Введение к работе
Актуальность темы диссертации Настоящее время характеризуется широким внедрением в различных отраслях народного хозяйства информационных технологий как совокупности методов, математических моделей технологических процессов и программно-технических средств, обеспечивающих сбор, обработку, хранение, распространение и отображение информации с целью повышения эффективности процесса использования информационного ресурса
Владение информацией необходимого качества является залогом успешного выполнения поставленных перед информационными системами (ИС) задач В этих условиях потери от нарушения целостности или конфиденциальности информации могут носить поистине катастрофический характер В связи с этим, вопросам защиты информации и обеспечения информационной безопасности ИС уделяется особое внимание
Указом Президента РФ от 9 сентября 2000 года утверждена «Доктрина информационной безопасности Российской Федерации» В Доктрине особо подчеркивается необходимость первоочередного решения задачи обеспечения технологической независимости Российской Федерации в важнейших областях информатизации, телекоммуникации и связи, определяющих ее информационную безопасность, и в первую очередь в области создания специализированной вычислительной техники Обращается внимание на необходимость разработки современных методов и средств защиты информации, обеспечения безопасности информационных технологий
В настоящее время большое внимание уделяется развитию мобильных компонент ИС - радиоэлектронных средств (РЭС), радиосистем (PC) и радиоустройств (РУ) различного функционального назначения, входящих в состав пространственно-распределенных ИС Обладая целым рядом безусловных положительных качеств, обеспечивая высокую мобильность элементов ИС, PC и РУ имеют существенный недостаток - их излучения могут быть перехвачены средствами технических систем негласного съема информации (ТС НСИ)
На основе обработки и анализа перехваченных радиосигналов злоумышленниками может быть получена ценная информация о параметрах и режимах работы отдельных РУ, о структуре конфигурации PC в целом, о местоположении и характере объектов, на которых они установлены В последующем эта информация может быть использована при организации и проведении злоумышленниками мероприятий, направленных на нарушение целостности функционирования как отдельных РУ, так и PC в целом, мероприятий по негласному съему информации
Следующим не менее важным фактором является недетерминированность помехо-вой обстановки в зоне работы PC и РУ, источником которой могут быть как промышленные объекты, нелицензионные радиопередатчики, так и источники преднамеренных помех
В этих условиях важной задачей является поддержание заданного уровня защищенности PC Следует отметить, что обеспечить эффективное функционирование PC в этих условиях возможно лишь на основе радиотехнического контроля за функционированием PC и оперативного управления всеми имеющимися ресурсами PC С этой точки зрения для PC защищенность следует рассматривать, как способность противостоять обнаружению радиосигналов РУ и измерению их параметров (параметрическая защищенность) и способность PC противостоять вскрытию ее структуры и состава конфигурации (функциональная защищенность) Таким образом, одной из основных задач в процессе обеспечения защищенности PC является задача контроля за функционированием PC и принятие на этой основе управляющих решений по поддержанию заданного уровня параметрической и функциональной защищенности.
Для решения задач защиты от ТС НСИ и обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС), в PC необходимо управлять одновременно несколькими параметрами передачи мощностью передаваемого сигнала, рабочей частотой, скоростью передачи информации, видом и параметрами модуляции, способом кодирования Одновременно с параметрами передачи должны изменяться соответственно частота настройки приемника радиотехни-
ческого контроля (РТК) и способы обработки принимаемых сигналов В целом влияние каждого из указанных параметров на качество функционирования PC противоречиво Так, например, увеличение мощности передаваемого сигнала может повысить помехоустойчивость системы, но одновременно уменьшает ее защищенность Изменение способа помехоустойчивого кодирования или уменьшение скорости передачи цифровой информации, в свою очередь, повышает помехоустойчивость, да снижает оперативность Из этого следует, что применение того или иного способа адаптации должно осуществляться с учетом конкретных требований к радиосистеме в процессе ее применения по назначению, что обусловливает возникновение проблемы интеллектуализации процессов радиотехнического контроля (РТК) и управления защищенностью РУ и PC на основе автоматизации получения и использования новых знаний о РУ и PC и условиях их функционирования
Как и насколько надо уменьшить неопределенность перед тем, как приступить к действиям по управлению защищенностью радиосредств, какие действия можно считать рациональными при наличии неопределенности - это противоречие должно решаться с помощью адаптивных комплексов радиомониторинга (АКРМ) РУ и PC Под радиомониторингом (РМ) понимается непрерывный РТК за работой РУ и PC, оценка их состояния и идентификация характеристик защищенности радиосредств, управление состоянием РУ и PC с целью достижения заданного уровня защищенности
Анализ современных комплексов и систем радиомониторннга PC и РУ показал, что их основное назначение заключается в решении классической задачи пространственно-временной обработки радиосигналов Главной задачей существующих комплексов радиомониторинга является лишь контроль за работой PC и РУ, определение основных информационных параметров излучений Такие комплексы не решают задач защиты PC и РУ от ТС НСИ, а только обеспечивают решение задач оценки ЭМС
