Моделирование систем физической защиты

Лабораторная работа 1.

Цель: Изучить метод разработки модели системы физической защиты, модель нарушителя и алгоритм анализа системы физической защиты согласно предложенной модели.

Рассматриваемые вопросы:

Система физической защиты (СФЗ) может быть определена как совокупность элементов или компонентов, предназначенных для достижения безопасного функционирования объекта в соответствии с планом. Основными функциями СФЗ являются: обнаружение, задержка, реагирование. Функция обнаружения характеризуется вероятностью обнаружения, задержка характеризуется временем преодоления СФЗ, реагирование – временем реакции охраны [1].

В принятой модели СФЗ критерием эффективности СФЗ принимается критерий своевременности обнаружения несанкционированного доступа (НСД). Под своевременным обнаружением понимается принятие решения об обнаружении НСД в такой момент времени, когда остается еще достаточно времени для развёртывания сил охраны и перехвата нарушителя. Время реагирования сил охраны Т_Р определяет критическую точку обнаружения (КТО). КТО – это точка на маршруте движения нарушителя, после которой обнаружение НСД не позволяет силам охраны своевременно прибыть к месту перехвата и оказать эффективное противодействие нарушителям [2]. В этой точке время реагирования сил охраны еще не превосходит минимальное время совершения НСД: T_НСД ≥ T_P.

Модель системы физической защиты состоит из нескольких компонентов:

§ модель нарушителя;

§ модель объекта.

Модель нарушителя представляет собой совокупность стратегии действий нарушителя и матриц навыков: матрицу вероятностей P (1) и матрицу времен T (2).

(1)

Элементом матрицы вероятностей t _i,j является время преодоления элемента СФЗ i -го типа, используя j -й навык из набора навыков нарушителя.

(2)

В предлагаемой модели рассматриваются три основных стратегии нарушителя при преодолении барьеров СФЗ:

§ минимизация времени преодоления;

§ минимизация вероятности обнаружения;

§ оптимальная стратегия.

При оптимальной стратегии до КТО нарушитель действует согласно стратегии минимизации вероятности обнаружения (скрытое проникновение), а после КТО – согласно стратегии минимизации времени преодоления (силовой прорыв). Данная комбинированная стратегия показана на рис. 1. Применение данной стратегии в модели нарушителя соответствует принципу гарантированного результата и снимает неопределенность в стратегии поведения нарушителя.

Рис. 1. Модель комбинированной стратегии действий нарушителя

Модель объекта представляет собой граф, представленный в виде матрицы смежности M [ a, b ]. Вершинами данного графа являются области однородности (ОО) – области на объекте, где совпадают три основные характеристики системы физической защиты: время реакции охраны, время преодоления данной области нарушителем и вероятность обнаружения нарушителя устройствами обнаружения, действующими в данной области. Характеристиками ОО служат: набор устройств и инженерных средств охраны, установленных или действующих в данной зоне, а также время реакции сил охраны.

ОО служат для построения пространственной модели объекта. Пример областей однородностей и графа однородности показан на рис. 2.

Рис. 2. Области однородности с графом (пространственной моделью) объекта

Задача анализа СФЗ состоит в том, чтобы определить наличие критических путей (таких путей, где вероятность своевременного обнаружения P _ОБ будет больше минимально заданной вероятности обнаружения P _min). Поиск критических путей производится по следующему алгоритму:

ЭТАП 1: По модифицированному алгоритму Дейкстры находятся все пути из множества точек начала движения N = (n ₁, n ₂,..., n _i,..., n _k) (областей однородности, расположенных на периметре объекта) к множеству целевых точек С = (с ₁, с ₂,..., с_j,..., с_m) (областей однородности, в которых находятся критические элементы объекта). Получаем набор векторов вида (3):

v = (n_i...m_a...с_j). (3)

ЭТАП 2: Расчет производим согласно оптимальной стратегии действий нарушителя. На каждом векторе v (3) находим КТО – точку, в которой , где Т_{охр.КТО} – время реакции охраны в критической точке обнаружения; T_j – время преодоления j -й зоны однородности СФЗ, расположенной между КТО и целевой зоной. Время преодоления берется из матрицы навыков нарушителя T (2), оно должно быть минимально из всего набора времен при преодолении элементов системы физической защиты в j -й зоне однородности. Итоговая оценка найденного пути v (3) (вероятность своевременного обнаружения) P _ОБ будет являться вероятностью обнаружения нарушителя до КТО и находится по формуле (4):

. (4)

Вероятность обнаружения P_j берется из матрицы вероятностей навыков нарушителя P (1). Выбранная вероятность должна быть минимальна из всего набора вероятностей обнаружения НСД при преодолении элементов СФЗ в j -й зоне однородности.

При P _ОБ ≤ P_min найденный путь v будет являться критическим. По наличию или отсутствию критических путей делается вывод о достаточности или недостаточности мероприятий по физической защите объекта.

Литература

1. Оленин Ю.А. Основы систем безопасности объектов: Учеб. пособие. – Пенза: Информ.-издат. центр ПГУ, 2002. – 122 с.

2. Гарсиа М. Проектирование и оценка систем физической защиты. – М.: Мир, 2003. – 386 с.

Приложение 1

Алгоритм Дейкстры