Вопрос 1. Назначение математических моделей обеспечения безопасности информации в АСУ

Вопрос 1. Назначение математических моделей обеспечения безопасности информации в АСУ

Функционирование АСУ, обеспечивающее реализацию технологии автоматизированного управления сложными процессами в распределенной системе, должно основываться на плановом начале с учетом возможности нарушения этих планов как внутренними, так и внешними дестабилизирующими факторами. Нарушение планов возможно при целенаправленном оздействии нарушителя на элементы АСУ с целью искажения или уничтожения циркулирующей информации, а также в случае изменения технологических циклов управления при раскрытии нарушителем конфиденциальной информации, что привело к необходимости принятия срочных мер по компенсации возможного ущерба. Следовательно, непосредственное выполнение целевых функций АСУ во времени сопряжено с объективной необходимостью оперативной оценки состояния АСУ в целом, распределения и перераспределения ресурсов системы обеспечения безопасности информации (СОБИ), которая решает задачу защиты информации в процессе функционирования АСУ. В общем случае? СОБИ включает в себя организационные, технические и программные средства защиты.

Организационные средства защиты представляют собой специальные организационно-технические и организационно-правовые мероприятия, акты и правила, осуществляемые в процессе создания и эксплуатации АСУ. Данный класс средств защиты хоть и направлен на некоторое упорядочивание процесса функционирования АСУ, однако практически не поддается формализации из-за непосредственного участия большего числа людей в их применении. Что же касается функционирования технических и программных средств защиты, то их работу можно представить в виде формальной модели, которая называется моделью обеспечения безопасности. Под моделью безопасности понимается математически точное описание механизмов процедур) реализации функций защиты информации во всех режимах работы АСУ.

Необходимо заметить, что целесообразность разработки математических моделей формализации процессов защиты информации не всегда очевидна. Однако существующие сложности и противоречия, которые возникают при обосновании, создании и применении СОБИ в составе АСУ, подтверждают актуальность проблемы разработки математических моделей данного класса и необходимость создания для решения этой проблемы соответствующего методического обеспечения.

Во-первых, вновь создаваемая АСУ требует технико-экономического обоснования всех сторон функционирования, в том числе и принципов обеспечения безопасности информации. При этом обоснование должно основываться на разработке и исследовании математических моделей обеспечения безопасности, а результаты этих исследований должны служить доказательством безопасности информации в реальной системе при точном соблюдении всех принципов защиты, заложенных в формальной модели. Однако противоречие заключается в том, что целенаправленное исследование модели может быть проведено только при полной информации о функционировании АСУ в целом, что возможно далеко не всегда, особенно для сложных распределенных систем. В некоторых случаях используется информация о функционировании отдельных элементов или подсистем АСУ, а на ее основе делаются выводы о всей системе в целом. Следовательно, необходимо создавать модели обеспечения безопасности для отдельных процессов в АСУ и методы их интеграции, обеспечивающие безусловное выполнение всех требований по защите информации.

Во-вторых, на разработку АСУ всегда выделяются конечные ресурсы, которые разработчик распределяет на все технологические этапы – от обоснования облика будущей АСУ до проведения испытаний ее компонентов и внедрения. Данный фактор порождает противоречие, связанное с желанием разработчика минимизировать затраты на предварительные модельные исследования при явной необходимости выявления на ранних этапах проектирования всех возможных каналов утечки. Происходит субъективное противопоставление необходимости проведения модельных исследований разработке объектов реальной системы. В этом случае система создается без предварительного изучения всего комплекса протекающих в ней процессов при их взаимосвязи с технологическими особенностями защиты информации. В предельном случае игнорирование предварительных исследований на моделях может привести к полной незащищенности системы даже при включении в состав программно-аппаратных средств АСУ большого числа дорогих и ресурсоемких средств защиты. Следовательно, формализация процессов обеспечения безопасности информации не должна быть для разработчика сложной и трудоемкой задачей, что возможно лишь при наличии научно обоснованных типовых моделей и хорошо отработанного методического обеспечения их применения.

В-третьих, технические и программные средства, образующие СОБИ и посредством которых в АСУ решаются задачи защиты информации, требуют резервирования некоторой части ресурсов АСУ. Например, управление процессами защиты требует наличия специальной службы, рассылка ключевой информации – дополнительной пропускной способности каналов связи, контроль доступа к ресурсам – затрат времени и т. д. В этом случае возникает противоречие между задачами АСУ как системы, максимально улучшающей характеристики процессов управления за счет более полного использования собственных ресурсов, и задачами СОБИ, использующей ресурсы АСУ для достижения целей, не всегда совпадающих с главными целями АСУ. Это противоречие усугубляется тем, что несмотря на техническую и технологическую возможность совмещения решения некоторых задач в рамках вычислительных средств одного объекта АСУ, с точки зрения защиты информации такое совмещение просто недопустимо вследствие различного назначения и различных грифов секретности обрабатываемой информации. Следовательно, возникает задача планирования загрузки ресурсов АСУ для их оптимального использования с учетом требований безопасности информации, что возможно лишь на основе формальной модели обеспечения безопасности.

В-четвертых, достижение требуемых значений показателей безопасности информации в распределенной АСУ с динамически изменяемыми информационно-логическими связями возможно лишь в случае организации единого управления всеми ресурсами системы защиты, причем в любой момент времени должна обеспечиваться возможность:

– проведения анализа состояния средств защиты и СОБИ в целом;

– прогнозирования поведения СОБИ, определения и контроля выполнения условий перехода в новое состояние;

– планирования процессов защиты с учетом возможных попыток несанкционированного доступа к информации, в том числе и успешно реализованных;

– формирования информации для требуемых управляющих воздействий в случае необходимости корректировки процессов защиты.

Противоречие состоит в том, что подобное функционирование СОБИ невозможно без "встроенной" в систему ее собственной модели, обладающей свойством изоморфизма. Однако простого изоморфизма недостаточно. Модель системы защиты должна объединяться с моделью внешней среды, т. е. АСУ в целом, а также с моделью нарушителя. Вполне очевидно, что модели этого типа для своей реализации потребуют ресурсы, сравнимые с ресурсами, необходимыми для реализации задач АСУ. Следовательно, необходима разработка не только самих моделей формализации процессов защиты, но и методических основ оптимизации моделей и их компонентов, синтеза моделей из имеющихся составляющих.

Анализ сформулированных положений позволяет сделать вывод о том, что разработка математических моделей формализации процессов обеспечения безопасности информации в АСУ действительно является сложной научной проблемой, актуальность которой лишь повышается по мере развития и внедрения в АСУ математических методов управления и повышения степени автоматизации решения целевых задач.