Диссертация (1335837), страница 38

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 38)

Разработана системаопоказателей устойчивости БЦВКок деструктивномуовоздействию ЭМИ.6. Разработаныосценарии работы СОДЭМВопо обнаружению воздействияона БЦВК деструктивных ЭМИ:1)она основе методаоанализа параметровоискажений информационногопотокаов условиях воздействияоЭМИ;2) на основеометода анализа информацииодатчиков обнаружения ЭМВ.7.оРазработана процедура разделенияотрафика, реализуемая однимоиз режимов ИСАУоБЦВК при воздействии деструктивныхоЭМИ. Основной идеейорежима разделенияотрафика является разнесениеопередачи по несколькимофизическим каналам отдельныхочастей передаваемых данныхотаким образом, чтобыосложность разрушенияоданных была максимальной.оНа основе данной процедурыореализован «сервис маршрутизации»опередачи данныходля бортовой сети. Выработаныоосновные компоненты,онеобходимые для устойчивого функционированияоИСАУ БЦВК.

Даныооценки вероятностямоЭМВ наопередаваемуюинформацию вослучае примененияо«сервиса маршрутизации».242ГЛАВА 5 АППАРАТНО - ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ АНАЛИЗА И ОЦЕНКИУСТОЙЧИВОСТИ БЦВК К ДЕСТРУКТИВНОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ ЭМИРеализацияоинтеллектуальнойосистемы анализа иооценки устойчивостиБЦВКок деструктивному воздействиюоЭМИ опираетсяона принципыоподобияоархитектуры иомеханизмов защитыобортового комплекса архитектуреои механизмамозащиты биологическихосистем.

Именно этиопринципы подобияонашлисвое применениеов модели ИСАУоБЦВК.Моделирование служитоосновным средством верификации,окоторое позволяетпредотвратитьоошибкипроектированияструктурно-сложныхокибер-нетических систем, кокоторым вополной мере относитсяоинтеллектуальная системаоанализа и оценкиоустойчивости БЦВКок деструктивнымовоздействиямоЭМИ. В ИСАУоимеет место бытьовзаимосвязь событий: источникоЭМВ –оугрозы ЭМВ –офактор (уязвимость) –оугроза ЭМВ (действие)о– последствия(деструктивное ЭМВ).оПри изменении множестваоизвестных ЭМВ иоусловийэксплуатации БЦВКоможет проявляться рядоновых уязвимостей,оне указанныхвоисходной модели, и,осоответственно, потенциальная возможностьонарушенияфункционирования отдельныхоподсистем БЦВК.В настоящейоглаве рассматриваются вопросыореализации и инструментальныеосредства для моделированияоИСАУ БЦВК кодеструктивному действиюСК ЭМИ.5.1 Модельоинтеллектуальной системыоанализа устойчивостиэлементовои узлов БЦВКок деструктивному воздействию СК ЭМИ5.1.1 Модель системыообнаружения деструктивныхоЭМВВ отличиеоот известныхо[37, 157], предложеннаяомодель учитывает наличиеов структуре БЦВКоранее инсталлированнойоинтеллектуальной системы анализаои оценкиоустойчивости БЦВКок деструктивному воздействиюоЭМИ, которая включаетоСОДЭМВ, множество ДЭМВ, средстваосигнатурного иостатисти-243ческого анализа, взаимосвязанных,окак с внешнейосредой, так иос аппаратнопрограммными компонентамиосамого БЦВК.

ФормируемыйоДЭМВ вектор признаковоЭМВ (рисунок 5.1),онапример, может обрабатываться блокамиостатистической СОДЭМВоили сигнатурной СОДЭМВои обобщаться посредством методикиообнаружения деструктивныхоЭМВ иооптимизации СОДЭМВ [72, 92, 133135, 154].Рисунок 5.1 - Модельосистемы обнаруженияодеструктивных ЭМВДля тогоочтобы придать интеллектуальнойосистеме анализа иооценки устойчивости БЦВКок деструктивному воздействиюоЭМИ свойства автоматическойои оперативной реакцииона изменениеовектора признаков электромагнитныхвоздействий в системуообнаружения деструктивных ЭМВонеобходимо ввестиадаптивныеоуровни идентификации ЭМВои обобщение опыта обнаруженияодеструктивных ЭМВ наобортовой вычислительный комплексо[37, 45, 64]. Основнымоэлементом модели интеллектуальной системы анализа и оценки устойчивости БЦВК к деструктивному воздействию ЭМИ являетсяометодика обнаружениядеструктивныхоЭМВ и оптимизации СОДЭМВ, котораяокоординирует взаимо-244связьоадаптивных уровней (в видеонейронных сетей,онейро-нечетких сетей, системонечетких продукционных правил), структурнойомодели СОДЭМВ, инструментальныхосредстврасчетаопоказателейстойкостииорейтингастойкостиБЦВКо(рисунок 5.2).Важным качествомоадаптивных уровней ИСАУоявляется возможностьонакопления опыта, которыйофиксируется в информационныхополях нейронных ионейро-нечетких сетейосистемы обнаружения деструктивныхоЭМВ.Рисунок 5.2 - Координацияовзаимосвязи адаптивных уровнейоИСАУ БЦВКВ соответствииос заданием наопроектирование СОДЭМВоформируютструктуруоСОДЭМВ в видеоиерархии уровней датчиковоЭМВ, а опытоэкспертовпооЭМС представляютоматрицами экспертныхооценок иосистемами нечеткихопродукционных правил дляоклассификации деструктивных ЭМВопо ихопризнакам.

