Krüptograafia Crosshairs II juures: diferentsiaalvõimsuse analüüs. Diferentsiaalanalüüs Diferentsiaaluuringud

Ph.D., psühhoterapeut Gontšarov M.A.

Vaatamata kaasaegse psühhoteraapia saavutustele on enesetappude taastusravi probleem endiselt üsna tõsine. Suitsiidikäitumise teooriaid on palju. Kuid ükski ei paljasta täielikult selle nähtuse kõiki saladusi.

Aeg, mil enesetapu fenomeni käsitleti kui kliinilist laadi nähtust, on õnneks ammu möödas. Teraapiale on nii palju teooriaid ja nii palju lähenemisviise. Muidugi määrab meie suhtumise enesetapuprobleemi suuresti meie nägemus inimesest ja teoreetiline orientatsioon.

Suitsiidne käitumine on inimestele ainuomane. Mitte ükski elusolend ei kannata, kui valib probleemi lahenduseks surma.
S. Freudi sõnul "pürgib kõik elav surma, esmase anorgaanilise eksistentsi poole; enesetapp on psühholoogiline akt, mille liikumapanev jõud on surmainstinkt."

A. Adler väidab, et „surmasoov on kaitsereaktsioon enam-vähem teadliku kättemaksu näol endale või teisele inimesele. Enesetapu kaudu saab inimene üle lapsepõlve alaväärsuskompleksidest ja kehtestab end.

Steckel pidas enesetappu "enesekaristuse tulemuseks juhul, kui subjektil oli kultuuriliselt allasurutud soov tappa teine ​​inimene".
K. Meninger - "Enesetapp kui sadismi ja masohhismi komplekside ilming, viis ego karistamiseks Super-Ego poolt."

G.I. Gordon nägi enesetappu kui "elulise tooni või eluinstinkti nõrgenemist või täielikku kadumist".

Sotsioloog William Irwin Thompson: "Inimesed ei ole sellised objektid nagu lauad ja toolid ning kui nad leiavad, et nende elu on taandatud pelgalt laudade ja toolide olemasolule, sooritavad nad enesetapu."
Ringeli (1978) sõnul on enesetapukatse "valuliku arengu lõpuleviimine".

Amery (1979) jaoks on enesetapp tõend inimese vabadusest, mis eristab inimest loomadest. Battegay (1981) järgi, vastupidi, enesetapu sooritamisel ei saa rääkida mingist vabast otsusest.

A.G. Ambrumova kontseptsiooni kohaselt on suitsidaalne käitumine sotsiaal-psühholoogilise kohanematuse tagajärg kogenud mikrosotsiaalse konflikti kontekstis ja on üks äärmuslikes olukordades inimese üldiste käitumuslike reaktsioonide tüüpe, kuna see esineb kogu ulatuses. diagnostilised variatsioonid - vaimsetest normidest kuni raske patoloogiani.
Kõik tahavad taevasse pääseda, aga keegi ei taha surra.

Suitsiidne käitumine iseenesest on harva soov hauda sattuda. Enesetapukatse tähendab vähem surmaiha kui väljakutset meid ümbritsevale maailmale. Berdjajev ütles, et inimene ei eita kunagi elu ennast, ta eitab seda eluhetke, mis muudab selle elu väljakannatamatuks. Järelikult ei ole suitsidaalne käitumine ise põhjus, vaid tagajärg, s.t. sümptom. Põhjuseks on konflikt, mis ei ole alati pinnal.

Positiivne psühhoteraapia ehk diferentsiaalanalüüs on humanistliku inimesepildiga konfliktikeskne psühhoteraapia meetod, mistõttu on töö keskendunud just selle konflikti leidmisele, „mis muudab elu väljakannatamatuks“. Suitsiidikäitumist sümptomite tasandil ei ole mõtet käsitleda. See on umbes sama, mis autot parandada, värvides sellele kriimud. Üleminek sümptomitelt konfliktile on peamine samm psühhoteraapias üldiselt, eriti töös suitsidaalse käitumisega. Positiivse psühhoteraapia meetod on saanud oma nime ladinakeelsest sõnast “POSITUUM”, mis tähendab: faktiline, antud. Suitsiidne käitumine pole ainus fakt ja andmed. Selle lähenemise probleem seisneb selles, et häire ei ole oma eluga inimesele võõras koletis, vaid inimese dünaamiline seisund, tema reaktsioon keskkonnamõjudele. Positiivses psühhoteraapias ei keskenduta niivõrd haigusele, sümptomile või probleemile, kuivõrd indiviidi nendele omadustele (tegelikele võimetele), mille konflikt põhjustas talitlushäireid ja mis aitavad olukorraga toime tulla.

Positiivne psühhoteraapia võtab sümptomi vastusena muutustele väliskeskkonnas või antud inimesele antud olukorras kättesaadavatele sisemistele kogemustele. Mõistes võimeid, mis selle vastuseni viivad ja kuidas need arengus alguse saavad, saame neid võimeid hariduse ja koolituse kaudu muuta. Selle tulemusena reaktsioon muutub ja sümptom kaob.

PPT diferentsiaalanalüüs taandub mitmele põhipunktile:
1. Probleemi positiivne tõlgendus
2. Konflikti ulatuse kindlaksmääramine
3. Konflikti sisu kindlaksmääramine (mikrotraumateooria)
4. Põhikonflikti definitsioon
5. Verbaliseerimine
6. Liikumine neurootilisest kordusest kaugemale (stereotüübid)
7. Eneseabioskuste arendamine probleemide lahendamisel

Positiivse psühhoteraapia üheks oluliseks vahendiks on sümptomite positiivne esitlemine. See ei tähenda roosade prillide ette panemist ega sümptomite raskuse eitamist või allahindlust. Ja võimalus mõelda, millised konkreetsed püüdlused, vajadused või võimed on sümptomi taga. Positiivne ümbertõlgendus võimaldab visandada ka teiste positiivsete võimete poolt määratud isikliku arengu teid, kandes seeläbi otsingutegevuse valusatelt maailma ja iseendaga suhtlemise viisidelt adaptiivsetele. Näiteks:
. Depressioon on võime reageerida konfliktidele äärmiselt emotsionaalselt.
. Hirm üksinduse ees on vajadus suhelda teiste inimestega.
Kui mõtlete, mida tähendab "endalt elu võtmine", võite leida positiivseid külgi. Kui inimene “võtab endalt elu, tähendab see, et ta mõistab elu, valdab seda, kohandab seda endaga. Siin on võimalik uus algus. "Endalt elu võtta" tähendab oma elu kahtluse alla seadmist ja oma vaadete muutmist selle suhtes. (N. Pezeshkian). Lisaks võib see olla:
. Võimalus lõpetada väljakannatamatu olukord
. Võimalus valust lahti saada
. Oskus hirmust üle saada
. Oskus elu juhtida
. Oskus mitte olla olukorra ori
. Võimalus surnutega ühendust võtta
. Oskus meelitada tähelepanu
. Võimalus isoleerida
. Küsi elu
. Muutke oma asukohta

Enne negatiivsete käsitlemist keskendume suitsidaalse käitumise positiivsetele külgedele. Psühhoterapeudi katsed järgida tavapärast erakorralist sekkumisprotseduuri ilma mõistliku diagnoosita võivad olla ravivastased ja isegi ohtlikud, kuna see võib viia sellise patsiendi uskumiseni, et selleks, et teda ära kuulataks, tuleb enesetappu näidata, mitte lihtsalt rääkida. Sellised juhtumid jätavad terapeudile ka vaenutunde patsiendi vastu, sest näib, et patsient palub abi ja lükkab seejärel tagasi siirad katsed teda aidata (Frank et al., 1952).

Ambrumova sõnul on mitu peamist konfliktivaldkonda:
1. Perekondlik
2. Vaimne tervislik seisund
3. Füüsilise tervise seisund
4. Konfliktid erialases sfääris
5. Asotsiaalse käitumisega seotud konfliktid
6. Materiaalsed ja igapäevased raskused
Neid sfääre saab N. Pežeskiani järgi jaotada tasakaalumudelil. Samas on selge, et vaimsuse ja eksistentsiaalsuse sfääri ei arvestata. Need on tõenäoliselt tingitud vaimse tervise seisundist. N. Pežeskiani mudel näitab tasakaalutust neljas eluvaldkonnas. Millistele eluvaldkondadele omistatakse erilist tähtsust ja millised jäävad varju.
Kuid vaatamata konfliktipiirkonna selgitamisele jääb konflikti sisu varjatuks.
Esiteks tehakse kindlaks konflikti piirkond ja seejärel uuritakse eelistatud viisi konfliktile reageerimiseks. Pikaajaline tasakaalustamatus toob paratamatult kaasa teatud rikkumisi. On kaks peamist põhjust, mis põhjustavad "fantasiasse lendamise" tasakaalustamatust:
1. Piirkonnad on lihtsalt väljaehitamata (kogemuste puudumine)
2. Neile on kogunenud liiga palju konflikte (negatiivseid kogemusi).

Seda võib näha järgmises näites:
Kaks patsienti võivad olla kliiniliselt depressioonis ja neil on samal ajal peaaegu samad vegetatiivsed ilmingud: unetus, isutus, pisaravool, psühhomotoorne alaareng jne. Kuid nad erinevad oma subjektiivsete kogemuste poolest radikaalselt. Inimene tunneb end halvasti oma moraalse ebatäiuslikkuse mõttes. Ta kaalub enesetappu, sest usub, et tema olemasolu ainult süvendab maailma probleeme ja ta teeb planeedile ainult teene, vabastades selle oma kurjast mõjust. Teine tunneb end mitte niivõrd ebamoraalsena, kuivõrd sisemiselt tühjana, puudulikuna, inetuna. Ta mõtleb ka enesetapule, aga mitte selleks, et maailma parandada – ta ei näe sellel elul mõtet. Esimene kogeb põletavat süütunnet, teine ​​- kõikehõlmavat häbi (Blatt, 1974). Objektisuhete teooria keeles on esimene täidetud internaliseeritud objektidega, mis ütlevad talle, et ta on halb; teisel puuduvad internaliseeritud objektid, mis võiksid teda juhtida.

