集模块，用于采集计算机显示器的泄漏电磁信号；
8.处理模块，用于对采集的所述泄漏电磁信号进行处理，获得泄漏电磁信息；
9.所述数据采集模块与所述处理模块连接。
10.进一步地，所述数据采集模块包括：
11.天线，用于接收所述计算机显示器的所述泄漏电磁信号；
12.信号放大器，用于将所述泄漏电磁信号进行放大；
13.数据采集卡，用于采集放大的所述泄漏电磁信号，并将所述泄漏电磁信号转换为数字信号；
14.所述天线与所述信号放大器连接，所述信号放大器还与所述数据采集卡连接。
15.进一步地，所述数据采集卡采用32位pci总线传输、模拟输入分辨率至少为24bit，采样速率至少为20mhz，输入范围包括
±
1v和
±
5v的数据采集卡。
16.进一步地，所述数据采集模块还包括存储模块，用于将所述数字信号进行分段存储，所述存储模块与所述数据采集卡连接。
17.进一步地，所述分段储存的分段标准为1帧。
18.进一步地，所述处理模块包括同步模块和滤波模块，其中，
19.所述同步模块用于调整所述数字信号，使所述数字信号与所述计算机显示器的显示同步，获得所述泄漏电磁信息；
20.所述滤波模块用于对所述泄漏电磁信息进行滤波；
21.所述同步模块与所述滤波模块连接。
22.进一步地，所述滤波模块为fir数字滤波器或iir数字滤波器。
23.进一步地，所述处理模块还包括锐化模块，用于对滤波后的所述泄漏电磁信息锐化；所述锐化模块包括灰度化模块和插值模块；其中所述灰度化模块用于将滤波后的所述泄漏电磁信息进行灰度化，获得灰度化的泄漏电磁信息。
24.进一步地，所述插值模块用于对经过灰度化后仍不清楚的所述泄漏电磁信息进行插值；所述插值模块至少包括拉格朗日插值单元、hermite插值单元和分段插值单元。
25.进一步地，所述锐化模块集成在单片机上，所述单片机为stm32mp1单片机。
26.本实用新型公开了以下技术效果：
27.本实用新型采用了同步模块，使得采集到的图像可与计算机显示器的显示进行同步，还采用了高性能的采集卡，保证了采集过程中的准确性和充足的数据量，通过锐化模块将还原出的泄漏电磁信息进行滤波和灰度化，使得泄漏电磁信息清晰可辨，提高了泄漏电磁信息的准确性，本实用新型还加入了插值模块，用于在泄漏电磁信息不清楚时进行插值，保证了泄漏电磁信息的完整呈现。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本实用新型的系统结构示意图；
30.图2为本实用新型中数据采集模块的组成结构示意图；
31.图3为本实用新型中处理模块的组成结构示意图。
具体实施方式
32.现详细说明本实用新型的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本实用新型的限制，而应理解为是对本实用新型的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
33.应理解本实用新型中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本实用新型。另外，对于本实用新型中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本实用新型内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
34.在不背离本实用新型的范围或精神的情况下，可对本实用新型说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本实用新型的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本技术说明书和实施例仅是示例性的。
35.关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
36.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
38.本实用新型提供一种基于泄漏电磁信息的采集装置，具体结构如图1所示，包括：
39.数据采集模块，用于采集计算机显示器的泄漏电磁信号；
40.处理模块，用于对采集的所述泄漏电磁信号进行处理，获得泄漏电磁信息；
41.所述数据采集模块与所述处理模块连接。
42.进一步地，所述数据采集模块如图2所示，包括：
43.天线，用于接收所述计算机显示器的所述泄漏电磁信号；
44.信号放大器，用于将所述泄漏电磁信号进行放大；
45.数据采集卡，用于采集放大的所述泄漏电磁信号，并将所述泄漏电磁信号转换为数字信号；
46.所述天线与所述信号放大器连接，所述信号放大器还与所述数据采集卡连接。
47.进一步地，所述数据采集卡采用32位pci总线传输、模拟输入分辨率至少为24bit，采样速率至少为20mhz，输入范围包括
±
1v和
±
5v的数据采集卡。
48.进一步地，所述数据采集模块还包括存储模块，用于将所述数字信号进行分段存储，所述存储模块与所述数据采集卡连接。
49.进一步地，所述分段储存的分段标准为1帧。
50.进一步地，所述处理模块包括同步模块和滤波模块，其中，
51.所述同步模块用于调整所述数字信号，使所述数字信号与所述计算机显示器的显示同步，获得所述泄漏电磁信息；
52.所述滤波模块用于对所述泄漏电磁信息进行滤波；
53.所述同步模块与所述滤波模块连接，如图3所示。
54.进一步地，所述滤波模块为fir数字滤波器或iir数字滤波器。
55.进一步地，所述处理模块还包括锐化模块，用于对滤波后的所述泄漏电磁信息锐化；所述锐化模块包括灰度化模块和插值模块；其中所述灰度化模块用于将滤波后的所述泄漏电磁信息进行灰度化，获得灰度化的泄漏电磁信息。
56.进一步地，所述插值模块用于对经过灰度化后仍不清楚的所述泄漏电磁信息进行插值；所述插值模块至少包括拉格朗日插值单元、hermite插值单元和分段插值单元。
57.进一步地，所述锐化模块集成在单片机上，所述单片机为stm32mp1单片机。
58.本实用新型公开了以下技术效果：
59.本实用新型采用了同步模块，使得采集到的图像可与计算机显示器的显示进行同步，还采用了高性能的采集卡，保证了采集过程中的准确性和充足的数据量，通过锐化模块将还原出的泄漏电磁信息进行滤波和灰度化，使得泄漏电磁信息清晰可辨，提高了泄漏电
磁信息的准确性，本实用新型还加入了插值模块，用于在泄漏电磁信息不清楚时进行插值，保证了泄漏电磁信息的完整呈现。
60.本实用新型采用的天线为环形天线，接受性能好于其他形状的天线；
61.数字信号放大器还包括滤波作用，滤波为低通滤波，截止频率为10mhz；
62.数据采样卡的采样频率不低于视频带宽的两倍，本实施例中采用的数据采样卡为pci-9812，数据采样卡包括a/d转换模块，用于将泄漏电磁信号转换为数字信号；
63.具体采集过程为：通过天线接收计算机显示器的泄漏电磁信号，没有被滤波的频带中的信号经过数字放大器放大，通过数据线传送至数据采集卡，将模拟信号转换为数字信号，将数字信息分段保存。
64.通过数据采集卡获得时域序列，每个时域序列包括每个周期扫描一帧图像中所采集的数据，通过鉴幅确定计算机显示器的同步信息并构造对应于采集的数字信号的矩阵。若计算机显示器分辨率为m
×
n像素，则矩阵也为m
×
n。具体为：确定一帧图像中第一个采集到的数据，作为起点截取一个子数列，将这个子数列转变成m
×
n矩阵并转换为灰度图像，获得泄漏电磁信息。
65.滤波模块中的fir数字滤波器的阶数为71，采用了hamming窗，归一化通带为[0.1，0.8]。
[0066]
锐化模块集成在单片机上，其中的插值算法和灰度化算法烧录到单片机，直接使用单片机进行工作。
[0067]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0068]
以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。