Устройство для моделирования процесса реализации информационно-технического воздействия в автоматизированной системе военного назначения с несколькими ложными сетевыми информационными объектами

Полезная модель относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использована для научных исследований, в которых необходимо получение вероятностных характеристик реализации информационно-технического воздействия (ИТВ) в автоматизированной системе военного назначения (АСВН), имеющей комплексную систему защиты информации (КСЗИ) с несколькими ложными сетевыми информационными объектами (ЛСИО).
Устройство предназначено для имитационного моделирования процесса реализации информационно-технического воздействия в автоматизированной системе военного назначения, имеющей комплексную систему защиты информации, включающую несколько ЛСИО.
Известно устройство моделирования заражения компьютерным вирусом локальной компьютерной сети (Патент РФ на полезную модель №202083, опубликовано 29.01.2021 Бюл. №4), содержащее устройство ввода исходных данных, первый выход которого соединен с первым входом устройства визуализации; второй выход устройства ввода исходных данных соединен с первым входом устройства задания вариантов теста; базы данных с вариантами тестирования, выход которой соединен со вторым входом устройства задания вариантов теста; первый выход устройства задания вариантов теста соединен со входом базы данных с вариантами тестирования; группы блоков мониторинга, выходы которых соединены с первым входом решающего устройства; первый выход решающего устройства соединен со входом устройства оценки результатов; выход устройства оценки результатов соединен со вторым входом устройства визуализации; второй выход устройства задания вариантов теста соединен со вторым входом устройства управления топологией локальной компьютерной сети; выход устройства управления топологией локальной компьютерной сети соединен с первыми входами группы ЭВМ; выход группы ЭВМ соединен со входом блока мониторинга; устройство обновления антивирусных баз соединено со входами группы системы обнаружения компьютерных атак; первые выходы группы систем обнаружения компьютерных атак соединены со вторыми входами ЭВМ; выходы группы ЭВС соединены с соответствующим количеством входов группы блоков мониторинга; второй выход решающего устройства соединен со вторым входом устройства обновления антивирусных баз.
В данном устройстве реализована возможность проведения оценки защищенности локальной сети от заражения компьютерным вирусом и выбора наиболее защищенной топологии сети, а также определения требований к антивирусной защите.
Однако данное устройство не обеспечивает возможности моделирования процесса реализации ИТВ в АСВН с учетом вероятностных значений преодоления воздействием отдельных составляющих КСЗИ. Также данное устройство не позволяет проводить оценку влияния информационно-технических воздействий на автоматизированную систему с учетом применения таких средств защиты как ЛСИО.
Наиболее близким по технической реализации и выполняемым функциям аналогом (прототипом) к заявленному решению является устройство для моделирования процесса реализации информационно-технического воздействия в автоматизированной системе военного назначения (Патент РФ на полезную модель №210727, опубликовано 28.04.2021 Бюл. №13), содержащее блок ввода информации, первый, второй, третий, четвертый и пятый регистры, реверсивный счетчик, генератор случайных чисел, первый, второй, третий, четвертый и пятый компараторы, первый, второй, третий и четвертый счетчики, первый, второй, третий, четвертый и пятый блоки элементов И, первый, второй и третий блоки элементов, блок отображения и выдачи результата, причем выходы блока ввода информации соединены со входами первого, второго, третьего, четвертого и пятого регистров и реверсивного счетчика, выходы реверсивного счетчика соединены со входами генератора случайных чисел и пятого блока элементов И, выходы генератора случайных чисел соединены со входами первого, второго, третьего и четвертого блоков элементов И, а также со входом первого компаратора, выходы первого, второго, третьего, четвертого и пятого регистров соединены со входами первого, второго, третьего, четвертого и пятого компараторов соответственно, выходы первого компаратора соединены со входами первого счетчика и первого блока элементов И, выход первого блока элементов И соединен со входом второго компаратора, выходы второго компаратора соединены со входами второго блока элементов И и первого блока элементов ИЛИ, выход второго блока элементов И соединен со входом третьего компаратора, выходы третьего компаратора соединены со входами первого и второго блоков элементов ИЛИ, выход первого блока элементов ИЛИ соединен со входом третьего блока элементов И, выход третьего блока элементов И соединен со входом четвертого компаратора, выходы четвертого компаратора соединены со входами второго счетчика и второго блока элементов ИЛИ, выход второго блока элементов ИЛИ соединен со входом четвертого блока элементов И, выход четвертого блока элементов И соединен со входом пятого компаратора, выходы пятого компаратора соединены со входами третьего и четвертого счетчиков, выходы первого, второго и третьего счетчиков соединены со входами третьего блока элементов ИЛИ, выход четвертого счетчика параллельно соединен со входами пятого блока элементов И и третьего блока элементов ИЛИ, выход третьего блока элементов ИЛИ соединен со входом реверсивного счетчика, выход пятого блока элементов И соединен со входом блока отображения и выдачи результата.