Esimese ja teise depressioonitüübi diagnostiline eristamine on praktilistel põhjustel väga oluline. Esimest tüüpi depressioonis klient ei reageeri terapeudi avalikult kaastundlikule, julgustavale toonile; ta usub, et teda peeti inimeseks, kes on väärt rohkem, kui ta tegelikult on, ja on veelgi masenduses (irooniline depressioon). Teist tüüpi depressioonis inimene kogeb suurt kergendustunnet, kui on avatud toetus ja mõistmine; tema tühjus saab ajutiselt täidetud ja tema häbipiin leevendub.

Diferentsiaalanalüüs. “Tegelike võimete” tuvastamine, s.o. omadused, omadused, mis kirjeldavad inimese käitumise püsivaid omadusi, võimaldavad meil käsitleda mis tahes konflikti mitte isiksuste, vaid käitumise individuaalsete omaduste kokkupõrke tagajärjel, mis ei ole absoluutsed ja fikseeritud, kuid võivad muutuda ja areneda. Nii lokaliseeritakse konfliktipiirkond, määratakse selle sisu, eemaldatakse olukorra pinge ja fataalsus ning tee muutusteni osutub ilmseks ja realistlikuks. Tegelike võimete eristamise, uurimise ja muutmise võime arendamine on diferentsiaalanalüüsi peamine terapeutiline jõud.

Tegelikke võimeid on kahte peamist tüüpi:
ESMASED võimed arenevad põhivõimest armastada. Need tekivad alates esimesest päevast, mil inimene sünnib, tänu kontaktile lähedastega. Esmased võimed pole tähtsamad kui sekundaarsed või vastupidi. Need on põhinähtus, vundament, emotsionaalne sisu, millele on rajatud sekundaarsed võimed. Esmased võimed kirjeldavad elu emotsionaalset kogemust, mis omandatakse seoses sekundaarsete võimete rakendamisega.

TEISED võimed omandatakse edastatud teadmiste omastamise kaudu. Need peegeldavad sotsiaalse grupi käitumisnorme, mis stimuleerivad või suruvad alla (esmaste võimete või täpsemalt esmaste vajaduste rahuldamise abil) teatud tegevusi.
Praegused võimed iseloomustavad olulisemaid parameetreid inimese iseloomu kujunemisel, inimkäitumise sisu ja motiive, inimestevahelist suhtlust, konfliktide teket ja teraapiat. Olenevalt tingimustest arenevad võimed erinevatel inimestel ebaühtlaselt ja erinevalt. Mõned neist võivad olla arenenud virtuoossuseni, teised aga jääda lapsekingadesse. Võid näiteks armastada korda, aga ole kannatamatu.
Ebaühtlus enda või teiste praeguste võimete eeldatava (“õige”) ja reaalselt eksisteeriva (“positiivse”) arengu vahel võib põhjustada mikro- (ja makro)traumasid, konflikte, probleeme, vaidlusi ja sellest tulenevalt tingimusi. nagu ärevus, hirm, unehäired, agressiivsus jne. Suitsidoloogilised häired võivad põhineda nii pidevalt korduvatel ja potentseeruvatel kokkupõrkest tekkinud mikrotraumadel teatud tegelike võimete erinevuste piirkonnas kui ka makrotraumadel. 10 sündmust viimase 5 aasta jooksul võivad aidata kindlaks teha vigastuse olemuse.

Sõltuvalt konkreetsetest sümptomitest uuritakse ka praeguseid võimeid. Põhimõtteliselt saab mõjutada kõiki tegelikke võimeid, kuigi ainult siis, kui need on juba omandanud sümptomi iseloomu ja saanud seeläbi negatiivse hinnangu.

Üks diagnostilisi ülesandeid on patsiendi tuvastamine. Enesetapp võib olla nn “sümptomite kandja”, kuid konfliktis osalejaid pole tuvastatud.
Kui konfliktitöötluse neli valdkonda on korrelatsioonis tunnetusega, nt. nende valdkondadega, mille kaudu astume suhetesse reaalsusega, siis suhete dimensiooni määrab võime armastada, mis kujuneb ka interaktsioonis meid ümbritseva maailmaga. Lähtuvalt suhte iseloomust avaneb ligipääs emotsionaalse väljenduse võimalustele. Positiivses psühhoteraapias arvatakse, et sotsiaalses kontekstis toimub isiksuse põhiliste võimete (armastus ja tunnetus) areng nelja rollimudeli kujundava teguri mõjul (joonis 2):

Järgides C. Rogersi kliendikeskset lähenemist (Rogers C.R., 1951), postuleerib positiivne psühhoteraapia, et inimese areng toimub olulise keskkonna (armastuse) positiivse hindamise põhivajaduse mõjul. Selle vajaduse rahuldamist või frustratsiooni aja jooksul hakatakse tajuma sisemise, isikliku kogemusena (tunnetusena), eraldatuna sotsiaalsest keskkonnast, s.t. nagu enesehinnang. Erinevaid spontaanseid ilminguid soodustavad või suruvad teised erineval määral alla. Positiivse hinnangu säilitamiseks kohandab ja võltsib inimene oma kogemusi. Nii saavad olulised teised, nende suhted ja hoiakud eeskujuks. Need esmase sotsialiseerumise põhimõisted moodustavad isiksuse määrava aluse, mida saab täiendada uute kogemustega. See on võime täiendada esmaseid mõisteid uue kogemusega, mis võimaldab meil õppida, muutuda ja täiustada.

“Mina” – kui isiksuse loomulikud ilmingud on valdavalt frustreeritud olulise keskkonna tõttu, kujuneb suhtumine endasse kui võimetusse (oskus teada), mitte armastatusse, mitteväärtuslikkusse (oskus armastada) teiste jaoks (vastavalt elementaarse usalduse puudumine). Eriksonile (1950).
“Sina” – armastusvõime pettumuse tagajärg on tagasilükkamine ja tunnetusvõime võimetus üldse piire seada või liiga rangete piiride kehtestamine (ülekompensatsioonina).

"Meie" - selle kontseptsiooni konflikti tulemus on teistest sõltuvuse tunne või sotsiaalselt foobne reaktsioon.

"Prime-We" - selle kontseptsiooni konflikti tulemus on tähenduse puudumine, oma maailmavaate puudumine, vajadus pideva juhtimise järele ja sõltuvus lühiajalistest eesmärkidest.

Korduvate enesetaputegevuste probleem on tänapäeva psühhiaatria üks pakilisemaid probleeme. Sellega seoses on teraapia oluliseks etapiks eneseabioskuste arendamine. Viieastmeline strateegia on võimalus lõpetada paigal jooksmine ja arendada keskendunud energiainvesteeringut probleemide lahendamisele.
1. Vaatlus/distantseerumine.
2. Inventuur.
3. Olukorra julgustamine.
4. Verbaliseerimine.
5. Eesmärgisüsteemi laiendamine.

Teraapia viienda ja viimase etapi eesmärk on arendada oskust investeerida energiat mitte ainult probleemidesse, vaid ka muudesse eluvaldkondadesse. Arutatakse patsiendi valmisolekut iseseisvaks tegutsemiseks. Neli konfliktitöötluse valdkonda sobivad kõige paremini eesmärkide laiendamiseks. Igasugune elav suhtlus partneriga, kellel on erinev kontseptsioon, sisaldab kultuuridevahelist lähenemist ja potentsiaali eesmärkide laiendamiseks: mida teeksite, kui teil poleks enam probleeme? Millest sa unistad? ja nii edasi.

Järeldused:
- Konflikt on sagedamini kontaktide sfääris
- Mikrotraumade levimus makrotraumade ees
- Valitseb individuaalne lähenemine probleemide lahendamisele
- Pikaajaline energia raiskamine probleemi lahendamisele ilma selge eesmärgita
- "Põgenemine fantaasiasse" on konflikti töötlemise eelistatuim viis
- Teadliku suhtumise puudumine tähendusküsimustesse (Pra - meie)
- Diferentseerumise defitsiit
- Positiivse kogemuse puudumine probleemide lahendamisel

DTA põhineb uuritava materjali proovi temperatuuri muutuste reguleerimisel selle kuumutamisel või jahutamisel TA läbiviimisel asetatakse proov spetsiaalsesse tiiglisse ja seejärel elektriahju. tiigel koos prooviga kuumutatakse sujuvalt teatud temperatuuril. küttekiirus ja määratud ajavahemike järel registreerida. selle te-ru.Mõõtmistulemused kasutades. konstrueerida proovi temperatuuri ja kuumutamisaja graafik.

T-temp; t-aeg => T=f(t)

Seda nimetatakse küttekõvera temperatuuriks Kui kuumutamise käigus toimub uuritavas aines mingi transformatsioon (keemiline reaktsioon), mis on seotud soojuse neeldumise või eraldumisega, siis T = f (t) on rohkem või vähem märgatav kõrvalekalle sirgjoonest:

Diferentsiaalküttekõverad.

