CC BY
15INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 6 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
АХБОРОТНИ ХДМОЯЛАШДА ЁПВД ВИРТУАЛ ЦОБИГИНИ ЛОЙИХАЛАШНИ
МАТЕМАТИК МОДЕЛИ Турдиматов Мамиржон Мирзаевич
Му^аммад ал-Хоразмий номидаги Тошкент ахборот технологиялари университети Фаргона филиали "Ахборот хавфсизлиги" кафедраси доценти Мирзаев Жамшид Боймуродович Му^аммад ал-Хоразмий номидаги Тошкент ахборот технологиялари университети Фаргона филиали "Ахборот хавфсизлиги" кафедраси ассистенти https://doi.org/10.5281/zenodo.7178488
Аннотация. Ушбу мацолада автоматлаштирилган ахборот хавфсизлиги тизимининг таркиби ва цурилиш тамойиллари та^лил цилиниб, уни четлаб утишнинг мумкин булган эхтимоллик холатлари математик усуллар билан асосланди, натижада ахборотни %имоя цилишнинг ёпиц виртуал цобиги яратилди. Математик ёндашув асосида тизимнинг ишламай цолиш(носозлик) вацти тасодифий узгарувчи сифатида куриб чицилди.
Калит сузлар: ахборот, хавфсизлик, тизим, эхтимоллик, виртуал, носозлик, тасодифий, химоя, лойихалаш, модель.
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗАМКНУТОЙ ВИРТУАЛЬНОЙ ОБОЛОЧКИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ
Аннотация. В данной статье были проанализированы структура и принципы построения автоматизированной системы защиты информации, математическими методами обоснованы возможные ситуации ее обхода, в результате создана замкнутая виртуальная оболочка защиты информации. На основе математического подхода время отказов системы рассматривалось как случайная величина.
Ключевые слова: информация, безопасность, система, вероятность, виртуальный, отказ, случайный, защита, конструкция, модель.
MATHEMATICAL MODEL FOR DESIGNING A CLOSED VIRTUAL SHELL FOR INFORMATION PROTECTION
Abstract. In this article, the structure and principles of building an automated information security system were analyzed, possible situations of bypassing it were substantiated by mathematical methods, as a result, a closed virtual information security shell was created. Based on the mathematical approach, the system failure time was considered as a random variable.
Keywords: information, security, system, probability, virtual, failure, random, protection, construction, model.
КИРИШ
Маълумки ахборот хавфсизлигининг амалий муаммоларини хал килишда унинг заифлигини микдорий бахолаш катта ахамиятга эга. Шунинг учун ахборот хавфсизлиги сохасидаги бир катор мутахассислар тасодифий ва касддан тахдидлардан химоя килиш усуллари ва воситаларини такомиллаштириш билан шугулланиб келмокдалар. Тасодифий тахдидлардан химоя килиш учун автоматлаштирилган тизимлар(АТ) ишлашининг ишончлилигини ошириш воситалари, маълумотларнинг ишончлилиги ва захиравий нусхасини ошириш воситалари кулланилади. ^асддан тахдидлардан химояланишни лойихалашда руйхат ва тасниф маълум бир АТда химоя килиниши керак булган маълумотларнинг табиати, жойлашуви, ахамияти ва амал килиш муддати билан
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 6 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
белгиланади. Ушбу маълумотларнинг табиати ва ахамиятига кура, потенциал боскинчининг кутилаётган даражаси ва хатти-харакати танланади. Тахдид ахборотга рухсатсиз кириш оркали амалга оширилади, деб ишонилади.
ТАДЦЩОТ МАТЕРИАЛЛАРИ ВА МЕТОДОЛОГИЯСИ
Тадкикот натижаларига кура тизимда бузгунчи моделига мувофик, химояланган маълумотларга рухсатсиз киришнинг мумкин булган каналларининг турларини ва уларни микдорини аниклаш асосий параметрлардан хисобланади. Айнан шу каналлар техник жихатдан бошкариладиган ва бошкарилмайдиганларга булинади. Масалан, терминал клавиатурасидан тизимга кириш махсус дастур оркали бошкарилиши мумкин, лекин географик жихатдан таксимланган тизимнинг алока каналлари хар доим хам бошкарилмайди. Каналларни тахлил килиш асосида ушбу каналларни блокировка килиш учун тайёр ёки янги химоя воситалари танланади.
