TEMPEST NEDİR? ELEKTORMANYETİK DİNLEME NEDİR?

 TEMPEST 

(Telecommunications Electronics Material Protected from Emanating Spurious Transmissions) or

(Transient ElectroMagnetic Pulse Emanation StandarT)

 Değerli EMOGENÇ GAÜN blog takipçileri,bu yazımızda iletişim kaynaklarının güvenliği konusundan ve bu güvenlik için geliştirilen standartlardan bahsedeceğiz.

 Bilindiği üzere teknolojinin ilerlemesiyle kitle iletişim araçlarında da gelişme yaşandı.Cep telefonları,internet,IP telsizler vb. sistemler hayatımıza girdi.Bu cihazlar veya sistemler üzerinden yapmış olduğumuz her türlü konuşma,yazışma vb. çalışmalar ise sürekli server üzerinde kayıtlı tutuluyor.Bunların yanında teknolojiye paralel olarak iletişim istihbaratı ve elektronik istihbarat konularında da gelişme yaşanmıştır.Öncelikle bu iki kavramın ne olduklarına bir bakalım;

İletişim istihbaratı,karşı tarafa ait alıcı ve vericiden oluşan iki nokta arasında uydu, mikrodalga, radyo, telsiz, cep telefonu ve araç telefonu gibi araçlarla gerçeklenen haberleşme işaretlerinin aranması, yakalanması, izlenmesi hatta şifrelerini çözülmesi şeklinde tanımlanabilir. Doğrudan dinleme ile yapılabildiği gibi, karşı tarafın haberleşme devrelerine kuple edilen özel cihazlarla dabu işlemi gerçekleştirebiliriz.

Elektronik istihbarat ise,karşı tarafa ait cihazların çalışırken istem dışı yaydıkları elektromanyetik dalgaların yakalanarak değerlendirilmesi etkinliğine verilen isimdir. Yani uzayda serbest halde bulunan istem dışı yayılmış elektromanyetik dalgaların analizinden bilgi/veri elde edilir.

ABD tarafından, her türlü istem dışı yayılımın kaydedilerek bilgi/veri analizi yapılması şeklindeki istihbarat şekli TEMPEST (Transient ElectroMagnetic Pulse Emanation Standard) adı altında standartlaştırılmıştır.Bu standartlarının tümü gizlidir.

Peki nedir bu TEMPEST?

 Tempest bilgi/veri istihbaratına en yaygın örnek bir bilgisayar ekranından yayılan istem dışı elektromanyetik dalgaların yüzlerce metre öteden kaydedilerek analizidir. 

 Örneğin,bir çalışma odasındaki bilgisayar kullanıcısının bastığı her tuş bina dışında,karşı apartmanda bulunan bir Tempest alıcısının ekranına düşebilir.

Aslında bu açıklama biraz daha elektromanyetik dinleme alakalıdır.Gelin şimdi elektromanyetik dinleme nedir ona değinelim.

Fiziksel olarak tanımlama yapacak olursak,elektromanyetik dinleme,elektronik cihazların hemen hepsinde işlenen işaretler doğrudan veya dolaylı olarak aletin içindeki bazı elektrik akımlarının şiddetine yansır. Bu değişken elektrik akımları ise onlara dolaylı olarak yol açan işaretlerin frekanslarında kaçak elektrik işaretlerine ve elektromanyetik salınımlara yol açarlar. Bu kaçak işaretler çeşitli yollardan çevreye yayılır.

Bu yollar şunlardır:

-Havadan yayılan elektromanyetik salınımlar (veya radyoelektrik dalgalar),  

-Elektrik dağıtım veya telefon şebekesine elektrik gürültü olarak yayılan işaretler,

-Çeşitli kabloların yüzeylerinden iletilen elektromanyetik dalgalar, 

  

  Bu yolların herhangi birinden özel anten, self gibi aygıtlarla elde edilen işaretler uygun bir işleme devresinden geçirilerek (filtreleme, şiddetlendirme, eksik kısımları yeniden oluşturma...) kullanılabilir şekle getirilir.

