Повышение защищенности беспроводных сетей с помощью разработки моделей, учитывающих конфликтность использующих их субъектов

Цель исследования заключается в повышении защищенности беспроводных сетей с помощью разработки моделей, учитывающих конфликтность использующих их субъектов.

Объектом исследования являются беспроводные гетерогенные сети и возникающие в них конфликты противоборствующих сторон.

Предметом исследования является риск-анализ состояния элементов беспроводных гетерогенных сетей при реализации стратегий сетевого противоборства и управление их защищенностью.

Для достижения поставленной цели представляется необходимым решить следующие задачи:

1 Анализ структурно-функциональных особенностей беспроводных гетерогенных сетей, угроз и атак, направленных на эти сети со стороны конфликтующих сторон в сетевом противоборстве.

2 Формализация стратегий и тактических приемов сетевого противоборства с учетом ценности элементов гетерогенных беспроводных сетей в динамике разрешения конфликта.

3 Формализация понятия и математическое представление гетерогенной беспроводной сети, разработка методологии оценки и регулирования рисков воздействия в ходе сетевого противоборства на гетерогенную беспроводную сеть.

Результаты, выносимые на защиту:

1. Разработанная на основе структурно-функциональной специфики

математическая модель гетерогенной беспроводной сети в виде взвешенного графа.

 2. Стратегии и тактические приемы сетевого противоборства, схемы реализации которых формализованы для взвешенных сетей с помощью графов и функций чувствительности ресурса сети.

3. Модель анализа рисков гетерогенной беспроводной сети и результаты применения данной модели для оценки рисков реализации стратегии устранения элементов гетерогенной беспроводной сети оператора сотовой связи.

Новизна результатов.

1 Разработана модель анализа рисков воздействия на элементы беспроводной гетерогенной сети в результате сетевого противоборства, учитывающая, в отличие от имеющихся аналогов, веса этих элементов и структурно-функциональную специфику сети.

2 Предложены модели сетевого конфликта, выделяющиеся оценкой его глубины, и классифицированные через функции относительной чувствительности ресурса элементов сети.

3 Построена математическая модель стратегии устранения элементов беспроводной гетерогенной сети, и выработаны рекомендации по регулированию риска беспроводных гетерогенных сетей, подвергающихся воздействию в результате сетевого противоборства.

Теоретическая значимость результатов работы состоит в том, что:

– изложены обновленные положения и элементы теории конфликтов для аналитического описания сетевых конфликтов, совместно со своей спецификой, характеризующей взаимодействие конфликтующих информационных сетей;

– изучены факторы и причинно–следственные связи реализации стратегий и тактик сетевого противоборства, инициированного развитием динамики процессов информационных конфликтов

– с получением обладающих новизной результатов, использован аппарат теории риск-анализа в отношении реализации стратегии устранения элементов беспроводной гетерогенной сети.

Практическая ценность результатов:

1 Оценка глубины конфликта, как источника возникновения сетевого противоборства, является практической основой как для стратегических, так и для тактических действий в ходе разрешения конфликтных ситуаций между соперничающими в сетях сторонами.

2 Разработанная дискретная риск-модель дает необходимый инструментарий для регулирования рисков устранения элементов гетерогенных беспроводных сетей, позволяющий прогнозировать эффективность средств защиты.

3 Результаты оценки и регулирования информационного риска устранения элементов беспроводной гетерогенной сети при реализации одноименной стратегии могут стать основой для разработки мероприятий по защите информации.

Методы исследования. В исследовании используются методы теории вероятности, методы математической статистики и статистического анализа, методы теории графов, методы аналитического моделирования, методы теории рисков.

Актуальность. В настоящее время интернет проник во все сферы жизнедеятельности человека благодаря предоставлению огромного числа услуг и сервисов. Ещё несколько лет назад, доступ к интернету осуществлялся, преимущественно, путем проводного соединения из-за низкой скорости беспроводных сетей.

Однако относительно недавно беспроводные сети вышли на качественно новый уровень развития – по всему миру стали активно использоваться технологии четвертого поколения мобильной связи LTE и WiMAX 2, которые позволяют осуществлять передачу данных со скоростью более 100Мбит\с. Помимо этого увеличилось качество и других типов беспроводной связи. Так как в одну беспроводную сеть объединены разнообразные технологии предоставления доступа к сети интернет и устройства с различными ОС, то можно назвать такую сеть гетерогенной беспроводной сетью.

В условиях современности сетевые структуры стремительно развиваются – как с точки зрения их топологии, так и с точки зрения расширения их функциональных возможностей. При этом увеличивается не только число пользователей сети, но и количество ее оборудования, а также объемы передаваемого наполнителя. В этом контексте становится необходимым системный анализ данного процесса, являющийся важным не только для успешного функционирования этих сетей, но и для полноценной их защиты.

По мере эволюции подобных сетей расширяется область их применения в качестве плацдарма для сетевых конфликтов.

В настоящее время диапазон возможностей информационного оружия настолько велик, что имеются прецеденты достижения победы в операциях и конфликтах только за счет его применения, без использования традиционных средств вооруженной борьбы [41].

В связи с этим исследование беспроводных гетерогенных сетей, стратегий сетевого противоборства, используемых в конфликтах, которые происходя в этих сетях, и обеспечение их безопасности является одним из самых актуальных направлений не только в России, но и по всему миру.

В результате выполнения работы были получены следующие основные результаты:

1. Произведен анализ структурно-функциональной специфики гетерогенных сетей, в результате которого было выявлено, что она имеет сложную, крупномасштабную, иерархическую структуру, состоящую из следующих уровней: опорная сеть, подсистема базовых станций, уровень пользователей. Элементы нижних уровней имеют высокую степень неоднородности, что и обуславливает гетерогенный характер рассматриваемых сетей. Из-за характерных свойств, ГБС являются уязвимыми к атакам, направленными на устранение её элементов.