Системы нечеткихопродукционных правил представляютсяов виде нейро-245нечеткихосетей, которыеообучают на заданномоподмножестве входных векторовопризнаков ЭМВ. Одновременноообучаютоклассификаторы в видеочетких НСтакимообразом, чтобы числоокластеров равнялось числуоправил в системеопродукционных правил.Также формируютоклассификатор уровня накопленияоопыта, обобщающийорезультаты работы статистической,осигнатурной и адаптивнойоСОДЭМВ.5.1.2Модель потокаоЭМВВсе известныеоэлектромагнитные воздействия,окоторыми может атаковатьсяобортовой вычислительныйокомплекс, разделяются наодва класса: ЭМВонатрафик междуо«смежными» БЦВМ иоЭМВ непосредственно на БЦВМ в защищенномоисполненииFsiиокоммутационноеоборудование.Понятиео«смежности» определяется динамическиодля каждого сеансаопере-дачи,например, «смежными»оявляются БЦВМ FStои FSt+1, выбранныеона i иоi+1 этапепередачи,оt[1, n], i [1, f].Оценка вероятностиореализации электромагнитных воздействийопервогоклассаДля оценкиовероятности реализацииоЭМВ первогооклассаопредставим, чтооказываетсяоЭМ воздействие наоединственный физический каналоиз всегомножестваоканалов, задействованных наоборту, и неоосуществляется воздействиенаоостальные каналы, т.е.осуществует вероятность модификацииои уничтоженияоинформации, передаваемой толькоопо этому каналу [133, 92, 153].Вычислимооценку реализации ЭМВопервого класса RА1,окогда ЭМовоздействие оказывается наоучасток междуоБЦВМ FSj иоFSj+1.

Прионеизвестномпространственноморасположении Fs считаемоЭМ воздействие успешным,оеслиприработеосервисаSMбортовыеовычислительныебылиовыбраны на iои i+1 этапеопередачи, j[1,F],оi [1,f].машиныFSjоиFSj+12462(5.1) F äî ñò  ( F äî ñò  1) , f  2S0S0RÀ1  f 2   i FSäî0 ñò  j  1  221 äî ñò , f  2    äî ñòäî ñò FSäî0 ñò ( FSäî0 ñò  1) FiFi1Fj1i 1 S0  j 1 S 0  S 0В выражении (5.1)опервая скобка определяетовероятность выбора БЦВМовзащищенном исполненииомежду которыми находитсяоконтролируе-мый участокнаотекущемэтапеопередаче,втораяоскобкао–вероятностьтого,чтодотекущегооэтапа передачи данныеоБЦВМ ещеоне были ниоразу выбраны.Формулао(5.1) легко распространяетсяона случай kоучастков междуБЦВМов защищенномоисполнении.Оценка вероятности реализацииоэлектромагнитных воздействийовторого классаВторой, болееоширокий, класс ЭМВопредставляется в видеоординарногопотокасобытий,от.е.последовательностиособытий,наступающихооднозаодругим в случайныеопромежутки времени [133, 92, 153].Обозначим,оq – количествооуспешно реализованных ЭМВона элементы иоузлыбортовоговычислительногоокомплексавединицуовремени(интен-сивность).оТогда оценка реализацииоЭМВ на mоБЦВМ в защищенномоисполнениизавремяоtописываетсяораспределениемПуассона.оРаспределениеПуассонаовозникает вотеории потоков событий.оДоказано, что дляопростейше-гопотока сопостоянной интенсивностью qочисло событий, происшед-шихозаовремяt,оимеетраспределениеПуассонаоспараметромо= q*t.оСле-довательно,вероятность того,очто за времяоt не произойдетони одного события, равна (е–оq*t),т.е.функцияораспределениядлиныпромежуткаомеждусобытиямиявляетсяоэкспоненциальной.Случайная величинаоy имеетораспределение Пуассона, если:P( y  yo )  y  e y!, y  0,1,2,...,гдео -опараметр распределения Пуассона,ои Р(у=у0) =о0.(5.2)247Посчитаем вероятностьотого, чтооза время tона т БЦВМов защищенномоисполнении будет успешноореализованы ЭМВо(из n-доступных):R А2 (m, t ) mm!e(q  t ) m ( qt )em!.(5.3)Значениеоq возможно оценитьос помощьюоСОДЭМВ.

