Методы проектирования систем защиты информации в нейросетевых вычислительных средах

• Автор: Нестерук, Геннадий Филиппович
• Шифр специальности: 05.13.19
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 373 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛОГИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ И ТЕХНИЧЕСКИХ

СИСТЕМ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ.

1.1. Особенности защиты информации в биологических системах

1.2. Биосистемная аналогия в архитектуре ИТсистем

1.3. Биосистемная аналогия в информационнополевой структуре СЗИ.

1.4. Биосистемная аналогия в механизмах защиты информации

1.5. Биосистемная аналогия в эволюционных процессах.

Выводы по главе 1

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ

В НЕЙРОСЕТЕВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СРЕДАХ.
2.1. Моделирование адаптивной системы защиты информации
2.2. Средства описания нейросетевых систем защиты информации.
2.3. Формализация процессов в адаптивной системе защиты информации
2.4. Структурные модели нейросетевой элементной базы.
Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ
ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ В НЕЙРОСЕТЕВЫХ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СРЕДАХ.
3.1. Метод проектирования адаптивных систем защиты информации
3.2. Подход к проектированию СЗИ в составе ИТсистем
3.3. Методы адаптации нейросетевых систем защиты информации
Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. КОМПЛЕКС ОЦЕНОК ДЛЯ АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ
ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ.
4.1. Разработка показателей информационной
защищенности ИТсистем.
4.2. Разработка показателей функциональной устойчивости нейросетевых СЗИ.
4.3. Аналитические исследования методов адаптации систем защиты информации
4.4. Аналитические исследования архитектурных решений адаптивных систем защиты информации
Выводы по главе.4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Наблюдается тенденция перехода от программной эмуляции к программ-но-аппаратной реализации НС и увеличение числа разработок нейросетевых СБИС []. Нейрокомпьютер СЫАРБ на базе наращиваемых процессорных узлов - Ри выполнен как мультипроцессор Б1МО. На кристалле реализованы Ри, выполняющие функцию ФН с аппаратной реализацией операций умножения и сложения с накоплением, и содержащие локальную память весов. Наращивание обеспечивается подключением кристаллов к магистрали []. X на матрицу весов IV в формате упакованных восьмибайтных слов и развитыми средствами адресации через специализированные порты к двум банкам памяти) []. Рассматриваются Р1Л, реализующие функцию ФН, в виде стандартного обрабатывающего узла с архитектурой локальной общей шины [], либо в виде элемента систолической матрицы [, ]. Систолические матрицы Ри, характеризуются наличием ближних связей, распределенной арифметикой и локальной памяти весов. Общей чертой (и концептуальным недостатком) известных ИТ-систем является применение последовательного по сути командного управления даже для решения задач с высокой степенью параллелизма. Анализ показал, что при разработке архитектурных решений адаптивной СЗИ целесообразно использовать принципы: 1) многофункционального использования памяти, 2) монолитного исполнения систем, 3) управления вычислениями в соответствии с УПД, 4) построения СЗИ в нейросетевом базисе. Два первых положения обеспечиваются технологическими возможностями и направлены на минимизацию пересылок информации за счет перенесения функций обработки информации в память и монолитной реализации системы. Подобные СЗИ обладают высокой регулярностью структуры и технологичностью изготовления, так как используют память в качестве основы для построения. Третий принцип позволяет реализовать параллелизм задачи без вмешательства в процесс решения задачи, а четвертое положение - реализовать достоинства предыдущих принципов в традиционных областях применения НК. Биосистемная аналогия в информационно-полевой структуре адаптивной защиты ИТ-систем находит свое отражение в избыточном распределенном хранении, параллельной распределенной обработке и наследовании информации в виде распределенных информационных полей СЗИ. Специфика свойств НС обусловлена способохМ представления информации в форме нечеткого адаптивного избыточного распределенного информационного поля. Первая связана с наличием допустимой окрестности изменения сигнала, нахождение в которой значений как весов, так и передаваемой в сообщениях информации не вызывает изменения реализуемой НС функции, описанной в виде ПНП. Вторая характеризуется коррекцией не отдельного функционального параметра ФН, а системы межнейронных связей информационного поля НС. Третья позволяет сохранить функциональность СЗИ при потере или намеренном искажении фрагментов информационного поля НС за счет избыточного распределенного представления информации. В технических системах процесс обработки информации автоматизирован за счет программного управления. По мнению автора [] пакетной нейросете-вой программой - ПНП можно описать структуру распределенного информационного поля НС, в то время как в большинстве ИТ-систем программа является формализованным описанием детерминированного процесса реализации некоторой функции посредством управляющих слов - команд [, ]. Как данные, так и команды представляются в ИТ-системе согласно иерархическому подходу: алфавит —> слог —» слово —> сообщение []. Для представления распределенных процессов, свойственных нсйросете-вым СЗИ, можно использовать аппарат асинхронных параллельных схем программ [, ]. Процесс представляется упорядоченной последовательностью схем программ, каждая из которых является ориентированным графом, содержащим 2 типа вершин: операторные вершины (ОВ), предназначенные для представления преобразований информации, и вершины объекта-данного (ОД), соответствующие передаваемым по межнейронным связям значениям данных. При параллельном срабатывании готовых к обработке ОВ происходит трансформация текущей схемы программы и переход к последующей.