Система адаптивного мониторинга автоматизированных систем управления военного назначения

Предлагаемая полезная модель относится к области вычислительной техники, а именно к автоматизированным системам управления (далее по тексту - АСУ) и сетям, а также может быть использована для реализации процесса оценки защищенности АСУ военного назначения (далее по тексту - АСУ ВН).
Известен аналог «Устройство защиты вычислительных сетей и систем от компьютерных атак» по патенту РФ №113041, МПК G06F 21/20 (2006.01), заявл. 31.08.2011, опубл. 27.01.2012, заключающийся в том, что система содержит базу данных сетевой статистики, собранную сетевым монитором, подключенным к сетевым интерфейсам компьютера, блок прогнозирования объемов трафика, функционирующий на основе циклического анализа временных рядов, систему поддержки принятия решения (далее по тексту - СППР), соединенную с фильтром сетевых пакетов и принимающую решение пропускать или фильтровать сетевые пакеты на основе сравнения реального объема трафика с результатом прогноза, блок обучения и управления СППР, через который происходит обучение и настройка базы правил СППР оператором системы.
Недостатками данного устройства являются:
наличие фильтра сетевых пакетов, постоянная работа которого необходима для получения оценки; долгий период подготовительной работы на перспективной АСУ, что связано со статистической методикой оценки; отсутствие адаптивного средства оценки защищенности с учетом изменяющихся параметров системы.
Известен аналог «Устройство имитационного моделирования оценки защищенности автоматизированных систем управления военного назначения» по патенту РФ №166652, МПК G06F 21/57 (2013.01), заявл. 14.06.2016, опубл. 10.12.2016, заключающийся в том, что система содержит модуль взаимодействия с пользователем, модуль оценки, модуль хранения информации, модуль сбора информации, модуль тестирования, модуль преобразования данных. Основной особенностью данного аналога является возможность расширения тестов, имитирующих действия злоумышленника, а также получение комплексной оценки защищенности АСУ ВН при помощи метода согласования оценок, полученных по результатам тестов.
Недостатком данного устройства является:
отсутствие возможности мониторинга состояния АСУ ВН, что в свою очередь не позволяет оператору своевременно реагировать на возникающие угрозы информационной безопасности.
Известен аналог «Устройство контроля состояния защищенности автоматизированных систем управления военного назначения» по патенту РФ №178282, МПК G06F 21/00 (2013.01), заявл. 19.12.2016, опубл. 28.03.2018, заключающийся в том, что система содержит модуль взаимодействия с пользователем, модуль оценки, модуль хранения информации, модуль сбора информации, модуль тестирования, модуль преобразования данных. Основной особенностью данного аналога является возможность расширения тестов, имитирующих действия злоумышленника, а также получение комплексной оценки защищенности АСУ ВН при помощи метода согласования оценок, полученных по результатам тестов.
В данном аналоге предложен подход к контролю за состоянием защищенности АСУ ВН посредством тестирования и мониторинга системы. Модель аналога заключается в том, что система содержит модуль взаимодействия с пользователем, модуль оценки, модуль хранения информации, модуль сбора информации, модуль тестирования, модуль мониторинга, модуль преобразования данных. Основной особенностью аналога является возможность мониторинга состояния АСУ ВН после генерации оценки защищенности системы. Генерация оценки, в свою очередь, производится по результатам тестирования системы на устойчивость к воздействию через сеть. Мониторинг позволяет получить изменяющуюся во времени оценку защищенности АСУ ВН при наличии воздействия на систему через сеть.
Недостатками данного устройства являются:
результаты тестирования и мониторинга содержат повторяющиеся параметрические данные; загрузка модуля хранения информации избыточной и повторяющейся информацией; повышенная нагрузка на сетевой трафик между модулями преобразования данных и взаимодействия с пользователем.
Наиболее близкой по технической сущности и принятой за прототипом является полезная модель «Система комплексной оценки защищенности автоматизированных систем управления военного назначения», по патенту РФ №180178, МПК G06F 21/57 (2018.02), заявл. 08.11.2017, опубл. 05.06.2018. В данном прототипе предложен подход к оптимизации алгоритма оценки защищенности АСУ ВН, а также создан комплексный образ АСУ ВН по результатам тестирования и мониторинга ее состояния, который повышает оперативность принятия решений о ее защищенности. Модель прототипа заключается в том, что система содержит модуль взаимодействия с пользователем, модуль оценки, модуль хранения информации, модуль сбора информации, модуль тестирования, модуль мониторинга, модуль преобразования данных, модуль параметрического синтеза. Основной особенностью прототипа является возможность производить синтез параметрических данных, поступающих от модулей тестирования и мониторинга, а также создавать комплексный образ АСУ ВН.