Ягона доимий химоя механизмини яратиш учун махсус ажратилган марказлаштирилган бошкарув воситалари ёрдамида химоя воситалари ягона автоматлаштирилган ахборот хавфсизлиги тизимига бирлаштирилиб, унинг таркиби ва курилиш тамойилларини тахлил килиб, уни четлаб утишнинг мумкин булган усуллари текширилади. Натижада ахборотни химоя килишнинг ёпик виртуал кобиги курилади.
Х,имоя даражаси ахборотнинг окиб чикиши каналларининг тулик копланиши ва химоя воситаларини четлаб утишнинг мумкин булган усуллари, шунингдек, химоянинг мустахкамлиги билан белгиланади. Бузгунчининг хатти-харакатларининг кабул килинган моделига кура, химоя килишнинг мустахкамлиги ушбу кобикни ташкил этувчи воситалар кучининг энг паст киймати билан химоя воситалари билан белгиланади.
Х,имоя кучи(тусик) деганда тажовузкор томонидан уни енгиб утмаслик эхтимоли катталиги тушунилади. Агар бузгунчи томонидан уни енгиб утиш учун кутилган вакт химояланган объектнинг ишлаш муддатидан ёки ушбу тусикни четлаб утиш йуллари булмаса, киришни аниклаш ва блокировка килиш вактидан узокрок булса, химоя тусигининг мустахкамлиги етарли деб хисобланади.
Х,имоя кобиги бир хил принцип буйича курилган ( назорат килиш ёки олдини олиш) каналларига жойлаштирилган химоя воситаларидан иборат булиши керак. Бошкариладиган каналларда бузгунчи кулга тушиш хавфини тугдиради ва назоратсиз каналларда у вакт ва пул билан чекланмаган кулай шароитларда ишлаши мумкин. Иккинчи холатда химоя кучи анча юкори булиши керак. Шунинг учун, автоматлаштирилган тизимда алохида виртуал химоя кобикларига эга булиш тавсия этилади. Бундан ташкари, биргаликда узларининг химоя кобигини яратиши мумкин булган ташкилий чора-тадбирлардан фойдаланишни хисобга олиш керак.
ТАДЦЩОТ НАТИЖАЛАРИ
Олинган натижаларга асосан тахдидлар руйхатини аниклаш ва бузгунчи моделини яратиш химоя тизимини лойихалашда мажбурий кадам хисобланади. Х,ар бир тизим учун хавфсизликка эхтимолий тахдидлар руйхати, шунингдек, эхтимолий боскинчининг хусусиятлари индивидуалдир. Шунинг учун руйхат ва модел норасмий булиши керак. Ахборот хавфсизлиги тахмин килинаётган тахдидлар ва тажовузкорнинг сифатлари хакикий вазиятга мос келган такдирдагина таъминланади. Тизимда заифлик мавжуд булса, потенциал хавфсизлик тахдиди хужум шаклида амалга оширилиши мумкин.
Хужумлар одатда максадлар, мотивлар, фойдаланилган механизм, тизим архитектурасидаги урни ва тажовузкорнинг жойлашувига караб таснифланади. Муваффакиятли хужумларнинг олдини олиш учун тизимнинг заиф томонларини кидириш
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 6 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
ва тахлил килиш керак. Заифликлар пайдо булиш манбасига, хавф даражасига, таркалиш даражасига, АТ химояси куйи тизимлари билан богликлигига караб фаркланади. Заифликни тахлил килиш - ахборотлаштириш объектини сертификатлашнинг мажбурий тартиби. Янги заифликлар пайдо булиши эхтимоли туфайли уларни аллакачон сертификатланган объектда даврий тахлил килиш талаб килинади.
Назорат килиш ва блокировка килиш воситалари рухсатсиз киришнинг мумкин булган каналларида, техник ёки ташкилий жихатдан мумкин булган жойларда урнатилади ва бундай имкониятлар мавжуд булмаганда огохлантириш воситалари (профилактика воситалари) кулланилади.
Х,имоя ускунасининг кучини хисоблашда вакт омили хисобга олинади, бу унинг кучининг микдорий бахосини олиш имконини беради - потенциал бузувчи томонидан уни енгиб утмаслик эхтимолининг кутилган киймати.
Энг оддий холатда химоя объекти ёпик бир хил химоя кобигига жойлаштирилади (1-расм).
1-Расм.
Бир кдтламли химоя модели.
Х,имоянинг мустахкамлиги тусикнинг хусусиятларига боглик. Яратилган тусикнинг кучи, агар потенциал тажовузкор томонидан уни енгиб утиш учун кутилаётган харажатларнинг киймати химояланган маълумотларнинг нархидан ошса, етарли деб хисобланади.
