Bu jismoniy ob'ektlarni yo'q qilish uchun rezonanslardan foydalanish mavzusidagi ikkinchi maqola.
"Stuxnet virusining ruscha izi" birinchi maqolasi kirish qismi bo'lib, keng ommaga mo'ljallangan edi.
Bu usul bilan batafsil tanishish va birinchi navbatda, rezonansning vizual misoli bilan videoni tomosha qilish vaqti keldi, shundan keyin men maqolaning mavzusi aniqroq bo'ladi deb o'ylayman, chunki yuz marta o'qishdan ko'ra, bir marta ko'rish yaxshiroqdir…
Mana video:
Mana, boshqasi:
Shuning uchun, rezonansga hurmat bilan munosabatda bo'ling.
Shunday mashhur, Stuxnetga noma'lum
Dunyoga mashhur Stuxnet virusi hozircha qandaydir dahshatli hikoyaga aylandi, bu haqda hamma biladi, lekin u ikki yil davomida uranni boyitish uchun santrifüjlarni qanday yashirincha yo'q qilganini hech kim to'liq tushunmaydi. Bu hatto sabotaj emas, balki sabotajning yanada murakkab usuli - sabotaj.
O'ylab ko'ring, ikki yil davomida yuzlab sentrifugalar doimiy ravishda buziladi, ishlab chiqarishning barcha jadvallari buziladi, mutaxassislar "quloqlariga" chaqiriladi va Belarusdan virus aniqlangani haqida xabar kelmaguncha hech narsa qila olmaydi. jangovar yuk Siemens sanoat avtomatizatsiyasi uchun ichki dasturiy ta'minotni yangilash modullari edi.
Keyinchalik bu virus Stuxnet deb nomlandi. Biz ishlatilgan infektsiya usulini, uning yadro darajasiga o'tish usullarini va Simatic S7 nazoratchilarining parollarini mahalliy tarmoqdagi parol bilan himoyalash usulini aniqladik. Biz santrifüj guruhi boshqaruvchisining virus bilan yangilangan dasturidan nimadir tushundik.
Ammo hech kim bu sabotajda uskunani o'chirishning jismoniy usulini tushuntirmagan. Shuning uchun, biz o'zimiz bu eng muhim topishmoqni aniqlashga harakat qilamiz.
Biz nimani bilamiz
Mana, bu atrof -muhit modullari bilan yig'ilgan Simatic S7 kontroller:
Mikroprotsessor blokining o'zi ko'k kalitli quti, qolgan hamma narsa tashqi qurilmalar. Mikrokontroller dasturi (maxsus STEP 7 tarjimon tili ishlatiladi) ichki flesh xotirada joylashgan. Tekshirgichning o'zi dasturiy ta'minoti va dasturiy ta'minotini yangilash tarmoq orqali yoki jismoniy, olinadigan flesh -disk orqali amalga oshiriladi. Bunday tekshirgichlar bir vaqtning o'zida 31 ta gaz santrifugasi uchun guruhli boshqaruv moslamalari edi.
Ammo ular santrifüjlarni to'g'ridan -to'g'ri boshqa qurilmalar - elektr motorini ishlatish uchun chastota konvertori orqali, taxminan quyidagicha sindirishdi:
Har xil kuchdagi asenkron elektr motorlar uchun chastotali konvertorlar (konvertorlar) shunday ko'rinadi. Nom bu qurilmaning funktsional maqsadini nazarda tutadi, u standart tarmoqning kuchlanishini (uch fazali 360V) har xil chastotali va boshqa darajadagi uch fazali kuchlanishga aylantiradi. Voltaj konvertatsiyasi tarmoq signallari orqali boshqariladi yoki qo'lda boshqaruv panelidan o'rnatiladi.
Bitta Simatic S7 boshqaruvchisi zudlik bilan chastota konvertorlari guruhini (31 ta qurilma) boshqargan, bu 31 sentrifugalar uchun guruhli boshqaruv bloki edi.
