Аналіз стійкості електронних схем до електро-магнітних імпульсних атак

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.

У роботі проаналізовано проблематику вразливості сучасних цифрових систем та апаратних засобів до навмисних електромагнітних імпульсних атак (IEMI). Розглянуто механізми виникнення апаратних збоїв 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 електромагнітної сумісності (ДСТУ IEC 61000-4-2) і включає оптимізацію топології багатошарових друкованих плат, локальне екранування критичних вузлів та застосування швидкісної компонентної фільтрації.