Seda tüüpi analüüs viiakse läbi selleks, et täpselt määrata soojusefektid, mis esinevad proovides kuumutamise (jahutamise) ajal.Kõige sagedamini kuumutatakse. Seda tüüpi analüüs viiakse läbi diferentsiaaltermopaari abil, mis koosneb 2 identsest üksteisega ühendatud termopaarist. Termopaar koosneb 2 erinevast juhist, mis on ühelt poolt üksteise külge joodetud.Juhid on valmistatud erinevat tüüpi inter- plaatina, raadiumi, kroomi, nikli, vase baasil sulamid Terkopaari valmistamiseks keevitatakse kaks juhet punktkontaktis kokku, seda nimetatakse ristmikuks

Minivoltmeetri seade mõõdab ühendust vabade otstega.Kui termopaari ristmiku ja vabade otste vahel on temperatuuride erinevus, on EMF võrdeline temperatuuride vahega EMF ja vabade otste temperatuuri tundmine, määramine ristmiku temperatuur, asetatakse kass uuritavasse objekti. Praktikas kasutatakse standardsulamitest valmistatud standardseid termopaare, mille jaoks on olemas kalibreerimistabelid DTA kõverate salvestamise korral kasutatakse jälgdiagrammi Esimese termopaari ühenduskoht asetatakse prooviga tiiglisse ja Teise termopaari ristmik asetatakse inertse ainega (standardiga) tiiglisse.Mõlemad tiiglid asetatakse elektriahju ja kuumutatakse samal režiimil.

Kõige sagedamini kasutatakse plaatina-raadiumi plaatina termopaare, millel on 1 traat plaatinast ja 2 traati plaatina ja raadiumi sulamist Temperatuurikõvera mõõtmiseks kasutatakse mV1 millivoltmeetrit, st. proovi temperatuuri mõõtmine kuumutamise ajal mV2 millivoltmeetrit kasutatakse DTA kõvera reguleerimiseks, mis näitab temperatuuri erinevust proovi ja standardi vahel Kui kuumutamisel proovis muutusi ei toimu, seostatakse seda eraldumise/absorptsiooniga. soojus , siis proovi ja etaloni temperatuurid on samad => Mõlema termopaari emf on samuti sama ja kummutab teineteist ning mV2 seade näitab 0.

Kui proovis toimuvad mingid soojuse neeldumise/eraldumisega seotud protsessid, siis selle temperatuur muutub kas kõrgemaks või madalamaks kui standardtemperatuur, termopaaride emf erineb ja ei kompenseeri üksteist mV2 seade sel juhul , näitab see EMF väärtust, soojusefekti osakaalu ja selle EMF-i polaarsus näitab efekti suunda, st. ekso/endo efekt.

DTA kõver on piikide kogum, mis on suunatud null- või baasjoone suhtes üles või alla.

DTA kõverate salvestamine võimaldas selgelt määrata soojusefekti alguse, maksimumi ja lõpu. Temperatuuri määramiseks, kus soojusefektid toimuvad, samaaegselt DTA kõveraga, salvestades temperatuurikõvera T, võimaldab projektsioon kassile määrata temperatuuri mis tahes punktis.

Kombineeritud termopaarid

Termopaar on temperatuuri mõõtmise seade, mis koosneb kahest erinevast materjalist ühe või kahe kontaktiga juhtmest.

Juhtmed on valmistatud erinevat tüüpi sulamitest, mis põhinevad plaatinal, raadiumil, kroomil, niklil, vasel.Terkopaari valmistamiseks keevitatakse kaks juhtmest punktkontakti, mida nimetatakse ristmikuks.

Kõige sagedamini kasutame plaatina-raadiumi plaatina termopaare, milles 1 traat on valmistatud plaatinast, 2 traati on valmistatud plaatina ja raadiumi sulamist.

Termopaaride eelised

Temperatuuri mõõtmise kõrge täpsus (kuni ±0,01 °C)

Suur temperatuuri mõõtevahemik: –200 °C kuni 2500 °C

Lihtsus

Odavus

Töökindlus

Puudused

Temperatuuri mõõtmise suure täpsuse saavutamiseks (kuni ±0,01 °C) on vajalik termopaari individuaalne kalibreerimine.

Termogravimeetriline analüüs (TGMA)

Kuumutamisel ilmnevad paljudes materjalides mõjud, mis on seotud proovi massi muutumisega. Näiteks dehüdratsioon, dissotsiatsioon, lagunemine jne. IO termilise käitumise ja materjalide saamiseks kasutage massimuutuse salvestust protsessi käigus kuumutamisel aja jooksul THM kõverate kujul. Salvestamine toimub termokaalu abil Lihtsamal juhul asetatakse tiigli hoidik koos prooviga ühele analüütilise kaalu tala harule. See võimaldab mõõta sõlmed kütteprotsessi ajal.

Tavaliselt on TG kõver ja vaade eraldi platoole jagatud sammudega.

Platoo olemasolu näitab, et proovi mass ei muutu. massikadu ning selle kõrgus on proportsionaalne kaoga.Mõnel juhul võivad soojusefektid massidega kattuda, s.t. Sel juhul ei võimalda TG kõver, mida nimetatakse integraaliks (mis näitab m muutust kuumutamise algusest lõpuni), selliseid protsesse kvantitatiivselt eraldada. Selleks kasutame muutuse kirjet diferentsiaalvorm, st. samaaegselt DTG kõvera salvestamine, mis näitab muutuse kiirust m-des. Sellisel kõveral kuvatakse iga m muutuse mõju negatiivselt suunatud tipuna.

DTG kõvera alamtippude pindala on võrdeline m-i muutuse suurusega.

Diferentsiaalsalvestuse kasutamine võimaldab mitte ainult täpselt määrata soojusefekti alguse, maksimumi ja lõpu temperatuuri, vaid ka kvantitatiivselt eraldada üksteisega kattuvad soojusefektid.

1-tiigel koos prooviga;2-tiigli hoidja;3-elektriline ahi;4-kaalu ike;5-südamikuga;6-silindriline mähis;7-lapik mähis;8-püsimagnet

Kui proovis tekib m kaotus, nihkub tasakaalukiir, pannes liikuma südamiku, mis liigub silindrilise pooli sees, muutes selle induktiivsust. Mähise signaali võimendatakse ja salvestatakse TG kõver.Lame mähis ja magnet on elektriline/mehaaniline diferentseerija.Kui mähis liigub magneti ribade vahel, indutseeritakse selles EMF, mille kiirus on seda suurem, mida suurem on pooli liikumiskiirus. nookur nihutatakse, mähis hakkab liikuma ning selles tekkiv EMF võimendatakse ja registreeritakse - DTG kõvera kujul.Mida kiiremini toimub m kadu, seda suurem on EMF ja seda intensiivsem on kõvera tipp .

Diff. Termogravimeetriline kõver (DTG)

Tavaliselt on DTG kõverad paremini reprodutseeritavad kui DTA kõverad.DTG kõverate abil määratakse keemilise reaktsiooni alguse ja lõpu temperatuur täpsemalt ning DTG kõvera tipust määratakse suure täpsusega maksimaalne reaktsioonikiirus. DTG kõver võimaldab maksimaalseid piike eristada paremini reaktsiooni kattuvaid etappe ning DTG kõvera tipu ja nulljoone vaheline ala vastab proovi muutusele m-s protsessi üksikute etappide esinemise tulemusena. .

101.Amperomeetria– see on elektrokeemiliste süsteemide volti-ampri mõõtmise ala, kus elektroodipaari vahel rakendatakse potentsiaale. Elektroodi-vedeliku liidest läbiv vool sõltub liidestel toimuvatest elektrokeemilistest reaktsioonidest.

Voolu-pinge karakteristikul on tavaliselt piirkond (platoo - voltamperomeetria rakendusala), kus vool on rakendatavast pingest praktiliselt sõltumatu. Voolutugevus selles piirkonnas suureneb elektrokeemilise reaktsiooni tulemusena võrdeliselt reageeriva aine kontsentratsiooniga. (Joonis)

Amperomeetrilise O2 anduri skeem:

Amperomeetrilisi andureid kasutatakse gaasianalüüsiks (näiteks O2 analüüs). Tööelektroodina kasutatakse Ag või Pt ja võrdluselektroodina Pb, Zn või Fe.

Vedelas elektrolüüdis toimuvad gaasilise hapnikuga seotud keemilised reaktsioonid:

O2 + 4H+ + 4e = 2H2O

2H2O + 4e → 4OH-

93,94. Kvalitatiivne ja kvantitatiivne termoanalüüs. Keemilise puhtuse määramine. aineid kasutades DTA meetodit (diferentsiaaltermoanalüüs).

DTA võimaldab määrata looduslike mineraalide, maakide ja soolade kihtide faaside olemust ja arvu. Mehaanilised komponendid komponentide segu tuvastatakse igale ind-le iseloomulike soojusefektide järgi. aine. Sulamise ja keemise mõjud sõltuvad lisandite olemasolust ja seetõttu ei saa neid kasutada segus sisalduva aine tuvastamiseks. Kui t mõjud segude termogrammidel kokku langevad, siis need v-you.b. identifitseeritakse lagunemise, polümeeri muundumise jms mõjude järgi.

Kui süsteemi komponendid interakteeruvad üksteisega keemiliselt. ühendid, põhjustab see termogrammide iseloomu muutumist (üksikutele ainetele omaste mõjude ilmnemine või kadumine). See teenib kvaliteeti. üksikute faaside ja teisenduste määratlemine keerulises süsteemis.

