Статья 'Анализ возможностей адаптации общей схемы иммунной системы в системах противодействия вторжениям ' - журнал 'Вопросы безопасности' - NotaBene.ru
по
Меню журнала
> Архив номеров > Рубрики > О журнале > Авторы > О журнале > Требования к статьям > Редсовет > Порядок рецензирования статей > Политика издания > Ретракция статей > Этические принципы > Политика открытого доступа > Оплата за публикации в открытом доступе > Online First Pre-Publication > Политика авторских прав и лицензий > Политика цифрового хранения публикации > Политика идентификации статей > Политика проверки на плагиат
Журналы индексируются
Реквизиты журнала

Публикация за 72 часа - теперь это реальность!
При необходимости издательство предоставляет авторам услугу сверхсрочной полноценной публикации. Уже через 72 часа статья появляется в числе опубликованных на сайте издательства с DOI и номерами страниц.
По первому требованию предоставляем все подтверждающие публикацию документы!
ГЛАВНАЯ > Вернуться к содержанию
Вопросы безопасности
Правильная ссылка на статью:

Анализ возможностей адаптации общей схемы иммунной системы в системах противодействия вторжениям

Симаворян Симон Жоржевич

кандидат технических наук

доцент, кафедра Прикладной математики и информатики, Сочинский государственный университет

354003, Россия, Краснодарский край, г. Сочи, ул. Пластунская, 94

Simavoryan Simon Zhorzhevich

PhD in Technical Science

Associate Professor, Department of Applied Mathematics and Computer Science, Sochi State University

354003, Russia, Krasnodarskii krai, g. Sochi, ul. Plastunskaya, 94

simsim@mail.ru
Другие публикации этого автора
 

 
Симонян Арсен Рафикович

кандидат физико-математических наук

доцент, кафедра прикладной математики и информатики, ФГБОУ ВО "Сочинский государственный университет"

354000, Россия, г. Сочи, ул. Островского, 37, кв. 91

Simonyan Arsen Rafikovich

PhD in Physics and Mathematics

Associate Professor, Department of Applied Mathematics and Computer Science, Sochi State University

354000, Russia, g. Sochi, ul. Ostrovskogo, 37, kv. 91

oppm@mail.ru
Другие публикации этого автора
 

 
Попов Георгий Александрович

доктор технических наук

Заведующий кафедрой Информационной безопасности, Астраханский государственный технический университет

414025, Россия, Астраханская область, г. Астрахань, ул. Татищева, 16

Popov Georgii Aleksandrovich

Doctor of Technical Science

Head of the Department of Information Security, Astrakhan State Technical University

414025, Russia, Astrakhanskaya oblast', g. Astrakhan', ul. Tatishcheva, 16

popov@astu.org
Другие публикации этого автора
 

 
Улитина Елена Ивановна

кандидат физико-математических наук

доцент, кафедра Прикладной математики и информатики, Сочинский государственный университет

354003, Россия, Краснодарский край, г. Сочи, ул. Пластунская, 94

Ulitina Elena Ivanovna

PhD in Physics and Mathematics

Associate Professor, Department of Applied Mathematics and Computer Science, Sochi State University

354003, Russia, Krasnodarskii krai, g. Sochi, ul. Plastunskaya, 94

ulitina@rambler.ru
Другие публикации этого автора
 

 

DOI:

10.25136/2409-7543.2020.4.33736

Дата направления статьи в редакцию:

24-08-2020


Дата публикации:

13-11-2020


Аннотация.

Предметом исследования является задача анализа возможностей применения механизмов функционирования иммунной системы человека (ИмС) применительно к системам обеспечения информационной безопасности (ОИБ) в автоматизированных системах обработки данных (АСОД).Объектами исследования являются: ИмС и системы ОИБ в АСОД. Исследование в работе проводится на базе достижений системно-концептуального подхода к защите информации в АСОД, разрабатываемых в рамках финансируемого проекта РФФИ № 19-01-00383 в части создания интеллектуальных систем защиты информации на основе нейросетевых систем обнаружения атак (СОВ) и механизмов искусственных иммунных системВ работе проведен анализ на аналогию и различие между структурами ИмС и ОИБ. Особое внимание было уделено на выявление особенностей функционирования механизмов по обнаружению зловредных вторжений в эти системы соответственно. Методологические исследования выбранного направления исследований проводятся с использованием достижений в области создания СОВ, построенных с использованием искусственных иммунных механизмов, функционирующих подобно ИмС. Основным результатом проведенного исследования является вывод о том адаптивные системы обеспечения информационной безопасности, содержащие в себе средства и механизмы защиты, построенные по аналогии с иммунной системой человека, могут обеспечить успешную и эффективную защиту информации в АСОД. Особенность и важность данного вывода заключается в том, что реализовать его возможно, и это несмотря на то, что нет полной аналогии между структурами ИмС и ОИБ, более того, многие механизмы защиты реализованные в ИмС отсутствуют в системах ОИБ и наоборот.

