CC BY
68
Bozhenyuk Alexander Vitalievich
E-mail: [email protected].
Rozenberg Igor Naymovich
Public corporation “Research and development institute of railway engineers”.
E-mail: [email protected].
27/1, Nizhegorodskaya street, Moscow, 109029, Russia.
Phone: 84959677701.
Yastrebinskaya Dina Nikolaevna
Scientific and Technical Center "INTECH" of Federal State-Owned Educational Establishment of Higher Vocational Education “Southern Federal University”.
E-mail: [email protected].
Oktyabrskaya Square, 4, Taganrog, 347922, Russia.
Phone: +79289048814.
УДК 681.5.08
Ф.А. Самсонов, И.И. Костюченко, М.В. Петров, В.Н. Наконечный МЕТОД ФАКТОРНОГО ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ИНФОРМАЦИОННОРАСЧЕТНЫХ СИСТЕМ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Статья посвящена применению метода факторного параметрического моделирования к решению актуальной научной задачи оценки безопасности современных информационно-расчётных систем и сетей, а также расчёту дифференциального и интегрального значений риска реализации потенциальных угроз различной природы в таких системах.
Информационно-расчётная система; безопасность; возможностная мера; уязви; ; ; ; ; .
F.A. Samsonov, I.I. Kostuchenko, M.V. Petrov, V.N. Naconechnyi METHOD OF FACTORIAL PARAMETRICAL MODELING OF THE LOSS TO SYSTEMS FUNCTIONAL STABILITY SPECIAL INFORMATION-ACCOUNTING SYSTEMS
The Article is dedicated to using the method of factorial parametric modeling to decision of the actual scientific problem of the estimation to safety modern information-accounting systems and networks and estimations differential and integral risk to realization of the potential threats of the different nature in such system
Information-accounting system; safety; possibility measure; criticality; threat; influence; weakening; receptivity; damage.
Важнейшей составляющей национальной безопасности любого современного постиндустриального информационного общества является её информационная безопасность. Поскольку информационное, программное обеспечение, технологии обработки, передачи, сохранения данных заняли ключевую позицию в тех областях современного общества, которые принято относить к критично важным для обороноспособности и экономической стабильности государства: систем автоматизированного управления и контроля состояния радиационных, химических, биологических опасных объектов; систем сбора, обработки и передачи данных в ин-, - -, , -зированных систем боевого управления войсками и оружием [1,7].
В соответствии с принятой в Российской Федерации Концепции национальной безопасности, Военной доктрины и Доктрины информационной безопасности одной из основных задач национальной безопасности РФ, помимо обеспечения информационной безопасности критически важных государственных информаци-, -
.
-
методики оценки безопасности систем и принятие комплекса стандартных показателей безопасности для всех видов воздействующих факторов применительно к физически разнородным объектам и воздействующим факторам [6].
В настоящее время признано [3,4,5], что исследование безопасности и риска систем «человек - машина - среда» может быть адекватно проведено в рамках системы «потенциально опасный объект - средства и меры защиты - опасные и
- ».
Реализация потенциальной угрозы в ИРС приводит к нарушению функциональной устойчивости системы в виду как проектных просчётов состава и струк-, , -ческих (аппаратного и программного уровня) мероприятий контроля и обеспече-.
Возможность количественной оценки опасности от реализации потенциальной угрозы определяется как риск происшествия, связанного с информационнорасчётной системой и является основой для расчёта значения ущерба от такого .
В качестве объектов угрозы, в соответствии с [3,7], могут рассматриваться как физические элементы ИРС, так и информация или информационные ресурсы [2].
Наличие объекта угрозы и потенциальной угрозы в информационнорасчётной системе не означает, что она обязательно нанесёт ущерб системе, поскольку для этого требуется использование уязвимости в системе средств и меро-.
,
к объектам угроз, при этом во внимание принимаются все разновидности угроз, но в первую очередь те, которые связаны со случайными или умышленными дейст-( ). , -расчётные системы и вычислительные сети военного назначения являются по своей природе сложными эргатическими системами, функционирующими в условиях воздействий факторов рабочей среды с целями, определёнными их функциональным предназначением [3-4,5]. Структурная сложность и разнородность воздействующих на элементы системы факторов (в том числе действий пользователей сис-) -мы на подсистемы. Декомпозиция рассматриваемой ИРС на составляющие и переход от общего рассмотрения сложноформализуемых и практически несопостави-( ( -оператора) характеристик элементов к виду системы {угроза - мероприятия и средства защиты - уязвимость}, в которой возможно перечисление и формальное описание характеристик видов воздействующих факторов, условий функционирования системы и характеристик восприимчивости элементов системы к соответствующим видам воздействий. Рассматриваемый подход даёт потенциальную возможность представить описание процессов, происходящих в ходе эксплуатации ИРС в различных условиях обстановки, в виде формальной модели и определить методы её исследования и определения безопасности как качественной характеристики функциональной устойчивости и защищённости [3].
