Управление живучестью элементов сетевых структур за счёт создании аналитического инструментария оценки жизнестойкости

Объектом исследования является сетевая структура, как цель атак, направленных на элемент сети.

Предметом исследования является риска-анализ выживаемости элемента сетевой структуры для различных законов распределения его отказов.

Цель работы состоит в повышение живучести за счёт создании аналитического и программного инструментария оценки жизнестойкости атакуемых элементов сетевых структур.

Методологическая, теоретическая и эмпирическая база исследования.

В работе используются методы системного анализа, теории вероятностей и математической статистики, математического анализа, методы теории рисков и экспертных оценок.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) Построение аналитических моделей оценки ущерба и пользы при отказах атакуемых элементов сетевых структур для различных аппроксимаций функции полезности.

2) Построение аналитических моделей оценки жизнестойкости атакуемых элементов сетевых структур для различных видов распределения вероятности (плотности вероятности) их отказа, включая дискретизацию по времени.

3) Алгоритмизация и программная реализация предложенных моделей, включая многовариантный расчет для всевозможных функций эффективности (полезности) и вероятности (плотности вероятности) отказа атакуемых элементов сетевых структур.

4) Регулирование эффективностью защиты элементов сети и управление её живучестью.

Результаты, выносимые на защиту:

1) Аналитические модели оценки ущерба и пользы при отказах атакуемых элементов сетевых структур для различных функции полезности.

2) Аналитические модели оценки жизнестойкости атакуемых элементов сетевых структур для различных видов распределения вероятности (плотности вероятности) их отказа, включая дискретизацию по времени.

3) Алгоритмизация и программная реализация предложенных моделей, включая многовариантный расчет для всевозможных функций эффективности (полезности) и вероятности (плотности вероятности) отказа атакуемых элементов сетевых структур.

Новизна результатов:

1) В отличие от аналогов, учтено более полное множество функций полезности атакуемых элементов сетевых структур.

2)Получены оригинальные аналитические модели, охватывающие практически все известные виды распределений вероятности (плотности вероятности) их отказа ,включая дискретизацию по времени.

3) Получен и апробирован программный продукт, в отличие от аналогов ориентированный на многовариантные расчеты и оптимизацию для широкого многообразия функции полезности и вероятности (плотности вероятности) отказа атакуемых элементов сетевых структур.

Практическая ценность результатов:

1) Аналитические модели оценки ущерба и пользы при отказах атакуемых элементов сетевых структур для различных функции полезности открывают принципиально важные перспективы с точки зрения регулирования риска сетевых структур.

2) Из полученных аналитических моделей следует возможность многовариантного расчета и оптимизации риска выживаемости атакуемых сетей вплоть до синтеза с заданной живучестью.

3) Программный продукт может быть использован для риск–анализа элементов сетевых структур (серверы и т.д.), подвергающихся атакам в условиях информационного конфликта.

Количество реализуемых угроз постоянно возрастает, что говорит о широких возможностях для злоумышленников по осуществлению различных деструктивных воздействий [1,2].Увеличению количества атак способствует развитие сетевых структур[3].

Сетевая структура представляет собой иерархически выстроенную структуру, включающую в себя большое количество узлов, связанных между собою конкретным образом, состоящая из структурно-функциональных элементов рабочих (станций, серверов, сетевых устройств и каналов связи).

По мере эволюции подобных систем увеличивается их чувствительность к деструктивным воздействиям. Проявившееся противоречие достигнутого уровня развития указанных систем и уровня развития средств и мер обеспечения безопасности и устойчивости требует своего разрешения наиболее рациональным образом. В этом состоит философский аспект актуальности усилий, направленных на разработку теоретических основ живучести сетевых структур различного уровня и масштаба, а также способов реализации на практике знаний, добытых в ходе научного поиска [6].

Впервые в обиход понятие "живучесть" введено адмиралом С.О. Макаровым: "Живучесть – это способность корабля вести бой, имея повреждения в различных боевых частях" (1894 г.) [7], причем термины "живучесть" и "непотопляемость" были синонимами. Применительно к сетевым структурам живучесть можно трактовать, как способность системы выполнять основные свои функции, несмотря на полученные повреждения, либо адаптируясь к новым условиям[8].

В настоящее время задача анализа и синтеза сетевых структур является достаточно сложной ,поэтому часто для решения нужно проектировать отдельную модель. Исследования в этом направлении ведутся с середины 20 века, было предложено огромное количество подходов для решения указанных задач.

Основные подходы для оценки живучести применительно к сетевым структурам[15–20]:

1)вероятностные полиномиальные процедурные модели расчета;

2)процедурные модели, построенные с использованием искусственного интеллекта;

3)поточные модели.

Отыскание путей обеспечения живучести элементов сетевых структур требует постановки и решения большого количества научно-технических задач синтеза живучести систем на этапе их создания, модернизации или усовершенствования. Особенно это актуально для 21 века – века высоких технологий, времени информационных войн и компьютерной зависимости ,когда информационные ресурсы нередко представляют собой большую ценность, чем ресурсы материальные ,что очевидно, привело к увеличению числа атак на элементы сетевых структур. Таким образом, необходимо найти наиболее эффективные подходы к оценке работоспособности системы подобного рода. Одним из перспективных подходов является регулирование эффективностью защиты элементов сети и управление её живучестью.

Отмеченное доказывает актуальность освоения и внедрения в практику основ живучести систем.

В рамках данной работы были рассмотрены основные функции полезности, которые наиболее точно описывают период функционирования элемента сети или сетевой структуры в целом. Рассмотренные аппроксимации данных функций полезности позволяют проводить экспресс-анализ, когда время или ресурсы оператора ограничены.

Построенные аналитические модели оценки ущерба и пользы при отказах атакуемых элементов сетевых структур для различных функции полезности, помогут наиболее полно проводить анализ шансо–рисковой оценки.

В работе предлагаются аналитические оценки живучести для различных видов распределения отказов сетевых структур, где риск-анализ осуществлен в направлении: аналитической оценки ущерба через дискретизацию функции полезности; отношение шанс-риск, показывающее ожидаемую эффективность защиты. Соответствующие аналитические выражения, полученные в работе, служат методической основой для риск–анализа систем различного профиля с точки зрения их возможного отказа.

Предложенная методика оценки жизнестойкости и эффективности отвечает данным требованиям и, безусловно, может быть эффективно применена на практике. В работе представлена алгоритмизация и программная реализация предложенных моделей, включая многовариантный расчет для всевозможных функций эффективности (полезности) и вероятности (плотности вероятности) отказа атакуемых элементов сетевых структур. Программа также содержит необходимый иллюстративный материал в виде графиков, качественно отражающих функции полезности, шанса и риска, живучести и эффективности.

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