CC BY
12РАЗДЕЛ V
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА [AGRICULTURE: THEORY AND PRACTICE]
УДК: 616.98-036.22:578.842.2:636.4 DOI: 10.24412/2658-4441-2021-3-53-59
И.А. ХАХАЕВ \ В.А. КУЗЬМИН 2, Л.С. ФОГЕЛЬ 2, ДА. ОРЕХОВ 2, А.В. ЦЫГАНОВ 2
1 Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им. В.И. Ульянова (Ленина) (Санкт-Петербург, Россия) 2 Санкт-Петербургский государственный университет ветеринарной медицины (Санкт-Петербург, Россия)
ЗАЩИТА ПЕРВИЧНЫХ ВЕТЕРИНАРНЫХ ДАННЫХ ПРИ СОЗДАНИИ ГИС МОНИТОРИНГА ЭПИЗООТИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ ПО АЧС
Африканская чума свиней (АЧС) — особо опасная болезнь свиней вирусной этиологии, относится к списку А согласно Международной классификации заразных болезней животных. Характеризуется высокой контагиозностью, отсутствием средств лечения и иммунопрофилактики, жёсткими карантинными мерами, огромными финансовыми затратами на противоэпизоотические мероприятия. По данным Россельхознадзора эпизоотическая ситуация по АЧС в нашей стране в последние 15 лет не улучшается, постоянно регистрируют новые очаги в различных федеральных округах РФ. Непрерывность эпизоотического процесса АЧС создаёт реальную угрозу заноса вируса в соседние территории нашей страны. В сложившейся ситуации необходимо создание эпизоотологического мониторинга по АЧС, в частности на территории Ленинградской области, на основе геоинформационных систем (ГИС), с единой защищённой системой ввода и обработки первичных исходных данных ветеринарной отчётности. Цель работы: с помощью ГИС определение возможности защиты первичных ветеринарных данных эпизоотологического информационного массива от несанкционированного доступа при создании мониторинга эпизоотической ситуации по африканской чуме свиней на территории Ленинградской области. Установили, что серверные компоненты автоматизированной системы и клиентское программное обеспечение (браузеры и QuantumGIS) поддерживают шифрование передаваемых серверам ветеринарно-значимых данных с использованием протоколов защищённой связи (SSL). Применяемое для обеспечения шифрования программное обеспечение OpenSSL поддерживает современные и криптостой-кие алгоритмы, в том числе алгоритмы ГОСТ и используется в составе сертифицированных Гостехкомиссией средств защиты информации. При необходимости рассматриваемая автоматизированная система может быть сертифицирована как система для работы с конфиденциальной информацией. Ключевые слова: африканская чума свиней, первичные ветеринарные данные, защита, несанкционированный доступ, геоинформационные системы, эпизоото-логический мониторинг. Табл. 1. Библ. 12 назв. С. 53-59.
Публикация подготовлена в рамках реализации заказа Министерства сельского хозяйства России за счёт средств федерального бюджета на 2021 год
I.A. KHAKHAEV \ V.A. KUZMIN 2, L.S. FOGEL 2, D.A. OREKHOV 2, A.V. TSYGANOV 2 1 St-Petersburg State Electrotechnical University named after V.I. Ulyanov (Lenin) (St-Petersburg, Russia) 2 St-Petersburg State University of Veterinary Medicine (St-Petersburg, Russia) PROTECTION OF PRIMARY VETERINARY DATA WHEN CREATING
GIS MONITORING OF EPISOOTIC ASF SITUATION African swine fever is a highly contagious infectious disease with a high lethality, if it is detected, the entire pig population is subject to destruction (stamping out). According to the International Epizootic Bureau — this is a particularly dangerous cross-border infection that can quickly spread regardless of national borders as a result of intra-state and cross-border trade in animals and livestock products and cause huge economic damage to all countries with industrial pig farming. The purpose of the work: using geoinformation systems to determine the possibility of protecting the primary veterinary data of the epizootic information array from unauthorized access when monitoring the epizootic situation for African swine fever in the Leningrad region. A system of epizootological monitoring with a single secure system for entering and processing primary source data of veterinary reporting has been developed. The OpenSSL software used to provide encryption supports modern and cryptographic algorithms, including GOST algorithms, and is used as part of information security tools certified by the State Technical Commission. If necessary, the automated system under consideration can be certified as a system for working with confidential information.
