Меры противодействия внешним угрозам производственных предприятий на основе самовосстановления компьютерных узлов

Нестабильность внешней среды затрудняет развитие промышленных предприятий [1]. Для развития промышленных предприятий в таких условиях необходимо производить их активную адаптацию. Такая адаптация происходит только при наличии эффективного контроля над деятельностью предприятия. Эффективный контроль становится возможным при формальном описании протекающих на предприятии процессов. Такое описание позволяет с учетом сетевых характеристик производить перераспределение и перегруппировку ресурсов. Ценность ресурсов в условиях сетевого функционирования изменяется в зависимости от подходов к управлению. Регуляция сетевых процессов производится путем влияния на внутреннюю структуру промышленного предприятия. Адекватная оценка качества протекания этих процессов становится возможной после установки правил и норм, определенных специалистами. Эти нормы и правила при сетевом взаимодействии будут в значительной мере варьироваться. Внешние угрозы безопасности промышленного предприятия в такой ситуации могут быть отражены специальными защитными механизмами. Их создание затруднено наличием определенных факторов: неопределенностью ситуации угроз, отсутствием централизованного управления, изменениями во внешних воздействиях. Для автоматической работы этих защитных механизмов следует учитывать общее направление изменений на промышленном предприятии в течение времени.

На промышленных предприятиях целесообразно применять защищенные корпоративные информационные системы [2]. Эти защищенные системы существуют в целом благодаря наличию на промышленных предприятиях эффективных систем мониторинга. Системы мониторинга обладают достаточно сложной внутренней структурой. Эти системы мониторинга в значительной мере являются законченными программными комплексами. Поэтому на указанных комплексах для корректного, устойчивого и предсказуемого функционирования следует устанавливать параметры и настройки с учетом системообразующих свойств по результатам активности систем мониторинга. Параметры могут выбираться после оценки возможных рисков. Риск возникает во многих случаях неопределенности деятельности промышленного предприятия. Неопределенность в процессе работы предприятия вызывается неполнотой информации о происходящих на предприятии процессах, а также неточностью имеющейся информации. Неопределенность приводит к затруднениям в процессе принятия решений, невозможности в полной мере прогнозировать действия со стороны внешней среды, то есть в полной мере в рамках конкретного промышленного предприятия затруднительно предугадать возникновение событий, приводящих к потерям и затратам. Поэтому противодействие угрозам на предприятии обязательно должно быть адекватным и вариативным, чтобы обеспечить эффективную реакцию на неблагоприятные воздействия.

В ситуациях, когда на промышленном предприятии обеспечены необходимые меры безопасности, на нём присутствует состояние эффективного и рационального использования имеющихся в распоряжении ресурсов [3]. При таком применении ресурсов функционирование предприятия отличается устойчивостью. Для эффективного развития промышленного предприятия следует учитывать комплексный характер допустимой на нём активности. Безопасность предприятия не всегда в полной мере обусловливается необходимостью защиты непосредственно производственной деятельности. Дестабилизация работы предприятия в некоторых ситуациях может быть связана с порчей информационных ресурсов. Проблемы, связанные с информационными ресурсами, негативно отражаются на бизнес-процессах предприятия. Искажения бизнес-процессов, в свою очередь, приводят к значительным упущениям в процессах планирования. Неверное и ошибочное планирование влияет на оценки ситуации и прогнозирование возможных изменений. Специфические особенности функционирования промышленного предприятия при условии проблем с прогнозированием делают состояние предприятия неустойчивым. Снижение устойчивости ра- боты, в свою очередь, приводит к стагнации производственных процессов. Разбалансировка бизнес-процессов снижает выживаемость предприятия в течение длительного периода. Объективное оценивание ситуации на предприятии может компенсировать деградацию рабочих процессов и лечь в основу эффективного прогнозирования.

