DESTRUCCIÓN TERMOQUÍMICA DE PORTADORES DE INFORMACIÓN.

DESTRUCCIÓN TERMOQUÍMICA DE PORTADORES DE INFORMACIÓN.

Boborykin Sergey Nikolaevich,
Ryzhikov Sergey Sergeevich, Candidato de Ciencias Técnicas

DESTRUCCIÓN TERMOQUÍMICA DE TRANSPORTES DE INFORMACIÓN

El uso de altas temperaturas para destruir los medios de almacenamiento se conoce desde la antigüedad. En los albores de la historia mundial, los fondos de la Biblioteca de Alejandría fueron quemados, causando daños irreparables e irreparables a la humanidad. A lo largo de los siglos, los métodos para destruir información en papel se han mantenido prácticamente sin cambios: el papel se siguió quemando y se sigue quemando.

Actualmente, los medios de información confidencial que están sujetos a destrucción periódica (películas cinematográficas y fotográficas, cintas magnéticas, discos, magnetoópticos, dispositivos de memoria de solo lectura en microcircuitos, etc.) se han vuelto inusualmente diversos, compactos y bastante resistentes a las influencias físicas. Los expertos buscan constantemente nuevos métodos de destrucción. Se están creando instalaciones que generan potentes campos magnéticos y eléctricos [1, 2] y se están desarrollando composiciones químicas que, en el momento adecuado, descomponen el portador de secreciones en sus componentes originales.

Este artículo analiza los métodos asociados con el calentamiento de un soporte de información confidencial a una temperatura a la que la información que contiene desaparece por completo y para siempre.

Ventajas de los métodos termoquímicos para destruir soportes de información

A principios del siglo XXI existía una gran variedad de medios de comunicación a los que distintos departamentos confiaban sus secretos. La historia de los servicios secretos se ha enriquecido con ejemplos de lo caro que hay que pagar por la mala calidad de los medios de destrucción de emergencia. Hay bastantes ejemplos, incluida la historia de la embajada de Estados Unidos en Irán durante el levantamiento contra el Sha, el destino de los archivos del servicio de seguridad de la RDA durante la caída del Muro de Berlín y la detención de un avión de reconocimiento estadounidense por Porcelana. En todos los casos anteriores, existía una necesidad urgente de destruir los medios secretos de todo tipo: papel, magnéticos y hardware. Y en los tres casos (según la prensa), la eficiencia en la destrucción fue precisamente insuficiente.

Al mismo tiempo, existe un método bastante universal y eficaz, cuyo uso permite minimizar el daño de una invasión repentina por parte de buscadores de secretos ajenos. Las reacciones químicas subyacentes fueron descubiertas a mediados del siglo XIX por el destacado científico ruso N.N. Beketov. Posteriormente recibieron el nombre de metalotermia. Sobre esta base, se crearon mezclas incendiarias de termitas, que fueron ampliamente utilizadas en las guerras del siglo XX. Un poderoso impulso al desarrollo de esta área de la ciencia química lo dio la investigación de los científicos soviéticos A.G. Merzhanov, I.P. Borovinsky y V.M. Shkirko, quienes descubrieron el fenómeno de la síntesis autopropagante a alta temperatura (SHS) en 1967. Su investigación permitió crear una teoría de los procesos SHS y asegurar su implementación práctica.

Consideremos las ventajas de los procesos SHS al destruir medios de almacenamiento:

• Las composiciones SHS permiten garantizar el calentamiento local del soporte a una temperatura de 3000 K y superior sin el uso de hornos especiales.
• Las composiciones de SHS son autosuficientes, es decir. después del inicio, el proceso de liberación de calor, bajo ciertas condiciones, es autosostenible hasta que se completa la transformación química de los componentes.
• Existe toda una clase de composiciones de SHS que, durante el proceso de calentamiento, prácticamente no no emite gases ni productos líquidos de combustión (una briqueta hecha de esta composición se calienta en poco tiempo hasta una temperatura de varios miles de grados, manteniendo su forma y sin arrojar llamas visibles).
• La mayoría de las composiciones de SHS no tienen la relación entre masa y propiedades inherentes a la mayoría de los explosivos. La reacción en una briqueta de un kilogramo de composición de SHS se desarrolla exactamente de la misma manera que en una briqueta que pesa varios gramos.
• La combustión de la mayoría de las composiciones de SHS nunca se convierte en detonación.
• Las composiciones de SHS, por regla general, tienen una estabilidad química significativa, lo que les permite integrarse en el equipo durante todo el período de funcionamiento sin reemplazo periódico.
• La temperatura de ignición de una parte importante de las composiciones de SHS se encuentra en el rango de 600 a 1200 ºC. C, que elimina el autoencendido cuando se instala en elementos de trabajo de equipos electrónicos.
• Para iniciar el proceso de combustión de la composición SHS, es suficiente una cantidad muy pequeña de iniciador, lo que permite crear un sistema de encendido con una fuente de alimentación autónoma, asegurando su independencia energética de fuentes externas.
• El uso de medios de destrucción SHS, si es necesario, es posible garantizar una destrucción altamente específica (a un microcircuito o grupo de microcircuitos específico), preservando al mismo tiempo los elementos y bloques restantes.
• Se puede proporcionar una briqueta de composición SHS cualquier forma presionando o rellenando con un compuesto, lo cual es especialmente importante al camuflar medios de destrucción de medios de información.
• Debido a la alta temperatura del proceso SHS y la alta velocidad de propagación de la onda de combustión (0,5 — 15 cm/seg) [3], los medios de extinción de incendios existentes no son capaces de interrumpir el proceso SHS.
• La mayoría de los reactivos químicos utilizados en los procesos SHS son bastante económicos y accesibles, lo que simplifica su uso como parte de equipos especiales.

