Attacchi Tempest: Analisi e contromisure

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ACOLTÀ DI CIENZE TECNOLOGICHE E DELL INNOVAZIONE

____________________________________

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ORSO DI AUREA IN

I - L8

NGEGNERIA INFORMATICA

Prova Finale in

F

ISICA

TEMPEST: ANALISI E CONTROMISURE

ATTACCHI

R C

ELATORE ANDIDATO

D L M

Chiar.mo E UCA ARCO

Prof. Guattari Giorgio M . 0082300628

ATR

Anno Accademico 2024-2025

INDICE

1. INTRODUZIONE ................................................................................................. 2

1.1. INTRODUZIONE AL PROBLEMA DELLE EMISSIONI

ELETTROMAGNETICHE INDESIDERATE ......................................................... 2

1.2. OBIETTIVI E STRUTTURA DELLA TESI ............................................... 3

2. FONDAMENTI FISICI ........................................................................................ 5

2.1. CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI .......................................................... 5

2.2. CAMPI ELETTROMAGNETICI ................................................................. 7

2.3. GENERAZIONE DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE ................... 8

2.4. EQUAZIONI DI MAXWELL ...................................................................... 9

2.5. PROPAGAZIONE E ATTENUAZIONE................................................... 11

3. ATTACCHI TEMPEST ...................................................................................... 12

3.1. DEFINIZIONE E PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO ............................. 12

3.2. TIPOLOGIE DI ATTACCHI TEMPEST .................................................. 13

3.3. CASO DI STUDIO: VAN ECK PHREAKING ......................................... 15

4. TECNOLOGIE DI PROTEZIONE E DIFESA TEMPEST ............................... 17

4.1. SCHERMATURE E ISOLAMENTO ELETTROMAGNETICO .............. 17

4.2. FILTRAGGIO ............................................................................................ 19

4.3. TECNICHE AVANZATE DI PROTEZIONE: IL SISTEMA HONEYPOT

…………………………………………………………………………… 20

CONCLUSIONI .......................................................................................................... 22

INDICE DELLE FIGURE .......................................................................................... 23

BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................... 24

1

1. INTRODUZIONE

Nell’attuale era tecnologica, caratterizzata dalla diffusione capillare di dispositivi

elettronici e sistemi di comunicazione digitale, la protezione delle informazioni

riservate assume un ruolo sempre più centrale. Generalmente si pone grande

attenzione a minacce informatiche tradizionali come virus, malware e intrusioni

hacker, che vengono continuamente studiate e affrontate con metodi sempre più

avanzati; tuttavia, oltre questi pericoli ormai conosciuti, ne esistono altri meno

evidenti ma non per questo meno gravi, derivanti da emissioni elettromagnetiche

involontarie.

1.1. INTRODUZIONE AL PROBLEMA DELLE

EMISSIONI ELETTROMAGNETICHE

INDESIDERATE

I dispositivi elettronici, durante il loro normale funzionamento, generano emissioni

elettromagnetiche. Si tratta di un fenomeno inevitabile dovuto alla variazione delle

correnti elettriche nei circuiti interni, che produce onde elettromagnetiche irradiate

nell’ambiente circostante. Queste emissioni sono solitamente considerate un effetto

collaterale del normale utilizzo dei dispositivi e non rappresentano un problema per

la maggior parte degli utenti. Tuttavia, diversi studi hanno mostrato che queste onde

possono contenere tracce di informazioni riconducibili ai dati elaborati dal

dispositivo, rendendone possibile l’intercettazione da parte di soggetti esterni. Ciò

significa che un potenziale attaccante potrebbe riuscire a ricostruire il contenuto

delle informazioni semplicemente captando le emissioni elettromagnetiche emesse

dal sistema e soprattutto senza accedere fisicamente al dispositivo bersaglio.

Questo tipo di vulnerabilità ha attirato l’attenzione della comunità scientifica sin

dagli anni ’80, quando furono condotti esperimenti dimostrativi in grado di

intercettare segnali da dispositivi elettronici a distanza.

2

Tra i casi più noti c’è quello del Van Eck Phreaking, che sarà approfondito

successivamente all’interno dell’elaborato. La consapevolezza di questo pericolo

ha portato allo sviluppo di strategie di protezione e alla definizione di standard di

sicurezza specifici, tra cui il noto standard TEMPEST, originariamente progettato

in ambito governativo e militare per limitare le emissioni elettromagnetiche

compromettenti e ridurre il rischio di intercettazione non autorizzata.

