Програмні засоби підтримки прийняття управлінських рішень щодо захисту інформації у автоматизованих системах

Ключові слова: експертна система, база знань, захист інформації, підтримка прийняття рішень, автоматна модель, машина логічного виведення, злиття баз знань.

АННОТАЦИЯ

Петрашенко А.В. Программные средства поддержки принятия решений в задачах управления защитой информации в автоматизированных системах. - Рукопись.

Диссертация на получение научной степени кандидата технических наук по специальности 01.05.03 - математическое и программное обеспечения вычислительных машин и систем. - Национальный технический университет Украины "КПІ", Киев, 2007.

Диссертационная работа посвящена разработке структурно-алгоритмической организации программных средств поддержки принятия решений (ППР) в области защиты информации в автоматизированных системах. В работе разработан математический аппарат оценки целесообразности использования программных средств ППР по сравнению с привлечением экспертов в данной области, который позволяет определить спектр предприятий, для которых применение таких систем является экономически оправданным. При этом считается, что потери, понесенные от нарушения защищенности при использовании защитных средств и мероприятий, будут намного меньшими по сравнению с потерями без их использования. На основе анализа существующей украинской и международной нормативно-правовой и инструментальной базы выявлены пути повышения эффективности управления защитой информации и разработана обобщенная структурная схема программных средств в классе экспертных систем, предназначенная для решения данной задачи. Подобные системы позволяют учесть специфику конкретной автоматизированной системы и опыт различных ведомственных и международных методик анализа и оценки информационной защищенности. В процессе разработки структурно-алгоритмической организации данных программных средств учтена возможность оптимизации диалога с пользователем. В ходе исследования разработана автоматная модель принятия решений в данной области, которая позволяет формализовать данный процесс, создать модель базы знаний и построить оптимизированную машину логического вывода экспертной системы. Автоматная модель принятия решений в области управления защитой информации позволила определить как структурную составляющую данного процесса - набор состояний (в частности, защищенности), так и функциональную - способ перехода между этими состояниями. Модель базы знаний содержит знания разных уровней: нижнего, описывающего константные факты про автоматизированную систему и более высоких уровней, полученных в результате логического вывода, построенного на основе логики предикатов первого порядка. Каждый факт в модели описывается двумя составляющими: логической и количественной. Такой подход позволяет выполнять совмещенный логико-функциональный вывод и обеспечивает наряду с логическими (качественными) заключениями, получение также и количественных, что расширяет сферу применения подобных систем. Для представления предикатов и формул числовой составляющей фактов разработаны соответствующие грамматики. Оптимизация логического вывода базируется на упрощениях вычисления предикатов, которые представляются в виде дизъюнктивной нормальной формы с применением трехзначной логики при использовании разработанного автором алгоритма экспертных транзакций. Экспертные транзакции обеспечивают разделение завершенных промежуточных этапов, определенных методикой анализа защищенности автоматизированной системы, а также позволяют детализировать анализ определенных каналов нарушения информационной безопасности. Трехзначная логика позволяет учесть частичную неопределенность в ответах пользователя за счет автоматического вычисления логической составляющей фактов предметной области. Предложен подход к минимизации расходов ресурсов памяти для хранения оперативных данных рабочей памяти экспертной системы. В работе разработан способ организации средств интерпретации экспертных заключений, а также машина логического вывода. Для эффективной работы с базой знаний разработан способ формирования базы знаний путем, приближенным к естественному. Это достигается за счет наличия визуального конструктора предикатов и числовых зависимостей между фактами базы знаний. Для поддержки целостности базы знаний разработаны алгоритмы верификации вводимых формул и предикатов, а также способ организации средств слияния баз знаний. В последнем разделе диссертации описана архитектура разработанных программных средств и проведен сравнительный анализ их функциональности с существующими аналогами на основе метода попарных сравнений Саати. Разработанная методика учитывает требования потенциальных пользователей такой системы и реализованность каждой из функций в программном обеспечении. Результаты данного анализа свидетельствуют о целесообразности применения интеллектуализированных программных средств для решения задач поддержки принятия решений в области управления защитой информации в автоматизированных системах. Основные результаты диссертации внедрены в научно-исследовательском центре систем технической защиты информации "ТЕЗИС" Национального технического университета Украины "КПИ", а также в учебном процессе кафедры специализированных компьютерных систем НТУУ "КПИ", г. Киев.

Ключевые слова: экспертная система, база знаний, защита информации, поддержка принятия решений, автоматная модель, машина логического вывода, слияние баз знаний.

ABSTRACT

Petrashenko A.V. Decision-making support software in the field of the information security management of the automated systems. - Manuscript.

The thesis for the candidate's degree by the speciality 01.05.03 - mathematical and program maintenance of computers and systems. - National technical university of Ukraine "KPI", Kyiv, 2007.

The thesis is devoted to the knowledge base model development in the field of information security management of the automated systems and a way of the structurally-algorithmic organization of the decision-making support software in the given application domain. The technique of an expediency estimation of expert systems use in comparison with attraction of experts by the criteria of economic efficiency is developed. It allows determining types of the enterprises for which application of the expert system is economically justified. The automatic model of decision-making process in the given subject domain is created. It formalizes the given process and allows to construct the knowledge base and the corresponding means of expert knowledge interpretation concerning on the analysis and management of information security. Optimization of a logic conclusion of software is based on simplification of predicates calculation which is presented in the disjunctive normal form. It has developed ways of a knowledge base merging, received from local bases. The architecture of software is resulted in the final section of the thesis. The comparative functional analysis of relative utility of application of the given software is lead in comparison with analogues based on decision-making support methods due to define the sphere of application of similar systems. The basic results of the thesis are entered in the research-and-development center “Thesis” and in educational process of SCS department at NTUU "KPI".

Keywords: expert system, knowledge base, information security, decision-making support, automatic model, the machine of a logic conclusion, merging of knowledge bases.

Размещено на Allbest.ru