Ключевые слова: иммунная система, интеллектуальные системы, защита информации, обеспечение информационной безопасности, системы обнаружения вторжений, стратегии защиты информации, нейронные системы, адаптируемые системы, система обнаружение атак, программная защита информации

Abstract.

The subject of this research is the analysis of possible implementation of the mechanisms of functionality of human immune system applicable to information security systems in automated data processing systems. The objects of this research are the human immune system, information security systems, and automated data processing systems. The research is conducted on the basis of achievements of systemic-conceptual approach towards information protection in automated data processing systems, developed within the framework of the project sponsored by the Russian Foundation for Basic Research No. 19-01-00383 on creation of intelligent information protection systems based on the neural network intrusion detection systems and  the mechanisms of artificial immune systems. The article reviews similarity and difference between human immune system and information security systems. Special attention is given to identification of peculiarities of functionality of the mechanisms on detection of harmful intrusions into these systems respectively. Methodological research on the topic are carried out using the achievements in the area of creation of neural network intrusion detection system, built on the basis of artificial immune mechanisms that function similar to human immune system. The main result consists in the conclusion that adaptive information security systems containing the means and mechanisms of protection and built by analogy with the human immune system, may provide successful and effective protection of information in automated data processing systems. The specificity and importance of this conclusion is substantiated by the fact that it can be implemented despite the absence of full analogy between human immune system and information security system; moreover, multiple mechanism of protection implemented in human immune system are absent in the information security system, or the other way around.

Keywords:

adaptable systems, neural systems, information protection strategies, intrusion detection systems, information security support, information protection, intelligent systems, immune system, attack detection system, software information protection

Введение

Проблема противодействия вторжениям (атакам) в автоматизированных системах обработки данных (АСОД), то есть атакам на информационные ресурсы этих систем непосредственно в зоне нахождения этих ресурсов, продолжает оставаться одной их важнейших в системах обеспечения информационной безопасности (ОИБ). С одной стороны, появление все

новых злонамеренных вредоносных программ, использующих все более изощренные и эффективные технологии вторжения, а с другой стороны, естественное запаздывание в реакции типовых средств противодействия атакам, нередко является залогом успешности злонамеренной атаки. Типовым средствам противодействия требуется определенное время для того, чтобы сформировать механизмы нейтрализации новоявленных злонамеренных угроз. Поэтому настоятельно встает задача формирования таких механизмов противодействия угрозам, которые бы в режиме реального времени смогли бы своевременно и адекватно среагировать на новые атаки.

В работах [1],[2],[3] предлагается использовать для этих целей системы и механизмы, аналогичные механизмам противодействия живых организмов на атаки микроорганизмов, прежде всего микробов, бактерий и вирусов - все эти механизмы являются частью иммунной системы живого организма. Поэтому в качестве образца для копирования и подражания при построении систем нейтрализации вторжений предлагается использовать иммунную систему человека, как наиболее эффективную и успешную при решении задачи защиты организма от внешних вторжений, хотя вопрос о том, является ли иммунная система человека наиболее совершенной, требует серьезных научных обоснований. Отметим, что последние сообщения о наличии бессимптомных проявлений заражения COVID-19 указывают на несовершенство иммунной системы человека: после обследования экипажа авианосца «Теодор Рузвельт» у порядка 60% членов экипажа (из 600 заболевших моряков) заболевание проходило бессимптомно [4] – речь идет о крепких здоровых мужчинах, состояние здоровья которых постоянно находится под постоянным контролем. То есть иммунная система по крайней мере у 60% населения планеты (реально существенно больше, поскольку у большинства населения состояние здоровья намного хуже, чем у военных моряков США) просто оказалась неспособной выявить наличие массированной уничтожающей атаки на организм, оказалась «слепой и глухой». «В отношении COVID-19 мы узнаем, что скрытность в форме бессимптомной передачи является секретным оружием этого врага», — заявил контр-адмирал ВМФ США Брюс Джиллингем [4]. Тем не менее, за неимением ничего лучшего с точки зрения противодействия чужеродным вторжениям выбрана иммунная система человека в качестве образца для подражания, то есть в качестве аналога.

Заметим, что в указанных выше работах [1],[2],[3] используются лишь отдельные вырезки и фрагменты из иммунной системы человека.