Агар биз бузгунчи томонидан тусикни енгиб утмаслик эхтимолини Р0, бузгунчи томонидан тусикни енгиб утиш эхтимолини Р1 оркали белгиласак, эхтимоллик назариясига кура[1]
Р0 + Р1= 1.
Х,акикий холатда, тусикни айланиб утиш йуллари булиши мумкин. Боскинчи томонидан тусикни четлаб утиш эхтимолини Р2 деб белгилаймиз. Бузгинчи ёлгиз харакат килиб, йуллардан бирини танлайди, яъни тусикни енгиб утиш ёки вактинчалик ечим излаш. Демак, ходисаларнинг мос келмаслигини хисобга олган холда, тусикнинг кучини расман куйидагича ифодалашимиз мумкин
Р0 = min{(1 -Р1) , (1 - Р2)}.
Бузгунчи тусикни енгиб утиш эхтимоли юкори булган йулни аниклаш ва танланган энг хавфли вазиятни куриб чикиш лозим. Бундай холда, тусикнинг мустахкамлиги ушбу эхтимолликнинг энг юкори кийматига эга булган йул буйлаб потенциал боскинчи томонидан уни енгиб утиш ёки четлаб утиш эхтимоли билан белгиланади деб тахмин килиш мумкин. Яъни, битта коидабузарнинг харакатларида химоянинг мустахкамлиги унинг энг заиф бугини билан белгиланади.
Тусикнинг атрофида бир неча йул булиши мумкин. Шунинг учун куйидаги эхтимолий хулосаларни ифодалаймиз
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 6 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
Р0 = тт{(1 - Р1), (1 -Р01), (1 - Р02), (1 - Р03), ... (1 - Р0к)},
бу ерда k - айланма йуллар сони.
Агар бир нечта коидабузар булса ва улар бир вактнинг узида (уюшган гурух) хар бир йулда харакат килса, харакатларнинг мувофиклигини хисобга олган холда уни куйидагича ифодалаш мумкин:
Р0= (1 - Р1) • (1 - Р01) • (1 - Р02) • (1 - Р03) ... (1 - Р0к),
ушбу формула назоратсиз тусик учун амал килади.
Келинг, назорат килинадиган тусик учун нисбатларни хисоблаш хусусиятларини куриб чикайлик. Доимий кийматга эга булган химоя объектига киришни бошкаришни таъминлаш зарур ва техник жихатдан мумкин булганда, одатда, тажовузкорнинг химоя объектига ёки объектига киришини аниклаш ва блокировка килиш хусусиятларига эга булган доимий тусик кулланилади.
Агар сегментнинг назорат пулсига урилиш эхтимолини, яъни хавфни аниклаш ва блокировкаланиш эхтимолини Рбэ деб белгиласак, у холда Рбэ= Тбв/( Тбу+ Тув),
бу ерда Тув -хавф сигналини узатиш вакти, Тбу - блокировкага утиш вакти; Тбв -бузилган вакт.
Рухсатсиз киришни аниклаш ва блокировка килишнинг автоматлаштирилган тизими куринишидаги тусикнинг кучини янада туликрок расмий равишда такдим этиш учун унинг ишлашининг ишончлилигини ва тажовузкор уни четлаб утиши мумкин булган усулларни хисобга олиш керак[2].
Тизимнинг ишдан чикиши эхтимоли[1] формула билан аникланади Рич(t) = е-11 ,
бу ерда X - хавфни аниклаш ва блокировка килиш тизимини ташкил этувчи техник воситалар гурухининг ишдан чикиш даражаси;
t - хавфни аниклаш ва блокировка килиш тизимининг ишлаши учун куриб чикилган вакт оралиги.
Энг хавфли вазиятларни хисобга олиб - биз назорат килиш тизими ва унинг ишдан чикиши кушма ходисалар булиши мумкинлигига асосланамиз. Шунинг учун, ушбу вазиятни хисобга олган холда, бошкариладиган тусикнинг мустахкамлиги формуласи куйидагича булади
Рн =тт{ Р (1 - Рич), (1 - Ро1), (1 - Ро2), (1 - Ро3), ... (1 - Рок)}, бу ерда k айланма йуллар сони.
Хавфли вазиятларни назорат килиш ва блокировка килиш учун муайян тизимни куриш тамойилларини тахлил килиш мутахассис томонидан белгиланади.