Clasificación y propiedades de las composiciones de SHS

Dependiendo de la naturaleza química de la reacción de combustión y del estado agregado de los reactivos, se distinguen cuatro principales Se pueden distinguir clases de sistemas SHS [3]:

• sistemas sin gas;
• sistemas de filtración;
• sistemas emisores de gas;
• sistemas de tipo metalotérmico.

Los sistemas SHS de primera y cuarta clase son de gran interés para su uso como medio de destrucción de soportes de información.

Sistemas sin gas

Una característica de esta clase de sistemas SHS es que tanto los reactivos iniciales como la sustancia resultante se encuentran en fase sólida. Debido a esto, el proceso de transformación se produce sin liberación de gases (como su nombre indica) y sin llama. Después del inicio del proceso SHS, un frente de calentamiento pasa a través de la muestra, sin cambiar significativamente su forma y dimensiones geométricas. El desprendimiento de gas se produce únicamente debido a las impurezas de los reactivos y a los productos de combustión del soporte de información destruido.

Los procesos que ocurren en reacciones SHS de este tipo se pueden representar en forma de la siguiente relación:

A + B = C + Q,

donde:
A es metal en estado sólido,
B – metal (no metal) en estado sólido, líquido o gaseoso,
C – productos de síntesis (carburos, boruros, silicatos, óxidos, etc.),
Q – energía térmica liberada durante la reacción

Los componentes A, B y C se dan en la tabla. 1. [4]

Tabla 1.

El calor de formación del compuesto, la temperatura de fusión y la temperatura de combustión calculada de composiciones de SHS sin gas se dan en la Tabla. 2. [4]

Tabla 2.

* Temperatura de sublimación

Con base en las tablas 1 y 2, los reactivos iniciales se pueden seleccionar para alcanzar una temperatura determinada para que la reacción SHS destruya un soporte de información particular.

Por ejemplo, para alcanzar una temperatura de más de 3000 K y en ausencia de escoria líquida durante el proceso de combustión, es necesario mezclar polvos de titanio y grafito (TiC) o titanio y boro (TiB2), comprimirlos en una briqueta y prenderles fuego.

Sin embargo, debe tenerse en cuenta que la eficiencia de la reacción SHS está significativamente influenciada por el tamaño de las partículas de los polvos de la mezcla inicial, la proporción de reactivos, la calidad del aislamiento térmico y el método de inicio del proceso. Algunos de estos factores se discutirán en este artículo, el resto se reflejan en [3, 6 – 9].

Metal- sistemas de tipo térmico

Esta clase de sistemas SHS, también propuestos para su uso en la destrucción de medios de almacenamiento, se diferencia del anterior en que durante el proceso SHS ocurren dos reacciones simultáneamente: oxidación y reducción. . En general, este proceso se puede escribir como:

A + B = C + D + Q,

donde A es el metal de partida,
B es el óxido de partida,
C es el metal resultante,
D es el óxido resultante,
Q es el calor liberado durante la reacción.

La eficiencia de la reacción metalotérmica y sus características energéticas dependen del calor de formación de los óxidos a partir de los elementos iniciales A y B. Estas características para algunos óxidos prácticos se dan en la tabla. 3. [5]

Tabla 3.

En la práctica, naturalmente, todo es algo más complicado. Algunos óxidos (por ejemplo, el óxido de manganeso) se reducen en varias etapas y es posible que el proceso SHS no se desarrolle sin una fuente de calor externa. Otros óxidos, por el contrario, reaccionan con los metales de forma demasiado violenta. Por ejemplo, el proceso de combustión de la termita de cobre-aluminio recuerda más a una explosión que a una combustión como tal [6]. Se observa una imagen similar cuando se utilizan óxidos de plomo Pb3O4 y PbO2 en una mezcla con aluminio o magnesio.

La mayor aplicación práctica se encuentra en composiciones en las que se utiliza polvo de Al o Mg como metal de partida y Fe2O3 o Fe3O4 como óxido metálico. La diferencia fundamental entre la termita de magnesio y la de aluminio es que la primera, a diferencia de la segunda, no produce escoria líquida durante el proceso de combustión. Además de Mg y Al, se pueden utilizar como combustible varios metales y metaloides. Las características de las mezclas basadas en ellas que utilizan Fe2O3 como óxido se dan en la tabla. 4. [6]

Tabla 4.