Keywords: african swine fever, primary veterinary data, protection, unauthorized access, geoinformation systems, epizootological monitoring. Table 1. References 12. P. 53-59.
Введение. Африканская чума свиней (АЧС) — особо опасная болезнь свиней вирусной этиологии, проявляется в виде эпизоотий и относится к списку А согласно Международной классификации заразных болезней животных. Болезнь характеризуется высокой контагиозностью, отсутствием средств специфического лечения и иммунопрофилактики, а также огромными финансовыми затратами на противоэпизоотические мероприятия, что, в конечном итоге, являет собой катастрофу в свиноводческой отрасли.
При установлении диагноза устанавливают жёсткие карантинные меры: в угрожаемой зоне производят убой всех восприимчивых животных (stamping out) и накладывают тотальный запрет на перемещение продукции свиноводческой промышленности, что является единственным методом, позволяющим остановить распространение вируса АЧС. Непрерывность эпизоотического процесса АЧС создаёт, во-первых, реальную угрозу заноса вируса в соседние территории нашей страны, обусловленную внутригосударственной и трансграничной торговлей животными и продуктами животноводства, и, во-вторых, трудно прогнозируемые риски распространения данной болезни (Катастрофа..., 2009; Макаров, 2011; Центр ветеринарии: Электрон. ресурс).
В сложившейся ситуации создание системы мониторинга эпизоотической ситуации по АЧС на основе геоинформационных систем (ГИС) является актуальным и необходимым (Гынгазова, 2004), важным моментом при этом служит единая защи-щённая система ввода и обработки исходных данных ветеринарной отчётности (Авдошин, Савельева 2008).
Цель: определение возможности защиты первичных ветеринарных данных эпизо-отологического информационного массива от несанкционированного доступа (НСД) при создании ГИС мониторинга эпизоотической ситуации по АЧС на территории Ленинградской области.
Материалы и методы. Сбор первичных данных по производственным и ветеринарным показателям свиноводческих хозяйств всех типов собственности; их подготовку и обработку; заполнение ими информационных баз (ИБ) свободного программного обеспечения (СПО) геоинформационных систем (ГИС) проводили на территории Северо-Западного федерального округа (СЗФО) РФ на примере Ленинградской области согласно методам эпизоотологического обследования (Эпизоотологиче-ский..., 2015).
Из всего объёма ветеринарной документации изучали годовые планы профилактических и противоэпизоотических мероприятий, осуществляемые лечебно -профилактические обработки и т. д. Проводили детальное изучение отчётов по формам № 1-вет, № 2-вет, № 24 и др.; анализ данных по учёту ветеринарной работы в журналах: эпизоотического состояния; для записи противоэпизоотических мероприятий, экспертизы ветеринарных лабораторий, учёта дезинфекции, дезинсекции и дератизации (Эпизоотологический..., 2015).
Всё используемое программное обеспечение (ПО) для реализации автоматизированной информационной системы при создании мониторинга эпизоотической ситуации по АЧС на территории Ленинградской области соответствует ГОСТу (ГОСТ Р 54593-2011, 2018).
Общие сведения об источниках и способах предотвращения несанкционированного доступа (НСД) к информации в автоматизированных информационных системах, необходимые для данной работы, приведены в «Концепции защиты средств вычислительной техники и автоматизированных систем от несанкционированного доступа к информации» (Концепция., 1992).
Необходимый перечень используемых средств и организационных мер для формирования системы разграничения доступа (СРД) и криптозащиты первичных ветеринарных данных определяли, исходя из конкретной реализации автоматизированной информационной системы и требований к программному обеспечению (ПО) автоматизированной информационной системы (Хахаев, 2012, 2013; Хахаев, Кучин-ский, 2016).
Результаты и обсуждение. Защищённое взаимодействие пользователей с системой ГИС мониторинга эпизоотической ситуации по АЧС на территории Ленинградской области проводили в соответствии с руководящими документами Гостехкомиссии (Решение., 2009), где источники угроз информационной безопасности подразделяются на внешние и внутренние, объективные и субъективные.
К объективным источникам угроз относятся стихийные источники потенциальных угроз информационной безопасности, под которыми понимаются, прежде всего, природные явления (пожары, землетрясения, наводнения и т. п.), а также источники, связанные с техническими средствами (передача информации по беспроводным, проводным и волоконно-оптическим каналам; дефекты, сбои и отказы технических средств; отказы и сбои программных средств обработки информации). К субъективным источникам угроз относятся:
1. Внешние источники — внесение аппаратных закладок в технические средства; удалённое внедрение вредоносного программного обеспечения (ПО); перехват защищаемой информации в каналах передачи данных; подбор аутентифицирую-щей информации пользователей).
