Методы управления программно-аппаратными средствами обеспечения информационной безопасности

Устойчивая тенденция слияния информационных и телекоммуникационных технологий привела в настоящее время к появлению принципиально нового объекта с комплексом своих, присущих только ему, специфических свойств и идентифицируемого в современной литературе как инфокоммуникационные системы. Такие системы имеют двойственную целевую функцию – с одной стороны они должны на основе информационных технологий обработки условий реализации своих функций обеспечить своевременность доведения сигналов и сообщений, непрерывность и надежность управления в любых условиях применения, а с другой – на основе технологий телекоммуникации они должны обеспечить устойчивое функционирование подсистемы информационной обработки. Таким образом, в инфокоммуникационной системе невозможно разделить технологии связи и управления, которые взаимно поникают друг в друга, изменяя свои свойства для решения задач, без которых они не могут существовать, но решить которые отдельно не могут.

Наиболее полно эта тенденция прослеживается в автоматизированных телекоммуникационных комплексах, в которых образованная элементами различного уровня управления гетерогенная сеть должна решать задачи управления не только внешними объектами, входящих в состав управляемых систем, но и собственными элементами комплекса технических средств. Анализ функционирования таких систем показывает, что для успешного решения центральной задачи они должны быть устойчивыми и реализовывать логику самоорганизации, особенно, в условиях интенсивного информационного конфликта, который сейчас является основной особенностью функционирования практически любого автоматизированного звена коммерческого или государственного управления. С этой точки зрения, взаимодействующие элементы информационно-коммуникационных систем должны синтезировать стратегии, направленные на обеспечение заданной вероятности выполнения своих целевых функций на основе имеющегося информационного ресурса, который в большинстве случаев ограничен. В тоже время их действия в соответствии с этой стратегией должны быть направлены на снижение вероятности выполнения аналогичных функций противоборствующим элементом или подсистемой.

При этом необходимо отметить, что при рассмотрении процесса реализации альтернативных функций противоборствующими элементами их целесообразно должны рассматривать как единую систему с различной степенью априорной неопределенности данных о взаимодействующих элементах. В этом случае при различных конкретных условиях взаимодействия, когда стратегии обеспечения устойчивости и «живучести» информационных систем прямо противоположны, выбор стратегии управления (не говоря уже о его конкретном содержании) остается до настоящего времени вопросом однозначно неразрешенным, в ряде случаев – спорным.

Так, в ряде существующих подходов теоретических подходов основное внимание уделяется оценке возможности применения адаптивных механизмов управления в составе подсистемы ПАСОИБ или в составе информационного воздействия (ИВ) с использованием активных обратных связей, что должно обеспечить повышение эффективности защиты или информационного воздействия. При этом необходимо отметить, что подход, основанный на применении методов адаптивного управления, в настоящее время доминирует, что обусловлено, вероятно, рассмотрением взаимодействующих подсистем как отдельных, обособленных элементов со своими особенностями и характеристиками. При таком подходе можно оптимизировать управление такого элемента, однако управление в системе в целом получается далеким от оптимального. В этом смысле предпочтительным представляются принципы ситуационного управления.

Принципы ситуационного управления в настоящее время получают все более широкое распространение и, особенно, в области разработки защищенных информационных технологий. Основой для реализации ситуационного управления является выполнение попыток (нередко, к сожалению, неудачных) классификации текущей ситуации, сведения ее к конечному множеству заданных вариантов с последующим выбором некоторого типичного решения из набора условно подходящих для данной ситуации. При этом необходимо отметить, что попытки распространить концепции ситуационного управления на всю систему, на всю совокупность взаимодействующих элементов, пока не отличаются особыми успехами. Это обусловлено, в первую очередь, существенным различием в располагаемом информационном ресурсе и весом в управлении всей системой каждого элемента, каждого уровня иерархии системы, а также высокой динамичностью элементов нижнего уровня, быстрым изменением характеристик связи между элементами. В этом смысле предпочтительнее представляется применение методов рефлексивного управления.

Однако практически все существующие подходы полностью или частично игнорируют рефлексивный характер процесса конфликтного взаимодействия, который требует, чтобы как ПАСОИБ, так и сложные целенаправленные ИВ рассматривались как единая система с частично или полностью априорно неизвестными параметрами. Основным достоинством такого типа управления является то, что, располагая априорной и текущей информацией о сложившемся конфликтном взаимодействии, каждая из взаимодействующих подсистем может построить свою модель действий элементов противоборствующей стороны, а также предположить степень осведомленности противника об этой модели. При этом глубину рефлексии можно продолжить до пределов, ограниченных лишь временем проведения оценки и располагаемым информационным ресурсом.

Совершенно очевидно, что исход информационного конфликта в условиях ограниченного информационного ресурса сторон в существенной степени определяется именно эффективностью управления, применяемого взаимодействующими (противоборствующими) системами. Поэтому целесообразно выделить типичные особенности процесса конфликтного взаимодействия информационно-коммуникационных систем в условиях применения сторонами адаптивного, ситуационного и рефлексивного управления, как при защите своего информационного ресурса, так и при воздействии на информационный ресурс противоборствующей стороны, с целью определения «сильных» и «слабых» сторон используемых стратегий. Основным показателем эффективности принятой стратегии можно считать реакцию инфокоммуникационной системы на входное воздействие, схему синтеза которой в наиболее общем виде можно представить достаточно простой схемой:

сигнал ®

® преобразованная форма ®

®процессорная обработка ®

®первичная форма ответа ®

®преобразование к формату выхода ®

®сигнал®...

