БАГАТОРІВНЕВА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ВАЛІДАЦІЯ МЕТОДОЛОГІЇ КІБЕРСТІЙКОСТІ РОЗУМНОГО РЕГІОНУ: ВІД ФОРМАЛЬНОЇ ВЕРИФІКАЦІЇ ДО ТЕСТУВАННЯ АПАРАТНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ В ЦИКЛІ, ПІЛОТНОГО РОЗГОРТАННЯ ТА ЗОВНІШНЬОГО ВІДТВОРЕННЯ
DOI:
https://doi.org/10.32689/maup.it.2026.2.11Ключові слова:
експериментальна перевірка, апаратне забезпечення в циклі, зовнішня реплікація, зрілість кіберстійкості, сценарії атак, базові рівні, відтворюваність, розумний регіонАнотація
Об’єкт дослідження. Багаторівнева валідація методології кіберстійкості взаємозалежних сервісів розумного регіону. Проблема. Результати формальної перевірки, моделювання, апаратного тестування, пілотного впровадження та зовнішнього відтворення не є взаємозамінними, а відсутність зв’язку між твердженнями й доказами спричиняє необґрунтоване узагальнення ефектів. Мета. Розробити та частково перевірити відтворювану програму валідації від V0 до V5. Методи. Сформовано дванадцять сценаріїв атак і відмов A1-A12, шість ресурсно порівнюваних конфігурацій B0-B5, парні абляції конвеєра доказів, цифрового двійника і контролера політик; передбачено синхронізовані траси, спільні часові маркери, довірчі інтервали, розміри ефектів і корекцію множинних порівнянь. Результати. За агрегатами V3 конфігурація B5 порівняно з B1 зменшила середній час виявлення з 43,1 до 8,5 с (на 80,3 %), час відновлення – з 399 до 122 с (на 69,4 %), забезпечила точність перевірки цілісності 98,7 % за накладних витрат менш як 6 % і підвищила нормалізований індекс стійкості з 0,71 до 0,93. Особливості результату. На відміну від оцінювання окремого вузла, архітектура поєднує рівні валідації, простежуваність «твердження-доказ» і рівні зрілості I0-I4, розмежовуючи лабораторну причинність, операційну здійсненність і зовнішню переносимість. Зміни пояснюються спільною роботою перевіреного конвеєра телеметрії, моделі міжсекторних залежностей і обмеженого контролера відновлення. Практичне використання можливе у контрольованій регіональній інфраструктурі за однакового ресурсного бюджету, синхронізованих вимірювань, перевірених правил безпеки та явного врахування меж доказів. Висновки. Агрегати підтверджують описовий доказ концепції інтегрованої системи, але не визначають причинний внесок компонентів без журналів запусків, завершених абляцій, пілоту V4 і незалежної реплікації V5.
Посилання
Bocci, A., Forti, S., Ferrari, G.-L., & Brogi, A. (2023). Declarative Secure Placement of FaaS Orchestrations in the Cloud-Edge Continuum. Electronics, 12, 1332. https://doi.org/10.3390/electronics12061332
Yang, F., Sun, Y., Gao, Q., & Chen, X. (2024). EDI-C: Reputation-Model-Based Collaborative Audit Scheme for Edge Data Integrity. Electronics, 13, 75. https://doi.org/10.3390/electronics13010075
Fett, M., Kraft, M., Wilking, F., Goetz, S., Wartzack, S., & Kirchner, E. (2024). Medium-Level Architectures for Digital Twins: Bridging Conceptual Reference Architectures to Practical Implementation in Cloud, Edge and Cloud–Edge Deployments. Electronics, 13, 1373. https://doi.org/10.3390/electronics13071373
El-Hajj, M. (2024). Leveraging Digital Twins and Intrusion Detection Systems for Enhanced Security in IoT-Based Smart City Infrastructures. Electronics, 13, 3941. https://doi.org/10.3390/electronics13193941
Cho, H., Sung, J.-H., Kang, H.-J., Jang, J., & Shin, D. (2025). Quantifying Cyber Resilience: A Framework Based on Availability Metrics and AUC-Based Normalization. Electronics, 14, 2465. https://doi.org/10.3390/electronics14122465