В данной работе проводится анализ возможности формирования аналога иммунной системы (ИмС) человека в максимальной ее конфигурации в системах информационной безопасности, которые реализуются с помощью искусственных иммунных систем (ИИС), и прежде всего в тех ее подсистемах, которые связаны с противодействием вторжениям. Отметим, что элементы используемого авторами подхода к построению систем обеспечения информационной безопасности представлены в работах авторов [5],[6],[7] на базе системно-концептуального подхода. В этих положена основа приоритетного направления по дальнейшей разработке теоретических и практических основ построения интеллектуальных систем защиты информации на основе искусственных интеллектуальных систем обнаружения атак на базе системно-концептуального подхода, с применением методов моделирования, обобщения, сравнения, анализа, синтеза и алгоритмизации. В данной работе проводится анализ функциональной структуры иммунной системы человека как механизма противодействия чужеродным вторжениям.

Основная часть.

Для анализа общей функциональной структуры иммунной системы человека как механизма противодействия чужеродным вторжениям, прежде всего, проведем сравнительный анализ понятийной базы в сфере иммунологии и в сфере ОИБ.

Одним из фундаментальных параметров классификации является разделение всех механизмов защиты, имеющихся в иммунной системе, на врожденные и адаптивные (приобретенные) [8]. Применительно к системам ОИБ данное деление равносильно разделению всех механизмов ОИБ на тех, которые формируются в системе защиты на стадии ее разработки и создания - аналог врожденным механизмам, и механизмы, которые внедряются в систему ОИБ на стадии ее эксплуатации - аналог адаптивных механизмов ИмС. Однако, в этом плане имеются очень важные отличия между ИмС и системами ОИБ, реализованными с помощью ИИС. Именно, врожденные механизмы ИмС существенно отличаются от адаптивных; в частности, во врожденной подсистеме ИмС отсутствует память, и поэтому при повторном появление в организме антигена (то есть инфекций, инвазий, паразитов, микробов и т.п.), с которым организм уже встречался в прошлом, врожденная ИмС повторяет весь прежний цикл защиты, как будто встречается с этим антигеном впервые. В адаптивной же подсистеме ИмС имеется память об антигенах, с которыми организм сталкивался в прошлом. В системах ОИБ различия между встроенными и специфическими механизмами защиты по существу отсутствуют: практически любой из существующих механизмов защиты в системах ОИБ может быть реализован как на стадии создания системы, так и в процессе ее эксплуатации. Отметим, что память, как элемент технологии защиты в системах ОИБ, обычно имеется в виде баз данных (БД) в антивирусных программах, БД по прецедентам и др.

Более того, врожденные механизмы ИмС обладают очень богатой и содержательной внутренней инфраструктурой, включающей большое количество специфических объектов, аналоги которых в системах ОИБ вообще отсутствуют. Поэтому необходимо провести функциональный анализ всех компонентов врожденной ИмС с целью выявления их специфических функций, как компонентов системы защиты организма от чужеродных агентов внешней среды и возможности формирования их аналогов в системах ОИБ, а также аналогичные ИмС схемы функционирования и взаимосвязи этих объектов.

Перечислим основные компоненты врожденной ИмС [8, 9], аналоги которых возможны в системах ОИБ: непосредственно физическая оболочка, само тело и его компоненты (кожа, слизистая оболочка, кашлевой рефлекс); химический барьер (уровень кислотности pH, жирные кислоты); система комплемента, как внеклеточный элемент врожденной ИмС; лихорадка, интерфероны, другие вещества, высвобождаемые лейкоцитами; молекулы, распознающие структуру патогенов; белки сыворотки (β-лизин, фермент лизоцим, полиамины, кинины; фагоцитирующие клетки (гранулоциты, макрофаги, микроглиальные клетки центральной нервной системы). Как видно из приведенного перечисления, врожденная ИмС существенно сложнее существующих встроенных механизмов систем ОИБ. Возможно, создание аналогов многих из перечисленных компонентов ИмС в системах ОИБ позволит существенно повысить уровень обеспечения информационной безопасности в современных АСОД. Данный вопрос требует дальнейшего анализа.

Ниже из перечисленного перечня объектов ИмС выбраны только наиболее важные и востребованные с точки зрения целей данной работы. Отметим, всюду ниже, слово «микроб» используется как единый термин как для микробных, так и для вирусных объектов.

Сравним теперь адаптивные механизмы ИмС и систем ОИБ. Прежде всего, по терминам. Одним из основных понятий адаптивной ИмС является понятие антигена - чужеродного вещества или структуры, которые способны вызывать иммунный ответ, то есть агрессивную реакцию на это вещество/структуру иммунной системы, нацеленную на нейтрализацию (обычно, уничтожение) этого объекта. Теоретически любая молекула может быть антигенной, попав в организм, который воспринимает ее как чужеродную и дает на нее иммунный ответ. Аналогом антигена в системах ОИБ является понятие угрозы (атаки, вторжения).

