Шестак Яніна Володимирівна Методи та моделі підвищення живучості інформаційних систем на основі оцінювання зовнішніх впливів

Краткое описание

Шестак Яніна Володимирівна, асистент кафедри кі- бербезпеки та захисту інформації Київського національ­ного університету імені Тараса Шевченка: «Методи та моделі підвищення живучості інформаційних систем на основі оцінювання зовнішніх впливів» (05.13.06 - інфор­маційні технології). Спецрада Д 26.001.51 у Київському національному університеті імені Тараса Шевченка

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА
Кваліфікаційна наукова
праця на правах рукопису
ШЕСТАК Яніна Володимирівна
УДК 004.056
ДИСЕРТАЦІЯ
МЕТОДИ ТА МОДЕЛІ ПІДВИЩЕННЯ ЖИВУЧОСТІ
ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ НА ОСНОВІ ОЦІНЮВАННЯ ЗОВНІШНІХ
ВПЛИВІВ
Спеціальність 05.13.06 - Інформаційні технології
Подається на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук
Дисертація містить результати власних досліджень. Використання ідей,
результатів і текстів інших авторів мають посилання на відповідне джерело.
Я.В. Шестак
Науковий керівник: Оксіюк Олександр Глібович, доктор технічних наук,
професор
Київ – 2019

ЗМІСТ
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ...................................................................... 21
ВСТУП........................................................................................................................ 22
ГЛОСАРІЙ................................................................................................................. 28
РОЗДІЛ 1. АНАЛІЗ МОДЕЛЕЙ ПОБУДОВИ ЖИВУЧОСТІ
ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ ................................................................................ 30
1.1. Аналіз тенденцій розвитку, характеристика структури та інфраструктури
сучасних ІС ................................................................................................................ 31
1.2. Мета та завдання побудови ІС, місце параметрів живучості в формуванні
системи цілей розвитку ІС........................................................................................ 37
1.3. Аналіз методів управління та адміністрування сучасних ІС, що
забезпечують їх живучості від впливу зовнішніх факторів.................................. 47
1.4. Правове підґрунтя, інституційні умови та стандарти побудови та
експлуатації живучості ІС........................................................................................ 56
1.5. Постановка наукового завдання ....................................................................... 59
Висновки до першого розділу.................................................................................. 61
Список використаних джерел до розділу 1 ............................................................ 63
РОЗДІЛ 2. ДОСЛІДЖЕННЯ МЕХАНІЗМІВ, МЕТОДІВ ТА НАПРЯМКІВ
ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЖИВУЧОСТІ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ........................ 66
2.1 Характеристика основних механізмів забезпечення живучості ІС, що
використовуються в практиці побудови сучасних інформаційних систем
даних………………………………………………………………………………..67
2.2 Моделювання процесів ідентифікації та розподілу повноважень
користувачів, оповіщення про інциденти в процесі забезпечення живучості
ІС…………………..................................................................................................... 73
2.3 Характеристика використання криптографічних методів та способів
виявлення кібернетичних атак в процесі забезпечення живучості ІС................. 83
2.4 Розробка та обґрунтування складових математичної моделі оцінювання
живучості ІС............................................................................................................... 90
Висновки до другого розділу ................................................................................... 99
Список використаних джерел до розділу 2 .......................................................... 100
20
РОЗДІЛ 3. РОЗРОБКА МЕТОДІВ ТА СКЛАДОВИХ ТЕХНОЛОГІЇ
ОЦІНЮВАННЯ ЖИВУЧОСТІ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ ВІД
ЗОВНІШНЬОГО ВПЛИВУ................................................................................. 104
3.1. Розробка підходу щодо впровадження системи розподілення
навантаження у сучасних ІС............................................................................... 109
3.2. Формування способу розділення потужностей ІС за напрямками та
специфікою роботи .............................................................................................. 114
3.3. Розробка методів виявлення від зовнішнього впливу, оцінювання їх
впливу та шляхів підвищення живучості ІС від зовнішнього впливу........... 119
3.4. Комплексна технологія оцінювання живучості ІС в умовах впливу
зовнішнього середовища. .................................................................................... 128
Висновки до третього розділу ............................................................................ 133
Список використаних джерел до розділу 3 ....................................................... 134
РОЗДІЛ 4. ПРАКТИЧНЕ ВПРОВАДЖЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ОЦІНЮВАННЯ
ЖИВУЧОСТІ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ ВІД ЗОВНІШНЬОГО ВПЛИВУ
................................................................................................................................ 138
4.1. Оцінювання впливу системи розподілення навантаження на
продуктивність ІС ................................................................................................ 139
4.2. Розділення потужностей розгалуженої ІС за напрямками, специфікою
роботи, та оцінювання підвищення ефективності виконання завдань ІС
внаслідок здійснення такого розподілення ....................................................... 142
4.3.Виявлення зовнішніх впливів та оцінювання їх впливу на живучість
сучасних ІС ........................................................................................................... 159
4.4. Оцінювання загального рівня живучості інформаційних систем на основі
запропонованої технології .................................................................................. 163
Висновки до четвертого розділу......................................................................... 166
Список використаних джерел до розділу 4 ....................................................... 167
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ..................................................................................... 170
ДОДАТКИ............................................................................................................. 172

Список литературы

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ
1. Визначено механізми забезпечення захисту ІС, запропоновано
комплексний підхід, що базуються на формуванні коефіцієнтів цілісності,
доступності та конфіденційності інформаційних потоків. Проведено
моделювання процесів ідентифікації та розподілу повноважень користувачів за
окремою одиницею структурованої системи на рівні факторного уявлення
механізмів взаємодії.
2. Проведено аналіз загальних підходів захисту ІС, що базуються на
формуванні методу нейромережевої класифікації кібератак та використання
дерева прийняття рішень. Розроблена математичної модель оцінювання ІС, що
ґрунтується на застосуванні класифікації за ознаками, базою якої є формування
коефіцієнтів цілісності, доступності та конфіденційності інформаційних
потоків у сукупності з коефіцієнтом спостережності інформації.
3. Побудовано модель розподілу навантаження мережі інформаційної
системи на основі відповідної математичної моделі. Показано ефективність
функціонування даної системи при роботі інфраструктури інформаційної
системи у аварійному режимі.
4. Вдосконалено методику побудови графу завдань інформаційної
системи, що базується на графіку запитів, а також паралелізації планування
завдань та багаторівневій схеми розподілу апаратно-програмних ресурсів.
5. Вирішено задачу оптимізації процесу кластеризації апаратних
ресурсів шляхом побудови системи віртуальних машин та подальших етапів
визначення екстремумів функції розміру графіка завдань та повного значення
енергії.
6. Визначено ключові елементи сучасної стратегії розвитку
програмної інженерії, зокрема: ітераційна розробка, керування вимогами,
керування конфігурацією, візуальне моделювання, керування змінами,
керування якістю та об’єктно-орієнтований підхід
171
7. Розроблено алгоритм комплексного пошуку прихованих каналів у
інфраструктурі інформаційної системи, що здійснює перевірку всіх наявних
каналів зв’язку, забезпечує можливість додавання алгоритмів детектування
кібератак та характеризується низьким споживанням апаратних ресурсів
системи.
8. Розглянуто принципи побудови стратегії захисту інфраструктури
інформаційних систем, проведено аналіз сучасних апаратно-програмних
засобах моніторингу.
9. Розроблено математичну модель визначення сигнатур кібератак на
мережеві ресурси інформаційних систем, побудовано алгоритм її тестування та
оцінки. Створена комплексна технологія оцінки захищеності інформаційних
систем в умовах впливу кіберзагроз.