Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Владимирский государственный университет

• Название: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Владимирский государственный университет
• Анкор: zashchita-informatsii-v-telekommunikatsiyakh-asu-tp-khimicheskoi-promyshlennosti
• Дата: 12.04.2023
• Размер: 6.36 Mb.
• Имя файла: zashchita-informatsii-v-telekommunikatsiyakh-asu-tp-khimicheskoi.doc
• Тип: Диссертация; #1055613
• страница: 8 из 25

Эффективность механизмов защиты информации в значительной сте­пени зависит от реализации ряда принципов. Во-первых, механизмы защиты следует проектировать одновременно с разработкой информационно- управляющей системы, что позволяет обеспечить их бесконфликтность, своевременную интеграцию в вычислительную среду и сокращение затрат. Во-вторых, вопросы защиты следует рассматривать системно, дополняя на­ружную защиту встроенными механизмами защиты компонентов АСУ ТП. И, наконец, следует учитывать тот факт, что промышленные системы созда­ются для длительной эксплуатации без замены или модернизации. Поэтому проверка эффективности СЗИ должна быть произведена в начале промыш­ленной эксплуатации.

Предлагаемый автором системный подход обеспечивает адекватную многоуровневую защиту информации, рассматриваемую как комплекс орга­низационных и технических мероприятий. Кроме того, при реализации меха­низмов защиты должны использоваться передовые, научно обоснованные технологии защиты, обеспечивающие требуемый уровень безопасности, при­емлемость для пользователей и возможность наращивания и модификации СЗИ в дальнейшем.

Создание систем безопасности АСУ ТП охватывает широкий круг во­просов, в число которых входит:

• 
  обеспечение целостности,
  
• 
  обеспечение конфиденциальности и аутентичности информации;
  
• 
  разграничение прав пользователей по доступу к ресурсам автоматизи­рованной системы;
  
• 
  защита автоматизированной системы и ее элементов от несанкциони­рованного доступа;
  
• 
  обеспечение живучести всех элементов системы;
  
• 
  защита поддерживающей инфраструктуры системы.
  

Построение защищенных систем не ограничивается выбором тех или иных аппаратных и программных средств защиты. Необходимо владеть оп­ределенными теоретическими знаниями и практическими навыками. Для это­го необходимо, во-первых, понять, что представляет собой защищенная сис­тема, какие к ней предъявляются требования, рассмотреть существующий опыт создания подобных систем и причины нарушения их безопасности и, во-вторых, определить, какие функции защиты и каким образом должны быть реализованы, и как они противодействуют угрозам и устраняют причи­ны нарушения информационной безопасности [26, 27, 28, 29].

Основой или составными частями любой автоматизированной системы (в том числе и системы защиты информации АСУ ТП) являются:

• 
  Нормативно-правовая и научная база;
  
• 
  Структура и задачи автоматизированной системы;
  
• 
  Организационные меры и методы;
  
• 
  Программно-технические способы и средства.
  

Далее следует выделить основные направления в общей проблеме обеспечения информационной безопасности АСУ ТП:

• 
  Защита объектов автоматизированной системы;
  
• 
  Защита процессов, процедур и программ обработки информации;
  
• 
  Защита информации в каналах связи;
  
• 
  Подавление побочных электромагнитных излучений;
  
• 
  Защита поддерживающей инфраструктуры;
  
• 
  Управление системой защиты.
  

Разработанная автором методика (последовательность шагов) построе­ния СЗИ (Рисунок 2.8), которая в равной степени применима для всех на­правлений защиты АСУ ТП, предполагает следующую последовательность действий, основанную на системном подходе и учитывающую особенности АСУ ТП и химической промышленности [32]:

1. 
   Изучение нормативно-правовой и научной базы в области информа­ционной безопасности применительно к промышленным системам повышен­ной опасности.
   
2. 
   Определение информации, подлежащей защите в рабочих станциях, контроллерах, телекоммуникациях, устройствах сопряжения с объектом.
   
3. 
   Выявление полного множества потенциально возможных угроз и ка­налов утечки информации в штатном, предаварийном и аварийном режимах работы АСУ ТП.
   
4. 
   Составление реестра встроенных механизмов защиты аппаратных и программных средств АСУ ТП, не препятствующих её работе в темпе про­цесса.
   
5. 
   Проведение экспертной оценки уязвимости информации и рисков при имеющемся множестве угроз и каналов утечки.
   
6. 
   Определение требований к СЗИ с учётом использования встроенных механизмов защиты.
   
7. 
   Включение встроенных и выбор внешних средств защиты информа­ции и их характеристик.
   
8. 
   Оформление документации на СЗИ как на подсистему АСУ ТП.
   
9. 
   Внедрение и организация использования выбранных мер, способов и средств защиты.
   