Управленческая деятельность на промышленных предприятиях зависит от степени безопасности [4]. Стабильность процессов управленческой деятельности может изменяться в зависимости от степени качества учета неопределенности внешней, по отношению к промышленному предприятию, среды. Организация мер безопасности влияет на внутренние процессы промышленного предприятия и на его взаимодействие с внешней средой. Меры противодействия угрозам в значительной мере отражаются на профилактических процессах, в том числе на материальных и нематериальных активах. Успешная работа промышленного предприятия для достижения заранее заданных целей является базисом для реализации мер по оптимизации планов и их перевыполнения. Применение средств информационной и компьютерной безопасности в рамках исполнения технологических задач на промышленном предприятии изменяет параметры технологических и бизнес-процессов, видоизменяет информационные потоки и взаимосвязи между подсистемами предприятия. Эти потоки и взаимосвязи могут подвергаться разнообразным внешним угрозам, поэтому следует применять специальные подходы и средства для их контроля и мониторинга. Средства мониторинга ложатся в основу комплексных мер для снижения потерь от угроз и вторжений, внешних и внутренних.

Внешние угрозы в нестабильной среде изменяются динамически [5]. В полной мере подготовиться к внешним угрозам невозможно. Для реагирования на них следует использовать большое количество заранее подготовленных решений. Эти подготовленные решения становятся частью глобальных планов развития промышленного предприятия. Адаптация стратегии развития под измененные внешние требования может отличаться высокой сложностью. Ситуационный анализ при активных изменениях в значительной мере компенсирует человеческий фактор и возможные ошибки. Анализ заключается в детализированном анализе внешних угроз безопасности промышленного предприятия. Результатом анализа, в том числе, являются оцененные вероятности реализации внешних угроз на промышленном предприятии, вероятности влияний этих угроз на бизнес-процессы предприятия. Распознавание возможных внешних угроз является отдельной и сложной задачей. Распознавание возможно произвести по учетам особенностей функционирования и взаимодействия подсистем предприятия. В частности, становится возможным произвести оценку вероятностей перехода угроз из одних состояний в другие, возможностей их реализации. Оценка таких ситуаций позволяет оценить перспективы развития промышленного предприятия в зависимости от внешних влияющих процессов, например путем индивидуализации инструментов управления.

Для противодействия угрозам промышленное предприятие удобно рассматривать в процессе его взаимодействия с внешней средой [6]. Это взаимодействие почти всегда направлено на удовлетворение потребностей предприятия. Это взаимодействие может быть оценено с точки зрения распределения функций промышленного предприятия в связи с его ресурсами. Если рассматривать предприятие как некоторую совокупность процессов, то можно отдельные ресурсы характеризовать обобщенными свойствами. Формализация процессов, например, с позиций теории массового обслуживания позволяет построить модели защиты промышленного предприятия от внешних угроз при взаимодействии с внешними средами. Выделение отдельных категорий процессов может, с одной стороны, ограничить требования к создаваемым моделям, а с другой стороны, расширить спектр решаемых моделями проблем. Для построения модели промышленного предприятия следует учитывать особенности задействованных ресурсов, в частности, нестационарность их характеристик, их состояния. Функциональная деком- позиция структуры предприятия является базой для раскрытия внутреннего совокупного потенциала предприятия и позволяет описать рабочие информационные процессы с различных сторон. Характеристики защищаемых от внешних воздействий объектов предприятия могут быть оценены по математическим моделям, по которым впоследствии будет удобно производить принятие решений.

Поэтому в настоящей работе рассматривается подход к обеспечению мер противодействия внешним угрозам производственных предприятий на основе самовосстановления компьютерных узлов. В основе подхода лежит описание процессов деградации и самовосстановления и последующее аналитическое моделирование этих процессов на базе систем массового обслуживания (СМО) [7–11].

Пусть компьютерный узел, входящий в состав инфраструктуры производственного предприятия и обеспечивающий противодействие внешним угрозам, имеет входной поток заявок с интенсивностью λ, буфер заявок емкости N , один канал обслуживания заявок с производительностью μ. Тогда этот компьютерный узел может быть описан аналитической моделью СМО типа M / M /1/ N . Для СМО M / M /1/ N известны соотношения для оценки важнейших системных характеристик:

л р=-.

1 -р

'° j _ pN+2 '

Pj = PoP^j. ; = 1,2,... Л + 1,                         (1)

Potk = PN+i=P0pN+1.

