Создание методов регулирования диффузионных процессов для повышения уровня информационной защищённости сети Reddit

Объектом исследования является социальная сеть для коллективных обсуждений Reddit в условиях распространения воздействием вредоносного контента.

Предметом исследования является микромодель процесса распространения вредоносного контента для социальной сети Reddit.

Цель исследования состоит в создании методов регулирования диффузионных процессов для повышения уровня информационной защищённости сети Reddit на основе результатов, полученных в ходе моделирования эпидемиологических процессов.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

- провести всесторонний анализ социальной сети для коллективных обсуждений Reddit, выявить ресурсы сети, схемы размещения контента, возможности пользователей сети, установить модели взаимодействия субъектов сети с объектами, с учётом структурно-функциональных особенностей, специфичных для данной конкретной сети;

- создать необходимое информационное обеспечение для моделирования эпидемических процессов, включая получение репрезентативной выборки, сокращающей размерность модели сети;

- многовариантное моделирование как распространения контента, так и информационного противоборства, включая исследование различных тематик и начальных условий заражения;

- выработать рекомендаций по регулированию рисков, шансов на основе результатов моделирования эпидемических процессов в исследуемой социальной сети Reddit.

На защиту выносятся:

- схемы, определяющие особенности архитектуры сети и протекающих в ней процессов, в том числе: структурная схема ресурсов сети, классификация объектов и субъектов сети, классификация действий авторизованных пользователей;

- метрики по исходной статистике сети для коллективных обсуждений Reddit;

- графики распространения эпидемии при различных условиях, для различных тематик, а также графики, описывающие информационную диффузию в сети для двух конкурирующих контентов, полученные при помощи специально разработанного программного обеспечения и отражающие результаты моделирования;

- методология управления информационной диффузией в сети для коллективных обсуждений Reddit с учетом её структурно-функциональных особенностей, основанная на результатах моделирования распространения контента.

Новизна результатов:

- впервые выбрана часть сети Reddit, сохраняющая законы распределения трафика, с заданной погрешностью 5%, и позволяющая моделировать процессы, протекающие в сети, с учетом логистики перемещения контента по узлам;

- в отличие аналогов проведено дискретное моделирование распространения информационной эпидемии в конкретной функционирующей сети Reddit, позволяющее рассмотреть противоборство двух конкурирующих контентов с учетом распределения атак во времени и пространстве;

- впервые предложена методика регулирования информационной диффузией для конкретной функционирующей сети для коллективных обсуждений Reddit.

Практическая ценность работы заключается в том, что:

- схемы, определяющие и поясняющие структурно-функциональные особенности, вкупе с матрицами взвешенной центральности и удельного баланса трафика в сети могут быть использованы для дальнейшего анализа процессов протекающих в сети при помощи различных математических моделей;

- результаты моделирования информационной диффузии при различных начальных параметрах служат базой для дальнейшего анализ в контексте обеспечения безопасности и разработки универсального аппарата управления информационной диффузией для всех сетей заданного типа.

Методы исследования. В исследовании применяются методы системного анализа, теории вероятностей и математической статистики, теории графов.

Актуальность темы исследования. В современном мире у молодых людей является обыденным делом использование веб-технологий в организации общения. По сути, мы имеем дело с новым средством налаживания коммуникаций, инструментом, позволяющим организовать общение [1]. Это изменение коммуникативных форм не может не изменять и само содержание общения.

«Интернет», как всемирная информационная система, образующая киберпространство, особую реальность, рождает киберкультуру со своими понятиями, ценностями, образом мыслей и языком и является сегодня одной из главных составляющих становления информационного общества. Неоднозначность влияния социальных сетей на молодежь вызывает интерес к изучению этой проблемы [1, 2].

В сети молодежь ищут новых друзей и новые субкультуры, пытаясь обрести чувство принадлежности к той или иной группе. В процессе поиска близкой по духу личности молодые люди вступают в разнообразные отношения, они получают возможность общения с практически безграничным числом людей и групп по интересам, со всевозможными типами личностей, узнают множество историй, имеют возможность обменяться мнениями и обсудить интересующие их вопросы [1-3].

Актуальность данного исследования определяется тем, что социальные сети играют большую роль в жизни людей. Ежедневно миллионы людей общаются, договариваются о встречах, ищут информацию именно в социальных сетях и поэтому возрастает количество угроз, реализуемых в социальных сетях [4].