1.2. OBIETTIVI E STRUTTURA DELLA TESI

L’obiettivo principale di questa tesi è fornire un’analisi approfondita del fenomeno

delle emissioni elettromagnetiche indesiderate, con un particolare focus sui principi

fisici che regolano la loro generazione e propagazione. Saranno inoltre illustrate le

tecniche di attacco e le relative contromisure.

L’elaborato è così strutturato:

Nel secondo capitolo si presenteranno i fondamenti teorici essenziali, con un

approfondimento mirato ai campi elettrici e magnetici, alla loro interazione per

formare campi elettromagnetici e alle leggi fondamentali (equazioni di Maxwell)

che descrivono la generazione e la diffusione delle onde elettromagnetiche nello

spazio.

Nel terzo capitolo verrà affrontato nel dettaglio il concetto di "attacco TEMPEST",

analizzandone le modalità operative e descrivendo alcune delle tipologie principali.

Particolare attenzione sarà dedicata al caso del Van Eck Phreaking, il più noto e

documentato di tali attacchi.

Nel secondo capitolo si presenteranno i fondamenti teorici essenziali, con un

approfondimento mirato ai campi elettrici e magnetici, alla loro interazione per

formare campi elettromagnetici e alle leggi fondamentali (equazioni di Maxwell)

che descrivono la generazione e la diffusione delle onde elettromagnetiche nello

spazio. 3

Nel terzo capitolo verrà affrontato nel dettaglio il concetto di "attacco TEMPEST",

analizzandone le modalità operative e descrivendo alcune delle tipologie principali.

Particolare attenzione sarà dedicata al caso del Van Eck Phreaking, il più noto e

documentato di tali attacchi.

Nel quarto capitolo, invece, saranno presentate le principali strategie di protezione

contro questi attacchi, descrivendo le tecnologie più utilizzate in campo TEMPEST

per la difesa delle informazioni riservate. Si approfondiranno in particolare i

concetti di schermatura elettromagnetica, filtraggio dei segnali e approcci

innovativi di protezione delle informazioni.

Infine, nel quinto e ultimo capitolo, si proporrà una sintesi complessiva del lavoro

svolto, evidenziando i risultati più rilevanti emersi dalla trattazione e indicando

eventuali sviluppi futuri in questo ambito.

4

2. FONDAMENTI FISICI

Per comprendere appieno la natura delle emissioni elettromagnetiche, è necessario

fare riferimento ai fenomeni fisici che ne determinano l’origine. In questo capitolo

si introducono le nozioni fondamentali dell’elettromagnetismo, con l’obiettivo di

fornire gli strumenti teorici utili alla comprensione dei meccanismi coinvolti nella

trasmissione involontaria di informazioni.

2.1. CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI

Per capire come si comporta un campo elettromagnetico, bisogna partire dalle sue

due componenti principali: il campo elettrico e quello magnetico.

Il campo elettrico è una grandezza vettoriale che descrive l’azione esercitata da una

carica elettrica su un’altra nelle sue vicinanze. In termini operativi, rappresenta la

forza per unità di carica che agirebbe su una carica di prova positiva posta in un

punto qualsiasi dello spazio. Nel caso più semplice, quello di una carica puntiforme

ferma nel vuoto, il campo è descritto dalla legge di Coulomb:

1

�⃗ = · · ̂

2

4

0

dove è la carica sorgente, la distanza dal punto di osservazione, il versore

̂

radiale e la costante dielettrica del vuoto.

0

Per una carica positiva, il campo è diretto radialmente verso l’esterno; per una carica

negativa è diretto radialmente verso l’interno.

Figura 2.1 Linee di campo elettrico generate da una carica puntiforme positiva

5

Figura 2.2 Linee di campo elettrico generate da una carica puntiforme negativa

Il campo magnetico è anch’esso una grandezza vettoriale e si manifesta in presenza

di cariche in movimento, ovvero di correnti elettriche. Agisce esclusivamente su

particelle cariche in moto, risultando nullo nel caso di cariche statiche.

Un classico esempio è il campo generato da un filo rettilineo indefinito percorso da

corrente. In questo caso, le linee di campo formano circonferenze concentriche

attorno al filo, e il loro verso è determinato dalla regola della mano destra: se si

orienta il pollice della mano destra nel verso della corrente, la rotazione delle altre

dita chiuse attorno al filo indica il verso del campo magnetico. A differenza del

campo elettrico, il campo magnetico non ha sorgenti isolate. Le sue linee di forza

sono sempre chiuse: non esistono punti nello spazio da cui il campo inizi o termini.

Figura 2.3 Linee di campo magnetico generate da un magnete a barra

Una carica in movimento in un campo magnetico