Вакт утиши билан маълумотларнинг киймати пасайган такдирда, химоянинг етарлилик шарти маълумотларнинг амал килиш муддати давомида тажовузкор томонидан тусикни енгиб утиш учун сарфланган вактдан ошиб кетиши сифатида кабул килиниши мумкин. Бундай химоя сифатида ахборотнинг криптографик трансформациясидан фойдаланиш мумкин. Криптографик тусикни четлаб утишнинг мумкин булган усуллари шифрланган хабарнинг асл матнини криптотахлил килиш ёки саклаш ва узатиш пайтида шифрлаш калитларининг хакикий кийматларига эга булиши мумкин.
Назорат килинмаган ва бошкариладиган тусиклар учун охирги химоя кучларини хисоблаш алохида булиши керак, чунки улар учун дастлабки маълумотлар хар хил ва шунинг учун турли вазифалар учун турли хил эчимлар булиши керак - бир хил даражадаги икки хил химоя кобиги.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 6 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
Агар химоянинг энг заиф бугинининг мустахкамлиги умуман химоя кобигининг талабларига жавоб берса, ушбу кобикнинг колган бугинларида кучнинг ортикчалиги хакида савол тугилади. Бундан келиб чикадики, куп бугинли химоя кобигида тенг кувватли тусиклардан фойдаланиш иктисодий жихатдан максадга мувофикдир.
Х,имоя воситаси талабларга жавоб бермаса, бу звенодаги тусик кучлироги билан алмаштирилиши керак ёки бу тусик яна битта, баъзан эса икки ёки ундан ортик тусиклар билан такрорланади. ^ушимча тусиклар биринчиси каби бир хил ёки ундан куп булган алока каналларини камраб олиши керак.
Ресурсларни аниклаш ва бахолашнинг иккинчи боскичида-"Активларни идентификациялаш ва бахолаш"да активлар аникланади. Ахборот активларининг таннархини хисоблаш сизга таклиф килинаётган назорат ва химоя воситаларига эхтиёжни етарлилигини аниклаш имконини беради.
Тахдид ва заифликларни бахолашнинг учинчи боскичида - "Хавф ва заифликларни бахолаш" - ташкилотнинг ахборот активларининг тахдидлари ва заифликлари аникланади ва бахоланади[2]. CRAMM усулининг тижорат версиясида бундай бахолаш ва идентификациялаш учун куйидаги мезонлар тупламидан фойдаланилади (ахборот хавфсизлиги тахдидларини амалга ошириш окибатлари):
1 -мезон - ташкилот обрусига путур етказиш;
2 - ресурсларни тиклаш билан боглик молиявий йукотишлар;
3 - компаниянинг тартибсизлиги;
4-ахборотни ошкор килиш ва ракобатчиларга етказишдан молиявий йукотишлар, шунингдек бошка мезонлар.
Хатарларни тахлил килишнинг туртинчи боскичи - "Хатарларни тахлил килиш" сизга хавфларнинг микдорий бахосини олиш имконини беради. Бу тахминларни куйидаги ифодалар ёрдамида хисоблаш мумкин:
Р Рзар*Сзар;
Р = Ртах * Рзаиф * Сзар, бу ерда:
Р-тахдидни амалга ошириш натижасида хавф микдори;
Рзар-тахдидни амалга ошириш натижасида зарар етказиш эхтимоли;
Ртах-тахдидни амалга ошириш эхтимоли;
Рзаиф-заифликларни амалга ошириш эхтимоли;
Сзар-тахдидни амалга ошириш натижасида зарар микдори.
Агар ахборот объекти бир нечта (N) тахдидларга дуч келса (мумкин булган зарарни бахолаш мезонлари), унда ахборот объектига тажовузкорлар этказган зарарнинг умумий хавфи (умумий киймати) куйидагича ифодаланиши мумкин:
N
R
Um
= ^Pt*Ci;
i=1
бу ерда Ci i-чи тахдид учун етказилган зарар киймати;
Pi-бу мутахассислар томонидан танланган i-тахдиднинг шикастланиш эхтимоли.
