Ценность информации. 21удк 004. 056 519. 1 А. О. Авсентьев Определение ценности информации
 Скачать 340.27 Kb.
|
|
А.О. Авсентьев. Определение ценности информации Доклады ТУСУРа, том 19, № 1, 2016 21 УДК 004.056:519.1 А.О. Авсентьев Определение ценности информации Рассмотрен подход к определению численного значения обобщенного показателя ценности информации на ос- нове логико-лингвистической модели оценки свойств, характеризующих этот показатель, и метода попарных сравнений, используемого для определения численных значений коэффициентов важности этих свойств. Ключевые слова: информация, свойства информации, обобщенный показатель ценности информации, коэф- фициент важности, метод попарных сравнений. doi: 10.21293/1818-0442-2016-19-1-21-24 Информация как обеспечивающий ресурс ка- кой-либо деятельности характеризуется ее основ- ными свойствами. Количество этих свойств и их возможные состояния обусловливают ценность ин- формации для обеспечиваемой деятельности [1–3]. В процессе информационного обмена с исполь- зованием различных каналов и линий связи осуще- ствляются различного рода преобразования этой информации, обусловленные условиями реализации процедур ее обработки, хранения и изменения мате- риального носителя [1]. При этом соответствующие изменения претерпевают и свойства информации. В [1] рассматривается подход к описанию рас- сматриваемых процедур как композиции операторов на множестве состояний этой информации при ее преобразовании из некоторого исходного состояния в конечное, т.е. в состояние, в котором информация будет принята потребителем. Кроме того, при фор- мировании обобщенного показателя ценности ин- формации в этой работе рассматриваются известные подходы к определению такого рода показателя. При этом считается, что каждое свойство информации измеримо [1–3]. Вследствие разнородности различных свойств информации способы измерения их численных зна- чений также разнородны [4, 5]. По этой же причине, как показано в [1–5], степень важности рассматри- ваемых свойств для обеспечиваемой деятельности может быть определена только экспертным путем. В настоящей работе предлагается решение сформулированных в [1] задач количественной оценки разнородных свойств информации и коэф- фициентов их важности с учетом потребностей кон- кретной деятельности. При этом для оценки числен- ных значений рассматриваемых свойств информа- ции предлагается использование аппарата теории нечетких множеств, а определение соответствующих коэффициентов важности осуществляется с помо- щью метода анализа иерархий Саати [6]. Формирование перечня свойств информации, характеризующего ее ценность для обеспечиваемой деятельности Перечень свойств информации, характеризую- щий ее ценность, определяется видом и целями обеспечиваемой деятельности [1, 7]. Этим обсто- ятельством обусловлена тесная взаимосвязь разно- родных свойств информации в рамках обобщенного показателя ее ценности. По аналогии с [1] обозначим множество С свойств информации в виде выражения С = {с i / i = 1, 2, ..., I}, где c i – i-е свойство информации. В качестве основных свойств, характеризующих ценность информации для обеспечиваемой деятель- ности, в [1, 7, 8] рассматриваются: достоверность, полнота, конфиденциальность, скрытность, свое- временность, адекватность, релевантность, толе- рантность, понятность, разборчивость и др. c 1 – достоверность – соответствие полученной информации действительной обстановке [1]; c 2 – полнота информации – её достаточность для принятия правильных решений [1, 7]; c 3 – конфиденциальность – это свойство, позво- ляющее не давать права на доступ к информации или не раскрывать ее содержание неполномочным лицам [8]; c 4 – скрытность – это свойство, позволяющее скрыть факт передачи информации [1]; c 5 – своевременность – это поступление инфор- мации не позже заранее назначенного момента вре- мени, согласованного со временем решения постав- ленной задачи [8]; c 6 – адекватность – уровень соответствия виду обеспечиваемой деятельности; c 7 – релевантность – это показатель информа- ции, который характеризует соответствие ее потреб- ностям обеспечиваемой деятельности [7]; c 8 – толерантность – это показатель, характе- ризующий удобство восприятия и использования информации в процессе решения задач обеспечи- ваемой деятельности [7]; c 9 – понятность – это соответствие словарю язы- ка общения, отражающему в полной мере