2. На основании статистических данных о ГБС ОСС и структурно-функциональной схемы была построена математическая модель ГБС в виде взвешенного графа для пакетной передачи данных и голосовых вызовов. Для дальнейшего риск-анализа была произведена репрезентативная выборка, построены усеченные графы сети.

3. На основе понятий потенциала и ресурса сети, была предложена обобщенная формализация сетевого конфликта, включая измерение его глубины (степени конфликтности) с помощью полуотносительной чувствительности для множеств вершин и дуг. Предложена классификация сетевых конфликтов через функции относительной чувствительности ресурсов сети. Получены аналитические выражения, предназначенные для исследования конфликтных ситуаций в динамике функций относительной чувствительности к изменению параметров сети. На основе двумерных распределений вероятной ресурсной динамики сети построены риск-модели эскалации и деэскалации сетевого конфликта.

4. Предложена классификация стратегий межсетевого противоборства с учетом взвешенности элементов сети, а именно выделены и с помощью графов формализованы схемы реализации следующих стратегий: устранения пользователей сети; нарушения внутрисетевых связей; обесценивания наполнителя сети; обескровливания сети по наполнителю; гибридная стратегия. Предложены и формализованы тактические приемы сетевого противоборства: противодействие развитию сети противника, сокращение динамического ресурса противника, наращивание объема наполнителя, наращивание потенциальных возможностей, ограничение наполнителя в сети противника, изоляция сети противника, снижение ценности наполнителя в сети противника, шунтирование, введение альтернативного хаба, подмена недружественного кластера. Разработаны риск-модели реализации предложенных формализаций стратегий и тактик сетевого противоборства.

5. Разработана методика анализа рисков реализации стратегии устранения элементов ГБС, с помощью которой были найдены количественные оценки риска устранения для элементов разных уровней иерархии, интегральный риск для каждого уровня и для всей сети. Предложен алгоритм регулирования рисков устранения элементов гетерогенной беспроводной сети, который, совместно с использованием разработанной методикой анализа рисков, позволяет проводить обработку рисков сети и ее элементов.

1 Щербаков В.Б. Риск-анализ атакуемых беспроводных сетей: Монография/ В.Б. Щербаков, С.А. Ермаков, Н.С. Коленбет; под ред. чл.-корр. РАН Д.А. Новикова. - Воронеж: Издательство "Научная книга". – 160 с.

2 Wireless LAN. – Электрон. дан. и прогр.

3 WWAN.  – Электрон. дан. и прогр.

4 Wireless MAN. – Электрон. дан. и прогр.

5 Светлов, В.А. Конфликтология: Учебное пособие. [Текст]/ В.А. Светлов, В.А. Семенов. – Спб.: Питер. – 352 с.

6 Покорная, О.Ю. Математическое моделирование оптимальных стратегий в условиях конфликта [Текст]/ О.Ю. Покорная, И.Ю. Покорная, Д.В. Прядкин // Молодой ученый. — №4. Т.1. — С. 16-19.

7 Основные направления государственной политики в области обеспечения безопасности автоматизированных систем управления производственными и технологическими процессами критически важных объектов инфраструктуры Российской Федерации: Основные направления №803.

8 Остапенко, А.Г. Инновационные тренды развития и информационные риски развития IT-сферы в контексте обеспечения критически важных объектов [Текст]/ А.Г. Остапенко, Е.В. Ермилов, А.О. Калашников // Информация и безопасность. – Т. 16. – № 3. – С. 323-334.

9 Остапенко, А.Г. Модели выживаемости распределенной информационной системы [Текст]/ А.Г. Остапенко, Д.Г. Плотников // Информация и безопасность. – Т. 14. – № 4. – С. 585-586.

10 Остапенко, А.Г. Моделирование целенаправленных атак социальных информационных сетей [Текст]/ А.Г. Остапенко, Е.А. Шварцкопф, Е.С. Соколова // Информация и безопасность. –Т. 18. –№ 2. – С. 298-301.

11 Остапенко, А.Г. Оценка и регулирование ожидаемой эффективности и живучести объектов, атакуемых в информационной сфере: формулировка проблемы и постановка задач исследования [Текст]/ А.Г. Остапенко, А.О. Калашников, Д.Г. Плотников, А.В. Паринов // Информация и безопасность. – Т. 18. – № 2. – С. 218-231.

12 Остапенко, А.Г. Риски ущербности, шансы полезности и жизнестойкость компонент автоматизированных систем в условиях воздействия на них информационных угроз [Текст] / А.Г. Остапенко, Е.В. Ермилов, А.О. Калашников // Информация и безопасность. – Т. 16. – № 2. – С. 215-218.

13 Остапенко, Г.А. Атаки террористов на элементы критической инфраструктуры [Текст] / Г.А. Остапенко, В.Б. Щербаков, Д.Г. Плотников, Е.Ю. Чапурин // Информация и безопасность. Т. 19. № 2. – С. 274–275.

14 Остапенко, Г.А. Жизнестойкость элементов критической информационной инфраструктуры: аналитическая оценка с учетом возможных ущербов [Текст] / Г.А. Остапенко, Д.Г. Плотников, А.С. Рогозина // Информация и без-опасность. – Т. 16. – № 3. – С. 353-364.

…

Представленный выше пример готовой работы бесплатно позволяет ознакомиться с ключевыми аспектами написания курсовых, дипломных работ и ВКР, а также магистерских диссертаций. Стоимость и возможность получения доступа к полной версии данной готовой работы по запросу:

- Онлайн-ответ "Узнать стоимость готовой работы"

- Мессенджеры WhatsApp, Telegram