Устройство предназначено для имитационного моделирования процесса реализации ИТВ в АСВН, имеющей комплексную систему защиты информации.
Однако данное устройство не позволяет проводить моделирование процесса реализации ИТВ в АСВН, имеющей в своем составе КСЗИ с несколькими ЛСИО.
Цель создания полезной модели - создание технического средства, позволяющего повысить достоверность моделирования процесса реализации ИТВ в АСВН за счет учета возможности наличия в составе КСЗИ нескольких ЛСИО.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в расширении области применения устройства за счет возможности учета функционирования нескольких ЛСИО в составе КСЗИ.
Для достижения этого технического результата в известном устройстве для моделирования процесса реализации информационно-технического воздействия в автоматизированной системе военного назначения, содержащем блок ввода информации, первый, второй, третий, четвертый и пятый регистры, реверсивный счетчик, генератор случайных чисел, первый, второй, третий, четвертый и пятый компараторы, первый, второй, третий и четвертый счетчики, первый, второй, третий, четвертый и пятый блоки элементов И, первый, второй и третий блоки элементов, блок отображения и выдачи результата, причем выходы блока ввода информации соединены со входами первого, второго, третьего, четвертого и пятого регистров и реверсивного счетчика, выходы реверсивного счетчика соединены со входами генератора случайных чисел и пятого блока элементов И, выходы генератора случайных чисел соединены со входами первого, второго, третьего и четвертого блоков элементов И, а также со входом первого компаратора, выходы первого, второго, третьего, четвертого и пятого регистров соединены со входами первого, второго, третьего, четвертого и пятого компараторов соответственно, выходы первого компаратора соединены со входами первого счетчика и первого блока элементов И, выход первого блока элементов И соединен со входом второго компаратора, выходы второго компаратора соединены со входами второго блока элементов И и первого блока элементов ИЛИ, выход второго блока элементов И соединен со входом третьего компаратора, выходы третьего компаратора соединены со входами первого и второго блоков элементов ИЛИ, выход первого блока элементов ИЛИ соединен со входом третьего блока элементов И, выход третьего блока элементов И соединен со входом четвертого компаратора, выходы четвертого компаратора соединены со входами второго счетчика и второго блока элементов ИЛИ, выход второго блока элементов ИЛИ соединен со входом четвертого блока элементов И, выход четвертого блока элементов И соединен со входом пятого компаратора, выходы пятого компаратора соединены со входами третьего и четвертого счетчиков, выходы первого, второго и третьего счетчиков соединены со входами третьего блока элементов ИЛИ, выход четвертого счетчика параллельно соединен со входами пятого блока элементов И и третьего блока элементов ИЛИ, выход третьего блока элементов ИЛИ соединен со входом реверсивного счетчика, выход пятого блока элементов И соединен со входом блока отображения и выдачи результата, дополнительно введены шестой регистр, второй реверсивный счетчик, второй генератор случайных чисел, причем выходы шестого регистра, второго блока элементов И и третьего компаратора соединены со входами второго реверсивного счетчика, выходы второго реверсивного счетчика соединены со входами второго генератора случайных чисел и второго блока элементов ИЛИ, выход второго генератора случайных чисел соединен со входом третьего компаратора, соединения второго блока элементов И с третьим компаратором и третьего компаратора со вторым блоком элементов ИЛИ исключены.
Рассмотрим набор состояний, описывающих реализацию ИТВ в АСВН, имеющей КСЗИ, включающую: межсетевой экран, систему обнаружения компьютерных атак, объектовые средства защиты информации, N ложных сетевых информационных объектов.
На фиг. 1 показана схема событий при реализации ИТВ на АСВН, включающую N ЛСИО.
