Динамічний часовий аналіз впливу факторів загроз на рівень захищеності об`єкта критичної інфраструктури

Abstract

Порушення функціонування об`єктів критичної інфраструктури (КІ) може призвести до розвитку надзвичайних ситуацій, які матимуть масштабні негативні наслідки для життєдіяльності як окремих міст, так і усієї держави у цілому. У зв`язку з цим важливу роль відіграє своєчасне виявлення загроз та визначення їхнього впливу на рівень захищеності об`єкта КІ. Беручи до уваги вагомість даного питання, у роботі пропонується провести динамічний часовий аналіз впливу факторів загроз на рівень захищеності об`єкта КІ, використовуючи апарат динамічної каузальної алгебри. Для досягнення поставленої мети було задано вектор порогів вершин, який не залежить від часу і відмежовує усі незначні впливи між концептами, та вектор стану вершин, у якого досліджувана вершина активізується ззовні та залишається активною протягом усього процесу. Встановлено момент часу стабілізації процесу. Обчислено впливи вздовж усіх активізованих шляхів від досліджуваних концептів до цільового, на основі отриманих значень визначено сумарні впливи кожного з концептів на захищеність КІ. Відповідні рівні впливу у конкретні моменти часу відображено графічно. Для автоматизації динамічного моделювання аналізу впливу концептів розроблено програмний засіб, який надає змогу зменшити час на опрацювання даних та збільшити швидкість їхньої обробки. Отримані результати надають можливість прогнозувати стан захищеності об`єкта КІ у часі, що, у свою чергу, сприятиме його стійкому та безпечному функціонуванню.

Нарушение функционирования объектов критической инфраструктуры (КИ) может привести к развитию чрезвычайных ситуаций, которые будут иметь масштабные негативные последствия для жизнедеятельности как отдельных городов, так и всего государства в целом. В связи с этим важную роль играет своевременное выявление угроз и определения их влияния на уровень защищенности объекта КИ. Принимая во внимание значимость данного вопроса, в работе предлагается провести динамический временной анализ влияния факторов угроз на уровень защищенности объекта КИ, используя аппарат динамической каузальной алгебры. Для достижения поставленной цели было задан вектор порогов вершин, который не зависит от времени и отделяет все незначительные влияния между концептами и вектор состояния вершин, у которого исследуемая вершина активизируется извне и остается активной в течение всего процесса. Установлено момент времени стабилизации процесса. Определены  -волна, что порождает процесс активизации вершин и соответствующих путей. Вычислено влияния вдоль всех активизированных путей от исследуемых концептов в целевой, на основе полученных значений определены суммарные влияния каждого из концептов на защищенность КИ. Соответствующие уровни воздействия в конкретные моменты времени отражено графически. Для автоматизации динамического моделирования анализа влияния концептов разработано программное средство, которое дает возможность уменьшить время на обработку данных и увеличить скорость их обработки. Полученные результаты дают возможность прогнозировать состояние защищенности объекта КИ во времени, что, в свою очередь, будет способствовать его устойчивому и безопасному функционированию.

Disruption of critical infrastructure (CI) can lead to emergencies that will have far-reaching negative consequences for the lives of both individual cities and the state as a whole. In this regard, the timely detection of threats and determining their impact on the level of protection of the CI object plays an important role. Given the importance of this issue, the paper proposes to conduct a dynamic analysis of the cognitive model to study the level of protection of this object. Based on dynamic causal algebra, the influence of the most important concepts of the system was determined: security of the security system and security of the computer network on security of the CI at different points in time. To achieve this goal, a vector of vertex thresholds is given, which does not depend on time and distinguishes all insignificant influences between concepts and a vector of vertex state, in which the studied vertex is activated from the outside and remains active throughout the process. Defined  -wave, which generates the process of activation of the vertices and the corresponding paths. The time of stabilization of the process is set. The influences along all activated paths from the studied concepts to the target ones are calculated, on the basis of the obtained values the total influences of these concepts are determined, which are displayed graphically using the Microsoft Excel software. To automate the dynamic modeling of the analysis of the impact of concepts, a software tool has been developed that allows to reduce the time for data processing and increase the speed of their processing. After analyzing this graph, we can conclude that the security of the security system at different times has a greater impact on the security of CI than the security of the computer network, which, in turn, confirms the reliability of the results of scenario modeling.