МОДЕЛЮВАННЯ ЖИВУЧОСТІ ТА ВІДНОВЛЕННЯ ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ МЕРЕЖ В УМОВАХ ДІЇ КІБЕРЗАГРОЗ
DOI:
https://doi.org/10.32689/maup.it.2024.1.2Ключові слова:
інформаційно-комунікаційні системи, стійкість, живучість, когнітивно-імітаційна модель, моделювання відновлення, кібератаки, інфраструктурні мережіАнотація
У статті досліджується актуальна проблема централізації та ієрархізації інформаційно-комунікаційних мереж (ІКМ), яка призвела до розробки методів оцінки та усунення слабких місць у фізичній та функціональній інфраструктурі ІКМ. Розвиток сучасних ІКМ та послуг, що базуються на них, призвів до такого рівня складності та централізації, коли глобальні системні збої та каскадні сценарії недоступності ІКМ у майбутньому стають неодмінними. З’ясовано, що існуючі методи моделювання відновлення ІКС можна розділити на дві категорії: аналіз факторів відновлення та аналіз структурної і/або функціональної моделі системи. Доведено, що ІКМ мають розподілену архітектуру, але спостерігається тенденція до централізації та ієрархізації. Приділено увагу специфіці ICN як інфраструктурного об’єкта. У роботі запропоновано когнітивно-імітаційну модель відновлення ІКМ (CSM ICN), яка базується на загальній моделі CSM CTS та використовується для комплексного прогнозування та сценарного моделювання можливих збоїв та сценаріїв недоступності ІКМ. CSM ICN використовує орієнтований граф (орграф) для моделювання компонентів ICN та зв’язків між ними. Модель може бути «мережевою» (з акцентом на зв’язки) або гібридною (з додаванням «віртуальних вузлів» для причинно-наслідкових зв’язків). Кожен вузол моделює частину ICN, її елемент або робочий компонент. Вузли мають характеристики, що включають час і характер відновлення. Модель використовує критерій Бірнбаума для оцінки впливу виходу з ладу одного елемента на інші. Відновлення вузла моделюється як змінне число кроків дискретного часу. Модель використовує три типи функцій відновлення для різних рівнів підготовленості систем і має 4 рівні оцінки. Модель може оцінювати каскадні сценарії, коли вихід з ладу одного елемента призводить до збоїв в інших частинах ICN. Висновки. Отже, моделювання сценаріїв відновлення й перезапуску ІКМ дозволить виявити потенційні вразливості, аналізувати каскадні сценарії недоступності ІКМ у випадку дії надзвичайних подій та природних форс-мажорів. Застосування CTS ICN сприятиме значному підвищенню живучості та стійкості експлуатації ІКМ в умовах зовнішніх атак, помилок персоналу та впливу інших надзвичайних подій та форс-мажорів.
Посилання
Балашова Л., Галкін А., Мельник Т., Шевчук С. Найбільший збій за останні роки: оператор Kyivstar із 24 млн абонентів не працює. Імовірна причина – кібератака. Що відомо. URL: https://forbes.ua/innovations/naybilshiy-zbiy-za-ostanni-roki-operator-kiivstar-iz-24-mlnabonentiv-ne-pratsyue-imovirna-prichina-kiberataka-shchovidomo-12122023-17826.
Бойко В. Д. Моделювання кібернетичної складової живучості складних технічних систем / Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Інформаційні управляючі системи та технології» (ІУСТ-Одеса-2014), 23–25 вересня 2014 року. Одеса, 2014. C. 239–241.
Бойко В. Д. Оцінка живучості та стійкості компонентів інформаційних систем за допомогою когнітивно-імітаційного моделювання / Європейський вибір України, розвиток науки та національна безпека в реаліях масштабної військової агресії та глобальних викликів ХХІ століття (до 25-річчя Національного університету «Одеська юридична академія» та 175– річчя Одеської школи права) / ed. by Ківалов С. В. Одеса: Видавничий дім «Гельветика», 2022. C. 746–749.
Інформація про Kyivstar – Forbes Ukraine. URL: https://forbes.ua/profile/kiivstar-244
Інформація про Lifecell – Forbes Ukraine. URL: https://forbes.ua/profile/lifecell-574
Інформація про Vodafone. Forbes Ukraine. URL: https://forbes.ua/profile/vodafone-251
Масштабний збій у роботі Київстар – з якими проблемами стикнулись у регіонах – УНІАН. URL: https://www.unian.ua/incidents/masshtabniy-zbiy-u-roboti-kijivstar-z-yakimiproblemami-stiknulis-u-regionah-12481575.html
Некряч О. Ієрархічні системи управління конвергентними мережами // Зв’язок. – Міністерство зв’язку України, 2015. – Is. 5. P. 11–13.