Diferentsiaaltermoanalüüsi meetodit kasutades vastavaid seadmeid kasutades on võimalik määrata temperatuur, mille juures toimuvad aines termilised reaktsioonid, kui seda järk-järgult ja pidevalt kõrgele temperatuurile kuumutada, samuti selliste reaktsioonide intensiivsust ja üldist olemust. Savimineraalide puhul näitavad diferentsiaaltermoanalüüsid iseloomulikke endotermilisi reaktsioone, mis on põhjustatud dehüdratsioonist ja kristalse struktuuri hävimisest, ning eksotermilisi reaktsioone, mis on põhjustatud uute faaside tekkest kõrgemal temperatuuril.
Seda meetodit ei kasutata mitte ainult savide uurimiseks, vaid ka karbonaatide, hüdraatide, sulfiidide, orgaaniliste ühendite ja mis tahes ainete uurimiseks, milles kuumutamisel täheldatakse termilisi reaktsioone, mis algavad ootamatult ja toimuvad suhteliselt lühikeses temperatuurivahemikus. . Savimineraalide uurimisel on see kasulik mitte ainult kõrge temperatuuriga reaktsioonide, vaid ka dehüdratsiooniprotsessi uurimisel.
Diferentsiaaltermoanalüüsi tulemused on väljendatud pideva kõverana, mis registreerib sobival ahjutemperatuuril toimuvad termilised reaktsioonid. On aktsepteeritud, et endotermiliste reaktsioonide ajal kaldub kõver järsult allapoole ja eksotermiliste reaktsioonide ajal horisontaalsest nulljoonest ülespoole. Diferentsiaalkõvera nulljoonest kõrvalekaldumise amplituud peegeldab temperatuuri erinevust proovi ja ahju vahel mis tahes temperatuuril ning on termilise reaktsiooni intensiivsuse näitaja.
Joonisel fig. 71-76 näitavad erinevate savimineraalide erinevat kuumenemiskõverat.

Meetodi ajalugu. Le Châteaulieu kasutas 1887. aastal esimesena lihtsat seadet, et mõõta ja registreerida materjalis kuumutamisel toimuvaid termilisi reaktsioone. Saadud andmeid kasutas ta savimaterjalide uurimisel.
1910. aastal kasutati seda meetodit esmakordselt savide uurimisel. Sel varasel perioodil oli uurimisprotseduur järgmine: aine asetati väikesesse plaatinatiiglisse; Termopaari kuum ühenduskoht asetati uuritava aine keskele. Tiigel koos ainega ja termopaar asetati ahju ning kuumutati kiiresti ja suhteliselt ühtlaselt. Termopaar ühendati galvanomeetriga, mille näidud loeti lühikeste ajavahemike järel visuaalselt või fotograafiliselt. Testaine termilised reaktsioonid põhjustasid kõrvalekaldeid galvanomeetri näitudes, mis tuvastati võrreldes samades tingimustes, kuid ilma proovita saadud näitudega. Salvestus paljastas aines esinevad termilised reaktsioonid, mis kattusid ahju tühikäigu küttekõveratega. Selliste kirjete näited on näidatud joonisel fig. 77.

1899. aastal kasutas Roberts-Austen esmakordselt diferentsiaaltermopaari meetodit, et mõõta temperatuuride erinevust uuritava aine ja vastava standardi vahel ning 1908. aastal pakkus Burgess välja lihtsa ja üsna sobiva diferentsiaaltermopaari ahela. Pärast Roberts-Austeni töid hakati diferentsiaaltermopaari laialdaselt kasutama metallurgias, kuid alles aastal 1913. Fenner kasutas seda oma töös esimesena silikaatmineraalide stabiilsete tasakaalude uurimisel.Fenneri pakutud tehnika on siiani laialt levinud. kasutatakse tänapäeval mineraalide diferentsiaaltermilistes analüüsides. See on läbinud ainult väikseid muudatusi ja täiustusi. Pärast Fenneri uurimistööd kasutasid seda meetodit Krachek jt kõrge temperatuuriga faasimuutuste uurimisel, veelgi sagedamini savide mineraloogilise koostise uurimisel. Pärast Orceli, Orceli ja Cayeri hiilgavat tööd aastatel 1933–1935. Diferentsiaaltermoanalüüsi meetodit hakkasid savimineraalide uurimisel kasutama paljud teadlased erinevates riikides. Viimasel ajal on seda edukalt rakendatud selliste mineraalide rühmade uurimisel nagu karbonaadid, sulfaadid, hüdraadid jne.

Meetodi kirjeldus. Praegu kasutatakse tavaliselt seadistust, mis võimaldab analüüsitava proovi asetada tiigli ühte auku, ja inertset materjali (tavaliselt kaltsineeritud alumiiniumoksiidi (a*Al2O3), mis ei anna mingeid reaktsioone kuumutamisel maksimaalse temperatuurini katse) teises. Diferentsiaaltermopaari (joonis 78, a) üks ühenduskoht on uuritava proovi keskel ja teine ​​inertse aine keskel. Tiigel ja termopaar asetatakse ahju , mida kuumutatakse ühtlase kiirusega Inertse aine temperatuur tõuseb ühtlaselt vastavalt uuritava proovi temperatuuri tõusule Kui proovis toimub termiline reaktsioon, siis proovi temperatuur tõuseb või langeb kui inertse materjali temperatuur olenevalt sellest, kas reaktsioon on eksotermiline või endotermiline.Temperatuuride erinevus püsib reaktsiooni lõpuni kuni proovi temperatuur ühtlustub ja muutub jälle ahju temperatuuriga samaks.Seetõttu teatud temperatuuril intervallidega, erineb diferentsiaaltermopaari ühe ristmiku temperatuur teise ristmiku temperatuurist ja diferentsiaaltermopaari ahelasse ilmub elektromotoorjõud (nt). d.s.), mis on aja või ahju temperatuuri funktsioon. Salvestusmuudatus e. d.s. saab teha käsitsi potentsiomeetri või galvanomeetri abil, fotograafiliselt peegelgalvanomeetriga või automaatselt mõne elektroonilise seadme abil. Kui proovis termilist reaktsiooni ei toimu, on diferentsiaaltermopaari ristmike temperatuur sama ja potentsiaalide erinevust ei teki. Voolu suund vooluringis sõltub sellest, kas proovi temperatuur on kõrgem või madalam kui inertse aine temperatuur. Seetõttu liigub kirjutamismehhanism endotermiliste ja eksotermiliste reaktsioonide ajal vastassuundades.