0
А - исходное состояние АСВН;
1
A - ИТВ проникло в зону КСЗИ АСВН и нейтрализовано межсетевым экраном;
2
А - ИТВ проникло в зону КСЗИ АСВН, не нейтрализовано межсетевым экраном и попадает в зону контроля системой обнаружения компьютерных атак;
3
А - ИТВ обнаружено системой обнаружения компьютерных атак и направлено на ложный сетевой информационный объект;
4
А - ИТВ не обнаружено системой обнаружения компьютерных атак;
40
А - ИТВ попадает на первый ЛСИО (выбирает ЛСИО в качестве объекта воздействия);
41
А - ИТВ попадает на второй ЛСИО;
4N
A - ИТВ попадает на N-ый ЛСИО;
51
А - ИТВ нейтрализовано первым ЛСИО;
52
А - ИТВ нейтрализовано вторым ЛСИО;
5N
A - ИТВ нейтрализовано N-ым ЛСИО;
6
4
А - ИТВ не нейтрализовано ЛСИО (либо ИТВ не выбрало ни один ЛСИО в качестве объекта воздействия при переходе из состояния А) и попадает в зону контроля объектовых средств защиты информации;
7
А - ИТВ нейтрализовано объектовыми средствами защиты информации;
8
A - ИТВ не нейтрализовано объектовыми средствами защиты информации и проникает в АСВН (успешная реализация ИТВ в АСВН).
Логическая функция реализации ИТВ, отражающая все возможные исходы для реализации ИТВ представлена в следующем виде:
На фиг. 2 представлена структурная схема устройства.
Устройство содержит блок ввода информации 1, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой регистры 2, 3, 4, 5, 6, 7, первый и второй реверсивный счетчики 8, 15, первый и второй генераторы случайных чисел 10, 16, первый, второй, третий, четвертый и пятый компараторы 9, 13, 17, 20, 23, первый, второй, третий и четвертый счетчики 11, 22, 26, 27, первый, второй, третий, четвертый и пятый блоки элементов И 12, 14, 19, 21, 28, первый, второй и третий блоки элементов ИЛИ 18, 24, 25, блок отображения и выдачи результата 29.
Выходы блока ввода информации соединены со входами первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого регистров 2, 3, 4, 5, 6, 7 и первого реверсивного счетчика 8, выходы первого реверсивного счетчика 8 соединены со входами первого генератора случайных чисел 10 и пятого блока элементов И 28, выходы генератора случайных чисел 10 соединены со входами первого, второго, третьего и четвертого блоков элементов И 12, 14, 19, 21, а также со входом первого компаратора 9, выходы первого, второго, третьего, четвертого и пятого регистров 2, 3, 4, 5, 6 соединены со входами первого, второго, третьего, четвертого и пятого компараторов 9, 13, 17, 20, 23 соответственно, выход шестого регистра 7 соединен со входом второго реверсивного счетчика 15, выходы первого компаратора 9 соединены со входами первого счетчика 11 и первого блока элементов И 12, выход первого блока элементов И 12 соединен со входом второго компаратора 13, выходы второго компаратора 13 соединены со входами второго блока элементов И 14 и первого блока элементов ИЛИ 18, выход второго блока элементов И 14 соединен со входом второго реверсивного счетчика 15, выходы второго реверсивного счетчика 15 соединены со входами второго генератора случайных чисел 16 и второго блока элементов ИЛИ 24, выходы третьего компаратора 17 соединены со входами второго реверсивного счетчика 15 и первого блока элементов ИЛИ 18, выход второго генератора случайных чисел 16 соединен со входом третьего компаратора 17, выход первого блока элементов ИЛИ 18 соединен со входом третьего блока элементов И 19, выход третьего блока элементов И 19 соединен со входом четвертого компаратора 20, выходы четвертого компаратора 20 соединены со входами второго счетчика 22 и второго блока элементов ИЛИ 24, выход второго блока элементов ИЛИ 24 соединен со входом четвертого блока элементов И 21, выход четвертого блока элементов И 21 соединен со входом пятого компаратора 23, выходы пятого компаратора 23 соединены со входами третьего и четвертого счетчиков 26, 27, выходы первого, второго и третьего счетчиков 11, 22, 26 соединены со входами третьего блока элементов ИЛИ 25, выход четвертого счетчика 27 параллельно соединен со входами пятого блока элементов И 28 и третьего блока элементов ИЛИ 25, выход третьего блока элементов ИЛИ 25 соединен со входом первого реверсивного счетчика 8, выход пятого блока элементов И 28 соединен со входом блока отображения и выдачи результата 29.