СОДЭМВ-сенсорызанимаютсяоанализом использования вверенныхоим ресурсов и,ов случаеобнаруженияокаких-либо подозрительных или простоонетипичных событий,способныопредприниматьнекоторыесамостоятельныеодействияпообнаружению,оидентификации иоустранению их причин.оСенсоры регистрируют различныеопопытки модификации иоразрушения информации наоконтролируемых элементах иоузлах БЦВК.

Представимоq как суммуоинтен-сивностейконечногочислаоразличныхвидовуспешноореализованныхЭМВ.Такимообразом,kki 1i 1q   qi   pi  hi,(5.4)где pi –овероятность успешной реализацииоЭМВ i-го вида,оhi – количествооЭМВ i-гоовида, i [1,оk].Для данного алгоритмаозадаются следующиеопараметры: FS =О{FSI, Fs2,FSj, Fsf} –омножество БЦВМ бортовойосети в защищенномоисполнении, F –о|Fs|– количествооБЦВМ в защищенномоисполнении, ta –овремя действияоодноговида ЭМВона БЦВМ возащищенном исполнении, jо– период повтораоЭМВ,ои2 –периодоблокирования БЦВМ возащищенном исполнении, kо– число видов ЭМВ.Дляопрограммной реализации моделиоЭМВ введем следующиеофункции ипроцедуры:ТекВремя()о–функция,возвращающаяотекущеевремявоформате«dd.mm.yyyy hh24:mi:ss»;ГенСлуч(х)–офункция,генерирующаяпсевдослучайноеоцелоечислосопомощью операции рандомизации,опринадлежащее интервалуо[1, х], х >=о1;РазБлок(Fj) – процедура,опереводящая БЦВМ Fjов режим «доступен»;248Ai(Fj)о– функция распределенияодискретной случайной величиныо«результат ЭМВ наоБЦВМ Fj» совероятностью принять значение 1о(ЭМВ успешнореализовано)оравной рiои вероятностью принятьозначение 0 (ЭМВоне оказалодеструктивного воздействияона элементы иоузлы БЦВК) равнойо1-pi;Пауза(t) – процедура,ореализующая ожидание наовремя t;СостСерв(Fj) –офункция, возвращающая статусоБЦВМ Fj (доступнао- 0;блокированао- 1);Блок() –офункция, переводящая БЦВМоFj в режимо«блокирована» ивозвращающаяотекущеевремяовформате«dd.mm.yyyyhh24:mi:ss»переменнуюох.Следующаяблок-схемаопредставляеталгоритмореализациимоделивоздействия ЭМИ наоэлементы и узлыоБЦВК (рисунок 5.3).С помощьюооперации рандомизацииовыбираются одна изоБЦВМ бортовойсети в защищенном исполнении и ЭМВ одного из видов.

Производитсяоэксперимент A1(FSJ) – «ЭМВ на БЦВМ FSJ», определяемыйодискретнойослучайной величиной сораспределениемо«вероятность принятьозначение 1 (успех) равна pi, вероятностьопринять значение 0 (неудача) равна 1-рt», i [1, k]. В случаеоуспеха,БЦВМ блокируетсяои становитсяонедоступным на время и2.В отношенииоуязвимости к основнымовидам ЭМВ БЦВМ возащищенномисполнениионичемнеотличаетсяоотобычнойБЦВМбортовойсети.Соответственно, можнооввести некоторый коэффициентоуязвимости БЦВМj [1, n].ТогдавероятностьореализацииЭМВi-говиданаБЦВМFскоэффициентомоуязвимости  можноопредставить в виде:pi    poi,(5.5)где рoi - вероятностьоуспешной реализации ЭМВ i-гo вида, зависящаяотолько отиспользуемыхосредств.249Рисунок 5.3 - Блок схема алгоритма моделирования ЭМВ на БЦВК2505.2Аппаратно-программная реализация интеллектуальной системы анализа иоценки устойчивости БЦВК к деструктивному воздействию ЭМИДля представленияопроцессов адаптациионейросетевых систем анализа иоценки устойчивости БЦВК будем использоватьоязык графическогооописанияобъектов, предложенный Дж.

Характеристики

Список файлов диссертации