Недостатками данного устройства являются:
отсутствует возможность адаптации процессов мониторинга к изменяющимся условиям функционирования объекта наблюдения, а именно: набора и номенклатуры параметров, подлежащих мониторингу, исходя из текущих целей функционирования (повышение информативности); процедур наблюдения в зависимости от загруженности ТСОИ, каналов и сервисов объекта мониторинга; процедур оценивания в соответствии с текущей целью и наличием вычислительных ресурсов.
Указанные недостатки существующих аналогов не позволяют в текущих условиях и с учетом ограниченности ресурсов для выполнения процедур мониторинга оценить состояние защищенности АСУ ВН в соответствии с требованиями по полноте и своевременности.
Целью предлагаемой полезной модели является оптимизация процедур мониторинга для осуществления оценки защищенности АСУ ВН в условиях ограниченных ресурсов, а также создание комплексного образа АСУ ВН по результатам мониторинга ее состояния.
Предложен новый подход, основанный на создании системы адаптивного мониторинга АСУ ВН, содержащей модуль взаимодействия с пользователем, модуль оценки, модуль хранения информации, модуль сбора информации, модуль тестирования, модуль мониторинга, модуль преобразования данных, модуль параметрического синтеза. В предложенной модели добавлены следующие блоки: в модуль оценки - блок адаптации процедур оценивания; в модуль сбора информации - блок адаптации номенклатуры и объема параметров; в модуль мониторинга - блок адаптации процедур наблюдения. Блок адаптации процедур оценивания модуля оценки связан с блоком управления механизмом оценки модуля оценки, выходные данные передаются в блок оценки модуля оценки. Блок адаптации номенклатуры и объема параметров модуля сбора информации связан с блоком управления механизмом оценки модуля оценки, выходные данные передаются в блок сбора общих данных модуля сбора информации. Блок адаптации процедур наблюдения модуля мониторинга связан с блоком управления механизмом оценки модуля оценки, выходные данные передаются в блок мониторинга параметров АСУ ВН модуля мониторинга.
Поставленная цель достигается путем создания соответствующих блоков адаптации в модуле сбора информации, модуле мониторинга и модуле оценки, позволяющих проводить последовательную комбинированную многоуровневую адаптацию процедур мониторинга, исходя из специфических условий реализации и опираясь на критерии оптимальности, присущие данным процедурам, что позволяет производить синтез параметрических данных, поступающих от модулей тестирования и мониторинга в условиях ограниченных ресурсов, а также создавать комплексный образ АСУ ВН, соответствующий ее текущим целям функционирования.
Техническим результатом полезной модели является оптимизация процедур мониторинга для осуществления оценки защищенности АСУ ВН с учетом текущей цели его функционирования и в условиях ограниченных ресурсов за счет последовательной многоуровневой адаптации, включающей: адаптацию набора и объема номенклатуры параметров подлежащих мониторингу, адаптацию процедур наблюдения и адаптацию процедур оценивания, что обеспечивает повышение оперативности принятия решений о степени защищенности АСУ ВН за счет минимизации набора параметров, подлежащих контролю, таким образом повышается информативность полученных в процессе мониторинга данных.
Сущность полезной модели поясняется чертежом (фиг. 1) «Блок-схема системы адаптивного мониторинга автоматизированных систем управления военного назначения», на котором изображены модули и блоки: модуль взаимодействия с пользователем 1, содержащий блок настройки параметров 1.1 и блоки интерфейсов 1.2; модуль оценки 2, который включает в себя блок управления механизмом оценки 2.1, блок адаптации процедур оценивания 2.2 и блок оценки 2.3; модуль хранения информации 3, состоящий из блока вывода информации 3.1 и блока хранения информации 3.2; модуль сбора информации 4, содержащий блок адаптации номенклатуры и объема параметров 4.1, блок сбора общих данных 4.2 и блок выбора возможных тестов 4.3; модуль тестирования 5, который включает в себя блоки тестирования топологий 5.1 и блоки тестирования модулей АСУ ВН 5.2; модуль мониторинга 6, состоящий из блока адаптации процедур наблюдения 6.1, блока мониторинга параметров АСУ ВН 6.2 и блока мониторинга сетевой активности АСУ ВН 6.3; модуль преобразования данных 7, содержащий блоки преобразования данных 7.1; модуль параметрического синтеза 8, который включает блок вывода синтезированных данных 8.1 и блок параметрического синтеза 8.2.