Можно выделить ряд угроз такие как: информационно-психологическое воздействие, спам, фишинг и другие. И процент реализации этих угроз постоянно растет, что говорит о широких возможностях для злоумышленников по осуществлению различных деструктивных воздействий [1, 4, 5, 6, 7, 8, 9].

Социальные сети для коллективного обсуждения, именно к этому классу относиться исследуемая социальная сеть Reddit, по данным статистики занимают около 18% от всей аудитории социальных сетей, за счёт своей полезности и концентрации целевой аудитории [10]. Преступники всех мастей и террористы, отстаивающие конкретную политическую повестку, всё активнее используют современные социальные сети для своих действий. Фактически, сегодня большая часть социальных онлайн-механизмов из средств коммуникации превращается в разветвлённую сеть пропаганды нетерпимости к определённым группам. Изначально хорошая идея – дать возможность людям всего мира мгновенно обмениваться сообщениями друг с другом, и сделать планету Земля чуть дружелюбнее – превратилась в уродливую химеру, культивирующую мракобесие и ненависть на той или иной почве [11].

Сразу несколько авторитетных организаций пришли к выводу, что террористы всё чаще используют популярные социальные сети как для пропаганды своей идеологии, так и для координации действий: от Департамента внутренней безопасности США до Центра Симона Визенталя, деятельность которого направлена на защиту прав человека, борьбу с терроризмом, антисемитизмом и изучение Холокоста. Можно привести пример террористического акта, произошедшего 2 года назад – захват исламистами группировки Аль-Шабаб заложников в торговом центре Westgate (Кения). Он служит прекрасной иллюстрацией того, что в данном конкретном случае спецслужбы не преувеличивают, когда говорят о реальной террористической угрозе от социальных сетей. В течение нескольких дней террористы комментировали свои действия в популярнейших социальных сетях, таких как Twitter и Facebook, выкладывая фотографии убитых людей, и тем самым насмехались над органами права порядка в онлайн режиме [3, 11].

Ситуацию долгое время не удавалось взять под контроль, поскольку Интернет-активность, вспыхнувшая вокруг теракта, как это ни странно, мешала работе правоохранительных органов. Записи террористов кардинально отличались от позиции властей, что едва не развязало в Кении гражданскую войну, поскольку часть пользователей начала оказывать активную поддержку исламистам, информируя их обо всех действиях спецслужб. Другая часть пользователей начала обвинять в случившемся деятельность властей, предлагая всем, кому небезразлична судьба страны, собраться на митинг. Колебание политиков в данной ситуации и попытки наладить контрпропаганду стоили жизни 61 заложнику и 6 сотрудникам спецназа. После освобождения заложников специалисты признали, что, если бы исламисты не имели доступа к Сети, погибших и раненых было бы намного меньше [11].

Во многом теракт в торговом центре Westgate побудил спецслужбы всего мира заговорить о необходимости создания специальной компьютерной программы, которая могла бы в считанные секунды блокировать учётные записи террористов во время чрезвычайных происшествий. Спецслужбы просто обязаны лгать журналистам, чтобы спасти невинных людей – тем временем, пользователи-энтузиасты (так называемые «профессиональные блогеры») готовы выложить всю мало-мальски важную информацию, позволяющую им собрать ещё больше отметок «Like» [11].

Об этом случае и многих других, сообщается в докладе ООН под названием «Использование интернета в целях терроризма» [12]. «Продвижение экстремистской риторики, которая поощряет насилие все больше распространяется на различных интернет-площадках», – приводится цитата из данного доклада, который подготовлен в рамках проекта ратификации международного законодательства по противодействию кибертерроризму и для улучшения транснационального сотрудничества между правоохранительными органами. И как заявил глава антитеррористического комитета Германии Ханс-Георг Маассен «Социальные сети для общения становятся все больше и больше актуальными. Теперь террористы могут развивать связи независимо от границ» [12].

Таким образом, принимая во внимание актуальность темы дипломной работы, можно сделать вывод что, исследование механизмов и принципов реализации эпидемий, посредством вредоносного контента в социальных сетях для коллективных обсуждений в настоящее время будет являться прочным фундаментом для обеспечения безопасности личности, общества и нашего государства в обозримом будущем.

В результате выполнения выпускной квалификационной работы были получены следующие итоги.

