Построение комплекса информационных систем по инвестиционным проектам с применением компьютерной стеганографии и блокчейн-технологий для инновационного и научно-технологического развития регионов и отраслей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Построение комплекса информационных систем по инвестиционным проектам с применением компьютерной стеганографии и блокчейн-технологий для инновационного и научно-технологического развития регионов и отраслей

Раткин Л.С.

Автором предлагается разработка комплекса информационных систем (КИС), содержащих данные о продукции, выпускаемой в соответствии с инвестиционными проектами, принадлежащими к конкретным отраслям и территориям. В частности, предлагается использование отраслевых автоматизированных систем управления (ОАСУ) и автоматизированных систем управления регионов (АСУР) с созданием соответствующих экспертно-консультативных советов (ЭКС).

В настоящее время термины, введённые несколько десятилетий назад, нуждаются в корректировке вследствие требований современного уровня развития техники. К их числу, несомненно, относится и термин «АСУ», превратившийся из автоматизированной системы управления в полномасштабный информационно-вычислительный комплекс. Например, в настоящее время, несмотря на обилие ИС разных видов, в РФ успешно применяются АСУ для различных отраслей. Вместе с тем, в ряде зарубежных стран вместо термина АСУ существует другой, эквивалентный ему термин «производственный вычислительный кластер» (ПВК). Проведенное исследование в научной литературе выявило множество общих деталей у обоих определений и вместе с тем отсутствие достоверной информации о взаимосвязи АСУ и ПВК. В статьях, посвящённых АСУ, редко используется термин ПВК, а в работах о ПВК об АСУ данных крайне мало, при этом данные об их взаимосвязи противоречивы. Такая ситуация позволяет предположить наличие недоработок в определениях АСУ и ПВК с помощью нормативно-правовых документов (НПД).

Аналогичное устранение противоречий между НПД (например, по инвестициям) различных отраслей возможно с помощью ОАСУ и отраслевых ЭКС. Поскольку в отрасли могут находиться предприятия различных регионов, необходимо также задействование АСУР и региональных ЭКС.

Предлагаемый в рамках настоящего исследования принцип построения КИС по отраслевому и территориальному признакам состоит в следующем. Составляется матрица степеней непротиворечивости НПД, первая строка которой состоит из адресов НПД (или адресов блоков НПД с помощью блокчейн-технологий), отсортированных по принадлежности к отраслям, а первый столбец - из адресов НПД или блоков НПД с помощью блокчейн-технологий, отсортированных по принадлежности к регионам. Документ, принадлежащий нескольким отраслям или регионам, включается в соответствующие столбцы или строки необходимое количество раз.

Рассмотрим примерную архитектуру интегрированных информационных систем (Architecture of Integrated Information Systems - AIIS), включающую в себя в качестве основных компонентов ряд ИС, а также другие ИС, в т.ч. вспомогательного назначения. Отраслевые и региональные ЭКС посредством ОАСУ и АСУР соответственно, осуществляют взаимосвязь с предприятиями-исполнителями проектов, которые выдвигают свои предложения по устранению существующих недоработок в НПД как в ЭКС, так и напрямую в законотворческие органы.

На каждом из предприятий функционирует АСУ (ПВК), в рамках которого осуществляют взаимосвязь ИС различных видов: CPM для управления корпоративной эффективностью, CRM для управления взаимодействием с заказчиками, EAM для управления основными фондами, ERP для планирования ресурсов предприятия, LIMS для лабораторных исследований, MRP для планирования потребности в материалах, MRP II для планирования производственных ресурсов, PDM для управления данными о продукции, PLM для управления ЖЦ продукции (в т.ч. ПОН), QMS для системы управления качеством, SCM для управления цепочками поставок, SSM для управления сбытом и обслуживанием и другие ИС.