Следующим важным понятием является понятие антитела (иммуноглобулина) - специальные белки (глобулины), которые «прилипают» к микробам и вызывают их гибель. Также антитела могут нейтрализовать некоторые токсины. В системах ОИБ прямого аналога антителу нет. Более того, пока и не может, поскольку ИмС и системы ОИБ реализованы на основе различных принципов управления. Система ОИБ реализуется на основе принципа централизованного управления, когда все процессы в системе находятся под полным контролем некоторого специального центра управления. Иммунные системы реализованы на основе одного из вариантов распределенного децентрализованного управления, когда имеется множество самостоятельных агентов со своими механизмами адаптивного реагирования (в том числе и управления) и один из центров управления (в ИмС человеческого организма их несколько) влияет на эти агенты через среду, в которой они находятся. Децентрализованное управление имеет более высокий уровень адаптивности по сравнению с централизованной, существенно проще в управлении, но сложнее по структуре, медленнее в реакции.

Отличие принципов управления определяется, прежде всего, масштабами деятельности. ИмС непрерывно противостоит огромному количеству атак (чужеродных агентов) самого разнообразного характера (микробы, бактерии и вирусы, паразиты, насекомые, химические вещества, механические предметы, физические поля и облучения, мутированные клетки организма и др.), в то время как атаки в системах ОИБ происходят существенно реже. Кроме того, в системах ОИБ время реакции является существенно более значимым фактором, чем в системах ИмС. Также укажем, что на платформе управления на основе химических агентов сформировать централизованную систему управления процессом защиты живого организма практические невозможно. Создание же децентрализованных механизмов управления в системах ОИБ представляет интерес, прежде всего, для противодействия угрозам, которые типовая система ОИБ не выявляет и которые совершают свое злонамеренное действие безнаказанно: при наличии большого числа разнообразных относительно самостоятельных стражей-агентов существенно возрастает вероятность обнаружения и выявления угроз, которые ранее совершенно бесследно проникали в систему обработки данных и беспрепятственно исчезали из нее. Однако, пока концепций построения подобных децентрализованных (либо гибридных) систем управления нет.

Сравним теперь основные элементы ИмС и систем ОИБ, непосредственно противостоящих вторжениям. В ИмС этими основными элементами являются естественные барьеры - кожа, слизистая оболочка и т.д. Применительно к системам ОИБ прежде всего, выделим три основные возможные среды проникновения вторжений: физическая, связанные с кражей и хищением материальных ценностей; информационная, связанная с локальными и глобальными сетями; и полевая среда, связанная с физическим, прежде всего, электромагнитные излучения и наводки (искусственные помехи, несанкционированное вещание и передача сигнальной информации). Тогда аналогами естественных барьеров в системах ОИБ являются: в физической среде - внешние ограждения, двери, окна и их проемы, крыша, подвал; в информационной среде – программно-аппаратные средства межсетевого экранирования; для полевой среды - средства экранирования помещений и сооружений, пассивные подавители и установщики помех).

Если антигену удается преодолеть эти препятствия, то он сталкивается с иммунными клетками ИмС. Основные функции распознавания и реагирования выполняют лимфоциты. Выделим следующие основные иммунные клетки, а также опишем возможные их аналоги в системах ОИБ.

Прежде всего, основные типы иммунных клеток, которые первыми встречают опасность, выявляют ее и сигнализируют ИмС о вторжении, являются:

1. Т-хелперы, входящие в группу Т-лимфоцитов; их функция заключается в распознавании конкретных видов микробов и вирусов. Применительно к системам ОИБ аналогами являются подсистемы контроля доступа в информационную систему, в том числе системы идентификации и аутентификации.

2. Базофилы – клетки, участвующие в аллергических реакциях. Но при появлении инородных объектов реагируют на них как на аллерген, выделяя большое количество сигнальных веществ (цитокинов) и привлекая этим другие иммунные клетки в очаг воспаления. Таким образом, базофилы выполняют главным образом сигнальную функцию. Аналогами в системах ОИБ можно считать средства информирования всех ответственных сторон (программно-аппаратных модулей) и субъектов о возникновении нетиповой ситуации, которая может быть вызвана также несанкционированным вторжением. Однако, в системах ОИБ данная функция обычно не отделена от процедур контроля состоянии систем обработки данных и ОИБ. С учетом опыта и эффективности работы иммунной системы, возможно целесообразно выделить указанную сигнальную систему в отдельную модель.

3. Т-киллеры, которые уничтожают зараженные вирусами клетки, чтобы остановить развитие инфекции. Опять же, данная функция в системах ОИБ, связанная с блокированием и возможным уничтожением зараженных программных модулей, их обновлением, заменой, не используется столь активно, как в ИмС. Поэтому, целесообразно провести анализ ввозного выделения данной функции в виде отдельного самостоятельного программно-аппаратного модуля.

