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窃听者在一定范围内通过天线接收到的计算机视频信号,可以对计算机显示的明文信息进行还原,从而对涉密信息进行窃密。这种信息窃取方式更及时、准确、广泛、连续,使涉密信息的安全受到严重威胁。实验证明,视频信息主要是通过高频部分泄漏的。目前,由于计算机显示单元处理速度的提高,其像素频率及其谐波已达到甚高频段(VHF,30MHz~300MHz)。根据天线传输理论,在该频段上,整个显示单元都能形成有效发射,成为泄漏源。
软件TEMPEST方法是近年来发展起来的全新的信息安全防护方法,它通过软件方式有效改变造成电磁信息泄漏的信号高频部分,达到信息防护的目的。由于视频信号的高频部分主要集中在显示图像的边缘、轮廓和某些纹理的法线方向上,代表了图像的细节变化,使用一般方法对该部分的处理势必会引起图像质量下降。如何解决降低视频信号的高频部分和保证图像质量间的矛盾,将是本文主要解决的问题。
本文利用小波分析的多分辨率分析特性及方向选择能力与人眼视觉系统HVS特性相符的原理,提出了基于小波分析的两种视频信息防泄漏技术,即数字滤波技术和伪发射技术。数字滤波技术对视频信号进行小波数字滤波处理,在保证图像质量的同时,降低视频信号的高频部分,使接收机接收到的波瓣信息不完整;伪发射技术则是用小波分析方式将抖动图像的各级高频系数经调制后部分替换原始图像的同级高频系数,从而在原始图像中有意嵌入了一幅经过调制抖动的图像,使窃听者接收到与显示器显示完全不同的视频信息,从而隐藏计算机原有视频信息。
文中运用MATLAB中的小波工具模拟实现了上述两种视频信息防泄漏技术,并通过视频信号还原试验,验证了其有效性与可行性。