2. Внутренние источники — действия лиц, имеющих доступ к работе с компонентами данной автоматизированной информационной системы.
Нами была изучена возможность снижения угроз перехвата защищаемой информации в каналах передачи данных; подбора аутентифицирующей информации пользователей («взлома паролей») и угрозы несанкционированного доступа (НСД) со стороны лиц, имеющих потенциальную возможность использования компонентов ГИС мониторинга эпизоотической ситуации.
Реализацию автоматизированной информационной системы и требования к программному обеспечению осуществляли в соответствии с ГОСТ (ГОСТ Р 54593-2011, 2018)
Нами были выделены основные компоненты программного обеспечения, определены требования к этому ПО и структура информационного взаимодействия. Ниже приведён список функциональных компонентов ГИС мониторинга эпизоотической ситуации по опасным инфекционным болезням, в т. ч. по африканской чуме свиней, с конкретными названиями используемых программных средств.
1. Прикладное программное обеспечение общего назначения: офисный пакет OpenOffice.org версии не ниже 3.2 или LibreOffice версии не ниже 3.4, браузер Mozilla Firefox версии не ниже 10.0.
2. Специализированное прикладное программное обеспечение (ГИС): QuantumGIS версии не ниже 1.7.
3. Системное программное обеспечение автоматизированных рабочих мест (АРМ) — операционная система, пользовательская среда: Ubuntu Linux версии не ниже 10.04 или ALT Linux версии не ниже 6.0, пользовательская среда GNOME версии не ниже 2.28.
4. Программное обеспечение для формирования базы данных ветеринарно значимых объектов и их характеристик:
- сервер баз данных PostgreSQL версии не ниже 8.4 с библиотекой поддержки картографической информации PostGIS версии не ниже 1.4;
- web-сервер Apache версии не ниже 2.2;
- библиотека web-разработки и создания сценариев на Python — django версии не ниже 1.4 с модулем geodjango.
Требования, связанные с обеспечением информационной безопасности. Дополнительными требованиями к программному обеспечению, связанными с обеспечением информационной безопасности, являются:
- отсутствие публикации карт, содержащих ветеринарно-значимую информацию, в сети Интернет;
- разделение доступа пользователей ГИС к категориям ветеринарно-значимых объектов («слоям» карты) на основе учётных записей;
- возможность разделения АРМ для отображения картографической информации (АРМ специалиста) и АРМ для ввода первичных данных о ветеринарно-значимых объектах (АРМ оператора);
- возможность использования в качестве АРМ для ввода первичных данных о ветеринарно-значимых объектах (АРМ оператора) мобильных вычислительных устройств (типа «нетбук» и «планшетный компьютер») с относительно низкими техническими характеристиками;
- в случае использования сети Интернет связь должна обеспечиваться по защищённым протоколам.
Настройка СРД для программных компонентов. СРД формируется как для web-интерфейса АРМ редактора и АРМ оператора средствами django, так и для загружаемых в QuantumGIS векторных слоёв PostGIS средствами сервера PostgreSQL и QuantumGIS.
Для описания принципа организации СРД рассмотрены настройки для пользователя kuzmin с правом доступа ко всей информации базы данных мониторинга эпизоотической ситуации (база geodjango) и для пользователя gavm с правом доступа только к сведениям о ветеринарных учреждениях (ветеринарные клиники, станции по борьбе с болезнями животных (СББЖ), ветеринарные лаборатории).
Организационные меры по обеспечению:
1. В конфигурационном файле web-сервера определяется каталог файловой системы (область видимости), доступ к которой разрешается только при наличии на компьютере пользователя сертификата (gavmserver.crt). Все сценарии работы с базой данных (файлы проекта gjango) должны размещаться в этом каталоге.
2. Определяются пользователи, которые будут иметь роли редактора и оператора. Для роли редактора средствами административного интерфейса создаются пользователи, не имеющие права на использование административного интерфейса. Для работы операторов создаётся отдельный web-интерфейс.
3. Создаётся регистрационная карта пользователей с указанием, напр., в карте операторов следующих данных: № п/п - Ветучреждение - Фамилия, имя, отчество - Логин - Пароль. Для пользователей с ролью редакторов базы данных или с ролью пользователей QuantumGIS аналогичным образом формируется карта доступа, в которой указываются права доступа к объектам базы данных (табл. 1).
