Научный журнал

Современные наукоемкие технологии

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Ломазов В.А. 1 Гостищева Т.В. 2 Климова Н.А. 2

---

1 Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина

2 Белгородский университет кооперации экономики и права

Статья посвящена проблеме выбора вариантов системы информационной безопасности инновационного проекта. Рассмотрены теоретические аспекты применения методологического аппарата нечеткого теоретико-множественного анализа для поддержки принятия организационных решений. Предложено нечеткое описание ситуаций с точки зрения возможных угроз информационной безопасности. На основе понятий точных граней (применяемых к упорядоченным множествам нечетким множествам ситуаций) построены нечеткие теоретико-множественные операции над ситуациями. Это позволило сформулировать задачу выбора системы защиты не для отдельной угрозы, а для совокупности возможных ситуаций. Задача обобщена на случай возможной смены вариантов защиты информации на различных этапах периода реализации инновационного проекта. Предложены стратегии сокращения области выбора вариантов системы защиты информации и приведены примеры их использования. Предварительные результаты применения основанной на предложенном подходе процедуры поддержки принятия решений по составлению плана развития системы информационной безопасности показали ее эффективность.

Статья в формате PDF

0 KB

информационная безопасность

нечеткий теоретико-множественный анализ

проблема выбора

1. Паринов А.В. Анализ проблем системы защиты инновационных проектов и основных направлений их решения / А.В. Паринов, А.С. Паринова // Вестник Воронежского института ФСИН России. – 2013. – № 2. – С. 80–83.

2. Ершов А.С. Безопасность интеллектуального капитала малых инновационных предприятий/ А.С. Ершов // Наука и бизнес: пути развития. – 2012. – № 4. – С. 69–73.

3. Лапсарь А.П. Обеспечение безопасности инновационных разработок в условиях конкурентного противостояния/ А.П. Лапсарь, С.А. Лапсарь // Финансы и кредит. – 2017. – Т. 23, № 1 (721). – С. 49–62.

4. Мирских И.Ю. Информационные аспекты реализации и защиты инноваций на промышленных предприятиях / И.Ю. Мирских, Ж.А. Мингалева // Экономика и предпринимательство. – 2016. – № 5 (70). – С. 374–376.

5. Северин В.А. Теоретико-методологические основы обеспечения безопасности коммерческих структур в информационной сфере / В.А. Северин // Информационное право. – 2016. – № 4. – С. 13–19.

6. Любченков А.В. Проблемы организационно-правовой защиты конфиденциальной информации в инновационных процессах/ А.В. Любченков // Информация и безопасность. – 2012. – Т. 15, № 3. – С. 337–344.

7. Стерхов А.П. Проблемы информационно-аналитического обеспечения безопасности инновационного бизнеса / А.П. Стерхов // Вестник Иркутского государственного технического университета. – 2015. – № 8 (103). – С. 213–220.

8. Zadeh L.A. Fuzzy Sets / L.A. Zadeh // Information and Control. – 1965. – Vol. 8. – P. 338–353.

9. Ларичев О.И. Теория и методы принятия решений / О.И. Ларичев. – М.: Логос. – 392 с.

10. Ляпина И.Р. Информационная безопасность малых инновационных предприятий / И.Р. Ляпина, Е.В. Сибирская, Е.В. Петрухина, О.А. Строева // Теоретические и прикладные вопросы экономики и сферы услуг. – 2013. – № 9. – С. 84–89.

11. Бельфер Р.А. Анализ зависимости уровня риска информационной безопасности сетей связи от экспертных данных при расчетах с использованием модели нечетких множеств / Р.А. Бельфер, Д.А. Калюжный, Д.В. Тарасова // Вопросы кибербезопасности. – 2014. – № 1(2) – С. 33–39.

12. Ломазов А.В. Формирование иерархии оценочных показателей сложных динамических систем на основе экспертных технологий / А.В. Ломазов, В.А. Ломазов, Д.А. Петросов // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 7–4. – С. 760–764.