Проведенный сравнительный анализ подходов к расчету вероятности реализации угроз [4,5] - утрате функциональной устойчивости ИРС - и оценке вклада предпосылок в реализации угрозы в настоящее время производится пассивно, т.е. только по результатам реализации происшествия, что применительно к системам с высоким прогнозируемым значением риска (прежде всего к информационным системам, обеспечивающим актуальной информацией расчётно-анадитические центры и штабы группировок) или невозможно, или явно не удовлетворяет требова-
- . Кроме того, на практике часто остаются неизвестными: комплекс факторов, который способствовал реализации конкретного происшествия, текущее состояние потенциальных уязвимостей системы, а также образование объектом системы вторичных факторов угроз [5,6].
Отмеченные выше недостатки устраняются путем применения активных подходов в анализе и оценке безопасности сложных систем, к которым относится, , -тельное направление теории возможностей, позволяющее получать точность значения риска порядка 10-4 в условиях неполноты или противоречивости исходных данных [2].
Исходными данными для решения задачи моделирования происшествий и оценки безопасности ИРС с помощью факторного параметрического метода являются:
♦ структурно-логическое описание ИРС и описание условий рабочей среды,
в которых она функционирует: {я\ , ..., я"п}; ра= {д а1 , ..., д ап};
♦
структурным элементам ИРС в виде нормативно-распорядительных документов (инструкций, наставлений и т.п.): I = {^, ..., 1п};
♦ множеств о факторов, рассматривающихся по отношению к ИРС в качестве угроз: Х={хь..., хп};
♦ множество описаний ситуаций, в которых возможна реализация угроз:
Бр= {8Р1, ..., 8Рп};
♦ множество описаний структурных элементов ИРС, рассматривающихся в качестве потенциальных уязвимостей ИРС: Бр={ёрь ..., ёрп };
♦
ИРС: 7р= {7р1, ..., 7рп};
♦ множество мероприятий и средств противодействия угрозам ИРС: Нр= {Ьр1, ..., Ьрп};
♦ множество описаний устройств, входящих в состав структурных элементов
, -ческих воздействий рабочей среды: И = {Иь ..., Ит};
♦ множество описаний факторов рабочей среды (условий боевой обстанов-
), , -чений физических и информационных воздействий: V = {У1, ..., Ут};
♦ множество параметров ослабления / усиления воздействий факторов рабочей среды на элементы ИРС: р = {р1, ..., рт};
♦ ( ): ^ расч — ^ треб ;
♦ бюджет на организацию и обеспечение противодействия угрозам ИРС: С
Ч-'ДОП-
Общий алгоритм методики, представленный на рис. 1, предполагает поэтапное выполнение следующих основных действий:
1. Инфологическое описание модели «оператор - рабочая среда - ресурс» ( - - ): -
ня приоритетных целей функционирования, ресурсов, внешних и внутренних угроз, воздействующих на ресурсы ИРС, мероприятий и средств защиты, оказывающих влияние на воздействие факторов рабочей среды.