Tao, F., Zhang, H., Liu, A., & Nee, A.Y.C. (2019). Digital Twin in Industry: State-of-the-Art. IEEE Trans. Ind. Inform., 15, 2405–2415. https://doi.org/10.1109/TII.2018.2873186
Alcaraz, C., & Lopez, J. (2022). Digital Twin: A Comprehensive Survey of Security Threats. IEEE Commun. Surv. Tutor., 24, 1475–1503. https://doi.org/10.1109/COMST.2022.3171465
Rose, S., Borchert, O., Mitchell, S., & Connelly, S. (2020). Zero Trust Architecture. NIST Special Publication 800-207. National Institute of Standards and Technology: Gaithersburg, MD, USA. https://doi.org/10.6028/NIST.SP.800-207
Shi, W., Cao, J., Zhang, Q., Li, Y., & Xu, L. (2016). Edge Computing: Vision and Challenges. IEEE Internet Things J., 3, 637–646. https://doi.org/10.1109/JIOT.2016.2579198
Kritzinger, W., Karner, M., Traar, G., Henjes, J., & Sihn, W. (2018). Digital Twin in Manufacturing: A Categorical Literature Review and Classification. IFAC-PapersOnLine, 51, 1016–1022. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.08.474
Sengupta, J., Ruj, S., & Das Bit, S. (2020). A Comprehensive Survey on Attacks, Security Issues and Blockchain Solutions for IoT and IIoT. J. Netw. Comput. Appl., 149, 102481. https://doi.org/10.1016/j.jnca.2019.102481
Mozzaquatro, B.A., Agostinho, C., Goncalves, D., Martins, J., & Jardim-Goncalves, R. (2018). An Ontology-Based Cybersecurity Framework for the Internet of Things. Sensors, 18, 3053. https://doi.org/10.3390/s18093053
Dietz, M., & Pernul, G. (2020). Unleashing the Digital Twin’s Potential for ICS Security. IEEE Secur. Priv., 18, 20–27. https://doi.org/10.1109/MSEC.2019.2961650
Aghazadeh Ardebili, A., Lezzi, M., & Pourmadadkar, M. (2024). Risk Assessment for Cyber Resilience of Critical Infrastructures: Methods, Governance, and Standards. Appl. Sci., 14, 11807. https://doi.org/10.3390/app142411807
Chandola, V., Banerjee, A., & Kumar, V. (2009). Anomaly Detection: A Survey. ACM Comput. Surv., 41, 15. https://doi.org/10.1145/1541880.1541882
Xu, H., Yu, W., Griffith, D., & Golmie, N. (2018). A Survey on Industrial Internet of Things: A Cyber-Physical Systems Perspective. IEEE Access, 6, 78238–78259. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2884906
Ranaweera, P., Jurcut, A. D., & Liyanage, M. (2021). Survey on Multi-Access Edge Computing Security and Privacy. IEEE Commun. Surv. Tutor., 23, 1078–1124. https://doi.org/10.1109/COMST.2021.3062546
de Neira, A. B., Kantarci, B., & Nogueira, M. (2023). Distributed Denial of Service Attack Prediction: Challenges, Open Issues and Opportunities. Comput. Netw., 222, 109553. https://doi.org/10.1016/j.comnet.2022.109553
Fuller, A., Fan, Z., Day, C., & Barlow, C. (2020). Digital Twin: Enabling Technologies, Challenges and Open Research. IEEE Access, 8, 108952–108971. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2998358
Minerva, R., Lee, G.M., & Crespi, N. (2020). Digital Twin in the IoT Context: A Survey on Technical Features, Scenarios, and Architectural Models. Proc. IEEE, 108, 1785–1824. https://doi.org/10.1109/JPROC.2020.2998530
Sharma, A., Kosasih, E., Zhang, J., Brintrup, A., & Calinescu, A. (2022). Digital Twins: State of the Art Theory and Practice, Challenges, and Open Research Questions. J. Ind. Inf. Integr., 30, 100383. https://doi.org/10.1016/j.jii.2022.100383
Homaei, M., Mogollon-Gutierrez, O., Sancho, J.C., Avila, M., & Caro, A. (2024). A Review of Digital Twins and Their Application in Cybersecurity Based on Artificial Intelligence. Artif. Intell. Rev., 57, 201. https://doi.org/10.1007/s10462-024-10805-3
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