Joonisel fig. Joonisel 79 on kujutatud kaoliniidi dehüdratsioonikõverat ja diferentsiaalkuumutuskõverat, mis on täielikult kooskõlas. Endotermiline reaktsioon vahemikus 500–700° vastab ilmselt mineraali dehüdratsioonile. Ülaltoodud kõverate võrdlusest on selge, et diferentsiaalmeetod on pigem dünaamiline kui staatiline. Termilised reaktsioonid ei ole hetkelised ja need registreeritakse aja funktsioonina või ahju temperatuuri funktsioonina, mis reaktsiooni toimumise ajal pidevalt tõuseb. Temperatuur, mille juures dehüdratsioon algab, vastab endotermilise reaktsiooni algusele. Endotermilise piigi temperatuur varieerub sõltuvalt paljudest analüüsiga seotud teguritest, reaktsiooni iseloomust ja uuritavast ainest.
Spiel, Kerr ja Culp ning Ahrens püüdsid diferentsiaaltermoanalüüsi meetodit matemaatiliselt analüüsida. Kasutatavate seadmete ja ka tulemusi mõjutavate tegurite kirjeldusest selgub, et meetodil on piirangud, mis ei võimalda saadud tulemuste ranget matemaatilist töötlemist.
Hiljuti asus Rahvusvahelise Saviuuringute Komitee alamkomitee, mille esimees oli R.S. Mackenzie (Aberdeen, Šotimaa) on püüdnud tuvastada selle meetodi olemuslikud piirangud ning luua standardsed tehnikad ja seadmed. Komitee töö peaks aitama parandada diferentsiaaltermoanalüüsi.
Kasutatud varustus. USA-s kasutatav proovitiigel on nikliplokk, millel on puuritud augud, mis mahutavad umbes 0,5 g proovi. Kogemused on näidanud, et sellised plokid on üsna sobivad ja annavad termilistel kõveratel üsna teravaid ja intensiivseid piike. Inglismaal kasutatakse laialdaselt keraamilisi tiigleid. Grimshaw jt väidavad, et need on mugavamad, kuna tekitavad intensiivsemaid ja eristuvamaid termilise reaktsiooni piike, kuna keraamilise materjali madala soojusjuhtivuse tõttu on katseproovi ja ümbritseva materjali aeglasem temperatuuride levik. Grimshaw kasutas 1600° juures kaltsineeritud ümberkristalliseeritud alumiiniumoksiidi tiiglit, mis oli segatud väikese koguse saviga. Le Chatelieri varases töös kasutati proovi hoidmiseks plaatina tiigleid. Gruveri sõnul tuleks proovid asetada õhukeseseinalisse plaatinatiiglisse, kuna metalli kõrge soojusjuhtivus võimaldab ainel kiiresti ahjutemperatuurini soojeneda ning õhukestel seintel on madal soojusmahtuvus. Erinevalt Grimshawist usub Gruver, et suurema soojusmahutavusega paksuseinaline tiigel toimib soojusreservuaarina ning kipub vähendama mõne reaktsiooni intensiivsust ja selgust. Ahrens väidab, et keraamiline tiigel tekitab teravamaid endotermilisi piike ja vähem teravaid eksotermilisi piike, niklitiigel aga suhteliselt väiksemaid endotermilisi piike ja teravamaid eksotermilisi piike. Erinevate proovide jaoks võib osutuda vajalikuks kasutada erinevat tüüpi tiigleid.
Joonisel fig. 78, 1 on diagramm praegu kõige laialdasemalt kasutatavast termopaarist koos täiendava termopaariga ahju temperatuuri mõõtmiseks selle kalibreerimise ajal. Joonisel fig. 78, 2 näitab termopaari diagrammi, mida esmakordselt kasutas Fenner ja mida mõned uurijad kasutavad siiani, eriti Euroopas. Viimase skeemi puhul võetakse võrdlustemperatuuriks kõige sagedamini proovi temperatuur.
MacKenzie ja hilisem Ahrens näitasid, et ahju temperatuuri mõõtmisel otse saviproovil oli see eelis, et saadi tipptemperatuuri näidud, mida oli palju lihtsam üksteisega võrrelda. Nagu allpool arutatakse, võivad reaktsiooni tipptemperatuuri muutuda mitmed tegurid, mistõttu ei ole veel võimalik ühtegi meetodit eelistada.
Võimalik, et parimad tulemused saavutatakse ahju tegelikule temperatuurile kalibreerimine. Varased uurijad kasutasid termopaare, mis olid valmistatud plaatinast 10% roodiumiga; Seda tüüpi termopaare kasutatakse tänapäeval laialdaselt. Paljude materjalide puhul on kromel-alumiini termopaare edukalt kasutatud temperatuuril üle 1000°. Nende eelis väärismetallist termopaaride ees on see, et neil on suurem potentsiaalide erinevus ja seega ka suurem tundlikkus. Krachek kasutas kuld-pallaadiumi ja plaatina-roodiumi termopaari, mis samuti arendab kõrgetel temperatuuridel suurt potentsiaalide erinevust. Diferentsiaalküttekõvera horisontaalse nulljoone säilitamiseks peavad termopaarid olema ühesuurused ja tsentreeritud nii uuritavale proovile kui ka kontrollainele. Termopaari traat peaks olema suhteliselt väikese läbimõõduga (umbes 0,5 mm), et vähendada soojuskadu traadi läbimisel.
Erinevate ainete puhul on termiliste reaktsioonide intensiivsus väga erinev. Seetõttu on oluline omada vahendit (näiteks erinev takistus diferentsiaaltermopaari ahelas), mis võimaldab muuta ja juhtida paigalduse tundlikkust. Ahi peab olema selline, et oleks võimalik saavutada soovitud kuumutamiskiirus maksimaalse temperatuurini ning selle tööala peab olema sellise suurusega, et tekiks proovile ühtlane kuumutustsoon. Seal on lai valik ahjusid, nii horisontaalseid kui ka vertikaalseid, mis on end tõestanud. Ahju tüübi valik sõltub suuresti analüütiku soovidest. Ahju ühtlase kütmise tagamiseks kasutati suurt hulka erinevaid käsitöö- ja automaattüüpi programmtermostaate. Sulamimähisega ahjude jaoks osutus üsna sobivaks autotrafo, mida juhib mootor läbi kiiruseaeglusti nii, et ahju pinget järk-järgult ja pidevalt tõsta. Automaatsete termostaatide mudeleid on toodetud palju, mis kõik on ka sobivaks osutunud.
Termostaat peab olema spetsiaalselt selle ahju jaoks kohandatud. Automaatse tüüpi regulaatoritega peate olema ettevaatlik, et diferentsiaaltermopaar ei salvestaks nende impulsse.
Termopaari diferentsiaalnäidud saab visuaalselt saada galvanomeetri ja potentsiomeetri abil. Pideva salvestuse saab fotograafiliselt peegelgalvanomeetriga või kasutades erinevaid tööstuses toodetud automaatseid seadmeid. Väärismetallidest termopaaride kasutamisel on vaja kasutada vastavalt muutuva tundlikkusega automaatseid seadmeid, mis on piisavalt stabiilsed ja annavad usaldusväärseid näitu. See on oluline, kuna mõõdetud temperatuuride erinevused on väga väikesed ja ka väärismetallist termopaaridest saadav potentsiaalide erinevus on väike. Mõnes laboris kasutatakse makina väga edukalt peegelgalvanomeetriga fotopliiatsit.
Grim ja Rowland koostasid oma seadmete jaoks kõverad, mis võimaldasid korrelatsiooni soojusefektide kõrguse, kõvera amplituudi ja temperatuuri erinevuse vahel reaktsiooni ajal (joonis 80). Kõverad põhinevad galvanomeetri läbipainde mõõtmistel teadaolevate temperatuurierinevuste korral. Kasutades neid kõveraid koos diferentsiaalkõveratega, on võimalik mõõta temperatuuride erinevust, mida esindavad erineva kõrgusega piigid.
Uuritava aine erinevate omaduste ja katsetingimuste mõju katsetulemustele. On näidatud, et erinevused seadmetes mõjutavad diferentsiaaltermoanalüüsi tulemusi.
Erinevused katsetehnikas ja ka testitava aine olemus võivad põhjustada olulisi erinevusi küttekõverate erinevustes. Temperatuur diferentsiaaltermopaari ristmikel sõltub teatud määral materjali termilisest difusioonist, millesse need asetatakse. Kiirus, millega kuuma keha punkt teatud pinnatingimustes jahtub, on tuntud kui termiline difusioon ja see on võrdne K/dcp-ga, kus K on juhtivus, d on tihedus ja cp on erisoojus. Proovi juhtivus võib erineda inertse materjali juhtivusest ja pealegi võib see muutuda kuumutamisel uute faaside moodustumise tõttu proovi kõrgel kokkusurumistemperatuuril. Sellised muutused diferentsiaalkõveras annavad olenevalt muutuse kiirusest kas nulljoone katkemise või kõvera järsu kõrvalekalde (terav kurv). Kvartsikõveras (joon. 76) on juhtivuse erinevuse tõttu täheldatav peajoone järsk tõus pärast a-kvartsi muundumist beeta-kvartsiks.
Kasutataval inertsel materjalil peab olema konstantne erisoojusmahtuvus, soojusjuhtivus ja soojusdifuusivsus, nagu ka uuritaval proovil. Samuti ei tohiks see analüüsi ajal kogeda termilisi reaktsioone. Inertse materjalina osutus sobivaimaks kaltsineeritud alumiiniumoksiid (a-Al2O3); mõnikord kasutati kaltsineeritud savi. Kuid kaltsineeritud savi võib olla erineva juhtivusega looduslikest savidest, mistõttu saame seda kasutades väga vähe kasu. Lisaks tekivad kaltsineeritud savis pöörduvate faasimuutuste tõttu mõnel juhul termilised reaktsioonid.
Proovid asetatakse tavaliselt normaalrõhul tiiglisse. Proov ja inertne materjal tuleb asetada ja ette valmistada samal viisil. Näidiskaardi väärtus varieerub sõltuvalt materjali iseloomust. See on eriti oluline kergete lahtiste materjalide puhul; vähem oluline suhteliselt peeneteralise erineva tera suurusega materjali puhul, milles tihenemine toimub loomulikult.
Mis puutub proovi pakkimisse, siis tuleb märkida, et erineva suurusega osakeste jaotus proovis ei ole tavaliselt oluline, välja arvatud juhul, kui üldine materjal on väga jäme (+60 silma) või väga peen (2 u). Oluline on teada osakeste suuruste järjekorda, mis võimaldavad proovi sobivat tihendamist.

Spieli jt sõnul varieeruvad termilised kõverad olenevalt aine osakeste suurusest, eriti kui osakeste maksimaalne suurus on umbes 2 u. Üldiselt (joonis 81) termilise reaktsiooni suurus ja tipptemperatuur vähenevad osakeste suuruse vähenemisega. Mõne materjali puhul kaasneb osakeste suuruse vähenemisega kristallisatsiooniastme langus, mis kajastub diferentsiaalküttekõverates (mis viib reaktsioonide intensiivsuse vähenemiseni ja tipptemperatuuri languseni). Kui osakeste suurus on veidi suurem kui 20, on Ahrensi sõnul osakeste pindala liiga väike, et dehüdratsioonireaktsioon toimuks piisavalt kiiresti, et tekitada diferentsiaalküttekõvera (Ahrens) salvestamisel märgatavaid mõjusid. Faasimuutustega seotud reaktsioonid ei sõltu enamasti osakeste suurusest.
Ahrens uuris prooviava kuju ja suuruse ning auku paigutatud termopaari asukoha mõju diferentsiaalküttekõvera olemusele. Tema sõnul mõjutavad augu suurus ja kuju märkimisväärselt kaalumuutustega kaasnevate reaktsioonide tippe (näiteks dehüdratsiooniga seotud), kuid faasimuutustest tulenevaid piike mõjutab see vähe. Seega suurendab sügav kitsas auk endotermilist reaktsiooni illiidi dehüdratsiooni ajal. Madala temperatuuriga piirkonnas toimub soojusülekanne peamiselt juhtivuse kaudu; kõrge temperatuuriga piirkonnas - kiirguse tõttu. Termopaari ristmiku asetamisel proovis sügavale, madalate temperatuuride piirkonda, tekivad diferentsiaalkõveratel üsna teravad endotermilised piigid ning kõrgete temperatuuride piirkonnas lamedad endotermilised piigid. Eksotermilised reaktsioonid ilmnevad selgemalt, kui termopaari kontakt sukeldatakse sügavale proovi.

Nortoni, Spieli jt järgi, mida aeglasemalt kuumenemine toimub, seda laiem on tipp ja madalam on vastav temperatuur (joonis 82). Kuumutamiskiiruse kasvades pikeneb aeg, mis kulub endotermilise ja eksotermilise piigi temperatuuri saavutamiseks, suureneb piikide kõrgus ja temperatuurivahemik, milles reaktsioon toimub. Spire'i järgi ei sõltu antud reaktsiooni kõvera alune pindala ja temperatuur, mille juures reaktsioon algab, kuumutamiskiirusest. Ahrens leidis, et kõverate alune ala varieerub sõltuvalt kuumutamiskiirusest. Paljud teadlased on näidanud, et kõige soodsam küttekiirus on 10–15° minutis. Aeglasem kuumutamine vähendab reaktsioonide tõsidust ja kiirem kuumutamine toob kaasa mitmete kattuvate reaktsioonide ilmnemise, eriti proovides, mis koosnevad savimineraalide segust. Kuumutamiskiirus peab olema sama, kuna isegi vähimad muutused selles mõjutavad diferentsiaalkõverat.
Suure hulga proovide reprodutseeritavate tulemuste saamiseks peab ahju õhutemperatuur olema stabiilne. Oksüdatsioonile alluvad proovid tuleb ette valmistada ja panna ahju samades oksüdatsioonitingimustes.
Rowland ja Jonas näitasid, kuidas muud tegurid peale ahju temperatuuri mõjutavad sideriidi oksüdatsioonikäitumist ja sellest tulenevalt ka erinevat kuumutuskõverat, nagu muutused osakeste suuruses, proovi paigutuses, tiigli sulgemise meetodis, erinevad plokkide katted ja proovi lahustuvus (joonis 83). . ).