Mutaxassislar aniqlaganidek, Stuxnet virusi guruh boshqaruvi dasturiy ta'minotining semantikasiga jiddiy o'zgartirishlar kiritgan va ular Simatic S7 kontrollerining o'zgartirilgan dasturi orqali chastota konvertorlariga guruhli boshqaruv buyruqlarini berishni santrifüj buzilishining bevosita sababi deb hisoblashgan..
Virus tomonidan o'zgartirilgan boshqaruv moslamasining dasturiy ta'minoti har bir chastota konvertorining ish chastotasini besh soatlik intervalda bir marta 15 daqiqaga va shunga mos ravishda unga ulangan santrifüjli elektr motorining aylanish tezligini o'zgartirdi.
Semantik tadqiqotida shunday tasvirlangan:
Shunday qilib, dvigatelning tezligi 1410 Gts dan 2 Gts dan 1064 Gts gacha o'zgaradi va keyin yana takrorlanadi. Eslatib o'tamiz, bu vaqtda normal ish chastotasi 807 dan 1210 Gts gacha bo'lishi kerak.
Shunday qilib, dvigatel tezligi 1410 Gts dan 2 Gts tezlikda 1064 Gts gacha o'zgaradi va keyin orqaga qaytadi. Eslatib o'tamiz, bu vaqtda normal ish chastotasi 807 Gts va 1210 Gts orasida saqlangan.
Va buning asosida semantik xulosa qilinadi:
Shunday qilib, Stuxnet har xil vaqtda har xil tezlikda motorni sekinlashtirish yoki tezlashtirish orqali tizimni sabotaj qiladi
(Shunday qilib, Stuxnet har xil vaqtda har xil tezlikda dvigatelni sekinlashtirish yoki tezlashtirish orqali tizimni buzadi.)
Fizika va elektrotexnika sohasini faqat o'rta maktabda biladigan zamonaviy dasturchilar uchun bu etarli bo'lishi mumkin, lekin malakali mutaxassislar uchun bunday tushuntirish izchil emas. Santrifüj rotorining aylanish tezligining ruxsat etilgan diapazonda o'zgarishi va ish chastotasining nominal qiymatdan 200 Gts (taxminan 15%) qisqa muddatda oshib ketishi uskunaning katta buzilishiga olib kelmaydi.
Ba'zi texnik tafsilotlar
Boyitilgan uran ishlab chiqarish uchun gaz santrifugalari kaskadi quyidagicha ko'rinadi:
Uranni boyitish fabrikalarida bunday kaskadlar o'nlab, tsentrifugalarning umumiy soni 20-30 mingdan oshadi …
Santrifuganing o'zi dizayndagi juda oddiy qurilma, uning sxematik chizilgani:
Ammo bu konstruktiv soddalik aldamchi, haqiqat shundaki, uzunligi taxminan ikki metr bo'lgan bunday santrifüjning rotori taxminan 50.000 rpm tezlikda aylanadi. Deyarli ikki metr uzunlikdagi fazoviy konfiguratsiyaga ega rotorni muvozanatlash juda qiyin ish.
Bunga qo'shimcha ravishda, rulmanlarda rotorni to'xtatib turishning maxsus usullari talab qilinadi, buning uchun murakkab o'z-o'zidan tebranadigan magnit suspenziya bilan jihozlangan maxsus egiluvchan ignali rulmanlar ishlatiladi.
Gaz santrifüjlarining ishonchliligi uchun asosiy muammo mexanik strukturaning rezonansidir, bu rotorning aylanish tezligi bilan bog'liq. Gaz santrifüjlari hatto shu asosda tasniflanadi. Rotor tezligida rezonansdan yuqori bo'lgan santrifüj superkritik, pastda - subkritik deb ataladi.
Rotor tezligi mexanik rezonans chastotasi deb o'ylamang. Hech narsa, mexanik rezonans, santrifüj rotorining juda murakkab munosabatlar orqali aylanish tezligi bilan bog'liq emas. Rezonans chastotasi va rotor tezligi kattalik tartibida farq qilishi mumkin.
