Strahlung eindämmen
Informationsverarbeitende Geräte wie Computer, Switche oder Router strahlen über diese elektromagnetische Strahlung Hinweise auf die gerade verarbeiteten Informationen ab. Diese informationstragende Abstrahlung wird auch bloßstellende Abstrahlung genannt. Wenn ein Angreifer die bloßstellende Abstrahlung in einiger Entfernung, z.B. in einem Nachbarhaus oder auch in einem in der Nähe abgestellten Fahrzeug empfängt, kann daraus häufig die Information rekonstruiert werden und die Vertraulichkeit der Daten ist nicht mehr gewährleistet. Die Grenzwerte der EMV-Normen reichen im Allgemeinen nicht aus, um das Abhören der bloßstellenden Abstrahlung zu verhindern. Gerade deswegen müssen in Rechenzentren und vor allem in IT-Sicherheitsräumen zusätzliche Maßnahmen getroffen werden, um die HF-Strahlung so stark wie möglich einzudämmen. Die Normung zur EMV legt für Produkte und Umgebungsbereiche Grenzwerte der Störaussendung in definierten Frequenz- und Feldstärkebereichen fest, z.B. in DIN EN55022 (VDE0878-22):2011-12. Das System aus diesen Grenzwerten und den in DIN EN55024 (VDE0878-24):2011-09 beschriebenen abgestuften Anforderungen zur Störfestigkeit von Informationstechnischen Einrichtungen stellt im alltäglichen Betrieb die elektromagnetische Verträglichkeit zwischen Geräten aller Arten und den IT-Einrichtungen weitestgehend sicher. Für natürlich entstehende Felder (beispielsweise LEMP – Lightning Electro Magnetic Pulse) ebenso wie für künstlich hervorgerufene impulsförmige Hochfrequenzfelder gibt es keine normativ festgelegten Schutzanforderungen, es sind jedoch zur Abschätzung des Gefährdungspotenzials Bedrohungswerte beschrieben, beispielsweise in der Norm VG95371-10:2011-09 (für ‚Verteidigungs-Geräte‘).
Schädliche Strahlung?
Zusätzlich muss bei hohem oder sehr hohem Schutzbedarf in Bezug auf die Vertraulichkeit geprüft werden, ob der Einsatz abstrahlarmer oder abstrahlgeschützter Geräte zweckmäßig oder sogar erforderlich ist. Dafür sind die sogenannten ‚Tempest‘-Kriterien verantwortlich, die abstrahlgeschützte Geräte erfüllen müssen. Eine Liste von entsprechenden Herstellern und Geräten findet sich auf der Webseite des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) in der offiziellen Produktübersicht BSI TL 03305. EMV in diesem Sinne umfasst übrigens keine Beeinflussung biologischer Systeme. Ob und ab welcher Stärke die Strahlung für Menschen schädlich ist, wird durch andere Normen definiert, u.a. die Richtlinie 2004/40/EG zur EMF (EMVU) zum Schutz von Arbeitnehmern vor elektromagnetischen Feldern. Abstrahlung zu verhindern oder zu vermindern bedeutet immer Schirmung. Ein komplett geschlossener metallischer Raum lässt keine Strahlung nach außen durch, das Problem bloßstellende Abstrahlung gibt es nicht. Die Schirmung einer schlitzfreien elektrisch leitenden Hülle beruht (nach einer einfachen Modellvorstellung) im hochfrequenten elektromagnetischen Feld auf Absorption. In der leitenden Schirmschicht werden Ladungsträger verschoben, was Ausgleichsströme bedeutet, die durch den Widerstand im Material der Hülle in Wärme umgewandelt werden. Der Stromverdrängungseffekt (Skin-Effekt) bewirkt, dass die Ausgleichsströme in Abhängigkeit vom Schirmmaterial und dem Frequenzspektrum des auftreffenden Feldes nur bis zu einer berechenbaren Eindringtiefe geführt werden und somit, bei ausreichender Schirmdicke, das Feld nicht in den Innenraum einkoppeln und von innen nach außen abstrahlen kann. Doch IT-Sicherheitsräume benötigen selbstverständlich Zugänge. Wandelemente müssen für die Installation und für spätere Änderungen abnehmbar sein, ausreichend große Türen sind ebenfalls notwendig, um den Zugang für die Hardware und Bedienpersonal zu erlauben. Negativ wirken sich zusätzlich Ausbrüche für Einbauelemente, Klimatisierungsmaßnahmen oder Sichtflächen aus sowie die eingeschränkte elektrische Leitfähigkeit der Materialien durch Korrosionsschutz.
Abschätzung erforderlich
Für einen IT-Sicherheitsraum ist in der Realität also ein Kompromiss erforderlich. Die Öffnungen in der Außenhülle müssen so klein wie möglich sein und den spezifischen Ausbreitungseigenschaften von hochfrequenten Schwingungen entgegenwirken. Dabei lautet ein Grundsatz: Je größer (rechteckige Öffnungen/Fugen: längste Seite; runde Öffnung: Durchmesser) die schlecht geschirmte Öffnung, umso eher fällt die Schirmwirkung im betrachteten Frequenzbereich zu niedrigeren Werten ab. Die charakteristischen Merkmale eines elektromagnetischen Feldes, das von einer IT-Einrichtung abgestrahlt wird oder von außen auf die IT-Einrichtung einwirken kann, sind in der Frequenz/dem Frequenzbereich und der Feldstärke gegeben. Je höher die Frequenz des auftreffenden elektromagnetischen Felds ist, desto negativer wirken sich Öffnungen in der Hülle aus. Daher sind einige Punkte wie die Verwendung spezieller Dichtungen und Kabeldurchführungen oder der Einsatz von Filter-Steckverbindern zu beachten. Grundsätzlich bestimmt dabei die konstruktive Ausführung des Dichtungssystems weitgehend die Schirmdämpfung. Je mehr Befestigungspunkte für Wände und Scharnier- und Verschlussdruckpunkte für Türen vorhanden sind und je gleichmäßiger damit der Anpressdruck und der Kontakt (niedrige Impedanz) von Hülle und Tür/Deckel entlang den Dichtungen sind, umso näher kommt man dem Ideal.