Ahrens märkis, et auru osarõhu suurendamine ahjus võib põhjustada veetustamise reaktsiooni märkimisväärset viivitust. Rowland ja Lewis märkisid kuumutatud ahju atmosfäärist pärit CO2 suurt mõju algsele dissotsiatsioonitemperatuurile karbonaatide kuumutamisel.
Karbonaate sisaldavate savide uurimisel täidetakse ahju atmosfäär tavaliselt inertse gaasiga, et vältida oksüdatsioonireaktsiooni, mille tulemuseks on sageli kauakestev ja tugev eksotermiline efekt, mis varjab teisi proovis toimuvaid termilisi reaktsioone.
Spiel jt koostasid rea kõveraid kaoliniidi jaoks, mis on segatud erineva koguse inertse materjaliga. Nad näitasid, et piigi suurus ja temperatuur vähenevad kaoliniidi koguse vähenemisega. Seega ei ole tipptemperatuur absoluutväärtus, vaid sõltub muuhulgas segus oleva aine kogusest.
Grim näitas, et teatud mineraalide segude diferentsiaalküttekõverate olemus sõltub teatud määral segatud komponentide läbitungimisest. Mitme mikromeetrise või suurema läbimõõduga osakestest koosnevate tehissegude jaoks saadud kuumutuskõverad erinevad oluliselt peenelt omavahel kihistunud palju väiksematest looduses leiduvatest osakestest koosnevate segude kõveratest. Seetõttu on savimineraalide kunstlike segude jaoks saadud võrdluskõverad sageli täiesti sobimatud võrdlemiseks looduslike savide kõveratega. Üldiselt väheneb osakeste suureneva läbitungimisega segudes üksikute komponentide termiliste reaktsioonide intensiivsus ja selgus.
Materjali hoolikas ettevalmistamine analüüsiks ja selle teostamise täpsus võimaldavad saada kvaliteetseid kõveraid, võimaldades sageli isegi kvantitatiivseid määramisi.
Eeltoodust nähtub selgelt, et termilise analüüsi andmetel põhinevate kvantitatiivsete määramiste täpsus on piiratud. Täpsus varieerub olenevalt analüüdist, kuid paljude ainete puhul on siiski võimalik saavutada 2–5% täpsust. Kvantitatiivsed määramised tehakse piikide all olevate pindalade analüüsi põhjal, mis vastavad üksikute komponentide termilistele reaktsioonidele. Mõnel juhul on kõverate all olevat ruumi väga raske mõõta, sest reaktsioon ei alga ega peatu ootamatult ning kõveral puudub selge tipu algus ja lõpp. Berkelheimer ja Dehn pakkusid välja spetsiaalsed meetodid piikide all olevate pindalade mõõtmiseks; need meetodid on rakendatavad keskmise intensiivsusega reaktsioonide ja seega ka üsna selgete keskmise suurusega termiliste piikide korral.
Termilise meetodi tundlikkus varieerub erinevate materjalide puhul sõltuvalt nende termiliste reaktsioonide intensiivsusest. Teravate termiliste reaktsioonidega hüdraate, näiteks hüdrargilliiti, saab tuvastada proovis alla 5% sisaldusega, vilgukivi saab aga madala intensiivsuse ja teravate termiliste reaktsioonide puudumise tõttu proovis tuvastada alles sisaldus 10-15%.

See on teine ​​artikkel sarjast “Krüptograafia relva ähvardusel”. Samuti tasub lugeda:

Kas olete kunagi mõelnud, et arvutusseadme füüsikalised parameetrid algoritmi täitmise käigus muutuvad? Lisaks saab neid muudatusi kasutada algoritmi täitmise sammu ja isegi töödeldud andmete, sealhulgas salavõtmete määramiseks. Kui ei, siis see artikkel on teie jaoks. Ta räägib teile, kuidas kulutatud energiat mõõtes saate krüptoalgoritmi täitmist "pildistada" ja kuidas nendelt piltidelt šifrivõtmeid hankida.

Selle asemel, et tutvustada

Inimene kasutab objektide endi omaduste üle otsustamiseks pidevalt efekte, mis ilmnevad objektide koosmõjul. Seda lähenemist kasutades avastati näiteks aatomi struktuur. 20. sajandi alguses polnud aatomit ennast võimalik näha, mistõttu oli selle struktuur kujutatud “rosinakuklina”, kus elektronid toimisid rosinatena. Seda mudelit kasutati peamise mudelina, kuni Rutherford ja Geiger viisid läbi katse alfaosakeste hajumise kohta õhukestes plaatides. Katse ei võimaldanud meil näha aatomi struktuuri, kuid sekundaarse efekti põhjal suutsid teadlased arvata, et “rosinakukli” mudel ei töötanud. Teine ilmne näide on suvalise kujuga keha ruumala arvutamine. Lihtsaim, mida saab teha, on selline keha vette lasta ja uue veetaseme järgi maht arvutada. Sarnaseid meetodeid saab kasutada krüptoalgoritmide purustamiseks.

Krüptograafias on terve rida ründeid, mida nimetatakse külgkanalirünnakuteks ja mis kasutavad šifrivõtmete määramiseks arvutiseadme füüsilisi parameetreid. Rünnakute põhitõdesid käsitleti eelmises artiklis (“Cryptography at Gunpoint”, #189), kus DES-algoritmi salajase võtme määras kogu šifri tööaeg. Kui te pole seda lugenud, siis soovitan soojalt seda teha, sest see selgitab rünnaku matemaatilist komponenti, nimelt Tšebõševi suurte arvude seadust ja korrelatsioonikordajat. Käesolevas artiklis me ei pöördu tagasi põhitõdede juurde, vaid keskendume rohkem mikroelektroonikale ja statistikale.

Ütle mulle, kuidas sa sööd ja ma ütlen sulle... mida sa sõid

Silmaringi avardamiseks kasutame seekord AES-128 algoritmi (mille kirjelduse leiab). Šifreeritud kood võeti Internetist ja käivitati 8-bitises STM8 Discovery mikrokontrolleris. Kõnealusel AES-i juurutamisel puuduvad eelmises artiklis käsitletud haavatavused, seega eeldame, et te pole veel leidnud, kuidas seda šifrit lahti murda.

Nagu me juba ütlesime, muudab algoritmi täitmine arvutusseadme omadusi. Kui te ikka veel seda ei usu, vaadake joonist fig. 1 ja öelge mulle, kui näete AES-i. See näitab sisendpinge mõõtmist terve mikrokontroller, mida tavaliselt tähistatakse kui Vdd. Seda pinget kasutatakse kõigi STM8 plokkide, sealhulgas CPU, mälu, I/O-seadmete ja muude alamsüsteemide käitamiseks. Mõõtmiseks kasutati digitaalset ostsilloskoopi Picoscope 3207A ribalaiusega 250 MHz. Sel juhul on kahe punkti vaheline intervall 352 ns ja graafikul on ainult 19 886 punkti. Kuna mikrokontrolleri sagedus on 16 MHz (periood 62,5 ns), siis mõõdeti keskmist pinget iga 5. taktitsükli kohta, kuid iga vooru voorud ja isegi toimingud on selgelt eristatavad (Sbox asendustabel, MixColumn permutatsioon, lisamine võtmega ). See ostsilloskoop võimaldab teil vähendada intervalli 100 ps-ni (sel juhul sisaldab üks mõõtmine aga umbes 70 miljonit punkti).

Hoolimata asjaolust, et AES-i algoritm on sümmeetriline, on sellel erinev arv põhitoiminguid: 11 lisamist võtmega, 10 toimingut asendustabelil (Sbox) ja ainult 9 toimingut MixColumni veergudel. Joonisel fig. 2, 11 võtmega lisamist on esile tõstetud punasega, 10 asendustoimingut rohelisega ja 9 MixColumni toimingut mustaga. Kopeerimine või lähtestamine võib toimuda algoritmi alguses ja lõpus, seega on need sinisega esile tõstetud. Üldiselt võimaldab mõõdetud pinge määrata palju:

1. Šifri algus ja lõpp, mis võimaldavad määrata kogu šifri tööaja.
2. Iga vooru töö algus ja lõpp, mis jällegi võimaldab määrata ringi aja.
3. Iga ringi toimingud: lisamine võtmega, Sboxi asenduslaud ja nii edasi.

Lisaks AES-algoritmi iga toimingu täitmisaja näitamisele on joonisel fig. 1 peaks andma teile aimu, et iga üksik juhiste rühm (ja tõepoolest iga üksik juhis) tarbib oma energiahulka. Kui õpime modelleerima käsu täitmisel kuluvat energiat ja see energia sõltub võtme väärtusest ja meile teadaolevatest parameetritest, siis saame määrata võtme õige väärtuse. Tõsi, nagu alati, ei saa me ilma lühikese teooriata hakkama ja sel juhul tuleb välja mõelda, millal ja miks energiat tarbitakse.