Masalan, santrifüjning odatdagi rezonans maydoni 10Hz-100Hz diapazonidagi chastota, rotor tezligi esa 40-50 ming rpm. Bundan tashqari, rezonans chastotasi o'zgarmas parametr emas, balki suzuvchi bo'lib, u santrifuganing hozirgi ish rejimiga (birinchi navbatda gaz harorati zichligi) va rotorning ishlab chiqarish strukturasidagi teskari ta'siriga bog'liq.
Uskunani ishlab chiqaruvchining asosiy vazifasi - tsentrifuganing tebranish (rezonanslar) rejimida ishlashiga yo'l qo'ymaslik; buning uchun tebranish darajasi uchun avtomatik favqulodda blokirovka qilish tizimlari (kuchlanish o'lchagichlari), mexanik strukturaning rezonansiga olib keladigan rotor tezligida ishlash (takometrlar).), dvigatelning oqim yuklarining oshishi (tok himoyasi).
Favqulodda vaziyatlar tizimlari hech qachon o'rnatishni normal ishlashi uchun javobgar bo'lgan uskunalar bilan birlashtirilmaydi, ular alohida, odatda ishni to'xtatish uchun juda oddiy elektromexanik tizimlar (oddiy favqulodda kalitlar). Shunday qilib, siz ularni dasturiy ravishda o'chira olmaysiz va qayta sozlay olmaysiz.
AQSh va Isroildan kelgan hamkasblar umuman ahamiyatsiz vazifani hal qilishlari kerak edi, - xavfsizlik avtomatlarini ishga tushirmasdan santrifüjni yo'q qiling.
Va endi bu qanday amalga oshirilgani noma'lum
Symantik mutaxassislarining tadqiqotlarini rus tiliga tarjima qilgan "NAUTSILUS" ilmiy markazi tarjimonlarining yengil qo'li bilan, Symantik hisobotini asl nusxasida o'qimagan ko'plab mutaxassislar baxtsiz hodisa ish kuchlanishidan kelib chiqqan, degan fikrga ega edilar. Santrifüj elektr motorining chastotasi 2 Gts gacha kamayadi.
Bu unday emas, to'g'ri tarjima maqola matni boshida berilgan.
Va asosan, yuqori tezlikli indüksiyon motorining besleme zo'riqishining chastotasini 2 Gtsgacha kamaytirish mumkin emas. Bunday past chastotali kuchlanishni sariqlarga qisqa muddatli etkazib berish ham sarg'ishlarda qisqa tutashuvni keltirib chiqaradi va tok himoyasini ishga soladi.
Hammasi ancha aqlli bajarildi.
Quyida tasvirlangan elektromexanik tizimlarda rezonans qo'zg'atish usuli yangi deb da'vo qilishi mumkin va men uning muallifi hisoblanaman, lekin u Stuxnet virusi mualliflari tomonidan ishlatilgan, shuning uchun, afsuski, u faqat plagiat bo'lib qolaveradi..
Va shunga qaramay, men barmoqlarim bilan tushuntiraman, shu bilan birga fizika asoslari bo'yicha o'quv dasturini o'tkazaman. Tasavvur qiling, katta yuk, masalan, bir tonna, kabelga osilgan, aytaylik, uzunligi 10 metr. Biz o'ziga xos rezonans chastotali eng oddiy mayatnikni oldik.
Aytaylik, siz kichkina barmog'ingiz bilan 1 kg kuch sarflab silkitmoqchisiz. Bitta urinish ko'rinadigan natijaga olib kelmaydi.
Bu shuni anglatadiki, siz uni bir necha marta, 1000 marta aytganda, bir necha marta bosishingiz kerak, keyin taxmin qilishimiz mumkinki, bunday ko'p urinish bir tonnaga bitta urinishga teng bo'ladi. Bunday mayatnikni aylantirish uchun etarli.