4. Т-супрессоры регулируют силу и продолжительность иммунной реакции. То есть контролируют объем выделенных ресурсов на нейтрализацию возникшего вторжения, а также фиксируют факт успешной нейтрализации атаки и возможности отключения средств и ресурсов, выделенных для противодействия вторжению. В точности та же задача решается и в системах ОИБ. Однако, принципиальным отличием решения данной задачи в системах ОИБ является централизованное решение данной задачи, в то время как в ИмС данная задача решается самостоятельно каждым Т-супрессором. Таким образом, прямых аналогов Т-супрессорам в системах ОИБ нет и не может быть в силу централизованного принципа управления в них. Данный вопрос выше обсуждался. При появлении систем ОИБ с децентрализованными механизмами управления в них аналоги Т-супрессоров могут быть созданы в них.

5. В-лимфоциты предназначены для уничтожения чужеродных микробов и вирусов. Механизм их работы: вырабатывают (синтезируют) специальные белки - антитела, которые «прилипают» к микробам и вызывают их гибель. Также антитела могут нейтрализовывать некоторые токсины. В системах ОИБ их возможными аналогами являются различные средства нейтрализации и уничтожения вторжений

6. Натуральные киллеры (NK-клетки). Эти клетки находят и убивают клетки, пораженные вирусами, и раковые клетки. В отличие от Т-киллеров, которые относятся к системе адаптивного иммунитета, NK-клетки относятся к системе врожденного иммунитета. В современных системах ОИБ им аналогов нет. Для реализации идеологии ОИБ, предполагающей наличие аналогов натуральных киллеров, необходимо разбиение крупных программных систем на большую совокупность отдельных автономных модулей, и наличие механизмов восстановления отдельных модулей в случае их заражения злонамеренными программами, повреждения и т.п. Многие существующие программные системы не удовлетворяют описанным требованиям модульного построения. Поэтому в ближайшем будущем аналогов натуральных киллеров в системах ОИБ, по-видимому, не будет.

7. Нейтрофилы и макрофаги. Предназначены для осуществления фагоцитоза, то есть вылавливания и переваривания микробов, а также остатков погибших клеток и других чужеродных или токсичных для организма частиц. Входят в систему врожденного иммунитета – в отличие от В-лимфоцитов, входящих в систему адаптивного иммунитета. Нейтрофилы - это «отряд быстрого реагирования» в системе антимикробной защиты. Около 70% всех нейтрофилов сохраняется в виде резерва, откуда они под влиянием соответствующих стимулов могут экстренно перемещаться через кровь в очаг тканевой деструкции. Макрофаги в системе врожденного иммунитета - это «войска специального назначения». Макрофаги адаптировано созревают в конкретных тканях организма из незрелых клеток - моноцитов. Макрофаги - не очень быстрые клетки, но они рассеяны во всех тканях, и, в отличие от нейтрофилов, им нет необходимости в столь срочной мобилизации. Кроме того, макрофаги выполняют важнейшую роль в процессе презентации антигена, когда макрофаг знакомит другие клетки иммунной системы с кусочками переваренного микроба, что позволяет организму лучше бороться с инфекцией.

Таким образом, в ИмС существуют «силы быстрого реагирования» и «силы специального назначения», ориентированные на защиту конкретных органов человека. В системах ОИБ индивидуальные средства защиты (то есть «силы специального назначения») имеются во многих крупных программных системах, например, в системах управления базами данных. Сил же «быстрого реагирования, то есть средств защиты (даже самых примитивных), способных очень быстро реагировать на вторжение, почти нет, особенно по информационным средам проникновения вторжений. Применительно к физическим средствам можно упомянуть средства немедленной блокировки всех внешних и внутренних дверей, окон, продуманное усиление и гашение освещения. В полевых средах таковыми средствами являются, например, средства активной защиты путем установки помех. Следовательно, данный вопрос в системах ОИБ требует дополнительного исследования и разработок.

8. Эозинофилы защищают наш организм от паразитов — обеспечивают антигельминтный иммунитет. В системах ОИБ к данной категории относятся средства защиты от угроз природного и техногенного происхождения.

Отметим, что данный перечень далеко не полон, и отражает стремление авторов представить лишь основную базовую основу ИмС человека. В частности, не приведены антиген-презентационные (АП) клетки. Ниже при анализе ИмС применительно к мутированным клеткам организма рассматривается один из основных представителей этой группы – дендритные клетки.

Подводя итог, заключаем, что в ИмС имеется разветвленная многовариантная система защиты от внешних вторжений и внутренних угроз, охватывающая все основные логически возможные технологии защиты организма. Сравнительный анализ ИмС с системами ОИБ показал, что в системах ОИБ имеются большие резервы для их совершенствования на основе использования принципов и механизмов, реализованных в ИмС высших животных и человека.