Формально эта схема может быть представлена рекуррентным соотношением значения сигнала некоторого датчика или элемента S_D, фиксирующего k -ое свойство i -го объекта на j -том шаге функционирования

, (2.15)

где w - вектор контролируемых параметров (свойств) объекта; D w - изменение параметра (свойства); P_{D i} - вероятность влияния i -го элемента инфокоммуникационной системы управления (или элемента ИВ) на свойства управляемого объекта; D - фактор собственного изменения свойств управляемого объекта в соответствии с решаемой им центральной задачей и реализуемой целевой функцией; M – гистерезис («память») системы управления.

При таком подходе в отличие от известных представлений информационный конфликт сводится к конфликтному взаимодействию элементов некоторой информационно- коммуникационной системы с двумя или более частично разделенными группами элементов. Все элементы противоборствующих инфокоммуникационных систем представляются тогда в виде непрерывного ряда разнородных элементов с различной интенсивностью связей и своим весовым коэффициентом управления в отношении каждого другого элемента. Например, связи между радио приемопередающими устройствами, связи между интерфейсными модулями и устройствами информационного обмена и другие аналогичные, показывает, что повышение числа рассматриваемых при анализе системы управления элементов значение весовых коэффициентов нивелируется. Это позволяет по принципу стратового разграничения элементов объединить их в группы по уровням управления. В отличие от известных такой подход к рассмотрению системы обеспечивает:

Ø возможность охвата при рассмотрении всех элементов независимо от их весовых коэффициентов и роли в системе, что позволяет повысить «глубину» анализа процессов взаимодействия в режиме конфликтного взаимодействия;

Ø элементы подсистемы защиты и информационного воздействия рассматриваются как равноправные элементы системы, что позволяет учесть взаимное влияние всех элементов для произвольно сформированной последовательности унитарных кодов, независимо от точки ее формирования;

Ø позволяет рассматривать каждый элемент отдельно с учетом особенностей его внутреннего управления и влияния на другие элементы.

Это позволяет рассматривать сформированную таким образом систему как самоорганизующуюся и самодостаточную, открытую для «включения» или «выключения» любых элементов. При анализе функционирования таких систем в зависимости от целей синтеза управления необходимо выделять две задачи:

Ø обеспечение устойчивости управления в максимальном диапазоне условий функционирования;

Ø обеспечение условий перехода системы в неустойчивое состояние.

Такой анализ может быть проведен на основе рассмотрения показателя синергетичности (самоорганизации) системы. При таком подходе несложно показать, что взаимодействующие элементы являются некоторыми аттракторами, определяющими устойчивые состояния в динамической системе взаимоотношений всех элементов. Для аналитического описания процесса взаимодействия во времени в этом случае можно воспользоваться известной моделью конкуренции между i -ым и l -ым элементами, которая в простейшем случае имеет вид:

, i, l = 1…N (2.16)

где t – безразмерное время; – характеризует интенсивность реализации своей целевой функции (скорость изменения сигнала – реакции элемента на внешнее воздействие), a_i, b_i и c_i – коэффициенты, характеризующие свойства элементов по восстановлению измененных показателей, уровень конфликтности и интенсивность информационного обмена, соответственно.

В зависимости от соотношения параметров a _i, b_ij и с_i система (2.16) имеет разную структуру аттракторов. Например, для двух взаимодействующих элементов (N =2) возможны две основные ситуации. При с_i / b_ji >>1 (режим кооперативного взаимодействия) в системе после переходного периода возникает устойчивое состояние всех конкурирующих элементов и вероятность реализации целевой функции, которая определяется стабильностью S_Di, не изменяется во времени. В обратной ситуации, когда с_i / b_ji << 1 (режим конфликтного функционирования), конкурентная борьба в системе в соответствии с (2.16) приводит в конечном итоге к доминированию в смысле реализации своей целевой функции одной из групп элементов. При этом вероятность реализации своей целевой функции будет выше у того элемента (или группы элементов), у которого соотношение параметров с_i / b_ji имеет меньшее значение. В соответствии с этим уравнением можно синтезировать обобщенную схему информационного конфликта (рис.1), которая может рассматриваться как фрактальное образование, охватывающее все элементы синтезированной системы, включая элементы ПАСОИБ и ИВ. Очевидно, что в зависимости от типа управления (адаптивного, ситуационного и рефлексивного) эта структурно-функциональная схема будет редуцироваться, однако принципиальные отличия, по-видимому, будут определяться только для компонента выработки управляющих воздействий. Именно этот компонент в дальнейшем при анализе конфликта рассматривается в качестве основного.

Рис. 2.4. Обобщенная структурно-функциональная схема информационного конфликта с участием всех элементов системы