Shunday qilib, biz taktikani o'zgartiramiz va har safar 1 kg kuch ishlatib, to'xtatilgan yukni kichik barmog'imiz bilan bir necha marta itarishni boshlaymiz. Biz boshqa muvaffaqiyatga erishmaymiz, chunki biz fizikani bilmaymiz …
Va agar ular bilsalar, avval mayatnikning tebranish davrini hisoblaydilar (og'irligi unchalik muhim emas, osma 10 metr, tortish kuchi 1 g) va shu davr bilan yukni kichkina barmog'i bilan itara boshladilar.. Formulani hamma yaxshi biladi:
10-20 daqiqada og'irligi bir tonna bo'lgan mayatnik "onam yig'lamasligi" uchun aylanardi.
Bundan tashqari, mayatnikning har bir sifatiga barmoq bilan bosishning hojati yo'q, buni bir yoki ikki marta, hatto mayatnikning yuz tebranishidan keyin ham qilish mumkin. Shunchaki, yig'ilish vaqti mutanosib ravishda oshadi, lekin to'planish effekti to'liq saqlanib qoladi.
Va shunga qaramay, men o'rta maktabda fizika va matematikani biladigan odamlarni hayratda qoldiraman (odatdagi zamonaviy dasturchining bilim darajasi), bunday mayatnikning tebranish davri millimetrga tebranadigan tebranish amplitudasiga bog'liq emas. yoki dam olish nuqtasidan bir metr, tebranish davri va shunga mos ravishda mayatnikning tebranish chastotasi doimiy bo'ladi.
Har qanday fazoviy tuzilish bitta emas, balki bir nechta rezonansli chastotalarga ega, aslida bunday mayatniklar bor. Gaz santrifüjlari, texnik xususiyatlari tufayli, yuqori sifatli omilning asosiy rezonans chastotasiga ega (ular tebranish energiyasini samarali to'playdi).
Gaz santrifugasini barmoq bilan rezonans chastotada aylantirish kifoya. Bu hazil, albatta, agar avtomatik boshqaruv tizimiga ega elektr dvigateli bo'lsa, buni ham sezilmaydigan darajada qilish mumkin.
Buni amalga oshirish uchun siz elektr dvigatelning tezlik tezligini oshirishingiz / kamaytirishingiz kerak (virus kabi, 2 Gts) va bu tebranishlarni santrifüjning mexanik tuzilishining rezonans chastotasi bilan berishingiz kerak.
Boshqacha qilib aytganda, o'zgaruvchan chastotali chastotali kuchlanish konvertori yordamida mexanik rezonans chastotasi bilan dvigatelni ta'minlash kerak. Ta'minot zo'riqishining o'zgarishi chastotasi mexanik rezonans chastotasi bilan korpusga o'tadi va asta -sekin rezonansli tebranishlar o'rnatila boshlanadigan darajaga etadi
Ma'lum bir o'rtacha qiymatga yaqin chastotalar tebranishlari "urish" deb nomlanadi, bu har qanday chastota konvertorining standart ta'siri, chastota, ular aytganidek, ma'lum chegaralar ichida "yuradi", odatda nominalning o'ndan bir foizidan oshmaydi. Tabiiy chastotali zarbalarni yashiruvchi, o'z -o'zidan, sun'iy ravishda kiritilgan, elektr motorining chastotasini modulyatsiya qilib, uni santrifüjning fazoviy tuzilishining mexanik rezonans chastotasi bilan sinxronlashtirdilar.
Men endi bu mavzuga kirmayman, aks holda meni sabotajchilar uchun bosqichma-bosqich ko'rsatma yozishda ayblashadi. Shuning uchun, munozaradan tashqari, men ma'lum bir santrifüj uchun rezonans chastotani topish masalasini qoldiraman (bu har bir santrifüj uchun individualdir). Xuddi shu sababga ko'ra, men tebranishlardan favqulodda himoyalanish yoqasida muvozanatni saqlash zarur bo'lganda, "nozik" sozlash usulini ta'riflamayman.
Bu vazifalar chastotali konvertorlarga o'rnatilgan chiqish voltaj oqim sensorlaridagi dasturiy ta'minot orqali hal qilinadi. Mening so'zlarimni qabul qiling - bu juda aniq, bu faqat algoritmlar.