Устройство работает следующим образом. С помощью блока ввода информации 1, представляющего собой наборное поле, устанавливаются значения первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого регистров 2, 3, 4, 5, 6, 7. В первый регистр 2 записывается значение вероятности нейтрализации межсетевым экраном ИТВ, во второй регистр 3 записывается значение вероятности обнаружения ИТВ системой обнаружения компьютерных атак, в третий регистр 4 записывается значение вероятности выбора информационно-техническим воздействием в качестве объекта воздействия ложного сетевого информационного объекта, в четвертый регистр 5 записывается значение вероятности нейтрализации ЛСИО ИТВ, в пятый регистр 6 записывается значение вероятности нейтрализации ИТВ объектовыми средствами защиты информации, в шестой регистр 7 записывается количество ЛСИО. Кроме того, с помощью блока ввода информации 1 устанавливается значение необходимого количества испытаний. Это значение записывается в первый реверсивный счетчик 8. С шестого регистра 7 данные о количестве ЛСИО поступают во второй реверсивный счетчик 15. С первого реверсивного счетчика 8 поступает сигнал на вход генератора случайных чисел 10, при этом значение первого реверсивного счетчика 8 уменьшается на единицу. С генератора случайных чисел 10 поступают данные на входы первого компаратора 9 а также на входы первого, второго, третьего и четвертого блока элементов И 12, 14, 19, 21. С первого регистра 2 данные поступают на вход первого компаратора 9. В случае, когда значение вероятности нейтрализации межсетевым экраном информационно-технического воздействия, поступившее с первого регистра 2, окажется больше значения числа, поступившего с генератора случайных чисел 10, первый компаратор 9 выдает сигнал на первый счетчик 11. В случае, когда значение вероятности нейтрализации межсетевым экраном информационно-технического воздействия, поступившее с первого регистра 2, окажется меньше значения числа, поступившего с генератора случайных чисел 10, первый компаратор 9 выдает сигнал на первый блок элементов И 12. При поступлении на первый блок элементов И 12 данных с генератора случайных чисел 10 и сигнала с первого компаратора 9 первый блок элементов И 12 выдает полученные данные на вход второго компаратора 13. Со второго регистра 3 данные поступают на вход второго компаратора 13. В случае, когда значение вероятности обнаружения ИТВ системой обнаружения компьютерных атак, поступившее со второго регистра 3, окажется больше значения числа, поступившего с генератора случайных чисел 10 через первый блок элементов И 12, второй компаратор 13 выдает сигнал на первый блок элементов ИЛИ 18. В случае, когда значение вероятности обнаружения ИТВ системой обнаружения компьютерных атак, поступившее со второго регистра 3, окажется меньше значения числа, поступившего с генератора случайных чисел 10 через первый блок элементов И 12, второй компаратор 13 выдает сигнал на второй блок элементов И 14.
При поступлении на второй блок элементов И 14 данных с генератора случайных чисел 10 и сигнала со второго компаратора 13 второй блок элементов И 14 выдает сигнал на второй реверсивный счетчик 15. Второй реверсивный счетчик 15 выдает сигнал на второй генератор случайных чисел 16, при этом значение второго реверсивного счетчика 15 уменьшается на единицу. Со второго генератора случайных чисел 16 и с третьего регистра 4 данные поступают на входы третьего компаратора 17. В случае, когда значение вероятности выбора ИТВ в качестве объекта воздействия ЛСИО, поступившее с третьего регистра 4, окажется больше значения числа, поступившего со второго генератора случайных чисел 16, третий компаратор 17 выдает сигнал на первый блок элементов ИЛИ 18. В случае, когда значение вероятности выбора ИТВ в качестве объекта воздействия ЛСИО, поступившее с третьего регистра 4, окажется меньше значения числа, поступившего со второго генератора случайных чисел 16, третий компаратор 17 выдает сигнал на второй реверсивный счетчик 15, второй реверсивный счетчик 15, при этом, выдает новый сигнал на второй генератор случайных чисел 16, а значение второго реверсивного счетчика 15, при этом уменьшается на единицу. Когда значение второго реверсивного счетчика 15 станет равным нулю, он посылает сигнал на второй блок элементов ИЛИ 24. При поступлении на третий блок элементов И 19 сигнала с первого блока элементов ИЛИ 18 и данных с генератора случайных чисел 10, третий блок элементов И 19 выдает эти данные на вход четвертого компаратора 20. С четвертого регистра 5 данные поступают на вход четвертого компаратора 20. В