Розмір шрифта:
АНАЛІЗ СТІЙКОСТІ ЕЛЕКТРОННИХ СХЕМ ДО ЕЛЕКТРО-МАГНІТНИХ ІМПУЛЬСНИХ АТАК
Остання редакція: 2026-05-04
Анотація
У роботі проаналізовано проблематику вразливості сучасних цифрових систем та апаратних засобів до навмисних електромагнітних імпульсних атак (IEMI). Розглянуто механізми виникнення апаратних збо-їв на фізичному рівні, таких як «м’які помилки» (bit-flips), фазове тремтіння тактових генераторів та хибне спрацьовування кіл скидання мікроконтролерів під дією наносекундних надширокосмугових імпульсів. Доведено неефективність суто програмних методів кібербезпеки проти таких загроз. Запропоновано комплексний підхід до забезпечення апаратної стійкості, що базується на вимогах стандартів електро-магнітної сумісності (ДСТУ IEC 61000-4-2) і включає оптимізацію топології багатошарових друкованих плат, локальне екранування критичних вузлів та застосування швидкісної компонентної фільтрації.
ANALYSIS OF THE RESISTANCE OF ELECTRONIC CIRCUITS TO ELECTROMAGNETIC PULSE ATTACKS
Abstract:
The paper analyzes the vulnerability of modern digital systems and hardware to intentional electromagnetic interference (IEMI) attacks. The mechanisms of hardware failures at the physical level, such as soft errors (bit-flips), clock generator phase jitter, and false triggering of microcontroller reset circuits under the influence of nanosecond ultra-wideband pulses, are considered. The inefficiency of purely software cybersecurity methods against such threats is proven. A comprehensive approach to ensuring hardware resilience is proposed, based on the requirements of electromagnetic compatibility standards (IEC 61000-4-2), which includes the optimization of multilayer printed circuit board topology, local shielding of critical nodes, and the use of high-speed component filtering.
ANALYSIS OF THE RESISTANCE OF ELECTRONIC CIRCUITS TO ELECTROMAGNETIC PULSE ATTACKS
Abstract:
The paper analyzes the vulnerability of modern digital systems and hardware to intentional electromagnetic interference (IEMI) attacks. The mechanisms of hardware failures at the physical level, such as soft errors (bit-flips), clock generator phase jitter, and false triggering of microcontroller reset circuits under the influence of nanosecond ultra-wideband pulses, are considered. The inefficiency of purely software cybersecurity methods against such threats is proven. A comprehensive approach to ensuring hardware resilience is proposed, based on the requirements of electromagnetic compatibility standards (IEC 61000-4-2), which includes the optimization of multilayer printed circuit board topology, local shielding of critical nodes, and the use of high-speed component filtering.
Ключові слова
навмисні електромагнітні атаки; IEMI; електромагнітна сумісність; апаратна безпека; екранування друкованих плат; м'які помилки; TVS-діоди; intentional electromagnetic attacks; electromagnetic compatibility; hardware security; PCB shielding; soft errors
Посилання
1. Стандарт ЕМС і сертифікація. URL: https://pneumatyka.com.ua/p/standart-emc-i-sertifikaciya (дата звернення: 21.03.2026).
2. Лазебний В. С., Пілінський В. В., Швайченко В. Б. Електромагнітна сумісність електронних засобів. [Навчальний посібник]. – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023. (дата звернення: 22.03.2026).
3. Плугін В. Є., Плугіна О. А. Конспект лекцій з дисципліни «Електромагнітна сумісність у системах електроспожи-вання». URL:https://eprints.kname.edu.ua/48989/1/2018%20%D0%BF%D0%B5%D1%87.%20134%D0%9B%20%D0%9A%D0%9E%D0%9D%D0%A1%D0%9F%D0%95%D0%9A%D0%A2%20%D0%95%D0%9C%D0%A1.doc.pdf (дата звернення 24.03.2026).
4. ДСТУ IEC 61000-4-2:2008. Електромагнітна сумісність. Частина 4-2. Методи випробування та вимірювання. Ви-пробування на несприйнятливість до електростатичних розрядів. URL: https://vtechworks.lib.vt.edu/ server/api/core/bitstreams/5e7802ec-ed7c-43de-8f93-23460a50df74/content (дата звернення: 24.03.2026).
5. Методи екранування друкованих плат для контролю електромагнітних перешкод і відповідності стандартам елек-тромагнітної сумісності. [Електронний ресурс]. – URL: https://hilelectronic.com/uk/pcb-shielding/ (дата звернення 27.03.2026).
6. Electromagnetic Interference Attacks on Cyber–Physical Systems: Theory, Demonstration, and Defense. [Електронний ресурс]. – URL: https://vtechworks.lib.vt.edu/server/api/core/bitstreams/5e7802ec-ed7c-43de-8f93-23460a50df74/content (дата звернення 01.04.2026).
2. Лазебний В. С., Пілінський В. В., Швайченко В. Б. Електромагнітна сумісність електронних засобів. [Навчальний посібник]. – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023. (дата звернення: 22.03.2026).
3. Плугін В. Є., Плугіна О. А. Конспект лекцій з дисципліни «Електромагнітна сумісність у системах електроспожи-вання». URL:https://eprints.kname.edu.ua/48989/1/2018%20%D0%BF%D0%B5%D1%87.%20134%D0%9B%20%D0%9A%D0%9E%D0%9D%D0%A1%D0%9F%D0%95%D0%9A%D0%A2%20%D0%95%D0%9C%D0%A1.doc.pdf (дата звернення 24.03.2026).
4. ДСТУ IEC 61000-4-2:2008. Електромагнітна сумісність. Частина 4-2. Методи випробування та вимірювання. Ви-пробування на несприйнятливість до електростатичних розрядів. URL: https://vtechworks.lib.vt.edu/ server/api/core/bitstreams/5e7802ec-ed7c-43de-8f93-23460a50df74/content (дата звернення: 24.03.2026).
5. Методи екранування друкованих плат для контролю електромагнітних перешкод і відповідності стандартам елек-тромагнітної сумісності. [Електронний ресурс]. – URL: https://hilelectronic.com/uk/pcb-shielding/ (дата звернення 27.03.2026).
6. Electromagnetic Interference Attacks on Cyber–Physical Systems: Theory, Demonstration, and Defense. [Електронний ресурс]. – URL: https://vtechworks.lib.vt.edu/server/api/core/bitstreams/5e7802ec-ed7c-43de-8f93-23460a50df74/content (дата звернення 01.04.2026).
Повний текст:
PDF