В первой главе дипломной работы был описан понятийный аппарат для социальной сети. Кроме того, представлены классификации:

– контента, циркулирующего в социальной сети для коллективных обсуждений Reddit;

– сетевых ресурсов данной сети, которые разделяются на ресурсы коллективного пользования (лента постов, форум) и на ресурсы персонального пользования (аккаунт пользователя), также было дано их подробное описание;

– объектов и субъектов социальной сети. Все субъекты можно разделить на активных и пассивных пользователей, были установлены действия и функции, посредством которых, субъекты обмениваются контентом в социальной сети Reddit;

С учетом всех полученных классификаций в первой главе была построена структурно-функциональная модель социальной сети для коллективных обсуждений Reddit с учетом всех ее особенностей. В построенной модели функциональные связи представляют сложную структуру взаимодействия контента, сетевых ресурсов и субъектов, функционирующих в заданном сетевом пространстве.

Во второй главе работы были выполнены алгоритмы преобразования исходных данных сети и нахождения репрезентативной выборки, получена визуальная модель исследуемой сети, а также вычислены соответствующие матрицы, позволяющие провести анализ распространения контента в социальной сети. Доказана репрезентативность выборки генеральной совокупности с помощью критерия согласия Пирсона, найдено среднеквадратичное отклонение выборки в 5% от генеральной совокупности, показано подобие выборки математическим и графическим методом.

Кроме этого были получены:

– звездная матрица для сети Reddit, полученная на основе собранной статистики в виде трехместного предиката и отражающие взаимосвязи между узлами сети;

– матрицы взвешенной центральности и удельного баланса для исследуемой сети, полученные с помощью специально разработанного математического алгоритма и позволяющие определить не только наиболее центральные вершины в анализируемой сети, но и те вершины, которые являются генераторами или потребителями контента;

– микромодель распространения вредоносного контента, циркулирующего в сетях отзывов и обзоров, полученная на основе микрофракталов для одного и/или нескольких типов контента.

В третьей главе выпускной квалификационной работы были получены результаты моделирования диффузионного процесса в сети для коллективных обсуждений Reddit. Узлы заражали в трех различных слоях на основе представленного в разделе микрофрактала. Для сети были получены усредненные графики диффузионного процесса для различных тематик таких как «Политика», «События в мире», «Наука» и «Бизнес», графики трафика в узлах различного состояния (восприимчивого, инфицированного, защищенного, умершего, латентного).

Была представлена модель противоборства двух различных контентов в 2 наиболее популярных, а, следовательно, более опасных тематиках таких как «Политика» и «События в мире».

Для которых были построены соответствующие графики трафика, риска и шанса, позволяющие оценить, на сколько успешно проходит эпидемия. Этот параметр можно оценить по количеству удаленных узлов сети. Если число удаленных пользователей близко к половине от общего количества, то можно говорить об успешной эпидемии.

В четвертой главе были даны рекомендации по регулированию диффузионным процессом и рекомендации по уменьшению деструктивного воздействия в социальной сети для коллективных обсуждений Reddit. Рекомендации были написаны как для рядовых пользователей, так и для модераторов сайта. Были рассмотрены инструменты и программное обеспечение, находящиеся в социальной сети Reddit. А также описаны общие методы регулирования такие как:

– фильтрация трафика;

– фильтрация содержания;

– установление правил;

– гибкие настройки конфиденциальности;

– профилактика в сфере ИБ;

– блокирование информации по тематике;

– временное блокирование узла распространителя;

– временное ограничение функционала сети.

Результаты, представленные в данной выпускной квалификационной работе, являются значимыми для создания научно-методического обеспечения в целях предотвращения распространения вредоносного контента в сети для коллективных обсуждений Reddit.

1  Тищенко В.И. Социальные сети и виртуальные сетевые сообщества / Л.Н. Верченов, Д.В. Ефременко, В.И. Тищенко // ИНИОН РАН – 360 с.

2  Бондаренко C.B. Социальная система киберпространства / C.B. Бондаренко // Информационное общество, 2002. – Вып.1. – С. 61 – 64.

3  Flake G. Self-organization and identification of Web communities / G. Flake, S.R. Lawrence, C.L. Giles, F.M. Coetzee / IEEE Computer. – 2002. – № 35. – P. 471.

4  Черняк Л.М. Сервисы и теории социальных сетей / Л. М. Черняк // Открытые системы. СУБД, 2008. – № 8. – 78 с.

5  Назарчук А.В. О сетевых исследованиях в социальных науках / А.В. Назарчук. ­– МГУ им. М. В. Ломоносова – М.: Типография МГУ, 2008. – 73 с.