случае, когда значение вероятности нейтрализации ЛСИО ИТВ, поступившее с четвертого регистра 5, окажется больше значения числа, поступившего с генератора случайных чисел 10 через третий блок элементов И 19, четвертый компаратор 20 выдает сигнал на второй счетчик 22. В случае, когда значение вероятности нейтрализации ЛСИО ИТВ, поступившее с четвертого регистра 5, окажется меньше значения числа, поступившего с генератора случайных чисел 10 через третий блок элементов И 19, четвертый компаратор 20 выдает сигнал на второй блок элементов ИЛИ 24. При поступлении на второй блок элементов ИЛИ 24 сигналов с четвертого компаратора 20 или второго реверсивного счетчика 24 второй блок элементов ИЛИ 24 выдает сигнал на четвертый блок элементов И 21. При поступлении на четвертый блок элементов И 21 данных с генератора случайных чисел 10 и сигнала со второго блока элементов ИЛИ 24 четвертый блок элементов И 21 выдает полученные данные на вход пятого компаратора 23. С пятого регистра 6 данные поступают на вход пятого компаратора 23. В случае, когда значение вероятности нейтрализации ИТВ объектовыми средствами защиты информации, поступившее с пятого регистра 6, окажется больше значения числа, поступившего с генератора случайных чисел 10 через четвертый блок элементов И 21, пятый компаратор 23 выдает сигнал на третий счетчик 26. В случае, когда значение вероятности нейтрализации ИТВ объектовыми средствами защиты информации, поступившее с пятого регистра 6, окажется больше значения числа, поступившего с генератора случайных чисел 10 через четвертый блок элементов И 21, пятый компаратор 23 выдает сигнал на четвертый счетчик 27. При увеличении значения первого, второго, третьего и четвертого счетчиков 11, 22, 26, 27 на единицу данные счетчики выдают сигнал на третий блок элементов ИЛИ 25, при этом третий блок элементов ИЛИ 25 посылает сигнал на первый реверсивный счетчик 8, значение первого реверсивного счетчика 8, при этом, уменьшается на единицу. С первого реверсивного счетчика 8 сигнал поступает на вход генератора случайных чисел 10, и цикл моделирования повторяется до тех пор, пока значение первого реверсивного счетчика 8 не станет равным нулю. Когда значение первого реверсивного счетчика 8 станет нулевым, данный реверсивный счетчик посылает сигнал на пятый блок элементов И 28. В этом случае значение четвертого счетчика 27 через пятый блок элементов И 28 передается на блок отображения и выдачи результата 29.
Полученное в ходе моделирования значение отражает количество реализаций ИТВ в АСВН при заданных исходных данных с учетом наличия в составе КСЗИ N ложных сетевых информационных объектов. Имея данное значение можно определить вероятность реализации ИВТ в АСВН по формуле:
,
ИТВ
где K - количество успешных реализаций ИТВ в АСВН;
общ
K - общее количество процессов моделирования.
Таким образом, поставленная цель - создание технического средства, позволяющего повысить достоверность моделирования процесса реализации ИТВ в АСВН за счет учета возможности наличия в составе КСЗИ нескольких ЛСИО, - достигнута.
Заявленная полезная модель является техническим решением, относящимся к устройству, т.к. формула полезной модели содержит совокупность относящихся к устройству существенных признаков (а именно, перечень используемых элементов и связей между ними) достаточную для решения указанной задачи и достижения технического результата. Приведенные признаки относятся к существенным, т.к. они влияют на возможность получения технического результата, т.е. находятся в причинно-следственной связи с указанным результатом. Отсутствие одного или нескольких признаков приведет к неработоспособности устройства и не позволит получить заявленный результат.
Реализация и использование предлагаемой полезной модели позволяет проводить оценку вероятностных характеристик реализации ИТВ в АСВН с учетом наличия в составе КСЗИ АСВН нескольких ЛСИО.
Технический результат данной полезной модели заключается в том, что при реализации и использовании данного устройства обеспечивается повышение достоверности моделирования процесса реализации ИТВ в АСВН за счет наиболее полного учета составляющих КСЗИ АСВН, а именно - учета возможности наличия в ее составе нескольких ЛСИО.
Описанное устройство для моделирования процесса реализации информационно-технического воздействия в автоматизированной системе военного назначения с несколькими ложными сетевыми информационными объектами может быть осуществлено с применением известных в области радиоэлектроники узлов и блоков, соединенных между собой, обеспечивающих конструктивное и функциональное единство.