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДАННЫХ О СТРУКТУРЕ ИРС, ПРЕДНАЗНАЧЕНИИ ИРС, ОСОБЕННОСТЯХ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ, ПОРЯДКА РАБОТЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ И УСЛОВИЯХ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ В ВИДЕ МНОЖЕСТВ ОПИСАНИЙ
ЭКСПЕРТНАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПЕРЕЧНЯ УГРОЗ ИРС В ВИДЕ МНОЖЕСТВА ОПИСАНИЙ ВИДОВ ВОЗДЕЙСТВУЮЩИХ НА УЯЗВИМОСТИ ИРС ФАКТОРОВ, СИТУАЦИЙ В КОТОРЫХ ФАКТОРЫ ИМЕЮТ МЕСТО, ПЕРЕЧНЯ ЗАДАЧ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ИРС И СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕРОПРИЯТИЙ И СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ
ПРОВЕРКА ФАКТА ПРЕВЫШЕНИЯ ЗНАЧЕНИЯ ХАРАКТЕРИЗУЮЩЕГО «ЗАПАС БЕЗОПАСНОСТИ» НАД ВЕЛИЧИНОЙ СУММАРНОЙ ЗОНЫ РАЗМЫТОСТИ НЕЧЕТКИХ ЗНАЧЕНИЙ ВЕЛИЧИН
УСТАНОВЛЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТНЫХ МЕР РЕАЛИЗАЦИИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЦЕПОЧЕК СВЯЗЕЙ ВОЗДЕЙСТВИЙ И ВОСПРИИМЧИВОСТИ, ПРЕДСТАВЛЕННЫХ ЭЛЕМЕНТАМИ УПОРЯДОЧЕННОГО БУЛЕАНА Ви И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТНОЙ МЕРЫ ОТКАЗА ЭЛЕМЕНТА В ЦЕПОЧКЕ КАК ОТНОШЕНИЯ УКЛОНЕНИЯ ЯДЕР К СУММАРНОЙ РАЗМЫТОСТИ НОСИТЕЛЕЙ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ И ВОСПРИИМЧИВОСТИ
ВЫБОР ЛОГИЧЕСКОЙ ФОРМЫ ФУНКЦИИ СВЯЗНОСТИ И РАСЧЕТ ВОЗМОЖНОСТНОЙ МЕРЫ ДЛЯ ВЫБРАННОГО ВИДА ФУНКЦИИ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ЗАТРАТ РЕСУРСОВ СИСТЕМЫ МЕРОПРИЯТИЙ, СООТВЕТСТВУЮЩИХ СИЛ И СРЕДСТВ ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ / ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ ВЫЯВЛЕННЫМ УГРОЗАМ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ИРС
2
С1
О
К
<
X
1=
и
<
ч
1= Е5
и о < 1“ т Ш
Рис. 1. Общая структура методики факторного параметрического моделирования утраты функциональной устойчивости ИРС
2. Идентификация угроз в ИРС: на основе анализа множеств р8, ра, О, описывающих модель «О-РС-Р» аналитической группой с применением экспертной
,
, , и идентификация потенциальных угроз, поиск чувствительных к выявленным угрозам уязвимостей и их ранжирования в соответствии с важностью для устойчивого функционирования ИРС.
3. (
, ; формирование упорядоченного булеана, элементы которого есть последовательности номеров источников и приемников видов воздействий), преобразование вида исходных данных описаний характеристик воздействий и восприимчивости к нечеткому виду ( - значение ядра величины, а - зона размытости величины на
- ).
4.
угроз функциональной устойчивости ИРС.
5. Определение рациональной системы методов (пригодной при фиксированном значении затрат на силы и средства обеспечения безопасности - Сдоо и оптимальном по критерию «эффективность ИРС» - при свободном показателе
)
.
Концепция информационной технологии моделирования происшествий и динамической оценки безопасности информационно-расчётных систем базируется на идее распределённых сервисов реализующих «клиент-серверную» архитектуру, включающую в свой состав следующие основные элементы:
1. , -ков и резидентных программ, контролирующих в режиме реального време-, .
2. -
« - »,
, -
, .
3. -формализованных сообщений от клиентских мест (пользовательских тер) ( ).
4. (
факторно-параметрических описаний видов воздействий на ПОО ИВС) в составе экспертной системы.
5. Пакет специального программного обеспечения М.А.И.Т.1.1 автоматизированной обработки экспертных оценок, моделирования происшествий в ИВС и автоматизированной генерации рекомендаций должностным лицам по предотвращению происшествия [8].
Модель функционирования системы описывается следующим образом:
♦
экспертами по безопасности формируется факторно-параметрическая модель происшествий на ПОО ИВС. Пакет специального программного обеспечения «Возмер» использует в полученной модели информацию от системы датчиков параметров рабочей среды (температурновлажностного режима, вибраций и т.д.), резидентных модулей (действия
);
♦ системных служб (износ жесткого диска, количество ошибок записи в оперативную память, температура графического ядра видеоподсистемы и т.д.) и в режиме реального времени осуществляет расчёт и мониторинг изменения качественного состояния защищённости системы в целом и отдельных , -ного значений риска.
При возникновении нештатной ситуации (си^ации, не описанной экспертами в первичной факторно-параметрической модели ИВС) и/или добавлении новых элементов в ИВС формируется запрос в виде формализованного пакета с текущими значениями параметров ИВС и неформализованный пакет описаний (в том числе фото, видео, словесных и т.д.) происшествия или добавляемого в структуру .