Хавфларни бошкаришнинг бешинчи боскичида- "Хавфларни бошкариш" -таваккалчиликни камайтириш ёки олдини олиш чоралари ва воситалари таклиф килинади. Натижаларни тугрилаш ёки бошка бахолаш усулларидан фойдаланиш мумкин. Натижада юзага келадиган тахдидлар, заифликлар ва хавфлар даражаси тахлил килинади ва мижоз билан келишилади. Шундагина усулнинг охирги боскичига утиш мумкин. МУ^ОКАМА
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 6 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
Охирги боскичда, CRAMM аникланган хавфлар ва уларнинг даражаларига мос келадиган карши чоралар учун бир нечта вариантни ишлаб чикилади. ^арши чоралар куйидаги тоифаларга кура гурухлар ва кичик гурухларга булинади[3,4]:
- тармок даражасида хавфсизликни таъминлаш;
- физик хавфсизликни таъминлаш;
- куллаб -кувватловчи инфратузилма хавфсизлигини таъминлаш;
- тизим маъмури даражасида хавфсизлик чоралари.
Ишончлилик назарияси - эхтимоллик назариясининг кулланиладиган сохаси булиб, унда тизимнинг ишламай колиш вакти тасодифий узгарувчи сифатида куриб чикилади.
Энг мухим курсаткичлардан бири бу носозликларсиз ишлаш эхтимоли булиб, бу нотугри ишлашнинг маълум бир вакт ичида содир булмаслиги эхтимоли сифатида МТТФ, носозлик вакти деб аталади:
P(t) = Р{МТТФ > t}.
Х,ар кандай эхтимоллик сингари, ишламай колиш эхтимоли 1 дан 0 гача кийматларни олади ва у вактнинг бошлангич моментида бирга, вакт чексизликка мойил булганда эса нолга тенг.
Муваффакиятсизлик эхтимоли - бу маълум бир t вакт ичида, яъни носозлик юзага келиши эхтимоли муваффакиятсизлик эхтимоли биттага ишламай колиши эхтимолини тулдиради(муваффакиятсизлик содир булади ёки булмайди, яъни бизда тулик ходисалар гурухи мавжуд):
F (t) = 1 - P (t).
Ишончлилик назариясининг мухим тахмини - бу бузилиш тезлиги вакт буйича доимий деб кабул килинганда, муваффакиятсизликка кадар вактнинг экспоненсиал таксимотидан фойдаланишдир.
Ишламай колиш вакти МТТФ вакт утиши билан ишламай колиш эхтимоли учун нолдан чексизгача булган аник интеграл сифатида хисобланади.
Мавжудлик коэффициенти-объектдан белгиланган максадда фойдаланиш таъминланмаган режалаштирилган даврлар бундан мустасно, объектнинг ихтиёрий вактда иш холатида булиш эхтимоли. Мавжудлик коэффициенти ишламай колиш вактига вакт йигиндисига (МТТФ) ва муваффакиятсизликдан кейин тикланишнинг уртача вактига (МТТР) нисбати сифатида хисобланади:
А = МТТФ / (МТТФ + МТТР).
Ишончлилик ва хавфсизлик уртасидаги богликликни тушуниш учун IES 61508 да мухокама килинган носозликлар таснифига мурожаат килайлик[5]. ХУЛОСА
Муваффакиятсизликлар хавфли ёки хавфсиз булиши мумкин, лекин ташхис куйиш ва ишончлилик доирасида барча турдаги носозликлар хисобга олиниши шарт. Хавфсизлик нуктаи назаридан- бизни факат хавфли носозликлар кизиктиради ва бундай носозликлар диагностика килиниши мухим ва агар улар аникланса, тизим хавфсиз холатга утиши мумкин[5].
Шундай килиб, хавфсизлик тизимларида нафакат хавфсизлик курсаткичларини, балки ишончлилик курсаткичларини хам тахлил килиш ва мавжуд маълумотларнинг барча тупламини хисобга олган холда тузилмаларни танлаш керак.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 6 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
REFERENCES
1. Коршунов Ю.М. Математические основы кибернетики. М., "Энергоатомиздат", 1987 г. 496 с.
2. Turdimatov M.M., Baratova G., Ashirmatov O.M. Distribution and Comprehensive Implementation of Information Security Responsibilities in Enterprises and Organizations. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology. Volume 11, Issue 4, April 2022.
3. Шангин В.Ф., «Комплексная защита информации в корпоративных системах», Учебное пособие. М.: ИД. «ФОРУМ» - ИНФРА М. 2019, 591с.
4. Бирюков, А.А. Информационная безопасность: защита и нападение / А.А. Бирюков. -М.: ДМК Пресс, 2013. - 474 c.
5. ISO/IEC 27002:2013, Information technology — Security Techniques — Code of practice for information security controls.