Таблица 1. Карта доступа для редакторов базы данных
№ п/п Ветеринарное учреждение Фамилия, имя, отчество Логин Пароль Справочник населённых пунктов Наименование справочника Таблица «Хозяйства» Наименование ветери- нарно-значимого объекта
1 Название ветучрежде-ния 1 Фамилия 1 Имя 1 Отчество 1 Логин 1 Пароль 1 Изменение Добавление, изменение Изменение Добавление, изменение, удаление
Выводы
1. Программные компоненты, используемые в проекте свободного программного обеспечения ГИС мониторинга эпизоотической ситуации, в частности по африканской чуме свиней, позволяют организовать систему разграничения доступа (СРД) за счёт встроенных средств компонентов автоматизированной системы.
2. Серверные компоненты автоматизированной системы и клиентское программное обеспечение (браузеры и QuantumGIS) поддерживают шифрование передаваемых серверам ветеринарно-значимых данных с использованием протоколов защищённой связи (SSL).
3. Применяемое для обеспечения шифрования программное обеспечение OpenSSL поддерживает современные и криптостойкие алгоритмы, в т. ч. алгоритмы ГОСТ и используется в составе сертифицированных Гостехкомиссией средств защиты информации.
Вследствие указанных выше обстоятельств, рассматриваемая автоматизированная система при необходимости может быть сертифицирована как система для работы с конфиденциальной информацией.
Публикация подготовлена в рамках реализации заказа Министерства сельского хозяйства
России за счет средств федерального бюджета на 2021 год.
ЛИТЕРАТУРА
Авдошин С.М., Савельева А.А. Проблемы оценки криптозащищённости информационных систем // Бизнес-информатика. - 2008. - № 2. - С. 3-15.
ГОСТ Р 54593-2011 «Информационные технологии. Свободное программное обеспечение. Общие положения». - М.: Стандартинформ, 2018.
Гынгазова Е.В. Совершенствование эпизоотологического мониторинга с использованием информационных технологий: Дис. ... канд. биол. наук. - Новосибирск, 2004. - 129 с.
Катастрофа для свиноводческой отрасли // Ветеринария сельскохозяйственных животных: Ежемесячный науч.-практ. журн. - М., 2009. - № 3. - С. 2-5.
Концепция защиты средств вычислительной техники и автоматизированных систем от несанкционированного доступа к информации (утв. решением Государственной технической комиссии при Президенте Российской Федерации от 30 марта 1992 г.). - 1992.
Макаров В.В. Африканская чума свиней. - М.: Российский университет дружбы народов, 2011. - 268 с.
Решение Комиссии при Президенте Российской Федерации по модернизации и технологическому развитию экономики России от 28.10.2009 г. № 5 (об одобрении проекта системы «ЭРА-ГЛОНАСС»). - М., 2009.
Хахаев И.А. Организация СРД и криптозащиты в проекте ГИС на основе СПО // Проблема комплексного обеспечения информационной безопасности и совершенствование образовательных технологий подготовки специалистов силовых структур: Сб. тез. докл. II-й Всерос. конф. (11-12.10.2012, Санкт-Петербург). - СПб.: НИУ ИТМО, 2012. - С. 10-11.
Хахаев И.А. Свободные программы в проекте ГИС областного масштаба // Свободное программное обеспечение в высшей школе: Тез. докл. УШ-й конф. (26-27.01.2013, Переславль-Залесский). - М.: ALT Linux, 2013. - С. 45-47.
Хахаев И.А., Кучинский В.Ф. Технологии обработки текстовой информации в LibreOffice. -СПб.: Университет ИТМО, 2016. - 143 с.
Центр ветеринарии: Официальный сайт [Электрон. ресурс]. - Режим доступа: М1р8://центр-ветеринарии.рф/informatsiva/epizooticheskava-obstanovka, свободный.
Эпизоотопогический мониторинг инфекционных болезней животных. Современные геоинформационные технологии в эпизоотологии и эпидемиологии: Метод. рекомендации / Сост. Данко Ю.Ю., Кудрявцева А.В., Кузьмин В.А., Орехов Д.А. и др. - СПб.: СПбГУВМ, 2015. - 38 с.