ИС, входящие в состав АСУ предприятия, осуществляют взаимодействие между собой, и связь с АСУ технологическими процессами (АСУТП), в состав которых входят CAD/CAE/CAM системы, осуществляющие компьютерное проектирование с использование языка инженерных знаний (Knowledge Based Engineering, KBE). Оценка управления как технологическими процессами, так и финансовыми операциями осуществляется посредством выявления ключевых показателей результативности (Key Performance Indicators, KPI), оценки их сбалансированности (Balanced Score Card, BSC), функционально-стоимостного анализа (Activity Based Costing, ABC) и управления (Activity Based Management, ABM) деятельностью предприятия для выработки управляющих воздействий по перепроектированию процессов (Business Process Reengineering, BPR) отдела, отделения, структуры, организации или отрасли. Предложенная схема является примером и может быть модернизирована в соответствии с производственной необходимостью. Так, например, возможна коммуникация блока «Оценка и управления», включающего компоненты KPI, BSC, ABC/ABM и BPR, с блоком АСУ предприятия (ПВК) напрямую, минуя АСУТП. Пример иллюстрирует идею, согласно которой оценка управления подразделением, предприятием или отраслью осуществляются посредством АСУТП, если течение ресурсных потоков (финансы, материалы, сотрудники) управляется посредством технологических операций на макроуровне. Практическим следствием работы по примерной схеме для предприятий РФ является возможность одновременной реализации инвестиционных проектов по выпуску продукции и экспертизы НПД (например, по инвестициям) отраслевыми и региональными ЭКС, а также предприятиями, непосредственно осуществляющими проекты.

Приведённая схема, являющаяся примером архитектуры интегрированных ИС, должна сыграть достаточно важную роль в практической деятельности как предприятий, так и всей отрасли. Для предотвращения подобных ошибок для каждой AIIS необходимо, помимо использования стандартных инструментов, разрабатывать уникальные методы интеграции ИС. инвестиционный информационная система правовой

В состав КИС входит, в т.ч., следующий комплекс ИС: информационно-поисковые системы (ИПС) по законодательству и НПС, ИС «Инвестиционные проекты» (ИС «ИП»), ИС «Продукция», ИС «Документация», ИС «Нормативно-правовые документы» (ИС «НПД»), ИС «Международные стандарты финансовой отчётности» (ИС «МСФО»), ИС «Российские стандарты бухгалтерского учёта» (ИС «РСБУ»), ИС «Командировки», ИС «Переговоры», ИС «Договора», ИС «Контракты», ИС «Заказчики», ИС «Предприятия», ИС «Инвесторы», ИС «Аудиторы». Дадим краткую характеристику каждой из ИС, интегрируемых в КИС.

НПС и ИПС являются теми стандартными системами, которые известны на рынке разработчиков ИС по законодательству. К их числу относятся существующие ИС «Консультант плюс», «Кодекс», «Референт», «Гарант» и другие. Доступ к текстам НПД осуществляется в КИС ПОН из других ИС с помощью блокчейн-технологий. В ИС «ИП» хранится информация о проектах, в соответствии с которыми выпускается продукция. ИС «Продукция» содержит в себе данные о продукции, выпускаемой в соответствии с ИП. В ней присутствует информация о российских разработках. Есть в ИС и данные об аналогах за рубежом. ИС «Документация», в отличие от ИС «НПД» (включающей только служебные НПД), содержит в себе данные, не относящиеся к нормативно-правовым документам (например, техническую документацию: рисунки, схемы, чертежи). ИС «МСФО», ИС «РСБУ», ИС «Предприятия», ИС «Заказчики», ИС «Инвесторы» и ИС «Аудиторы» содержат данные о предприятиях, заказчиках, инвесторах и аудиторах по Международным стандартам финансовой отчётности и Российским стандартам бухгалтерского учёта соответственно. Различие этих стандартов описано в специализированной литературе.

Данные о командировках, переговорах, договорах и контрактах предприятий РФ, их инвесторах и заказчиках распределены по ИС «Командировки», «Переговоры», «Договора», «Контракты», «Предприятия», «Инвесторы», «Заказчики», «ИП», «Продукция», «Документация».

Криптографическая и стеганографическая система с применением блокчейн-технологий, разработанная автором в рамках настоящего исследования, является частью более мощной системы, содержащей в себе неструктурированную информацию, которая может быть получена посредством различных методов доступа к ней, при этом наиболее подходящим термином, соответствующим результату процедуры поиска в информационном хранилище, является определение «mining», переводящееся с английского как «извлечение» или «добыча» данных. В КИС используются встроенные механизмы автономной защиты данных на случай вывода из строя вследствие акта кибертеррора (например, вирусной или хакерской атаки в сети).