13. Саати Т.Л. Принятие решений. Метод анализа иерархий / Т.Л. Саати. – М.: Радио и связь, 1989. – 316 с.

14. Petrosov D.A. Large discrete systems evolutionary synthesis procedure / D.A. Petrosov, V.A. Lomazov, A.I. Dobrunova, S.I. Matorin, V.I. Lomazova // Biosciences Biotechnology Research Asia. – 2015. – Т. 12, № 2. – Р. 1767–1775.

Одним из обязательных условий успешности реализации инновационного производственно-экономического проекта является надежное обеспечение его информационной безопасности [1]. Специфика инновационной и венчурной деятельности, как правило, предполагает широкое использование современных информационных технологий управления организационными и производственно-технологическими процессами, что (при несовершенстве системы защиты информации) может быть связано с определенными рисками. Это делает актуальным развитие методологического аппарата анализа угроз и поддержки принятия управленческих решений по обеспечению информационной безопасности инновационных проектов. Однако появившиеся в последнее время научные работы в этой области ограничиваются в основном исследованиями теоретико-методологических экономических (с точки зрения обеспечения безопасности интеллектуального капитала [2] и защиты информации в условиях недобросовестной конкуренции [3], а также применительно к отдельным сферам экономической деятельности: например, инновациям в промышленном производстве [4] и коммерции [5]), организационно-правовых ([6]) и информационно-аналитических ([7]) аспектов проблемы, тогда как не меньшее значение имеют разработки, ориентированные на непосредственное использование в практической деятельности предприятий и организаций, осуществляющих инновационную деятельность.

Целью настоящей работы является разработка инструментария анализа ситуаций (совокупностей внешних условий), возникающих при реализации инновационного проекта и рассматриваемых с точки зрения возможных угроз информационной безопасности. Применяемый подход основан на использовании аппарата нечетких множеств и отношений [8] и методологии теории принятия решений [9], что дает новые возможности для выбора вариантов системы информационной безопасности проекта. Прикладное значение работы связано с необходимостью минимизации затрат негосударственных предприятий и организаций (в том числе малых предприятий [10]), для которых система мер защиты информации не является строго регламентированной и может быть выбрана из соображений разумной достаточности.

Нечеткий теоретико-множественный анализ угроз информационной безопасности

Под угрозой информационной безопасности инновационного проекта в соответствии с [1] будем понимать событие, процесс или явление, которое посредством воздействия на информацию или другие компоненты информационной системы может привести к нанесению ущерба субъектам, занимающимся инновационной деятельностью.

Пусть Threat = {Threat1, Threat2,…, ThreatI} – конечное множество предполагаемых независимых угроз информационной безопасности рассматриваемого инновационного проекта. Текущая (рассматриваемая с точки зрения угроз информационной безопасности проекта) ситуация Sit(tk), в которой реализуется проект, может быть представлена в виде определенного на универсуме нечеткого множества

hreatSit(tk) = {(Threati, μ_i(t_k))| i = 1,2,…,I},

где определенная на отрезке [0, 1] функция принадлежности μ_i(tk) характеризует уровень угрозы Threati (i = 1,2,…,I) в ситуации Sit на этапе tk (k = 1,2,…, K) реализации проекта. Для определения μ_i(tk) может быть использован предложенный в [11] подход, в рамках которого уровень риска угрозы находится на основе определяемых экспертами значений вероятности угрозы и последствий при реализации этой угрозы (в соответствии с ITU-T Recommendation E.408. Telecommunication Network Security Requirement, 2004.). Возможен также подход (например, [12]), когда уровень угрозы непосредственно оценивается экспертами в вербальной шкале, после чего определяется относительное числовое значение показателя с использованием неравномерной шкалы соответствия, пример которой приведен в табл. 1.