лексику, используемую в обеспечиваемой деятельности; c 10 – разборчивость – это показатель, характери- зующий правильность интерпретации информации пользователями и др. Рассмотрим взаимосвязь перечисленных свойств в рамках деятельности конфиденциального характера, осуществляемой в условиях угроз безо- пасности информации. УПРАВЛЕНИЕ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ИНФОРМАТИКА Доклады ТУСУРа, том 19, № 1, 2016 22 Использование различного рода физических полей для передачи информации от источника по- требителю в интересах обеспечиваемой деятельно- сти по образованному для этих целей основному каналу связи [1–3] обусловливает формирование побочного канала связи, который используется зло- умышленником для перехвата этой информации и является источником угроз ее безопасности. Очевидно, что в этих условиях достоверная ин- формация (свойство c 1 ), отражающая лишь некото- рые аспекты обеспечиваемой деятельности, т.е. ин- формация, имеющая недостаточную степень полно- ты (свойство c 2 ), не может обеспечить требуемую степень эффективности этой деятельности. С другой стороны, достоверная и с достаточной степенью полноты отражающая основные аспекты обеспечиваемой деятельности информация в усло- виях нарушения ее конфиденциальности (свойство c 3 ) может быть использована злоумышленником для снижения эффективности этой деятельности. При этом при невозможности получения доступа к со- держанию конфиденциальной информации для зло- умышленника может представлять интерес сам факт информационного обмена (нарушение свойства c 4 ) в интересах обеспечиваемой деятельности с целью его использования для блокирования такого обмена или снижения показателя c 5 своевременности ин- формации. Своевременность информации характеризует временные характеристики информационного обме- на. При этом достоверная, полная, конфиденциаль- ная и скрытно переданная информация при ее преж- девременном поступлении, когда потребитель не готов к ее восприятию, не может быть эффективно использована в интересах обеспечиваемой деятель- ности. С другой стороны, информация подвержена фактору старения, и превышение времени ее прохо- ждения от источника к получателю некоторого зна- чения, соответствующего этому фактору, может уже не соответствовать реальному состоянию этой дея- тельности. При высоких значениях показателей c 1 – c 5 свойств информации и низком значении показателя c 6 ее адекватности информация не может быть ис- пользована в качестве обеспечивающего ресурса рассматриваемой деятельности. Показатель c 7 свойства релевантности инфор- мации, характеризующий избыточность передавае- мых в процессе информационного обмена сообще- ний, определяется как отношение объема полезной для обеспечиваемой деятельности части информа- ции, содержащейся в этих сообщениях, к общему их объему. При этом увеличение общего объема сооб- щений может привести к соответствующему увели- чению времени прохождения информации, т.е. к снижению показателя c 5 своевременности инфор- мации. Низкое значение показателя c 8 толерантности информации, характеризующего удобство ее воспри- ятия и использования в процессе решения задач обеспечиваемой деятельности, в свою очередь может привести к увеличению времени обработки инфор- мации, передаваемой по каналам связи от источника к получателю, т.е. к снижению показателя c 5 ее свое- временности. Показатели c 9 и c 10 характеризуют, по сути, воз- можность использования полученной информации в интересах обеспечиваемой деятельности. При этом их слишком низкое значение при приемлемых показа- телях c 1 – c 4 и c 6 – c 8 также может привести к сниже- нию показателя c 5 своевременности информации, связанному с необходимостью повторной передачи непонятных или неразборчивых ее фрагментов. Очевидно, что перечисленные свойства разно- родны, и измерение их численных значений пред- ставляется задачей достаточно сложной. Однако следует отметить, что данные свойства объединяют два обстоятельства. Первое обстоятельство состоит в том, что данные свойства характеризуют ценность одной и той же информации или ее фрагмента – со- общения. Второе обстоятельство обусловлено ис- пользованием этой информации в качестве обеспе- чивающего ресурса некоторой деятельности. Аналитически взаимосвязь перечисленных свойств информации применительно к некоторому сообщению x из их множества x X по аналогии с [1] можно представить в виде