Прежде чем описывать технологию взаимодействия всех перечисленных выше компонентов (то есть иммунных клеток) ИмС рассмотрим те компоненты инфраструктуры ИмС, которые ответственны за выработку всех перечисленных выше компонентов ИмС. То есть укажем те основные органы иммунной системы организма, которые связаны с перечисленными иммунными клетками организма и которые обеспечивают образование, созревание и место для жизни иммунных клеток.

Все клетки, участвующие в иммунных реакциях, образуются (полностью или частично) в костном мозге. Это – центральный орган иммуногенеза. В системах ОИБ его аналогом с некоторым приближением можно считать подразделения по ОИБ на объектах защиты.

Ключевыми иммунными клетками в составе ИмС являются Т-лимфоциты со всеми их перечисленными выше разновидностями и В-лимфоциты. Т-лимфоциты после образования в костном мозге дозревают в вилочковой железе — тимусе (вилочковой железе). Его аналогом в системах ОИБ можно считать отдел оперативного контроля состояния по ОИБ.

Дозревание В-лимфоцитов (после костного мозга) происходит в селезенке. Ее аналогом с большой натяжкой можно принять отдел управления ОИБ. Кроме того, селезенка активно участвует в процессе фагоцитоза, когда специальные клетки иммунной системы (перечислены выше) ловят и переваривают проникших в организм микробов, фрагменты собственных погибших клеток, токсины и др.

Наконец, в состав инфраструктуры ИмС входят лимфатические узлы. По своему строению они напоминают губку, в порах которой имеется очень много иммунных клеток, и эти клетки как мощные фильтры ловят и переваривают микробов, проникших в организм. Таким образом, лимфатические узлы реализуют еще одну важную функцию системы защиты – функцию тотальной фильтрации. Отметим, что все другие системы организма, по-видимому, мало приспособлены для реализации систем сплошной фильтрации. В системах ОИБ аналогом лимфатических узлов по данной их (основной) функции являются частично пропускные системы и системы контроля перемещения субъектов для физической среды. Для информационной и полевой сред активных систем сквозной фильтрации, по-видимому, пока нет. Данный вопрос заслуживает дальнейшего анализа и проведения разработок.

В составе ИмС лимфатические узлы выполняют еще одну важную функцию - функцию «обучения». Именно, в лимфатических узлах находятся клетки памяти - специальные клетки иммунной системы, которые хранят информацию о микробах, уже проникавших в организм ранее, и при повторном столкновении с ИмС организма происходит передача иммунным клеткам кодового (индивидуального для данного вида микробов или вирусов) фрагмента клетки микроба. Требуемая информация передается также в костный мозг для формирования соответствующих антител. В системах ОИБ указанная функция реализуется с помощью экспертных систем, опирающихся на прецеденты, баз данных (в частности, антивирусных баз данных).

Заключение.

Авторами проведен сравнительный анализ структуры и основных элементов ИмС человека и систем ОИБ, с целью создания перспективных систем обнаружения вторжений (атак) на АСОД. В качестве основных концептуальных требований рассматриваются [5]: адаптируемость, обучаемость и управляемость. Основным заключением проведенного исследования является то, что успешная защита информации в АСОД может быть осуществлена только при построении адаптируемых систем ОИБ, содержащих в себе сеть взаимосвязанных локальных систем обнаружения вторжений с использованием нейросетевых технологий по аналогии с иммунной системой человека, объединенных в единый головной центр на базе системно-концептуального подхода.

Выводы.

На основе проведенного выше анализа можно сделать ряд выводов. Нет полной аналогии между структурами ИмС и систем ОИБ, хотя в значительной степени они схожи. Более того, многие важные функции, реализованные в ИмС, в системах ОИБ либо практически почти не реализованы, либо реализованы частично, не выделены в виде отдельных независимых модулей. Однако, следует отметить и обратную сторону анализа: многие функции, реализуемые в системах ОИБ, не реализованы в ИмС (по крайней мере, пока нет никаких данных об их реализации в ИмС); в частности, системы поиска уязвимостей, профилактики, самовосстановления на основе избыточного кодирования. Поскольку ИмС рассматривается как идеальный образец систем защиты от вторжений, то сказанное порождает ряд принципиальных вопросов о важности и месте этих функций в системах ИмС и ОИБ. Актуальность решения перечисленных задач в системах ОИБ обусловлена также тем, что, в отличие от ИмС (по крайней мере, на текущий момент времени), злонамеренные атаки обычно стремятся провести максимально скрытно для систем ОИБ, и часто это удается. Пока случаев тайного проникновения в организм человека без активизации ИмС науке неизвестно (хотя в изотерике это допускается).