1 -p^N(N + 1 -Np)

• ^{4 P}     (1-р^ ^{+ 2})(1"р)    '

Ls = Lq + 1 ~Pq, где ρ – загрузка СМО; p0 – вероятность простоя; pj – вероятность пребывания в системе j заявок; potk – вероятность отказа; Lq – среднее число заявок в очереди; Ls – среднее число заявок в системе.

На обеспечивающем противодействие внешним угрозам компьютерном узле инфраструк- туры производственного предприятия следует почти всегда устанавливать параметры для существования корректного и эффективного управления. Осуществление выбора этих параметров можно производить на основе результатов оценивания количества находящихся в СМО заявок k, при котором не достигается пороговое критическое значение вероятности pkrit. Значение pkrit выбирается таким образом, чтобы после его достижения невозможно было приостановить процессы ухудшения и деградации функционирования процессов управления инфраструктурой производственного предприятия под воздействием внешних (по отношению к предприятию) угроз. Для осуществления подобного оценивания возможно применять соотношение

P0 + P1+P2 + •••+p_k

krit-

(2)

Например, по формулам (1)–(2) можно рассчитать суммы вероятностей для загрузки ρ = 0,82, емкости буфера N = 53, 54, …, 65, количества заявок k = 22, 23, …, 32. По результатам расчетов, в свою очередь, оценивается искомое значение количества заявок k для конкретного случая. Результаты расчетов представлены в таблице.

Таблицы, функционально подобные этой и программно-рассчитанные по формулам (1)– (2), могут, в частности, ложиться в основу обеспечения мер противодействия внешним угрозам производственных предприятий на основе самовосстановления компьютерных узлов и для других, отличных от приведенных в таблице, параметров компьютерных узлов.

Таблица

Результаты расчетов по формулам (1)–(2)

N/k	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32
53	0,9896	0,9915	0,9930	0,9943	0,9953	0,9962	0,9969	0,9974	0,9979	0,9983	0,9986
54	0,9896	0,9915	0,9930	0,9943	0,9953	0,9962	0,9968	0,9974	0,9979	0,9983	0,9986
55	0,9896	0,9915	0,9930	0,9943	0,9953	0,9962	0,9968	0,9974	0,9979	0,9983	0,9986
56	0,9896	0,9915	0,9930	0,9943	0,9953	0,9961	0,9968	0,9974	0,9979	0,9983	0,9986
57	0,9896	0,9915	0,9930	0,9943	0,9953	0,9961	0,9968	0,9974	0,9979	0,9983	0,9986
58	0,9896	0,9915	0,9930	0,9943	0,9953	0,9961	0,9968	0,9974	0,9979	0,9983	0,9986
59	0,9896	0,9915	0,9930	0,9943	0,9953	0,9961	0,9968	0,9974	0,9979	0,9983	0,9986
60	0,9896	0,9915	0,9930	0,9943	0,9953	0,9961	0,9968	0,9974	0,9979	0,9983	0,9986
61	0,9896	0,9915	0,9930	0,9943	0,9953	0,9961	0,9968	0,9974	0,9979	0,9983	0,9986
62	0,9896	0,9915	0,9930	0,9943	0,9953	0,9961	0,9968	0,9974	0,9979	0,9983	0,9986
63	0,9896	0,9915	0,9930	0,9943	0,9953	0,9961	0,9968	0,9974	0,9979	0,9983	0,9986
64	0,9896	0,9915	0,9930	0,9943	0,9953	0,9961	0,9968	0,9974	0,9979	0,9983	0,9986
65	0,9896	0,9915	0,9930	0,9943	0,9953	0,9961	0,9968	0,9974	0,9979	0,9983	0,9986

Полученный подход позволяет оценивать возможности самовосстановления для деградирующих под внешними несанкционированными воздействиями компьютерных узлов информационного контура промышленного предприятия и обеспечивать возможности для их параметрической корректировки. Применение подхода для всех компьютерных узлов информационного контура является основой для установки в информационных подсистемах промышленного предприятия эффективного режима функционирования.