обобщенного показа- теля ценности: 1 I i i i Z x w x c x , (1) где c i ( x) – набор измеримых показателей свойств информации для сообщения x, (i = 1, …, 10); w i ( x) – весовые коэффициенты, характеризующие важность соответствующих свойств информации для рассмат- риваемой деятельности, определяемые экспертным путем; I – количество свойств информации, опреде- ляющих ценность сообщения. Логико-лингвистическая модель для численной оценки свойств информации и их актуальности для формирования обобщенного показателя ее ценности В связи с разнородностью указанных свойств информации для определения их численных значе- ний целесообразно введение некоторой безразмер- ной величины V min V V max В качестве одного из способов решения данной задачи может быть использован лингвистический подход [9–12]. В рамках этого подхода каждый пока- затель, характеризующий свойство информации c i , представляется некоторой лингвистической пере- менной V i Формально лингвистические переменные опре- деляются кортежем < , V, U >, (2) где – наименование лингвистической переменной; V = {V 1 , ... V i , ... V I } – базовое терм-множество, или множество значений лингвистических переменных, представляющих собой наименования нечетких пе- ременных, областью определения которых является четкое множество U. А.О. Авсентьев. Определение ценности информации Доклады ТУСУРа, том 19, № 1, 2016 23 В таблице приведены значения элементов кор- тежа (2) для лингвистической переменной «Досто- верность информации c 1 ». Элементы кортежа для лингвистической переменной «Достоверность информации c 1 » V 1 V 2 V 3 V 4 V 5 U Достоверность информации, c 1 Очень низкая Низ- кая Сред- няя Вы- со- кая Очень высо- кая 0–100 Нечеткие переменные, в свою очередь, опреде- ляются кортежем [12] ˆ , , i V U V , (3) где V i – наименование нечеткой переменной, V i {V}; U = {Ui} – область ее определения, или универсальное множество; ˆ , i V U – нечеткое множество на U, описывающее ограничения на воз- можные числовые значения нечеткой переменной. :U [0,1] – отображение множества U в еди- ничный отрезок [0, 1] – функция принадлежности нечеткого множества V. На рис. 1 представлена графическая интерпре- тация для лингвистической переменной «Достовер- ность информации c 1 ». 10 30 40 50 60 70 80 90 100 U 1 V 5 V 1 2 V 20 2 2 V 1 3 V 2 3 V 3 3 V 1 4 V 2 4 V 0 Рис. 1. Функции принадлежности лингвистической переменной «Достоверность информации c 1 » Предложенная формализация нечетких понятий и отношений обеспечивается введением соответст- вующих нечетких и лингвистических переменных, нечеткого множества и их взаимосвязей [11, 12]. Это позволяет, с одной стороны, обеспечить переход от словесных описаний свойств информации к число- вым, с другой стороны, дает возможность произво- дить числовую оценку актуальности исследуемого свойства информации для обобщенного показателя ее ценности. Множество значений нечетких переменных { V} и области определения четкого множества { U}, а также вид функции принадлежности определяют- ся экспертным путем применительно к виду обеспе- чиваемой деятельности. Определение коэффициентов важности свойств информации методом Саати С привлечением экспертов определим важность описанных выше свойств информации, обеспечи- вающей деятельность конфиденциального характера [11]. Для этого расположим свойства с i в порядке их приоритета для исследуемой деятельности: с 3 , с 1 , с 2 , с 5 , с 6 , с 4 , с 7 , с 8 , с 9 , с 10 Определим лингвистические значения эксперт- ных оценок приоритетных критериев коэффици- ентов важности w i ( x) в (1): – одинаковые; – несколько больше; – существенно больше; – значительно больше; – абсолютно больше; – не сравнимы. В соответствии с подходом, изложенным в [6], коэффициенты w i должны удовлетворять условию 1 1 I i i w Матрица W = ( w ij ) попарных сравнений для этих коэффициентов строится с учетом следующего правила: 1, если одинаково важные; 3, если несколько больше; 5, если существенно больше; 7, если значительно больше; 9, если абсолютно больше; 0, если не сравнимы. ij w (4) При условии w ji = ( w ij ) –1 матрица W = (w ij ) для свойств информации, описанных выше, с учетом критериев их приоритетных оценок будет иметь вид 1 3 1 7 3 5 5 7 9 9 0,333 1 0,333 7 3 3 5 7 9 9 1 3 1 7 3 5 7 9 9 9 0,143 0,143 0,143 1 0,333 0,2 0,333 3 5 7 0,333 0,333 0,333 3 1 3 5 5 7 9 0,333 0,2 0,2 5 0,333 1 3 7 7 9 0,2 0,2 0,143 