Диссертация (Обеспечение информационной безопасности киберфизических систем на основе принципа гомеостаза), страница 7

Такое ВПО может менятьпараметры вышележащих системных уровней таким образом, чтобы механизмыобеспечения безопасности не выявили никаких нарушений в работе системы, приэтом оно использует возможности межуровневой миграции, что позволяет ВПОповысить свои привилегии, скрыть свое функционирование и, в итоге, прочно32закрепиться в системе и успешно противодействовать современным методамобнаружения нарушений ИБ.1.3.3Проблема создания подхода к обеспечению динамической защитыКФС путем автоматического поддержания устойчивости функционированияв условиях компьютерных атакНаосновекритериев,выделенныхвработе[41],произведенасистематизация возможных подходов переконфигурирования параметров иструктуры КФС с целью обеспечения безопасности (Таблица 1).Таблица 1 — Систематизация подходов к управлению безопасностью КФСАктивныйТип системыМетодологияуправленияуправленияИзменение параметровАдекватностьСистема скомпонентов иугрозам, низкийобратной связьюмежкомпонентныхпроцент ложныхсвязейсрабатыванийСистема сАдаптивныйадаптивнымконтуромуправленияИерархическаясистемауправления сДинамическийПреимуществавозможностьюдинамическогорасширения вреальномвремениОптимизацияпоказателейэффективности защитыОптимальностьпоказателейэффективностизащитыДинамическаякомпенсациядеструктивноговоздействия за счетпараметрических иструктурныхизмененийДинамическоеизменение составаи функций защитыадекватно угрозам33Еще на этапе раннего развития КФС исследователями было отмеченосходство в описании эволюции технологий обеспечения безопасности и эволюциисистем теории управления, в частности, направленность обоих подходов наудержание системы в границах некоторого набора состояний [42].

В связи с этим,высокую значимость обрела задача управления безопасностью сложных систем, вчастности, КФС, способных к изменению своего состояния и саморегуляции.Статическая технология защиты характеризуется постоянством состоянияфункции управления, а режим работы описывается функциями зависимостивыходного состояния объекта защиты от постоянных значений управляющихвоздействий и других дестабилизирующих факторов. Обратная связь, адаптивноеуправление и прогнозирование состояния системы при статической технологиизащиты отсутствуют, а значит, данная технология абсолютно неприменима дляуправления безопасностью КФС.Активная технология защиты дополняет статическую введением обратнойсвязи–результатыэкспериментальноготестированияобъектазащитыиспользуются для изменения параметров компонентов и межкомпонентных связей.Адаптивная технология защиты, соответственно, требует наличия контураадаптивного управления – параметры систем безопасности периодическиизменяютсятакимобразом,чтобыпоказателиэффективностизащиты(вычисляемые на основе характеристик объекта защиты в ходе мониторинга)стремились к максимуму.Заданная цель управления в рамках динамической технологии защиты –динамическая компенсация нежелательных изменений состояния системы «налету» путем взаимодействия как с объектом защиты, так и с его инфраструктурой.Фундаментальным отличительным признаком динамической защиты является то,что защищаемая система трактуется системой защиты как нелинейныйдинамический объект с непрерывным временем, а сама система защиты становитсядискретно-непрерывной.34Для обеспечения безопасности современных КФС необходимо развитиепонятия динамической защиты на основе сохранения внутренней среды иустойчивости функционирования на основе переконфигурирования параметров иструктуры КФС.1.3.4Проблема реализации динамической защиты с использованиемвозможностей современных сетевых технологийЦифровизация отраслей деятельности и появление КФС порождаютпотребность в высокопроизводительных, надежных, защищенных и управляемыхсредах передачи информации.

Для реализации гибкого реагирования на изменениянаправленности и объемов данными, которыми обмениваются компоненты сетевойинфраструктуры КФС, для динамического перестроения маршрутов между узламии обеспечения общей координации работы КФС, необходимы интеллектуальныеметодыуправлениясетевойинфраструктурой,обеспечивающиеотказоустойчивость и доступность узлов.Парадигма программно-конфигурируемых сетей базируется на принциперазделения уровней передачи данных и управления сетевой инфраструктуройпосредствомспециализированногопрограммногообеспечения,котороеосуществляет контролирующее и управляющее взаимодействие между сетевымиустройствами и системой управления ПКС, функционирующей на выделенномузле (контроллере ПКС).Необходимость в быстром и гибком реагировании на деструктивноевоздействие на КФС за счет динамического переконфигурирования системыобусловливает потребность в создании схемы управления ПКС, которая обеспечитуправлениесетевойнагрузкойитемсамымповыситдоступностьиотказоустойчивость сети.Управление компьютерной сетью осуществляется путем изменения таблицсетевых потоков, заданных в каждом коммутаторе или маршрутизаторе, за счетдобавления или модификации соответствующих записей.