Mopsid ja nende toitumine

Enamik tänapäevaseid arvutusseadmeid on loodud CMOS-i (komplementaarne metalloksiid-pooljuht) tehnoloogia abil. Tehnoloogia on tähelepanuväärne selle poolest, et staatilises olekus, st siis, kui arvutusi ei tehta, mikroskeem praktiliselt ei tarbi energiat. Seda tehakse teie rahakoti säästmiseks ja keskkonna eest hoolitsemiseks, kuna selle tehnoloogia jaoks mõeldud materjalid (peamiselt räni) on laialdaselt saadaval. Selles seadmes kulub energiat ainult tehingu tegemise hetkel, st kui 1 asendatakse 0-ga või 0 asendatakse 1-ga. Näiteks kui loogikaelemendi JA sisenditesse antakse kaks stabiilset signaali, siis loogikaelement energiat ei tarbi (noh, ainult natuke). Kui vähemalt üks sisendväärtus muutub, lülituvad transistorid ümber, mis nõuab energiat. Veel kord: kui elemendi JA sisendisse anti minuti jooksul stabiilseid muutumatuid signaale, siis see energiat ei tarbinud, aga kui selle minuti jooksul muutus vähemalt üks sisendsignaalidest, siis muutuse hetkel energia kulutati väljundväärtuse “ümberarvutamiseks”. Seega on loogilised elemendid üks energiatarbijatest.

Mikroskeemis on lisaks loogilistele elementidele ka registrid, mis salvestavad arvutuslikke vaheväärtusi. Erinevalt loogikaväravatest vajavad registrid töötamiseks kellasignaali, mis sünkroniseerib toiminguid kiibil. Kellasignaal on tavaliselt fikseeritud sagedusega ruutlaine, näiteks STM8 Discovery kasutab sagedust 16 MHz ning Inteli ja AMD kaasaegsed protsessorid on võimelised töötama üle 3,5 GHz. Registri ümberlülitamine toimub järgmiselt: signaal loogikaelementidelt suunatakse registri esimesse sisendisse, see signaal peab olema eelnevalt vastu võetud ja seda ei tohiks antud taktsagedusel enam uuendada. Registri teise sisendisse suunatakse taktsignaal, hetkel, kui kell lülitub madalalt kõrgele, kirjutatakse register ümber ja vastavalt tekib energiakulu. Seetõttu on teiseks ja peamiseks energiatarbimise allikaks mäluregistrid.

Mopsid ja nende käitumine

Joonisel fig. 3 on mis tahes juhiste või mis tahes riistvarakujundusega süsteemi skemaatiline kujutis. Seal on üldotstarbelised registrid R1 ja R2, mis salvestavad arvutuslikke vaheväärtusi. Seal on loogiliste elementide "pilv", mis võimaldab teil teha teatud toiminguid (liitmise, korrutamise, nihutamise ja nii edasi). Loogikapilve, nagu ka üldotstarbelisi registreid, juhivad eriotstarbelised registrid. Need määravad, milline operatsioon ja mis hetkel tehakse.

Oletame, et tahame lisada registrite R1 (lähtetekst) ja R2 (võti) väärtused ning kirjutada tulemuse registrisse R1. Eriotstarbelised registrid on juba laetud ja aktiveerinud mikrokontrolleri vajalikud osad. Esimeses tsüklis saadetakse mõlemad R1 ja R2 väärtused pilve, kus need lisatakse loogiliste elementide abil. Kuna tehakse uus toiming, uuendatakse loogikaelementide olekut R1 ja R2 signaali levimisel ning see põhjustab energiakulu. Seejärel, kui kõik loogikaelemendid on uuendatud ja lisamise tulemus R1 sisendisse saadetud, süsteem hangub ja voolu ei tarbita enne, kui R1 registrisse saabub taktsignaal. Sel hetkel uuendati registrit ja kohe saadeti uus väärtus loogikapilve, põhjustades sellega uue energiatarbimise hüppe. Kui täidetakse teistsugune käsk, võite näha teistsuguse teraviku kuju (vaadake joonisel 2 olevaid mustreid, mis on esile tõstetud erinevate värvidega), kuna kaasatud on muud loogilised elemendid.

Üldotstarbeliste registrite uuendamise ajastus on väga oluline. Esiteks toimub sel hetkel suurim energiatarbimine, kuna uuendatud registriväärtus põhjustab loogikaelementide edasist ümberlülitamist. Teiseks, tänu ostsillaatori stabiilsele sagedusele tehakse kõik toimingud korraga, nii et mõõdetud pinge sünkroniseeritakse. Tahan öelda, et sama koodi kahe erineva täitmise korral on süsteem hetkel t samas olekus, see tähendab, et signaali töötlevad samad loogikaelemendid. Seda võib olla raske mõista, kuid hiljem näete, miks see oluline on.

Selle selgituse juures on oluline meeles pidada, et suurim energiatarbimine toimub registri ümberlülitamise hetkel ja kõik pingekõverad on ajas sünkroniseeritud.

Nüüd vaatame, kuidas neid teadmisi võtme arvutamiseks kasutada. Analüüsime ainult ühte, kõige esimest ründemeetodit, ja järgmises artiklis käsitleme selle meetodi mõningaid olulisi täiustusi.

Toitumise diferentsiaalanalüüs. teooria

Esimese rünnaku tarbitud energia kaudu avaldas Paul Kocher 1996. aastal, kuigi rangelt võttes ei saa teda selle meetodi autoriks nimetada - sel ajal arutati Fidonetis aktiivselt ründetehnoloogiaid. Mitteametlikel andmetel profileerisid meie luureteenistused juba eelmise sajandi 80. aastate lõpus mikrokontrollerite iga üksiku käsu täitmist, st võisid öelda, milline käsk vastab antud pingekõverale (ja esimesele välismaisele avaldamisele). selleteemalised teosed ilmusid alles 2000. aastate keskel - vaadake Mallide rünnakuid), kuigi kordan, teave on mitteametlik.

Diferentsiaalvõimsuse analüüs põhineb asjaolul, et lülitusenergia 0-st 1-ni erineb lülitusenergiast 1-st 0-ni. See on väga tühine oletus ja võin julgelt öelda, et see kehtib 100% pooljuhtseadmete kohta, st kõigi vidinate kohta, mida te igapäevaselt kasutate. Vähemalt on rangeid tõendeid selle kohta, et see on tõepoolest nii CMOS-tehnoloogia puhul (siin on raamat, mis selgitab seda CMOS-süsteemide omadust enne võimsusanalüüsi tulekut).

Toitumise diferentsiaalanalüüs toimub mitmes etapis. Esiteks määratakse sihtregister, st käsk, mille tulemust ründate. Lugege see uuesti hoolikalt läbi, te ei ründa käsku ennast, vaid selle tulemust ehk registrisse kirjutatud väärtust. Sihtregistrit saab kasutada mitu korda ja nagu näete, mõjutab see rünnakut. Käsu tulemus peab sõltuma teile teadaolevatest andmetest (lähtetekstid või šifritekstid) ja tundmatust võtmeväärtusest. AES-128 puhul on tavaline kasutada operatsioone, mis on seotud ühe asendustabeliga Sbox, kuna sel juhul saab võtit otsida baithaaval, lisaks on Sbox mittelineaarne toiming ja see võimaldab teil kiiresti loobuda. vigased võtmeväärtused. Iga krüptimise käigus mõõdetakse pinge lainekuju, seejärel arvutatakse teadaolevate andmete ja tundmatu võtme abil sihtregistri väärtus (kuidas seda tehakse, selgitatakse allpool). Sellest väärtusest valitakse üks bitt (näiteks esimene) ja kõik pinge lainekujud on jagatud kahte rühma. Esimesse rühma (grupp 1) kuuluvad need kõverad, mille puhul see bitt on seatud 1-le, teise rühma (rühm 0) need kõverad, mille puhul see bitt võrdub 0-ga. Seejärel arvutatakse iga rühma aritmeetiline keskmine ja nende erinevus peetakse silmas, mistõttu analüüsi nimetatakse diferentsiaalseks. Kui mudel ja võti olid õiged, siis simuleeritud registri tulemuse kasutamise hetkel on aritmeetiliste keskmiste erinevuses näha märkimisväärset piiki. Nüüd vaatame kõike üksikasjalikumalt.

Toitumise diferentsiaalanalüüs. Kõik AES kohta

Kui šifritekstid on meile kättesaadavad, siis saame simuleerida viimase vooru Sboxi tulemust. Teame, et salateksti esimene bait arvutati järgmiselt: C(1) = Sbox xor K10(1) , kus S9(1) on üheksa vooru tulemuse esimene bait ja K10(1) on esimene bait. bait viimase ringi võtmest. AES-algoritmi järgi tuleb šifreeritud teksti lõpliku väärtuse arvutamiseks saada S9(1) väärtus, S9(1) arvutamist on võimatu vahele jätta, kuna algoritm on nii määratud. Töötame 8-bitise mikrokontrolleriga ja AES-algoritmi kaitsmata teostusega, seega on tõenäoline, et S9(1) väärtus võeti vastu ja salvestati kõigepealt registrisse (väärtus tuleb hankida ja kõik tulemused on esimesed kirjutatakse üldotstarbelistesse registritesse) ja seejärel virnale, mida kasutatakse järgmises voorus. Seega oleme otsustanud sihtjuhise kasuks, mis sõltub nii võtmest kui ka šifritekstist, lisaks on tegemist mittelineaarse operatsiooniga, mis aitab külgkanalite rünnakute korral.

Valime väärtusest S9(1) = InvSbox[C(1) xor K10(1)] esimese biti, millega pingekõveraid klassifitseerime. Ülejäänud bitte saab kasutada võtme arvutamise parandamiseks/kiirendamiseks, kuid praegu töötame ainult esimese bitiga.