Корпоративная информационная система (КИС) призвана обеспечить решение поставленных задач для каждого предприятия, входящего в интегрированную структуру. В корпоративную структуру включается множество цепочек поставщиков и потребителей продукции, поэтому при проектировании КИС должны учитываться особенности функционирования предприятий. На стадии проектирования КИС также предполагается использование различных методов обеспечения скрытого хранения информации, в том числе стеганографических методов. Применение стеганографии оправданно для информационных систем различного уровня как инструмента, позволяющего сокрыть сам факт передачи информации. Но если в случае разработки информационной системы для конкретного предприятия применение компьютерной стеганографии как средства сокрытия данных не несёт негативных последствий для разработчиков и пользователей, то на стадии интеграции разнородных систем в КИС, возникают принципиальные трудности, связанные с основными свойствами систем этого класса. Перечислим их.

Прежде всего, это использование CALS-технологий, обеспечивающих непрерывную информационную поддержку жизненного цикла продукта (Continuous Acquisition and Life-cycle Support - CALS). На каждом этапе происходит накопление информации о характеристиках изделия и степени их соответствия запросам рынка, с тем, чтобы начать новый жизненный цикл изделия с корректировки характеристик изделия. Если в качестве изделия рассматривается перспективное средство, то информация о его закрытых характеристиках должна скрытно передаваться из одного этапа жизненного цикла в другой. Нередко различным этапам жизненного цикла соответствуют разные предприятия, имеющие разнородные информационные системы, поэтому на практике приходится иметь дело с фактами передачи сообщения переменной величины по цепочке в файле-контейнере, имеющем переменную структуру и различный формат. Возможным выходом из такой ситуации может стать или перепроектирование CASE-средствами (компьютерное проектирование программных систем - Computer-Aided Software Engineering - CASE) информационных систем с целью приведения форматов файлов-контейнеров к единому виду, или итеративная процедура сокрытия данных, когда заполненный файл-контейнер является сообщением, помещаемым в пустой файл-контейнер на следующем этапе (итерации). Заметим, что CALS-технологии нашли широкое применение в российской промышленности, и их разновидностью являются блокчейн-технологии в CALS-системах.

Другим свойством КИС, препятствующим удобной реализации стеганографических методов, является применение OLAP-технологий оперативной аналитической обработки данных (On-Line Analytical Processing - OLAP), с помощью которых происходит построение многомерного информационного куба. Использование механизма сокрытия данных приводит к построению двух кубов (открытого и скрытого), различных по структуре и числу измерений. Поскольку теоретически любое измерение любого объекта может быть скрыто в файле-контейнере, возникает задача построения гиперкуба путём объединения его открытой и закрытой частей. Возможным вариантом построения гиперкуба из двух частей является привлечение аппарата теории функции комплексного переменного, кстати, нередко используемого в компьютерной стеганографии.

Наконец, третьим свойством КИС, создающим определённые проблемы при реализации стеганографических методов, является использование OLTP- технологий оперативной обработки транзакций (On-Line Transaction Processing -- OLTP), применяемых для обработки ситуаций совместного доступа к общему блоку данных. Это свойство позволяет осуществлять быструю обработку обращений к таблицам, количество записей в которых может исчисляться миллионами и даже миллиардами. В КИС по продукции количество строк со скрытыми данными может быть сопоставимо с открытой частью таблицы (например, составлять четверть или треть от общего объёма данных). В такой ситуации требуется механизм, обеспечивающий быстрый доступ к сокрытой в файле-контейнере информации. Для разрешения проблемы (на доступ к сокрытым данным ведь нужно время, пропорциональное их объёму) предлагается создание дополнительных контейнеров, в которых будет размещаться служебная информация о способе быстрого доступа к сокрытым данным, обрабатываемая репозиторием. Роль вспомогательных контейнеров могут исполнить даже файлы драйверов информационной системы (например, *.drv или *.vxd), конечно, написанные соответствующим образом. Возможно использование и файлов других форматов, например, с речевыми сообщениями, или аналогичных им, стойких к стеганоанализу.

Таким образом, перечисленные свойства корпоративных информационных систем затрудняют применение компьютерной стеганографии для сокрытия данных. В обычных информационных системах таких проблем не возникает в силу однородности стиля программирования, общности форматов и типов данных, а также единой политики информационной безопасности руководства предприятия.

Отметим, что описанные задачи частично уже находят своё разрешение. Так, например, в поддержку CALS-технологиям в настоящее время появились PLM-системы обеспечения жизненного цикла проектов (Project Lifecycle Management - PLM), имеющие более совершенные механизмы скрытого хранения и конвертирования информации. Эти перспективные средства могут быть использованы для обеспечения устойчивой к перехвату передачи конфиденциальной информации в корпоративных сетях.