3 0,143 0,333 1 5 7 9 0,143 0,143 0,111 0,333 0,2 0,143 0,2 1 3 5 0,111 0,111 0,111 0,2 0,143 0 W ,143 0,143 0,333 1 3 0,111 0,111 0,111 0,2 0,111 0,111 0,111 0,2 0,333 1 Вычисления коэффициентов w i , выполненные с использованием программного продукта Mathcad 15, дают следующие результаты: w 1 = 0,239; w 2 = 0,155; w 3 = 0, 254; w 4 = 0,038; w 5 = 0,116; w 6 = 0,09; w 7 = 0,058; w 8 = 0,024; w 9 = 0,015; w 10 = 0,011. В качестве примера для c i свойств информации, имеющих коэффициент важности w i > 0,1, опреде- лим c i = 1; i = 1, 2, 3, для свойств c i с коэффициентом важности 0,1 > w i 0,05 определим c i = 0,75; i = 5, 6, 7, при w i < 0,05 определим c i = 0,5; i = 4, 8, 9, 10. То- гда значение Z(x) обобщенного показателя ценности информации применительно к сообщению x в соот- ветствии с (1) будет иметь вид Z(x) = 0, 239 1 + 0,155 1 + 0, 254 1 + 0,116 0,75 + + 0,09 0,75 + 0,058 0,75 + 0,038 0,5 + 0,024 0,5 + + 0,015 0,5 + 0,011 0,5 = 0,89. Очевидно, что максимальное значение обоб- щенного показателя ценности информации будет при одинаково важных свойствах c i , т.е. при w i = 0,1 и очень высоких значениях показателей всех μ УПРАВЛЕНИЕ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ИНФОРМАТИКА Доклады ТУСУРа, том 19, № 1, 2016 24 свойств, характеризующих информацию, c i = 1, Z(x) max = 1. Заключение Таким образом, предложенный подход позволя- ет получить численное значение обобщенного пока- зателя ценности информации как ресурса обеспечи- ваемой деятельности, а показатель (1) при этом мо- жет быть использован в качестве критерия для оцен- ки характеристик каналов связи и различного рода преобразующих устройств, описанных в [1, 2]. Литература 1. Авсентьев А.О. Формирование обобщенного пока- зателя ценности информации в каналах связи / А.О. Авсентьев, О.С. Авсентьев // Вестник Воронежского института МВД России. – 2015. – № 3. – С. 55–63. 2. Авсентьев А.О. Моделирование и оптимизация процессов передачи и защиты информации в каналах свя- зи / А.О. Авсентьев, О.С. Авсентьев, В.В. Меньших // Специальная техника. – 2015. – № 5. – С. 47–50. 3. Авсентьев А.О. Модель оптимизации процесса обеспечения требований к свойствам информации при ее передаче по каналам связи / А.О. Авсентьев, В.В. Мень- ших // Вестник Воронежского института МВД России. – 2015. – № 4. – С. 147–154. 4. Шанкин Г.П. Ценность информации. Вопросы тео- рии и приложений. – М.: Филоматис, 2004. – 128 с. 5. Morbhead D.R. The value of information and computer-aided information seeking: problem formulation and application to fiction retrieval / D.R. Morbhead, А.М. Pejtersen, W.В. Rouse // Information Processing & Management. – 1984. – Vol. 20, № 5–6. – P. 583–601. 6. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерар- хий. – М.: Радио и связь, 1993. – 320 с. 7. Основы информационной безопасности: учебник для высших учебных заведений МВД России / под ред. В.А. Минаева и С.В. Скрыля. – Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2001. – 464 c. 8. Парфенов В.И. Защита информации: словарь. – Воронеж: ГНИИИПТЗИ ФСТЭК России, 2003. – 210 с. 9. Заде Л.А. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. – М.: Мир, 1976. – 168 с. 10. Модели принятия решений на основе лингвисти- ческой переменной / А.Н. Борисов и др. – Рига: Зинатне, 1982. – 256 с. 11. Катина А.М. Экспертная оценка системы знаний / А.М. Катина, С.В. Шидловский // Доклады ТУСУРа. – 2006. – № 5 (13). – С. 36–39. 12. Авсентьев О.С. Обеспечение конфиденциаль- ности при подготовке специалистов по защите информа- ции для органов внутренних дел: модели управления. – Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2007. – 185 с. __________________________________________________ Авсентьев Александр Олегович Канд. техн. наук, преподаватель каф. физики Воронежского института МВД России Эл. почта: aoaao8787@mail.ru Avsent’ev A.O. Estimation of the information value The article deals with the approach of the determination of numeral meaning of the general information index, based on the logical-linguistic model for assessment of properties, that characterize this index. Moreover, the method of pairwise comparisons, that is used to determine the numeral meaning of the importance coefficients of these properties is described. Keywords: information, information properties, general information index, coefficient of importance, method of pairwise comparisons. |