Pidage meeles, et me ütlesime, et 1-lt 0-le ja 0-le 1-le ülemineku energia on erinev. Me saame simuleerida tulemust, mis tuleks registrisse kirjutada, kuid me ei tea registri eelmist väärtust, seega ei saa me kindlalt kindlaks teha, kas lülitus toimus või mitte. Tegelikult pole see vajalik. Eeldame lihtsalt, et eelmine registriväärtus ei sõltunud lineaarselt uuest väärtusest. Püüan näitega selgitada. Meil on N šifriteksti. Kuna AES-algoritm segab ja korraldab kõik ümber, siis umbes pooltel juhtudel nendest N šifritekstist võrdub meie soovitud bitt 1-ga ja teisel poolel 0-ga. Oletame nüüd, et eelmine registriväärtus salvestas šifri vahepealse "juhusliku" tulemuse (näiteks teise Sboxi tulemuse). Kui meie simuleeritud bitt on poole ajast 1, oli eelmine registri väärtus 0 (st veerand ajast N-st) ja umbes veerand ajast toimub lülitus ja veerand ajast see toimub. t. Sama nulliga: keskmiselt lülitub N/4 krüptimist 1-lt 0-le ja ülejäänud ei lülitu (0 kirjutab 0 üle). Selgub, et N krüptimise hulgas on N/4 lülitit vahemikus 0 kuni 1 ja ligikaudu sama palju lüliteid vahemikus 1 kuni 0.

Kui registri eelmine väärtus oli konstantne, näiteks oli sinna kirjutatud tsükliloendur, siis on see alati võrdne kas 1 või 0-ga. Sel juhul on see veelgi lihtsam, kuna üks kahest simuleeritud biti loodud rühmast lülitub alati ja teine ​​mitte kunagi.

Kui registri eelmine väärtus sõltus lineaarselt uuest väärtusest, siis võis tekkida olukord, kus 1. rühmas oli lüliteid väga piiratud arv, mis oli veidi väiksem kui grupi 0 lülitite arv. lülitatud ja lülitamata bittide arv ei oleks tasakaalus ja aritmeetiliste keskmiste vahe oleks kasutu. Lineaarsuse vältimiseks kasutatakse Sboxi tulemust.

Tšebõševi suurte arvude seaduse kohaselt on rühma 1 aritmeetiline keskmine sihtkäsu täitmise hetk annab teile konstandi pluss energia lülitumisel 0-lt 1-le ja grupi 0 aritmeetiline keskmine samal ajahetkel annab teile sama konstandi pluss 1-lt 0-le lülitumise energia. Kuna me teame, et lülitusenergiad 0-lt 1-le ja 1-le 0-le on erinevad, annab aritmeetiliste keskmiste erinevus teile käsu täitmise ajal tõusu.

Vaatame, miks kõik teised aritmeetiliste keskmiste erinevuse punktid kipuvad nulli minema. See on jällegi Tšebõševi seadus: kuna sorteerisime kõverad oma sihtregistri abil, siis tõenäoliselt on kõik muud juhised juhuslik jagunevad mõlemasse rühma, seetõttu läheneb kahe rühma aritmeetiline keskmine kõigi muude juhiste puhul samale väärtusele. Seega läheneb aritmeetiliste keskmiste erinevus kõigis punktides nullile, välja arvatud käsud, mis ühel või teisel viisil sõltuvad sihtregistri valitud bitist. Mõnikord võite siiski kohata "kummituslikke" purskeid. Need tekivad siis, kui sihtregistris olev natuke mõjutab edasisi arvutusi, kuid kummitusnaelu saab kasutada, kui mõistate, kust need pärinevad.

Toitumise diferentsiaalanalüüs. Harjuta

Liigume lõpuks teoorialt praktikale. Sama ostsilloskoobi abil mõõdeti pinget 10 tuhande krüptimise jaoks. Müra eemaldamiseks viidi iga krüpteerimine läbi 1000 korda ja pinge keskmistati. Proovivõtt on kahekordistunud, nii et iga pingejälg sisaldab 40 500 punkti. Ründame operatsiooni, kasutades registriväärtust S9(1) = InvSbox[C(1) xor K10(1)] . Nagu hiljem näete, on selliseid toiminguid mitu. Selleks kasutame iga šifriteksti esimest baiti ja arvutame kõigi krüptimiste ja kõigi võimalike võtmebaitide väärtuste registri tulemused (vt tabelit).

Tabeli 4. veeru (esimene bitt S9(1) võtme 0x00 jaoks) väärtuste alusel valime rühma 1 kõik krüpteerimispinge kõverad, mille sihtbitt S9(1) on võrdne 1-ga ja rühma 0 – kõik krüpteerimispinge kõverad, mille puhul see bitt on 0. Nüüd konstrueerime kahe rühma aritmeetiliste keskmiste erinevuse. Teeme täpselt sama toimingu ülejäänud 255 võtmega ja joonistame nende graafikud, nagu on näidatud joonisel fig. 4. Nagu sellelt jooniselt näha, on ühel võtmel krüptimise lõpu lähedal märkimisväärne piisk, millest suurem vaade on näidatud joonisel 4. 5.

Sellel näeme kolme pritsmeid (need on nummerdatud 1 kuni 3). Selgitaksin kolmandat tippu sellega, et S9(1) väärtust loetakse Sboxi arvutamiseks virust, kuna see asub viimase vooru Sboxi täitmistsoonis (6200 kuni 6420 - see on Sbox ja Shift Ridade tsoon). Kuid kahte eelmist tippu on veidi keerulisem seletada. Teine tipp on seotud võtmega liitmistoiminguga, kui S9(1) väärtus saadi otse, ja kõige esimene tipp on seotud MixColumni toiminguga (kuna see asub MixColumni tsoonis). Siinkohal on oluline mõista, et võtmega liitmine on lineaarne tehe ja kui võtmebitt on 1, siis enne võtmega liitmist oli bittide väärtus tabelist täpselt vastupidine. Kui võtmebitt on 0, siis olid bitid enne võtmega liitmist täpselt samad. Enne võtmega liitmist tuleb pärast MixColumn operatsiooni saada baidi väärtus ja just seda hetke, mil meie võtme bait on vastu võetud, näeme graafikul. Kuna tipp on suunatud vastupidises (negatiivses) suunas, siis suure tõenäosusega vahetasid rühmad 1 ja 0 kohad (lahutame väiksemast suurema), see tähendab, et grupis 1 olid kõik krüpteeringud, mille jaoks bitt määrati. 0-ks ja grupis 0 kõik krüpteeringud, mille jaoks bitt on seatud 1-le. See on võimalik, kui võtmebitt on 1, kuna sel juhul on meie tabeli mudel rangelt vastupidine ja see toob kaasa selle, et tipp on negatiivne .

Võtme leidmiseks joonistame tavaliselt võtme maksimaalsed väärtused, nagu on näidatud joonisel fig. 6. On näha, et võtme väärtus 208 = 0xD0 on suurim ja see võti on suure tõenäosusega õige.

Võrdluseks joonistame samad graafikud, kuid valime sihtbitiks S9(1) väärtuse kaheksanda biti (kõige vähem olulise biti). Varasemate arvutuste kohaselt peaks see bitt olema 0, nii et joonisel fig. 8 peaksime nägema esimest piiki positiivses tsoonis, mitte negatiivses, nagu esimese biti puhul. Samuti peaksime saama sama võtme, sest see ei muutunud, vaid muutus ainult rünnaku bitt. Kõik tipud peaksid olema samadel ajahetkedel, sest operatsioon ise kohta ei muutnud. Pildid 7–8 osutusid meie hüpoteesidele vastavaks, lisaks saadi sama võtme väärtuse puhul erinevatel sihtbittidel keskmise erinevuse maksimaalne väärtus, nii et suure tõenäosusega leidsime õige võtmebaidi (mikrokontrolleril oli võti võetud AES-standard, nii et saate kontrollida kõiki selle baite).

Sarnasel viisil saate taastada kõik viimase ringi võtme ülejäänud baidid. Paljud teosed selgitavad, kuidas ründealgoritmi kiirendada/lihtsustada/parandada, kuid praegu on sinu jaoks peamine mõista selle protsessi aluseid. Järgmises artiklis vaatleme mõningaid täiustusi.

Mida näha?

Olen kindel, et teil on rünnaku enda kohta veel palju küsimusi. Soovitan otsida vastuseid Internetist. Selleks saab kasutada scholar.google.com ja märksõnu: diferentsiaalvõimsuse analüüs, võimsusanalüüsi rünnakud. On olemas spetsiaalne veebisait dpacontest.org, mis korraldab külgkanalite rünnakute kasutamise kiiruse ja täpsuse võistlusi. Sellel saidil on koodinäiteid ja palju rünnakuandmeid. No hoidke silm peal erinevatel sündmustel Venemaal, kus peetakse nende rünnakute teemalisi töötubasid. Soovitan tutvuda ka konverentside materjalidega nagu COSADE, CHES ja CARDIS.

Järeldus

Miski ei juhtu ilma jälgi, sealhulgas krüptoalgoritmide täitmine. Šifride täitmise ajal lekib teave sekundaarsete kanalite kaudu, näiteks energiakulu. Arvutamiseks on vaja energiat, seega on võimatu täielikult kaitsta külgkanalite rünnakute eest; see probleem on põhiline. Artiklis näidatakse, kuidas rünnak tegelikult toimib ja kuidas STM8 mikrokontrolleris käivitatud AES-128 näitel krüpteerimisvõtit leida. Võtme leidmiseks kasutati minimaalset teavet energiatarbimise mudeli kohta, kuid sellest piisas, et algoritmi edukalt murda. Artikkel demonstreerib ühte esimestest 1996. aastal loodud rünnakutest ja sellest ajast alates on külgkanalite analüüs oluliselt arenenud. Osaliselt täiustatud ründemeetodeid käsitletakse järgmises artiklis, nii et nagu tavaliselt, olge kursis...