REFERENCES
Avdoshin S.M., Savel'yeva A.A. Problemy otsenki kriptozashchishchonnosti informatsionnykh system [Problems of assessing the crypto security of information systems]. Biznes-informatika = Business informatics, 2008, no. 2, pp. 3-15. (In Russ.)
Epizootologicheskiy monitoring infektsionnykh bolezney zhivotnykh. Sovremennyye geoinfor-matsionnyye tekhnologii v epizootologii i epidemiologii [Epizootological monitoring of infectious animal diseases. Modern geoinformation technologies in epizootology and epidemiology]: Methodical recommendations Compiled by Danko Yu.Yu., KudryavtsevaA.V., Kuz'min V.A., Orekhov D.A. et al. St. Petersburg, St-Petersburg State University of Veterinary Medicine, 2015, 38 p. (In Russ.)
GOST R 54593-2011 «Informatsionnyye tekhnologii. Svobodnoye programmnoye obespecheniye. Obshchiye polozheniya» [«Information technology. Free software. General Provisions»]. Moscow, Standartinform, 2018. (In Russ.)
Gyngazova Ye.V. Sovershenstvovaniye epizootologicheskogo monitoringa s ispol'zovaniyem informatsionnykh tekhnologiy [Improvement of epizootic monitoring using information technologies]: Diss. ... Candidate of Biological Sciences. Novosibirsk, 2004, 129 p. (In Russ.)
Katastrofa dlya svinovodcheskoy otrasli [Catastrophe for the pig-breeding industry]. Veterinariya sel'skokhozyaystvennykh zhivotnykh = Veterinary of agricultural animals: Monthly scientific-practical. zhurn. Moscow, 2009, no. 3, pp. 2-5. (In Russ.)
Khakhayev I.A. Organizatsiya SRD i kriptozashchity v proyekte GIS na osnove SPO [Organization of SRD and crypto protection in a GIS project based on open SPO]: Problema kompleksnogo obespecheniya informatsionnoy bezopasnosti i sovershenstvovaniye obrazovatel'nykh tekhnologiy podgotovki spetsialistov silovykh struktur [The problem of comprehensive information security and the improvement of educational technologies for training specialists from law enforcement agencies]: Collection of articles. thesis. report II All-Russia. conf. (1112.10.2012, St. Petersburg). St. Petersburg, NIU ITMO Publ., 2012, pp. 10-11. (In Russ.)
Khakhayev I.A. Svobodnyye programmy v proyekte GIS oblastnogo masshtaba [Free software in a regional scale GIS project]. Svobodnoye programmnoye obespecheniye v vysshey shkole [Free software in higher education]: Abstracts. report VIIIth conf. (26-27.01.2013, Pereslavl'-Zalesskiy). Moscow, ALT Linux, 2013, pp. 45-47. (In Russ.)
Khakhayev I.A., Kuchinskiy V.F. Tekhnologii obrabotki tekstovoy informatsii v LibreOffice [Text processing technologies in LibreOffice]. St. Petersburg, University of Information Technology, Mechanics and Engineering, 2016, 143 p. (In Russ.)
Kontseptsiya zashchity sredstv vychislitel'noy tekhniki i avtomatizirovannykh sistem ot nesanktsion-irovannogo dostupa k informatsii (utverjdena resheniyem Gosudarstvennoy tekhnicheskoy komissii pri Prezidente Rossiyskoy Federatsii ot 30 marta 1992 g.) [The concept of protecting computer equipment and automated systems from unauthorized access to information (approved by the decision of the State Technical Commission under the President of the Russian Federation of March 30, 1992)]. Moscow, 1992. (In Russ.)
Makarov V.V. Afrikanskaya chuma sviney [African swine fever]. Moscow, Peoples' Friendship University of Russia, 2011, 268 p. (In Russ.)
Resheniye Komissii pri Prezidente Rossiyskoy Federatsii po modernizatsii i tekhnologicheskomu razvitiyu ekonomiki Rossii ot 28.10.2009 g. № 5 (ob odobrenii proyekta sistemy «ERA-GLONASS») [Decision of the Commission under the President of the Russian Federation for the modernization and technological development of the Russian economy from 28.10.2009, no. 5 (on the approval of the project of the «ERA-GLONASS» system)]. Moscow, 2009. (In Russ.)
Tsentr veterinarii: Ofitsial'nyy sayt [Veterinary Center: Official site]. Available at: https:/^emp-BerepHHapHH.pdi/informatsiya/epizooticheskaya-obstanovka. (In Russ.)
