Таратылған желілерде ақпаратты қорғау модельдерін құру

ӘОЖ: 002.5 М 79

МУСИНОВ ҚУАНТАЙ ТӨЛЕУҒАЛИҰЛЫ

ТАРАТЫЛҒАН ЖЕЛІЛЕРДЕ АҚПАРАТТЫ ҚОРҒАУ

МОДЕЛЬДЕРІН ЖОБАЛАУ ЖӘНЕ ҚҰРУ

6М060200 - Информатика

АВТОРЕФЕРАТ Информатика магистрі ғылыми дәрежесін алу

үшін дайындалған диссертация

Семей, 2019 ж Зерттеудің өзектілігі. Заманауи әлемде есептеу желісі мен желі қауіпсіздіктерінің маңыздылығын асыра бағалау өте күрделі. Олар біздің тіршілігіміздің ажырамас бөлігі болып қалыптасты, ондағы біздің өміріміздің әрбір аспектісіне маңызды әсер ететін минуттық кескін, көптеген тәсілдерді сипаттауды талап етеді. Мысалы, жеке көзқарас тұрғысынан бір қажеттіліктің өзі сымсыз телефон, мәтіндік хабарлама, Facebook, Twitter, шоттарды онлайн шығару тәрізді заттарға әсерін қарастырады және қолдану барысында біздің өміріміздің әртүрлі аспектілерін басқара отырып, бір – бірімен өзара байланыста болады.

Бизнес көзқарасы тұрғысынан, сауданың тұрақты өсіп келе жатқан ауқымды, Интернет арқылы жоғары жылдамдықта жүргізілетін сандық транзакциялары басым кәсіпорын екендігі анық. Осы ортада, қағаз транзакциялар жылдам жоғалады және осылайша есептеу желілері, олардың аспектілері мен салдарлары туралы түсінікке ие адамдарға деген қажеттілік туындайды. Осы білім қатаң техникалық ортаның заманауи талаптарында тіршілік пен тиімді жұмыс үшін алғышарт болып табылады, ондағы компьютерлік желілер мен техникалық 4 қауіпсіздік саласындағы жетістіктер тіпті күн сайын өзгереді.

Желіде сақталатын файлдар қолжетімділігі қорға көшіру көмегімен қатамасыз етіледі. Бұл қасақана түрі өзгертілген немесе өшірілген файлдарға қарсы қорғаудың соңғы желісіне сәйкес келеді. Осыдан бұрын қолмен жасалған осы бақылауларды автоматтандыру, деректерді жасандылықтан немесе жоғалтудан қорғайды. Қолжетімділікті бақылау сенімді енгізілуі тиіс, өйткені ақпарат мақсатты көшіріп алынуы немесе жүйеден өшірілуі мүмкін, көбіне бұл туралы иегер білмейді. Қор көшірмелері тұрақты түрде мақсатты файлдардың мұрағатталғындығына көз жеткізу үшін тексерілуі тиіс. Адамдардың жүйенің осы және басқа элементтерімен өзара әрекеттесуі тиісті түрде жүргізілуі тиіс.

Таратылған желілердегі ақпараттың қауіпсіздігі - ең басты заманауи есептеу саласындағы коммуникациялар мен желілер рөлінің маңыздылығымен байланысты қауіпсіздік проблемаларын шешеді.

Коммуникалық және желілік қауіпсіздікті білудің негізгі салалары:

 Сәйкестендірілген коммуникациялар (конвергенция, коллаборация, хабарламалар жіберу).

 Коммуникативті топология (орталықтандырылған, бөлінген, бұлт, желі).

 Желілік шлюздер, бағдарлағыштар, коммутаторлар және құрылым (қолжетімділік бақылауды сегменттеу, жолақтан тыс басқару, OSI деңгейлері).

 Бақылау үрдісі және технологиялар (қадағалау, орналастыру, уақыттарды реттеу, басқарушылық нормасы, жазбалардың түйіндесуі).

Мұның барлығы коммуникациялық және желілік қауіпсіздік доменінің бір бөлігі болып табылады.

Таратылған желілерде ақпараты қорғаудың басты талаптарының бірі болып «Шифрлеу» табылады. Шифрлеу математикалық алгоритмдерді қолдану принциперін, тәсілдері мен әдістерін және деректердің оның тұтастығын, құпиялығын және түпнұсқалығын қамтамасыз ету үшін ақпаратқа айналуын реттейді.

Шифрлеуді білудің негізгі салаларына келесілер кіреді:

 Криптографикалық құрылымдардың аспектілері мен шектеулерін анықтау.

 Криптографикалық кілттік тіршілік циклін анықтау (құру, тарату, тіркеу, қайта құру).

 Біріктірілген криптографикалық шешімдерді әзірлеу (Ашық кілттердің инфрақұрылымы (АКИ)), API іріктеу, сәйкестендіргіш жүйелер интеграциясы).

Деректердің қауіпсіздігі бойынша маман криптографикалық аппаратураны таңдаумен, жүзеге асырумен және бақылаумен, корпоративтік саясатты және шифрлеу стандарттарын қабылдаумен байланысты жауапкершілікті түсінуі тиіс. Бұл сандық қолдарды бақылау, АКИ әрекетке енгізу және криптографикалық кілттерді басқарумен байланысты проблемаларды және қатерлерді шешудің қауіпсіз әдістерін қамтуы мүмкін.