6  Губанов Д.А. Социальные сети: модели информационного влияния, управления и противоборства / Д.А. Губанов, Д.А. Новиков, А.Г. Чхаратишвили; под ред. чл.-корр. РАН Д.А. Новикова. – М.: Издательство физико-математической литературы, 2010. – 288 с.

7  Техническая реализация фишинг атаки. – Электрон. Дан.

8  Ущерб от фишинга. – Электрон. Дан.

9  Sullivan T. The myth of spam volatility – Electron. It is given.

10 Статистические данные посещения социальной сети.

11 Социальные сети как инструмент террористов. – Электрон. Дан.

12 Использование интернета в террористических целях / Организация Объединенных Наций. Нью-Йорк – 160с.

13 Ostapenko A.G. Flood-attacks within the hypertext information transfer protocol: damage assessment and management / A.G. Ostapenko, M.V. Bursa, G.A. Ostapenko, D.O. Butrik // Biosciences Biotechnology Research Asia. – 2014. – Vol. 11 (Spl.End). – P. 154 – 176.

14 Ostapenko G.A. Analytical estimation of the component viability of distribution automated information data system / G.A. Ostapenko, D.G. Plotnicov, O.Y Makarov, N.M. Tikhomirov, V.G. Yurasov // World Applied Sciences Journal. – – Vol. 3. №25. – P. 405 – 420.

15 Ostapenko G.A. Analytical models of information-psychological impact of social information networks on users / G.A. Ostapenko, L.V. Parinova, V.I. Belonozhkin, I.L. Bataronov, K.V. Simonov // World Applied Sciences Journal. – – Vol. 3. №25. – P. 410 – 415.

16 Radko N.M. Assessment of the system's EPI-resistance under conditions of information epidemic expansion‏ / N.M. Radko, A.G. Ostapenko, S.V. Mashin, O.A. Ostapenko, D.V. Gusev // Biosciences Biotechnology Research Asia. – 2014. – Vol. 11. №3. – P. 1784 – 1784.

17  Radko N.M. Peak risk assessing the process of information epidemics expansion / N.M. Radko, A.G. Ostapenko, S.V. Mashin, O.A. Ostapenko, A.S. Avdeev // Biosciences Biotechnology Research Asia. – 2014. – Vol. 3. №5. – P. 296 – 313.

18 Islamgulova V.V. Discreet risk-models of the process of the development of virus epidemics in non-uniform networks / V.V. Islamgulova, A.G. Ostapenko, N.M. Radko, R.K. Babadzhanov, O.A. Ostapenko // Journal of Theoretical and Applied Information Technology. –. – P. 305 – 315.

19 Kalashnikov A.O. Attacks to information and technological infrastructure of crucial objects: assessment and regulation of risks: Monograph / A.O. Kalashnikov, E.V. Yermilov, O.N. Choporov, K.A. Razinkin, N.I. Barannikov; under the editorship of the Member correspondent of RAS D.A. Novikov. – Voronezh: Scientific Book publishing house. – – P. 150 – 160.

20 Ermakov S.A. Optimization of expert methods used to analyze information security risk in modern wireless networks / S.A. Ermakov, A.S. Zavorykin, N.S. Kolenbet, A.G. Ostapenko, A.O Kalashnikov // Life Science Journal. – 2014. – Vol. 10. № 11. – P. 511–514.

21 Mislove A.E. Online Social Networks: Measurement, Analysis, and Applications to Distributed Information Systems / A.E. Mislove // Houston, Texas: RICE University. – 2009. – P. 340.

22 Golbeck J. Introduction to Social Media Investigation: A Hands-on Approach / J. Golbeck // Waltham: Elsevier Inc. – 2015. – P. 323–326.

23 Arnaboldi V. Online Social Networks: Human Cognitive Constraints in Slashdot Personal Graphs / V. Arnaboldi, A. Passarella, M. Conti, R. Dunbar // Waltham: Elsevier Inc. – 2015. – P. 36.

24 Carminati B. Security and Trust in Online Social Networks / B. Carminati, E. Ferrari, M. Viviani // Morgan&Claypool. – 2014. – P. 120.

25 Karampelas P. Techniques and Tools for Designing an Online Social Network Platform / P. Karampelas // New Hampshire: Hellenic American University. – – P. 38.

26 Карта социальных медиа от Фредерика Каваццы.

27 Список всех интернет форумов. – Электрон. Дан.

28 Понятие интернет форума. – Электрон. Дан.

29 Различные типы форумов. – Электрон. Дан.

30 Социальная сеть Reddit – Вопросы и ответы. - Электрон. Дан.

…