  Bu işaretleri işlemek için en uygun yol doğal olarak sayısal işaret işlemedir (İngilizce Dijital Signal Processing). İşaretler yeterli kaliteye sahipse ve radyasyonu yayan aletin çalışma prensibi bu işe uygunsa, örneğin bir bilgisayar ekranı durumunda, benzer bir bilgisayar ekranının girişine eş zamanlama (İngilizce synchronisation) işaretleri tekrar oluşturularak verilebilir.Eğer değil ise, yüksek frekanslı ham işaret doğrudan sayısallaştırılıp software olarak dönüşümü gerçekleştirilebilir.

Tempest endüstrisinin yıllığı milyarlarca dolar düzeyine çıkmış durumdadır Şekil 1’ de bir Tempest alıcısı ve anteni ile tipik bir ham veri gösterilmekte. Tipik bir Tempest alıcısının hemen tüm özellikleri bir spektrum analizörü ya da EMI cihazından çok daha üstün olmak zorundadır. Elektromanyetik sızıntıdan bilgi üretileceği için, geniş bantlı, hassas ve dinamik sınırı yüksek alıcı bir anten ile buna bağlı bir EMI cihazı ve Tempest amaçlarına uygun ilave devre ve cihazlarla elektromanyetik dinleme gerçekleşebilmektedir.

 Şekil-1:

TEMPEST alıcısı ve kaydedilen işaret örneği. Genelde bu iş için geniş bantlı ve

alıcı duyarlılığı hassas bir anten ve spektrum analizörü ve EMI alıcısı kullanılmaktadır

  Şekil 2’ de ise bir bilgisayar ekranından kaydedilen yayılım işareti ve analiz sonucu çözülmüş ekrana ait çıktı gösterilmektedir.Bilgisayarlar ayrık darbesel işaretlerle çalıştığından geniş bantlı yayılım söz konusudur.Bu nedenle, bilgi kaybı olmaksızın ekran yayılımından tekrar ekran görüntüsünün elde edilmesi, geniş bantlı hassas alıcılarla olasıdır. Şekilde 200 MHz bant genişlikli ve iyi bir işaret gürültü oranı ile kaydedilen yayılım ve analiz sonuçları gösterilmiştir.Tempest istihbaratında işaret gürültü oranının normal haberleşme sistemlerinden çok daha yüksek olması gerekir.Şekilde, gürültü gibi kaydedilen zaman işaretinden ekran çıktısını elde etmek güçlü ve akıllı işaret işleme teknikleri gerektirir.

 Şekil-2:

TEMPEST alıcısı ve kaydedilen işaret örneği (solda) Tempest alıcısı ile

kaydedilen zaman işareti, (sağda) işaret işleme teknikleri sonucu elde edilen bilgisayar ekranı

 Elektromanyetik sızıntı işareti genelde yüksek gürültülüdür, yani düşük işaret gürültü  oranına sahiptir. Buna bir örnek Şekil 3' de (solda) gösterilmiştir. Burada faydalı ekran işareti gürültü tarafından maskelenmiştir. Gürültülü işaretten gürültüyü süzerek video işaretini çıkarmak iki işaretin fiziksel özellikleri iyi bilinirse olasıdır. Video işareti geniş bantlı olup şekilde solda görülen zaman işareti arasında kendisini tekrarlamaktadır. 

  Bu zaman işaretinde seçilen uygun bir zaman diliminin oto-korelasyonunu almak  (yani kendisini diğer kısımlarda aramak) gürültüyü süzüp video işaretini ortaya çıkaracaktır.

 Şekil-3:

  TEMPEST alıcısı ve kötü kaydedilmiş işaret (solda) Gürültülü zaman işareti,

işaret maskelenmiş, düşük SNR, (sağda) Oto kolerasyon ve ortalama işlevinden sonraki işaret, yeterli SNR

Ayrıca oto-korelâsyon işlevini birçok kez tekrarlayıp basit ortalama alma ile rasgele karakterdeki gürültü biraz daha süzülebilir. Şekilde sağda bu işlev sonrası elde edilen video işareti gösterilmiştir.

 

 Şekil 4’ te bu duruma ait ekran çıktısının elde edilmesi gösterilmiştir. 