10. 
    Осуществление контроля целостности и управление СЗИ в течение всего срока эксплуатации.
    

Указанная последовательность действий должна осуществляться не­прерывно по замкнутому циклу, с проведением оперативного анализа (сила­ми разработчиков) состояния СЗИ АСУ ТП и уточнением требований к ней после каждого шага. Экспертная оценка уязвимости информации и рисков необходима как до создания СЗИ (блок 5), так и после её внедрения (блока 9).

Г	Изучение нормативно-правовой и научной базы
	1		11
2	Определение информации, подлежащей защите		->	со и
	1			и
3	Выявление угроз и каналов утечки	«-	-*	3
	1			га о
14	Составление реестра встроенных механизмов защиты	4-		ю и &
				о
1ь	Проведение экспертной оценки уязвимости и рисков	«-	Н>	и
	1			г о
Г	Определение требований к СЗИ			£
	1
1'	Включение встроенных и выбор внешних средств защиты		->	ИМ
Г8	1
	Оформление документации на СЗИ	<*-	->	3 3
				н СЗ
19	Внедрение выбранных мер, способов и средств защиты		->	а, « С
				О
ш | Осуществление контроля целостности и управление СЗИ		«-

Рисунок 2.8 - Методика построения СЗИ. Непрерывный цикл создания системы защиты

информации в АСУ ТП

Применяя данную методику необходимо помнить что наибольший эф­фект достигается тогда, когда:

• 
  все используемые средства, методы и мероприятия объединяются в единый, целостный механизм защиты информации;
  
• 
  механизм защиты должен проектироваться параллельно с созданием систем обработки данных, начиная с момента выработки общего замысла по­строения системы;
  
• 
  функционирование механизма защиты должно планироваться и обес­печиваться наряду с планированием и обеспечением основных процессов ав­томатизированной обработки информации;
  
• 
  необходимо осуществлять постоянный контроль функционирования механизма защиты.
  

2.5 Выводы

1. 
   Рекомендовано, наряду с комплексом внешних мер защиты, которые в 8САХ)А-системах ограничиваются системой паролей и дублированием ка­налов и оборудования, применять на нижнем уровне АСУ ТП аппаратурные компоненты и программные продукты, имеющие встроенные механизмы за­щиты информации. Алгоритмы работы этих механизмов защиты необходимо исследовать, оценить и доработать.
   
2. 
   Выработаны рекомендации по выбору интеллектуальных датчиков, и локальных сетей для них.
   
3. 
   Обосновано использование универсальных 8САОА-систем, имею­щих полный набор встроенных средств защиты, которые можно задейство­вать в нужной комбинации для конкретного применения.
   
4. 
   Обоснованы особые требования к аппаратуре и телекоммуникациям АСУ ТП в химической индустрии. В дополнение к существующим междуна­родным стандартам, определяющим только базовые механизмы безопасно­сти, рекомендовано применять также специализированные стандарты и руко­водства.
   
5. 
   Разработана методика создания СЗИ в АСУ ТП.
   

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯХ АСУ ТП

Особенности сложных АСУ ТП большой размерности привели к тому, что главной проблемой оценки их надежности и безопасности давно стали не расчеты показателей, а громоздкость и трудоемкость процессов построения необходимых математических моделей. Невозможность построения таких моделей старыми, традиционными ручными (не автоматизированными) тех­нологиями привела к тому, что в организациях и на предприятиях промыш­ленности практическое моделирование и оценка надежности и безопасности АСУ ТП давно не производится ни на стадиях проектирования, ни в процессе эксплуатации [31, 33].

Однако при оценке информационной безопасности АСУ ТП, особенно на нижнем уровне, где используются сети с централизованным детерминиро­ванным доступом, можно обойтись очень простыми моделями. В силу детер­минированности в них не требуется имитировать и генерировать потоки зая­вок на захват магистрали и анализировать время ожидания обслуживания. Случайной является лишь длина кадров. Причём, если рассматривать режим настройки отдельно от режима эксплуатации, то распределение длин посы­лок с сети близко к экспоненциальному. Наиболее вероятны самые короткие посылки. Длина посылок увеличивается для многоканальных узлов. А число повторных запросов (при исключительных ответах) в основном зависит от вероятности битовых ошибок (фактически от уровня помех).

Уровень безопасности телекоммуникационной системы сильно зависит от конкретной физической среды передачи. Таблица 3.1 содержит эту зави­симость в виде значений вероятности битовой ошибки для различных физи­ческих сред передачи [33].

Таблица 3.1 - Безопасность различных сред передачи Вероятность ошибки передачи бита информации	Среда передачи
> КГ5	Радиоканал
10"4	Неэкранированный кабель
10°	Экранированная витая пара
10"ь- 10'у	Цифровой канал ISDN
10"у	Коаксиальный кабель
Ю-12	Оптический кабель