Следующим шагом в достижении поставленной в работе цели является формирование общей технологии функционирования системы ОИБ по аналогии с технологией функционирования ИмС, чему и будут посвящены следующие работы в рамках выполняемого проекта.

Благодарности.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ №19-01-00383.

Библиография
1.
Селеменев А.В., Астахова И.Ф., Трофименко Е.В. Применение искусственных иммунных систем для обнаружения сетевых вторжений // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Системный анализ и информационные технологии. 2019. №2. С. 49-56.
2.
Васильев В.И., Шамсутдинов Р.Р. Интеллектуальная система обнаружения сетевых атак на основе механизмов искусственной иммунной системы // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. Научный журнал, Том 7, № 1. С. 521-532. http://moit.vivt.ru/
3.
Бурлаков М.Е., Ивкин А.Н. Система обнаружения вторжения на основе искусственной иммунной системы // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2019. № 29. С. 209-224.
4.
«Коронавирусный» авианосец США стал эпидемиологической лабораторией-https://regnum.ru/news/2920049.html-Режим доступа 18.07.2020.
5.
Симаворян С.Ж., Симонян А.Р., Улитина Е.И., Попов Г.А. — О концепции создания интеллектуальных систем защиты информации на основе нейросетевых систем обнаружения вторжений в АСОД // Программные системы и вычислительные методы. – 2019. – № 3. DOI: 10.7256/2454-0714.2019.3.30583 URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=30583
6.
Симаворян С.Ж., Симонян А.Р., Улитина Е.И. Принципы построения систем управления деятельностью систем обнаружения атак // Безопасность информации и компьютерных сетей: Материалы 12-й Международной научной конференции (SIN2019) Сочи, 12-15 сентября 2019 г., Сочи, Россия – Сочи: РИЦ ФБГОУ ВО «СГУ», 2019. – с.27-30.
7.
Popov G.A., Simavoryan S.Zh., Simonyan A.R., Ulitina E.I. Method of Building a Goal Tree in a System-Conceptual Approach to Information Security // Modeling of Artificial Intelligence. 2019. № 6(1). С. 3-12.
8.
Койко Р. Иммунология: учебное пособие / Р. Койко, Д.Саншайн, Э. Бенджамини; пер. с англ. А. В. Камаева, А. Ю. Кузнецовой под ред. Н. Б. Серебряной. — М.: Издательский центр «Академия», 2008. — 368 с. ISBN 978-5-7695-4104-9 (рус.) ISBN 0-471-22689-0 (англ.).
9.
Дэниэл М. Дэвис. Невероятный иммунитет. Как работает естественная защита вашего организма.-Издательство: «Livebook», 2018. – 308 с. ISBN: 978-5-907056-02-2 (рус).
References (transliterated)
1.
Selemenev A.V., Astakhova I.F., Trofimenko E.V. Primenenie iskusstvennykh immunnykh sistem dlya obnaruzheniya setevykh vtorzhenii // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Sistemnyi analiz i informatsionnye tekhnologii. 2019. №2. S. 49-56.
2.
Vasil'ev V.I., Shamsutdinov R.R. Intellektual'naya sistema obnaruzheniya setevykh atak na osnove mekhanizmov iskusstvennoi immunnoi sistemy // Modelirovanie, optimizatsiya i informatsionnye tekhnologii. Nauchnyi zhurnal, Tom 7, № 1. S. 521-532. http://moit.vivt.ru/
3.
Burlakov M.E., Ivkin A.N. Sistema obnaruzheniya vtorzheniya na osnove iskusstvennoi immunnoi sistemy // Vestnik Permskogo natsional'nogo issledovatel'skogo politekhnicheskogo universiteta. Elektrotekhnika, informatsionnye tekhnologii, sistemy upravleniya. 2019. № 29. S. 209-224.
4.
«Koronavirusnyi» avianosets SShA stal epidemiologicheskoi laboratoriei-https://regnum.ru/news/2920049.html-Rezhim dostupa 18.07.2020.
5.
Simavoryan S.Zh., Simonyan A.R., Ulitina E.I., Popov G.A. — O kontseptsii sozdaniya intellektual'nykh sistem zashchity informatsii na osnove neirosetevykh sistem obnaruzheniya vtorzhenii v ASOD // Programmnye sistemy i vychislitel'nye metody. – 2019. – № 3. DOI: 10.7256/2454-0714.2019.3.30583 URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=30583
6.
Simavoryan S.Zh., Simonyan A.R., Ulitina E.I. Printsipy postroeniya sistem upravleniya deyatel'nost'yu sistem obnaruzheniya atak // Bezopasnost' informatsii i komp'yuternykh setei: Materialy 12-i Mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii (SIN2019) Sochi, 12-15 sentyabrya 2019 g., Sochi, Rossiya – Sochi: RITs FBGOU VO «SGU», 2019. – s.27-30.
7.
Popov G.A., Simavoryan S.Zh., Simonyan A.R., Ulitina E.I. Method of Building a Goal Tree in a System-Conceptual Approach to Information Security // Modeling of Artificial Intelligence. 2019. № 6(1). S. 3-12.
8.
Koiko R. Immunologiya: uchebnoe posobie / R. Koiko, D.Sanshain, E. Bendzhamini; per. s angl. A. V. Kamaeva, A. Yu. Kuznetsovoi pod red. N. B. Serebryanoi. — M.: Izdatel'skii tsentr «Akademiya», 2008. — 368 s. ISBN 978-5-7695-4104-9 (rus.) ISBN 0-471-22689-0 (angl.).
9.
Deniel M. Devis. Neveroyatnyi immunitet. Kak rabotaet estestvennaya zashchita vashego organizma.-Izdatel'stvo: «Livebook», 2018. – 308 s. ISBN: 978-5-907056-02-2 (rus).