Yana Sayano-Shushenskaya GESidagi avariya haqida
Oldingi maqolada, gidroelektrostantsiyadagi avariya Eronda uranni boyitish zavodida bo'lgani kabi, xuddi shu tarzda (maxsus rezonans usulida), maxsus dasturiy ta'minot yordamida sodir bo'lgan, deb faraz qilingan edi.
Bu, albatta, o'sha Stuxnet virusi u erda va u erda ishlagan degani emas, albatta. Xuddi shu ob'ektni yo'q qilishning fizik printsipi ishladi - mexanik strukturaning sun'iy ravishda qo'zg'aladigan rezonansi.
Rezonansning mavjudligi turbina qopqog'ini mahkamlash uchun vidalanmagan yong'oqlar va avariya paytida ishlagan yagona eksenel tebranish sensori ko'rsatkichlari bilan ko'rsatiladi.
GESdagi avariya vaqti va sabablarining Eronning uran boyitish zavodidagi sabotaj faktlari bilan mos kelishini hisobga olgan holda, avariya paytida tebranishni boshqarishning uzluksiz tizimi o'chirilgan. turbinli qurilmaning avtomatik boshqaruv tizimi, rezonans tasodifiy hodisa emas, balki texnogen hodisa deb taxmin qilish mumkin.
Agar bu taxmin to'g'ri bo'lsa, unda gaz santrifüjlaridagi vaziyatdan farqli o'laroq, turbina blokini yo'q qilish vazifasi qo'lda aralashuvni talab qilgan. GESda mavjud bo'lgan uskunalar, buzg'unchilik dasturiga individual rezonans chastotasini avtomatik ravishda aniqlashga imkon bermadi, keyin esa favqulodda sezgichlarni ishga tushirmagan holda tebranishlarni favqulodda holat rejimida ushlab turdi.
Gidroelektrostantsiyada sabotaj dasturlari ishi "inson omili" dan foydalanishni talab qildi. Kimdir qandaydir tarzda tebranishni boshqarish serverini o'chirib qo'yishi kerak edi va bundan oldin, rejali ta'mirlash paytida avariyadan olti oy oldin o'chirilgan ma'lum bir turbinli blok rezonanslarining parametrlarini sabotaj dasturini ishlab chiqaruvchilarga topshirish kerak edi.
Qolganlari texnikaga bog'liq edi.
Rezonans turbinli rotorning tanasida sodir bo'lgan deb o'ylashning hojati yo'q, albatta. Turbinli rotor va yo'naltiruvchi panjara o'rtasida joylashgan elastik kavitatsiya bo'shliqlari bilan to'yingan suv qatlamining rezonansi sabab bo'ldi.
Soddalashtirilgan tarzda, bunday o'xshashlikni tasavvur qilish mumkin, pastda turbinli rotor va yo'riqnoma qanotlarining pichoqlari orasidagi kavitatsion bo'shliqlardan yasalgan buloq bor va bu buloq yuz metr balandlikdagi suv ustuni bilan quvvatlanadi. Bu ideal tebranish davri bo'lib chiqadi. Bunday mayatnik tizimini aylantirish - bu haqiqiy vazifadir.
Bu rezonans tufayli HAMMA hidoyat panjaralarining pichoqlari mexanik ta'sirlardan emas, balki dinamik yuk bilan singan. Mana bu singan pichoqlarning fotosurati, ularning yuzalarida mexanik zarba izlari yo'q:
Qo'lboshchining singan pichoqlari turbinaning drenaj teshigini to'sib qo'ydi va aynan shu kutilmagan holatdan avariya falokatga aylana boshladi.
Turbinli rotor super tanker vintiga o'xshardi va massasi bir yarim ming tonna va aylanish tezligi 150 rpm bo'lgan "yopiq suv idishi" da aylana boshladi. Turbinaning ish joyida suvning haddan tashqari bosimi paydo bo'ldi, uning qopqog'i yirtilib ketdi va guvohlarning so'zlariga ko'ra, turbinaning o'zi generator rotori bilan (1500 tonna kolossi) yuqoriga ko'tarilgan. turbina zalining shipi.
Hamma uchun yana nima ma'lum edi.