Las características de las composiciones de termita a base de diversos óxidos y aluminio se dan en la tabla. 5.

Tabla 5.

Las composiciones SHS pueden constar de más de dos componentes iniciales. En algunos casos, esto permite alcanzar las características de combustión requeridas utilizando volúmenes más pequeños de mezcla de SHS. En [4]

se dan ejemplos de tales reacciones.TiO2 + 2Mg +C = TiC + 2MgO (T infierno = 3100 K)

3CrO3 + 6Al + 2C = Cr3C3 + 3Al2O3 (T infierno = 4800 K)

MoO3 + 2Al + 2Si = MoSi2 + Al2O3 (T hell = 3800 K)

Métodos para iniciar procesos SHS

Para iniciar los procesos SHS, la mezcla debe calentarse a una temperatura alta (dependiendo de la composición de los ingredientes, de 600 °C a 1000 °C y más). Si fuera necesario calentar toda la muestra a tal temperatura para iniciar el proceso, entonces el uso de procesos SHS en productos de equipos especiales difícilmente sería posible. Sin embargo, las composiciones de SHS tienen la misma propiedad que la pólvora común: la propiedad de iniciar localmente el proceso. Basta calentar una pequeña parte de la mezcla de SHS a la temperatura inicial y la onda de combustión comienza a propagarse por toda la muestra. Para iniciar procesos SHS, se pueden utilizar los llamados esquemas escalonados. Por ejemplo, un encendedor eléctrico — nitrocelulosa — peróxido de bario (BaO2) — peróxido de bario con polvo de aluminio — composición SHS (Fig. 1).

Fig. 1.

Se pueden utilizar las siguientes composiciones [6]:

• óxido de manganeso MnO2 ( 68 %), aluminio en polvo (7,5%), magnesio en polvo (17%);
• óxido de bario BaO2 (88%), magnesio Mg (12%);
• óxido de bario BaO2 (31%), óxido de hierro Fe3O4 (29%), polvo de aluminio (40%).

Las composiciones propuestas se pueden iniciar utilizando alambre de nicrom. Sin embargo, en el caso de una gran masa de composición de trabajo SHS, es aconsejable introducir una composición de transición adicional entre la composición inflamable y el trabajador, que consta de 40 — 60% de la composición inflamable y 60 — 40% de la composición de trabajo. Composición de SHS.

Los sensores de control para enviar una señal para la destrucción de medios de almacenamiento pueden ser muy diversos, desde un simple botón hasta un complejo conjunto de sensores y dispositivos de comando por radio.

Opciones para la implementación práctica de medios SHS para destruir medios de almacenamiento

Teniendo en cuenta el alcance limitado del artículo de revista, sólo se considerarán algunas opciones típicas para el uso de composiciones SHS para la destrucción de soportes de información confidencial actualmente muy extendidos.

Soportes de papel. El tipo más tradicional de medio de almacenamiento de información confidencial suele existir en dos estados: almacenado en cajas fuertes o transportado mediante mensajería. En ambos casos, la tarea principal en caso de peligro es garantizar rápidamente y, lo más importante, la destrucción de los documentos. Evidentemente, lo más conveniente en este caso serán las carpetas (contenedores) especiales hechas de material resistente al calor en las que se pueda colocar una cantidad limitada de papel (por ejemplo, hojas de papel A4). Las paredes internas de dicha carpeta son dobles, con briquetas SHS colocadas entre ellas, conectadas por un sistema de iniciación de destrucción común. Para ser transportada por un mensajero, la carpeta (o las carpetas) se colocan, por ejemplo, en un maletín y se conectan a un sistema autónomo para iniciar la destrucción en caso de amenaza de incautación. En el ámbito hospitalario, la carpeta puede guardarse en una caja fuerte y conectarse al sistema de iniciación general de la institución. En este caso, las composiciones de SHS a base de termita de magnesio o aluminio son convenientes debido a su bajo costo, disponibilidad y alta velocidad del proceso de SHS (una briqueta de termita que pesa 1 kilogramo se quema en 40 segundos [6]).

Unidades de disco duro y disquete, tarjetas flash y otros medios magnéticos extraíbles.La gran mayoría de los procesos SHS son adecuados para destruir información en medios de estas clases, porque en el caso de soportes magnéticos, basta con calentar todo su volumen por encima del punto Curie (1000 – 1200 K). Este calentamiento conduce a una pérdida irrecuperable de información [1, 2]. Estructuralmente, los dispositivos de destrucción se pueden fabricar en forma de instalaciones de almacenamiento (similares a las carpetas de papel anteriores) o en forma de unidades integradas en una PC.

Chips de memoria, codificadores, codificadores, generadores de frecuencia fija Dado que todos estos dispositivos suelen estar montados en placas separadas, el liquidador SHS se puede colocar en un cartucho cerámico (para evitar incendios) directamente encima del chip correspondiente. Un cartucho con varias decenas de gramos de composición SHS será suficiente para destruir completamente cualquier microcircuito, y la estabilidad térmica y durabilidad de las mezclas no crean problemas adicionales durante el funcionamiento del equipo.