подсистему приема и первичной обработки данных с клиентского места в службу
( ). исходных для моделирования данных, подвергается экспресс-анапизу специалистом службы информационно-технической поддержки.
В случаях применения экспертной системы производится: сопоставление факторно-параметрической модели с аналогичными в базе данных; поиск наиболее
-
, -
делением дифференциальных и интегральных значений возможностных мер утраты функциональной устойчивости ИРС. На основе выбранной из базы знаний модели оцениваемой ИРС определяется значение риска происшествия и формируется перечень рекомендаций на основе типовых решений, выбранных автоматизиро-
« - ».
Анализ современных подходов к решению задачи моделирования безопасно-
сти сложных и уникальных эргатических систем и оценки риска реализации потенциальной угрозы в таких системах позволил установить возможность решения данной задачи методом факторно-параметрического анализа.
-
дифференциальных рисков реализации угрозы функциональной устойчивости ИРС позволило получить количественные значения возможностной меры риска выхода из строя элементов системы даже в условиях неполноты и противоречиво, , -
сти самой ИРС.
Экспериментальная проверка достоверности полученных результатов изложенная в [9] подтвердила возможность использования методики для определения рационального состава мероприятий и средств защиты функциональной устойчивости ИРС в условиях прогнозируемых и реализующихся в рабочей среде угроз и выработать комплекс рекомендаций должностным лицам организаций (подразде-)
.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. ГОСТ Р ИСО/МЭК 15408-1-1999. Методы и средства обеспечения безопасности.
2. Есипов ЮМ, Самсонов ФА., Черемисин Л.И. Мониторинг и оценка риска систем. - М.: Издательство ЛКИ, 2008. - 136 с.
3. . . // -
шиностроения и надежности машин. - 1999. - № 1. - С. 109-116.
4. . . .
- М.: Наука, 1981. - 231 с.
5. Острейковский В.Л. Теория систем. - М.: Высшая Школа, 1997. - 240 с.
6. . . - . - .: -, 2000. - 248 .
7. Федеральный закон РФ от 10 января 2003 г. N 24-ФЗ "Об информации, информатизации и защите информации".
8. Самсонов ФА., Есипов ЮМ. Методика и программный продукт «Возмер 2.3» для расчета дифференциальных и интегральных показателей риска // Моделирование и анализ безопасности и риска в сложных системах: Труды международной научной школы МА БР - 2008. - СПб.: Изд-во СПбГУАП, 2008. - С. 350-353'.
9. Самсонов ФА. Экспериментальная проверка пригодности факторной параметрической
// -
риалов межвузовской военно-научной конференции № 7 «Проблемы управления поддержанием боевой готовности соединений и частей в условиях повседневной и боевой деятельности». - Ростов-на-Дону: РВИ РВ. - 2008, Инв. №12/532 ДСП. - С. 107-113.
Самсонов Филипп Анатольевич
Ростовский военный институт ракетных войск.
E-mail: [email protected].
344037, г. Ростов-на-Дону, пр. Нагибина, 24/50.
Тел.: +79281852411.
Коетюченко Иван Иванович
E-mail: [email protected].
.: +79081938152.
Петров Михаил Валентинович E-mail: [email protected].
.: +79054512183.
Наконечный Виталлий Николаевич
E-mail: [email protected].
Тел.: +79281763251.
Samsonov Filipp Anatolyevich
Rostov Military Institute of Rocket Troops E-mail: [email protected].
24/50, M. Nagibina pr., Rostov-on-Don, 344037, Russia.
Phone: +79281852411.
Kostuchenko Ivan Ivanovich E-mail: [email protected].
Phone: +79081938152.
Petrov Mikhail Valentinovich
E-mail: [email protected].
Phone: +79054512183.
Naconechnyi Vitallyi Nicolaevich
E-mail [email protected].
Phone: +79281763251.
УДК 539.3
О. А. Губеладзе, С. В. Федоренко, А. В. Цыбенко
ЭКСПРЕСС ОЦЕНКА СИЛЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРЕГРАДЫ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ТРАНСПОРТНО-УПАКОВОЧНЫМ КОМПЛЕКТОМ ПРИ ПАДЕНИИ
Рассматривается задача определения силы сопротивления грунта как сплошной среды, изменяющей плотность при действии сжимающих нагрузок, возникающих при соуда-
- ( ).