Таблица 1

Пример шкалы соответствия между вербальными и относительными числовыми значениями уровня угрозы

При этом возможны промежуточные значения показателя. Если в экспертизе участвует несколько специалистов, то общее относительное значение уровня угрозы может быть получено как взвешенное среднее индивидуальных значений (весовые коэффициенты отражают соотношения квалификаций экспертов). В случаях, когда эксперты затрудняются в непосредственной оценке угрозы, может быть применен метод парных сравнений Саати [13].

Носителем нечеткого множества hreatSit(tk) является совокупность угроз, присутствующих в ситуации Sit(tk):

Supp (hreatSit(tk)) = {Threati, μ_i(tk))| μ_i(tk)) > 0, i = 1,2,…,I}

Ядро нечеткого множества нечеткого множества hreatSit(tk) представляет собой совокупность угроз высокого уровня в ситуации Sit(tk):

Kern (hreatSit(tk)) = {Threati, μ_i(tk))| μ_i(tk)) = 1, i = 1,2,…,I}.

Рассмотрим множество всех возможных ситуаций

ST = {Sit(tk)|hreatSit(tk) = {(Threati, μ_i(tk)), i = 1,2,…,I, 0 ≤ μ_i(tk)) ≤ 1} ,k = 1,2,…, K}.

Определенная на ST операция нестрогого включения нечетких множеств порождает отношение нестрогого доминирования ситуаций ∠ в соответствии с правилом:

для любых Sit*, Sit*∠ S выполняется Sit* ∠ Sit**, если

μ_i*(tk) ≤ μ_i**(tk) при всех i = 1,2,…,I, k = 1,2,…, K.

Введенное отношение нестрогого доминирования ситуаций будет отношением частичного порядка на множестве ситуаций ST, поскольку (как нетрудно видеть) для него выполняются требуемые условия:

– рефлексивность: Sit*∠ Sit*;

– антисимметричность:

Sit*∠Sit**, Sit**∠Sit* ⇒ Sit* = Sit**;

– транзитивность:

Sit*∠Sit**, Sit**∠Sit***⇒Sit*∠Sit***.

При решении практических задач, связанных с обеспечением информационной безопасности инновационных проектов, целесообразно рассматривать конечное (состоящее из N элементов) множество возможных ситуаций ST*: ST*⊆ST, | ST* | = N .

Применительно к введенному отношению частичного порядка множество верхних граней для ST* будет состоять из ситуаций Sit**∈ST, нестрого доминирующих все ситуации из множества ST*, т.е.

ST** = {Sit** | Sit∠Sit**, ∀Sit∈ST*}.

Точная верхняя грань (supremum) представляет собой минимальную верхнюю грань, которая (в силу конечности множества ST*) всегда существует

sup ST* = Sit* : Sit*∠Sit, ∀Sit∈ST**.

Если ситуация Sit*, представляющая собой точную верхнюю грань множества ST*, является элементом этого множества, то она является также максимальным элементом множества ST*, т.е.

max ST* = sup ST* при sup ST*∈ST*.

Понятия точной нижней грани (inf) и минимума (min) применительно к множеству ситуаций (с учетом введенного отношения частичного порядка ∠) определяются аналогичным образом. Основываясь на введенных понятиях точных граней, естественно ввести операции над ситуациями угроз информационной безопасности проектов.

Объединением ситуаций Sit* и Sit** назовем точную верхнюю грань множества, состоящего из двух этих ситуаций:

Sit*∪Sit** = sup {Sit*, Sit**}.

Пересечением ситуаций Sit* и Sit** назовем точную нижнюю грань множества, состоящего из двух этих ситуаций:

Sit*∩Sit** = inf {Sit*, Sit**}.

Упорядочение ситуаций в соответствии с уровнями угроз информационной безопасности проектов и введение операций над ситуациями позволяют формулировать и решать задачи выбора вариантов системы информационной безопасности.