 Şekil-4:

TEMPEST alıcısında analizden sonraki ekran (solda) Gürültülü orijinal veri,

(sağda) Korelasyon ve ortalama işlevinden sonraki ekran

 Görüldüğü gibi, TEMPEST bir nevi elektromanyetik dinleme anlamına gelmektedir.Özellikle bilgisayar ekranı, kabloları, klavyesi, modem kablosu ve hatta havalandırma panellerinden oluşan istenmeyen sızıntıların kaydedilip, güçlü ve akıllı algoritmalar yardımıyla bir kullanıcının ekranındaki görüntüyü aynen istenen bir başka yerde oluşturmak söz konusudur.

Ülkemizde TEMPEST:

  Türkiye'de ise ASELSAN ve TÜBİTAK'ın  TEMPEST güvenliğiyle yakında ilgilendiği şüphe götürmez.Şöyle ki hepimize ilgilendiren bazı sınavların (KPSS-ÖSS-DGS vb. ) sınav soru kitapçıklarının basıldığı matbaanın ASELSAN tarafından geliştirilmiş bir "elektromanyetik bulut" tarafından korunmaktadır. Bu "bulutun" amacının matbaada çalışan personelin cep telefonu veya herhangi bir telsiz telefon aygıtıyla soruları dışarı aktarmasını engellemek olduğu söyleniyordu. Herhalde bu bulut matbaa'da soru kitapçıkların hazırlanmasında kullanılan dizgi bilgisayarlarının, tarayıcıların veya yazıcıların elektromanyetik salınımlarını da örtmeye yaradığı söylenebilir. Bunun dışında, ASELSAN'ın kendi sitesindeki çeşitli askeri iletişim malzemeleriyle ilgili sayfalarında TEMPEST standartlarına uyan bilgisayarlar da var. Örnek olarak, DT-7251 Taktik Kontrol/Komuta Terminali (TAKTER-PC) 486DX2 tabanlı, TEMPEST ve EMI/RFI MIL-STD-461C standartlarına uyan bir PC (EMI/RFI, Electromagnetic Interference/Radio Frequency Interference yani Elektromanyetik ve Radyo dalga Girişim demek). Türkiye'nin yurtdışı konsolosluk ve elçiliklerinde kripto aygıtları "Strong Room" adı verilen TEMPEST zırhlı odalarda çalışmaktadır. 

TEMPEST Standartı Nedir?

  Elektromanyetik Dinlemenin yapılabilirliği ABD'de 1950'li yıllardan beri bilinmekteydi.Bu konuda yapılan araştırmalar sonucu, devlet ve askeri kuruluşları elektromanyetik casusluktan korumak için TEMPEST isminde, elektronik aygıtların elektromanyetik ışınım düzeylerinin azami sınırlarını ve zırhlanma metotlarını belirleyen bir standart çıkartıldı. TEMPEST kelimesinin bir kısaltma olup olmadığına dair tartışmalar olsa da, genellikle "Transient ElectroMagnetic Pulse Standard" (yani " Elektromanyetik Salınım Standardı") kelimelerinin kısaltması olduğu düşünülüyor.

  Bu standart defalarca isim değiştirerek güncellendi. Son bilinen haliyle adı NACSIM 5100 ve gizli. NATO'nun da AMSG 720B Açık verici Yayınımlar Laboratuar Test Standardı isminde bir standardı bulunmaktadır.Fransa'da kriptografi konularıyla yakından ilgilenen SCSSI (Service Central de la Sécurité des Systèmes d'Information veya Bilgiişlem Sistemleri Merkezi Güvenlik Servisi), Almanya'da Ulusal İletişim Masası ve İngiltere'de GCHQ (Government Communications Headquarters veya Devlet İletişim Başmüdürlüğü) TEMPEST konusuyla ilgilenmektedirler. 

Değerli EMOGENÇ Gaün blog takipçilerimiz,bu yazımızda size biraz daha farklı bir konu üzerinde bilgi vermek istedim.İşimiz teknik olduğu için ve bizler mühendis olduğumuz için de ayrıca standartlar ve yönetmelikler konusunda çoğu bilgiye sahip olmamız gerekmektedir.Çünkü her yapılan cihaz,sistem veya proje mutlak suretle bir standarda veya yönetmeliğe uymalıdır.

Bir sonraki yazı dizimizde görüşmek dileğiyle,

Unutmayalım bilgi güç demektir ve bilgi paylaştıkça güçlenir...

 

Gökhan TERZİ

Elk.-Elo. Müh. ve Öğr.