Через несправність мобільного оператора Київстар відключення вуличного освітлення відбуваються в ручному режимі – Львівська міська рада. URL: https://cityadm.lviv.ua/news/city/housing-and-utilities/299531-chereznespravnistiu-
mobilnoho-operatorakyivstar-vidkliuchennia-vulychnoho-osvitlennia-vidbuvaiutsia-v-ruchnomu-rezhymi
AP Agency by. Skype blackout due to surge of reboots. 2007. URL: https://www.latimes.com/archives/la-xpm-2007-aug-21-fi-skype21-story.html.
Arak V. The Microsoft Connection Clarified. 2007. URL: https://web.archive.org/web/20080220105941/http://heartbeat.skype.com/2007/08/ the_microsoft_connection_explained.html.
Barrett C., Beckman R., Channakeshava K., Huang F., Kumar V. S. A., Marathe A., Marathe M. V., Pei G. Cascading failures in multiple infrastructures: From transportation to communication network / 2010 5th International Conference on Critical Infrastructure (CRIS). – IEEE, 2010
Barzashka I. Are Cyber-Weapons Effective? Assessing Stuxnet’s Impact on the Iranian Enrichment Programme // The RUSI Journal. – Taylor & Francis, 2013. – Vol. 158, no. 2. P. 48–56.
Bi W., MacAskill K., Schooling J. Old wine in new bottles? Understanding infrastructure resilience: Foundations, assessment, and limitations // Transportation Research Part D: Transport and Environment. – Elsevier BV, 2023. – Vol. 120. P. 103–793.
Boyko V., Rudnichenko N., Kramskoy S., Hrechukha Y., Shibaeva N. Concept Implementation of Decision Support Software for the Risk Management of Complex Technical System // Advances in Intelligent Systems and Computing: Selected Papers from the International Conference on Computer Science and Information Technologies, CSIT 2016, September 6-10 Lviv, Ukraine» / ed. by Shakhovska N. – Cham: Springer International Publishing, 2017. P. 255–269.
Boyko V., Vasilenko M., Slatvinska V. Survivability and sustainability of smart city information system components // Municipal economy of cities. – O.M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv, 2021. – Vol. 6, no. 166. P. 20–27.
Bruneau M., Chang S. E., Eguchi R. T., Lee G. C., O’Rourke T. D., Reinhorn A. M., Shinozuka M., Tierney K., Wallace W. A., Winterfeldt D. von. A Framework to Quantitatively Assess and Enhance the Seismic Resilience of Communities // Earthquake Spectra. – SAGE Publications, 2003. – Vol. 19, no. 4. P. 733–752.
Cimellaro G. P., Reinhorn A. M., Bruneau M. Framework for analytical quantification of disaster resilience // Engineering Structures. – Elsevier BV, 2010. – Vol. 32, no. 11. P. 3639– 3649.
Dent S. Amazon, Reddit, Twitter and Twitch Impacted by Huge Network Outage. URL: https://www.engadget.com/amazon-reddit-twitter-twitch-fastly-outage-131112143.html.
Harihara J. Skype Outage: An Update, and an Apology. 2015. URL: https://web.archive.org/web/20151204065003/http://heartbeat.skype.com/2015/09/ skype_outage_an_update_and_an.html.
Isaac M., Conger K. Facebook, Instagram and WhatsApp Suffer Outages. 2019. URL: https://www.nytimes.com/2019/03/14/technology/facebook-whatsapp-outage.html.
Isaac M., Frenkel S. Facebook and Instagram Are Down for Many Users. URL: https://www.nytimes.com/2021/10/04/technology/facebook-down.html.
Isumi M., Nomura N., Shibuya T. Simulation of Post-Earthquake Restoration of Lifeline Systems // International journal of mass emergencies and disasters. 1985. – Vol. 3, no. 1. P. 87–105.
Kates R. W. Assessing the Assessors: The Art and Ideology of Risk Assessment // Ambio. 1977. – Vol. VI, no. 5. P. 247–252.
Kates R. W. Dealing With Disaster // Science Year. 1976. P. 166–179.
Kates R. W., Pijawka D. From Rubble to Monument: The Pace of Reconstruction // Reconstruction Following Disaster / ed. by Haas J. E., Kates R. W., Bowden M. J. – Cambridge, MA: MIT Press, 1977. P. 1–23.
Miles S. B., Burton H. V., Kang H. Community of Practice for Modeling Disaster Recovery // Natural Hazards Review. – American Society of Civil Engineers (ASCE), 2019. – Vol. 20, no. 1.
Rausand M., Høyland A. System Reliability Theory: Models, Statistical Methods, and Applications, Second Edition / 2nd ed. – Wiley-Interscience, 2003.
Scott M. Skype Service Disrupted for Some Users Worldwide. 2015. URL: https://www.nytimes.com/2015/09/22/technology/skype-service-disrupted-for-some-usersworldwide.html.
Sobhaninia S., Buckman S. T. Revisiting and adapting the Kates-Pijawka disaster recovery model: A reconfigured emphasis on anticipation, equity, and resilience // International Journal of Disaster Risk Reduction. – Elsevier BV, 2022. – Vol. 69. P. 102–738.
