Разработка и исследование средств взаимодействия приложений и методов защиты вычислительного комплекса транспортной системы

• Автор: Корнев, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.13.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 145 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

I СТРУКТУРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕ- 10 НИЯ ДВИЖЕНИЕМ ПОЕЗДОВ

1.1. Разработка системы управления движением поездов для участка железной 10 дороги с диспетчерской централизацией
1.1.1. Анализ структуры и функционирования системы диспетчерской центра- 10 лизации «Сетунь»

1.1.2. Анализ структуры и функционирования системы автоведения поездов

1.1.3. Структура вычислительного комплекса взаимодействия системы автове- 15 дения поезда и системы диспетчерской централизации

1.2. Структура и классификация систем виртуализации

1.3. Анализ уязвимостей виртуальной компьютерной сети и средств ее за- 28 щиты

1.4. Законодательная база информационной безопасности

1.5. Выводы по главе I

II РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ 37 ВИРТУАЛЬНОГО ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА
2.1. Анализ алгоритмов и моделей функционирования виртуальных компь- 37 ютерных систем
2.2. Расчет нагрузки на ресурс вычислительного комплекса для обеспечения 40 функционирования комплексной системы управления движением поездов
2.3. Разработка модели вычислительного комплекса и ее тестирование
2.4. Расчет характеристик работы вычислительного комплекса при работе в сис- 55 теме управления движением
2.5. Определение эффективности использования вычислительного 59 комплекса
2.6. Выводы по главе II
III ВОЗМОЖНЫЕ УЯЗВИМОСТИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА И МЕ- 65 ТОД БОРЬБЫ С НИМИ
3.1. Использование средств резервирования вычислительного комплекса для 65 повышения надежности его функционирования
3.2. Резервирование вычислительного комплекса

3.3. Моделирование работы вычислительного комплекса в условиях проведения 75 информационной атаки
3.4. Определение маршрутов возможных атак на вычислительный комплекс
3.5. Выводы по главе III
IV РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ЗАЩИЩЕННОСТИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬ- 84 НОГО КОМПЛЕКСА И ЕГО ПРИЛОЖЕНИЙ
4.1. Статистика уязвимостей и эффективности систем защиты информационных 84 систем
4.2. Анализ алгоритмов и моделей безопасности компьютерных сетей
4.3. Моделирование атаки на вычислительный комплекс при условии крипто- 96 графической защиты информации
4.4. Разработка метода определения эффективности системы защиты вычисли- 105 тельного комплекса
4.5. Результаты расчета эффективности системы защиты вычислительного
комплекса
4.6. Выводы по главе IV
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Список сокращений

ВВЕДЕНИЕ
Стратегией развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года определена важная роль развития высокоскоростного железнодорожного транспорта и создания технологической платформы «Высокоскоростной интеллектуальный железнодорожный транспорт» [1].
На ближайшую перспективу целью разработки Технологической платформы является внедрение единой комплексной системы управления движением высокоскоростных поездов (до 400 км/ч) с многоуровневым обеспечением безопасности движения, а также создание интеллектуальной среды эксплуатации высокоскоростного железнодорожного транспорта.
К основным задачам и функциям Технологической платформы относятся:
1. интеграция современных машиностроительных и информационных технологий и средств автоматизации в транспортную инфраструктуру для повышения безопасности и эффективности транспортного процесса;
2. разработка интеллектуальных логистических систем управления перевозочным процессом для высокоскоростного железнодорожного транспорта в увязке с другими транспортными системами, в том числе для обеспечения энергоэффективного управления движением;' создание «интеллектуального» поезда со встроенной системой автоведения и самодиагностики;
3. создание единого информационно-коммуникационного пространства транспорта с обеспечением информационной защиты на основе средств цифровой связи со стандартизованными технологиями идентификации, навигации и позиционирования, а также применения, спутниковых технологий ГЛОНАСС/СРЗ.
Из-за большой протяженности железных дорог России (86 тыс. км дорог общего назначения), высокой стоимости прокладки и обслуживания особенность их эксплуатации заключается в том, что одно и то же полотно используется как для грузового, так и пассажирского движения. Учитывая значительные расстояния между городами, связываемыми высокоскоростным движением, прокладка специальных линий на настоящий момент экономически не оправдана и в ближайшее время не планируется. В связи с этим перед службами РЖД встает проблема организации движения высокоскоростного подвижного состава в графике движения поездов со средними эксплуатационными характеристиками. При этом организация движения должна соответствовать принципам оптимизации по времени следования поездов и их энергозатратам. Реализовать это можно только за счет повышения пропускной способности железных дорог.
Для обеспечения безопасности движения поездов на железной дороге (ж.д.) используется диспетчерская централизация (ДЦ), выполняющая управление из одного пункта стрелка-

вания мероприятий по управлению информационной безопасностью и основные меры управления информационной безопасностью. В частности в нем указано, что при управлении информационной безопасности должны решаться задачи:
- анализ уязвимостей, построение моделей нарушителей и угроз безопасности информационных активов;
- анализ и оценка рисков нарушения информационной безопасности АИТС и информационных активов; разработка моделей их защиты;
- формирование требований безопасности информационных активов, предъявляемых к АИТС ОАО «РЖД»;
- определение направлений обеспечения информационной безопасности АИТС ОАО «РЖД» и разработка общих тактико-технических требований по обеспечению безопасности информации;
- разработка требований к подсистемам обеспечения информационной безопасности АИТС, оценка их соответствия и контроль выполнения;
- обеспечение требуемого уровня информационной безопасности посредством проектирования, разработки, внедрения, оценки соответствия и сопровождения систем обеспечения4 информационной безопасности;
В СТО РЖД 1.18.002 указано, что все создаваемые АИТС ОАО «РЖД» должны разра-« батываться с учетом требований нормативно-правовых документов, российских и международных национальных стандартов, а также приведены основные принципы оценки информационной безопасности.
Важно отметить, что стандарт определяет принцип функциональной интеграции специализированных программно-технических комплексов защиты с программно-техническими комплексами передачи и обработки информации, имеющими собственные встроенные средства защиты с мощной функциональностью (операционные системы рабочих станций и серверов, активное сетевое оборудование). Это обеспечивает достижение высокого уровня защищенности при минимизации затрат на внедрение. Еще один базовый принцип построения АИТС должен состоять в сегментировании сети по территориально-производственной принадлежности с разделением функций и ролей. Этот принцип подразумевает физическое или виртуальное разделение локальных вычислительных сетей и информационных ресурсов структурных единиц ОАО «РЖД» с жестким распределением прав доступа к ресурсам между персоналом.
1.5. Выводы по главе I
Для интеграции современных информационных технологий в транспортную инфра-