Диссертациялық жұмыстың мақсаты: Таратылған компьютерлік желілердің компьютерлік моделін және таратылған желілерде ақпараттық қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін ақпаратты криптографиялық қорғау құралдарын жасау қажет. Диссертациялық жұмыстың мақсатын құру барысында келесі аспектілерді қамтимыз:

 Диссертациялық жұмыстың мақсатын іске асыратын зерттеу есептері;

 Таратылған желілерде яғни аймақтық жнлілерде, есептеулерді жүргізу мүмкіндіктер бар орталықтандырылған желінің жұмысын компьютерлік модельдеу (симуляциялық)

жүйесін және біртипті желілердің ақпараттың қорғалуы үшін жобаланған криптографиялы алгоритмдерге компьютерлік эксперимент жүргізу мақсатымен сол түйіндердің жағдайын анықтау үшін мониторинг жүргізетін жүйені құру;

 Дәстүрлі емес шифрлау алгоритмі және басқа да криптографиялық рәсімдерді пайдалана отырып блоктық симметриялық шифрлау жүйесін әзірлеу, талдау және бағдарлама құрып жүзеге асыру;

 Құрылған крипто - алгоритмдердің бағдарламалық және аппаратты – бағдарламалық қамтамасыз етудің іске асыратын мүмкіндіктерін зерттеп іске асыру.

Зерттеу нысаны: таратылған яғни аймақтық есептеуіш желілерде ақпараттың қауіпсіздігі.

Зерттеу пәні: 1) қалдық класстар жүйесіне негізделген шифрлау алгоритмдері;

2) компьютерлік моделдеу жүйесінің орталықтандырылмаған желісі.

Зерттеу әдістері: Зерттеудің ғылыми жаңалығы: Осы диссертация жазу барысында зерттеуде көрсетілген міндеттерді орындау кезінде алынған нәтижелер:

Таратылған желілерде жасалған криптографиялық алгоритмдердің көмегімен есептеулерді орындау мүмкіндігі бар орталықтандырылмаған желінің компьютерлік модельдеу жүйесі құрылды;

Фейстель желісін, шифрлау режимдерін пайдаланып дәстүрлі емес шифрлау алгоритмі негізінде блоктық симметриялық шифрлау алгоритмдері құрылды;

Құрылған шифрлеу алгоритмін бағдарламалық қамтамасыз етудің орындалуын талдау мақсатымен объектілі – бағытталған тәсілді пайдалана отырып желілік сақинасында GF(2) коэффициенттерімен жұмысын жүзеге асыратын компьютерлік модель жобаланды;

Құрылған шифрлеу алгоритмін аппаратты – бағдарламалық қамтамасыз ету мақсатымен бағдарламалынатын логикалық негізінде GF(2) коэффициенттерімен азайтылмайтын полиномның модулі бойынша көбейткіш жасалды.

Диссертацияның құрылымы: Диссертация жұмысы кіріспеден, екі бөлімнен, қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімінен және қосымшадан тұрады.

Кіріспеде диссертациялық жұмыста таңдалған

тақырыптың өзектілігі қарастырылған. Ғылыми – зерттеу жұмысының мақсаты, нысаны, пәні және зерттеу міндеттері тұжырымдалған. Жасалған зерттеулердің нәтижелері, олардың ғылыми жаңалығы мен практикалық маңыздылығы көрсетілген.

Бірінші бөлімде таратылған компьютерлік желілерге танымал протоколдар мен қосымшалардың мысалында талдау жасалған. Осындай нұсқадағы желілердегі болатын ақпараттық қауіпсіздіктің негізгі қатерлері анықталған. Осы жүйелердегі криптографиялық қорғаудың негізгі мақсаттары көрсетілген. «Internet of Thins» концепциясы негізінде құрылатын таратылған желілерде қажет болатын ақпараттық қауіпсіздікті қамтамасыз ететін әдістерге қысқаша шолу жасалынған. Осы мәселелерді шешуге арналған негізгі әдістер көрсетілген. Олардың бірі позициялы емес санақ жүйесін қолдану болып табылады. Бұл диссертациялық жұмыста осы санақ жүйесіне негізделген блоктық шифрлеу алгоритмдерді құрастыруы қарастырылады.

Екінші бөлімде таратылған желілерде есептеулерді жүргізуге мүмкін болатын таратылған желілерді компьютерлік моделдеудің жүйесін құру бойынша орындалған жұмыстардың нәтижелеріне арналған. Қолданыстағы белгілі жүйелерге талдау жасалған. Құрылған орталықтандырылмаған желілерді компьютерлік моделдеудің жүйесінің сипаттамасы берілген.

Құрылған жүйе негізгі үш компоненттен тұрады: желі топологиясын құрастыру және бақылау жасау; процесстерді басқару компоненті; есеп орындайтын желінің түйіні. Желі түйіні бөлек процесс түрінде орындалады.

Осы процестер нақты компьютерлік желі негізінде орындалатын виртуалды желіні құрайды. Әрбір виртуалды түйін бақылау жүйесіне хабарламаларды жіберіп тұрады. Хабарламаның құрылымы оны тудыратын оқиғаға байланыста болады. Мысалы, хабарламалар желіге жаңа түйін қосылу кезінде, немесе, желінің басқа белгілі параметрлері өзгерген кезде жіберіледі. Яғни бұндай виртуалды желі оқиғаларға негізделген сұлба бойынша жұмыс істейді.

Қорытынды бөлімде диссертацияның негізгі нәтижелері мен тұжырымдары беріледі.