Изменение записей35может осуществляться либо системным администратором (в традиционныхкомпьютерных сетях), либо приложением (в ПКС).В настоящее время управление ПКС сводится к переконфигурированиютаблиц сетевых потоков в отдельности для каждого сетевого устройства. Данныйнедостаток объясняется отсутствием единой адаптивной схемы управления,которая смогла бы обеспечить автоматическое программное воздействие на всеузлы ПКС. Логически функционирование управляющей подсистемы ПКС делитсяна два этапа:1)начальное конфигурирование сети;2)мониторинг состояния сетевых ресурсов.Соответственно, проблема управления сетевой инфраструктурой КФСможет быть решена путем разработки новых методов формирования таблицсетевых потоков и оценки эффективности (результативности) управления ПКС.Такие методы должны обеспечивать балансировку нагрузки на сетевые узлы засчет регулярной оценки эффективности и перераспределения сетевых потоков,отказоустойчивость и надежность узлов посредством приоритизации сетевыхпотоков.1.4 АнализподходовкобеспечениюИБКФСвусловияхкомпьютерных атакОсобенности КФС, сформулированные в подразделе 1.3, определяютспецифику обеспечения ИБ таких систем в условиях компьютерных атак.

Даннаяспецифика заключается в том, что для обеспечения ИБ КФС недостаточновыявлять нарушения ИБ, необходимо также особенное внимание уделятьсохранению устойчивого функционирования КФС в условиях деструктивныхвоздействий, поскольку выход КФС из строя может привести к техногеннымкатастрофам, а остановка работы КФС приведет к финансовому ущербу.Однако при выявлении нарушений ИБ для КФС также присутствуетспецифика. В состав КФС входит большое число различных устройств, частькоторых, более простые по своей структуре, формируют исполнительную36подсистему КФС, а другая часть представлена устройствами системы управления– компьютерами и серверами, обладающими ОС и являющимися наиболеежеланной целью для злоумышленников.Специфика выявления нарушений ИБ КФС заключается в том, чтонеобходимо обнаруживать нарушения ИБ, ориентированные как на более простыеустройства, так и на компоненты системы управления. При этом, следуетучитывать, что большинство современных нарушений ИБ реализуется посредствомвнедрения ВПО в компоненты систем, что, исходя из статистики нарушенийбезопасности промышленных систем, также характерно для КФС.

Поэтому привыявлении нарушений ИБ КФС следует отдельное внимание уделить обнаружениюВПО на узлах системы управления КФС.Также следует отметить, что, поскольку для КФС при реализациидеструктивных воздействий на первый план выходит задача поддержания ихустойчивого функционирования, специфика обеспечения ИБ также заключается внеобходимости создания подхода к обеспечению динамической защиты КФС,обеспечивающий автоматическое поддержание устойчивости функционирования вусловиях компьютерных атак. Такая реализация для КФС может проявляться вспособности системы к изменению своей структуры для противодействиядеструктивным воздействиям.Выделены и проанализированы современные научные исследования,посвященные разработке подходов к обеспечению ИБ КФС в условияхкомпьютерных атак, посвященные решению следующих задач:−выявления нарушений ИБ КФС;−выявления современного ВПО в КФС;−обеспечения динамической защиты КФС;−реализации динамической защиты с использованием возможностейсовременных сетевых технологий.371.4.1Исследования, посвященные выявлению нарушений ИБ КФСИсследования, посвященные обнаружению проблем нарушений ИБ КФС,преимущественно сконцентрированы на поиске аномалий в поведении системы,вызванных кибератакой или внедрением ВПО в систему.Так, в работе [43] авторы обнаруживают аномалии в данных, получаемых откаждого компонента КФС, на основе поиска «выбросов».