Система адаптивного мониторинга автоматизированных систем управления военного назначения работает следующим образом:
Оператор посредством блоков интерфейсов 1.2 устанавливает параметры работы системы в блоке настройки параметров 1.1. Далее блок настройки параметров 1.1 передает управляющие команды пользователя в блок управления механизмом оценки 2.1. Блок управления механизмом оценки 2.1 обрабатывает управляющие команды пользователя, передает параметры в блок вывода информации 3.1, который передает данные блоку хранения информации 3.2. Блок хранения информации 3.2 записывает, считывает и содержит информацию о параметрах работы отдельных блоков: правила анализа и информацию о ранее сохраненных оценках защищенности АСУ ВН. После загрузки параметров работы из блока хранения информации 3.2 считанные данные передаются в блок вывода информации 3.1, откуда далее передаются в блок управления механизмом оценки 2.1, который определяет последовательность и параметры работы всех блоков, отправляет параметры работы системы (текущую цель, список сетевых сервисов, подлежащих мониторингу, параметры сетевых сервисов) блоку адаптации номенклатуры и объема параметров 4.1, в котором выполняется адаптация состава контролируемых параметров. Результатом работы блока является оптимальное для текущих условий количество параметров, список которых передается далее в блок сбора общих данных 4.2. Все данные, собранные блоком сбора общих данных 4.2, передаются в блок выбора возможных тестов 4.3, который на основании выбранных параметров тестирования и полученной информации запускает работу блоков тестирования топологии 5.1 и тестирования модулей АСУ ВН 5.2. Собранные модулем тестирования 5 данные передаются в блоки преобразования данных 7.1, которые приводят результаты тестирования к общему виду, передают их в блок параметрического синтеза 8.2 и отправляют в блок управления механизмом оценки 2.1 информацию об окончании процесса тестирования. Далее блок управления механизмом оценки 2.1 запускает работу блока адаптации процедур наблюдения 6.1, где выполняется определение метода наблюдения параметров АСУ ВН, и блока мониторинга сетевой активности АСУ ВН 6.3. После определения метода наблюдения в блоке 6.1 информация о выбранном методе передается в блок мониторинга параметров АСУ ВН 6.2. Собранные блоком мониторинга АСУ ВН 6.2 и блоком мониторинга сетевой активности АСУ ВН 6.3 данные передаются в блок преобразования данных 7.1, который приводит результаты мониторинга к общему виду, передает их в блок параметрического синтеза 8.2 и отправляют в блок управления механизмом оценки 2.1 информацию об окончании процесса мониторинга. Поступившие данные передаются в блок адаптации процедур оценивания 2.2, где определяется метод оценивания. Выбранный метод далее используется в блоке оценки 2.3 для вычисления комплексной оценки состояния защищенности АСУ ВН. Далее в блоке параметрического синтеза 8.2 производится параметрический синтез результатов тестирования и мониторинга, а также формируется комплексный образ АСУ ВН, который передается через блок вывода синтезированных данных 8.1 в блоки интерфейсов 1.2 для вывода его оператору, а также в блок оценки 2.3, который проводит комплексную оценку защищенности АСУ ВН на основе ее комплексного образа. Блок оценки 2.3 передает сгенерированную комплексную оценку защищенности АСУ ВН в блоки интерфейсов 1.2 для вывода ее оператору, а также через блок управления механизмом оценки 2.1 и блок вывода информации 3.1 в блок хранения информации 3.2 для ее сохранения.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет оптимизировать процедуры мониторинга, необходимые для осуществления оценки защищенности АСУ ВН, в условиях ограниченных ресурсов, и создавать комплексный образ АСУ ВН по результатам мониторинга ее состояния.