Выбор вариантов системы информационной безопасности инновационного проекта

Будем полагать, что для совокупности ситуаций <Sit1, Sit2, …, SitM > известны решения по обеспечению информационной безопасности (в виде вариантов системы организационных мероприятий, технологий, технических средств и т.д.) Variants = <Var1, Var2, …, VarM > : Varm ~ Sitm (m = 1,2,…,M), из которых нужно выбрать вариант, подходящий для множества возможных (при реализации рассматриваемого инновационного проекта) ситуаций ST* = {Sit1*, Sit2*, …, SitJ*}, исходя из желательной минимальности различного рода издержек и затрат при создании и эксплуатации системы информационной безопасности f(Var):

f(Var)→min, Var∈Variants*.

Для сокращения области выбора Variants до совокупности подходящих для ST* вариантов Variants*⊆Variants предлагается использовать следующие стратегии:

1. Гарантированная стратегия:

Variants* = {Var | Var∈Variants, Var ~ Sit: sup Sit*∠Sit}.

2. Байесовская стратегия:

Variants* = {Var | Var∈Variants, Var ~ Sit: Sit^B∠Sit}.

где SitB – байесовская ситуация, характеризуемая нечетким множеством угроз

hreatSit^B (tk) = {(Threati, | i = 1,2,…,I},

pj – вероятность возникновения ситуации Sitj* (j = 1,2,…,J). Если вероятности pj неизвестны, то (в соответствии с принципом неопределенности Лапласа можно предположить что все ситуации равновероятны, и положить pj = 1/J (j = 1,2,…,J).

3. Взвешенная стратегия (аналог подхода Гурвица в теории игр с природой [10]):

Variants* = {Var | Var∈Variants, Var ~ Sit : Sit^G∠ Sit},

где Sit^G – взвешенная ситуация, характеризуемая нечетким множеством угроз

hreatSitG(tk) = {(Threati, (λμ_i(tk) Inf +  (1 – λ)μ_i(tk) Sup)) | i = 1,2,…,I},

λ – коэффициент оптимизма/пессимизма при оценке угроз (0 ≤ λ ≤ 1),

hreatSit ^Inf(tk) = {(Threati, μ_i(tk) ^Inf ) | i = 1,2,…,I} ~ sup Sit*,

hreatSit ^Sup(tk) = {(Threati, μ_i(tk) ^Sup) | i = 1,2,…,I}~ inf Sit*.

Общим для всех предлагаемых стратегий является построение на основе множества возможных ситуаций ST* некоторой базовой ситуации (характеризуемой своим нечетким множеством угроз), после чего из множества Variants выделяется подмножество Variants*, включающее в себя варианты, соответствующие ситуациям, нестрого доминирующим базовую ситуацию.

Рассмотрим пример выбора варианта системы информационной безопасности на основе применения предложенных стратегий. Пусть имеющийся набор вариантов системы информационной безопасности, соответствующих определенным ситуациям, и набор ситуаций, для которых необходимо выбрать соответствующий вариант, характеризуются данными, приведенными в табл. 2, 3.

В рамках рассматриваемого примера определяемые в соответствии с предложенными стратегиями базовые ситуации приведены в табл. 4.

Используя данные табл. 2–4, нетрудно видеть, что:

– при использовании гарантированной стратегии: Variants* = {Var3, Var5},

– при использовании Байесовской стратегии (pj = 0,2, j = 1,2,…,5): Variants* = {Var3, Var5, Var7},

– при использовании взвешенной стратегии (l = 0,5): Variants* = {Var3, Var5, Var6}.

Таблица 2

Значения функции принадлежности угроз, учитываемых имеющимися вариантами системы информационной безопасности

Таблица 3

Значения функции принадлежности угроз, присущих ситуациям, для которых необходимо выбрать вариант системы информационной безопасности

Таблица 4

Значения функции принадлежности угроз для базовых ситуаций

Библиографическая ссылка