Основным средством формирования информационного ресурса АКРМ, в состав которого входят база данных и база проблемно-ориентированных знаний, является геоинформационная система (ГИС)
Исследование современного состояния вопроса применения информационных технологий в процессе РМ выявило разнородность используемого специального математического обеспечения, низкую оперативность подготовки исходных данных для расчетов и слабую визуализацию выходной информации Эти недостатки могут быть устранены за счет создания единой информационной среды АКРМ с использованием геоинформационной технологии, обеспечивающей высокий уровень визуализации информации и снижение трудозатрат при подготовке исходных данных для расчетов
Основное отличие геоинформационных систем (ГЙС) от их многочисленных аналогов (системы дистанционного зондирования и геопозиционирования, обработки изображений и т п ) - это наличие мощного аппарата пространственного анализа, позволяющего не просто отслеживать и оценивать связи PC, РУ и их состояния, но и формировать запросы, включающие как обычные арифметические и логические, так и топологические составляющие Имеется в виду наличие в ГИС возможностей определения расстояний, площадей, зон, направлений, принадлежности к заданной территории и т д База данных ГИС содержит оперативную информацию о PC и решаемой в текущий момент задачи с учетом особенностей радиоэлектронной обстановки в районе функционирования радиосистемы
Исхоая из этого в диссертации сформулирована и решена научная задача, которая состоит в разработке научно-методического аппарата построения и функционирования адаптивных комплексов радиомониторинга радиоэчектронных средств на основе геоинформационных технологий
Актуальность работы определяется необходимостью разработки новых организационно-технических решений, позволяющих обеспечить проведение радиотехнического контроля за функционированием PC и принятие на этой основе управляющих решений по поддержанию заданного уровня параметрической и функциональной защищенности PC
Цель диссертационной работы - повышение эффективности управления параметрической и функциональной защищенностью PC за счет применения адаптивных комплексов радиомониторинга
Методы исследования Решение поставленных задач проводилось на основе методов системного анализа и адаптивного управления с использованием теории управляемых случайных процессов и новых информационных технологий получения знаний об объектах управления
Научная новизна результатов заключается в том, что впервые
-
разработаны математические модели функционирования адаптивного комплекса радиомониториша, процесса радиотехнического контроля и процесса управления режимами работы РУ различных классов,
-
разработана методика управления уровнем параметрической и функциональной защищенности РУ и радиомониторинга PC на основе реконфигурации структуры PC
На основе проведенного анализа состояния и перспектив развития ГИС разработаны рекомендации по построению мобильных АКРМ с применением теоияформационных технологий
Научная значимость результатов состоит в разработке научно-методического аппарата, позволяющего обосновать принимаемые решения по управлению уровнем параметрической и функциональной защищенности PC с использованием адаптивного комплекса радиомониторинга с применением геоинформационных технологий
Практическая значимость научных результатов заключается в нахождении путей и способов управления уровнем параметрической и функциональной защищенности PC, обеспечивающих повышение ее оперативности и эффективности на основе принятия научно-обоснованных решений в процессе управления с применением геоинформационных технологий
Полученные в работе теоретические результаты, положены в основу решения задачи синтеза алгоритмов и устройств, реализующих основную целевую функцию АКРМ в составе ГИС
Результаты, выносимые на защиту:
-
Математическая модель функционирования адаптивных комплексов радиомониторинга
-
Методика адаптивного управления защищенностью PC
-
Рекомендации по построению адаптивных комплексов радиомониторинга PC с применением геоинформационных технологий
Реализация и внедрение результатов Результаты исследований использовались в виде математических моделей и алгоритмических средств при разработке автоматизированных систем управления в ФГУП "Калужский НИИ телемеханических устройств" (КНИИТМУ, г Калуга), в Институте инженерной физики РФ ^г Серпухов), в ФГУП «НИИ систем связи и управления» (г Москва), ОАО «Воронежский опытный завод программной продукции» (ОАО ВОЗПП, г Воронеж), в учебном процессе кафедры автоматизированных систем управления Серпуховского ВИ РВ (г Серпухов Московской области), в ОАО «Концерн Созвездие» (г Воронеж)
Апробация диссертационной работы Основные результаты диссертационных исследований докладывались и обсуждались на Российских научво-технических конференциях (г Калуга, 2006 и 2007 г г, Санкт-Петербург, 2007 г), на Межведомственной конференции «Проблемы обеспечения эффективности и устойчивости функционирования сложных технических систем» (г Серпухов, 2004-2007 г г)
Публикации по работе. По теме диссертации опубликовано 19 работ, 10 статей в научно-технических сборниках и трудах конференций, 1 статья опубликована в журнале, входящем в перечень журналов ВАК, подана 1 заявка на изобретение, получено положительное решение, подготовлены материалы в 7 отчетов о НИР
Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, трех разделов и заключения, списка литературы, насчитывающего 124 наименования Работа изложена на 156 страницах и содержит 17 рисунков и 13 таблиц