Результаты процедуры рецензирования статьи

В связи с политикой двойного слепого рецензирования личность рецензента не раскрывается.
Со списком рецензентов издательства можно ознакомиться здесь.

Предмет исследования – возможности адаптации процессов иммунной системы человека для противодействия вредоносным вторжениям в информационных системах. Методология исследования основана на теоретическом (системно-концептуальном) подходе с применением методов моделирования, обобщения, сравнения, анализа, синтеза и алгоритмизации. Актуальность исследования определяется важностью обеспечения безопасности использования информационных, в том числе интеллектуальных, систем и, соответственно, необходимостью изучения и проектирования соответствующих условий, включая возможность адаптации процессов иммунной системы человека для противодействия вредоносным вторжениям. Научная новизна связана с полученными автором выводами о том, что успешная защита информации в АСОД может быть осуществлена при построении адаптируемых систем ОИБ, содержащих сеть взаимосвязанных локальных систем обнаружения вторжений с использованием нейросетевых технологий по аналогии с иммунной системой человека б с учётом концептуальных требований адаптируемости, обучаемости и управляемости. Статья написана русским литературным языком. Стиль изложения научный. Структура рукописи включает следующие разделы: Введение (проблема противодействия вторжениям (атакам) в автоматизированных системах обработки данных (АСОД), обеспечение информационной безопасности (ОИБ), появление новых злонамеренных вредоносных программ, естественное запаздывание в реакции типовых средств противодействия атакам, механизмы противодействия живых организмов на атаки микроорганизмов, иммунная система живого организма, пандемия COVID-19, искусственные иммунные системы (ИИС), Основная часть (сравнительный анализ понятийной базы в сфере иммунологии и в сфере ОИБ, механизмы защиты врожденные и адаптивные (приобретенные), основные компоненты врожденной ИмС, понятие антигена, антитела, распределенное децентрализованное управление, отличия принципов управления, основные элементы ИмС и систем ОИБ, основные типы иммунных клеток – Т-хелперы, базофилы, Т-киллеры, Т-супрессоры, В-лимфоциты, NK-клетки, нейтрофилы и макрофаги, эозинофилы, «силы быстрого реагирования» и «силы специального назначения», Выводы (заключение), Благодарности, Библиография. Точки в названиях разделов можно удалить. Содержание имеет выраженный междисциплинарный характер. Однако формулировку заголовка следует скорректировать, конкретизировав в ней объект и предмет исследования, поскольку не вполне ясно, о чём идёт речь. Также неясно поему в качестве модельной выбрана иммунная система именно человека. Дублирование слова «система» («общей схемы иммунной системы», «в системах противодействия вторжениям») нужно удалить. Желательно также усилить в рукописи аспект безопасности в соответствии с профилем журнала. В слове «изотерика» (см. «Выводы») допущена опечатка (верно: эзотерика). Библиография включает девять источников отечественных и зарубежных авторов – монографии, научные статьи, материалы научных мероприятий, Интернет-ресурсы. Библиографические описания некоторых источников следует скорректировать в соответствии с ГОСТ и требованиями редакции. 2. Васильев В. И., Шамсутдинов Р. Р. Интеллектуальная система обнаружения сетевых атак на основе механизмов искусственной иммунной системы // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. Год издания ???. Т. 7. № 1. С. 521–532. 4. «Коронавирусный» авианосец США стал эпидемиологической лабораторией-URL: https://regnum.ru/news/2920049.html (дата обращения: 18.07.2020). 6. Симаворян С. Ж., Симонян А. Р., Улитина Е. И. Принципы построения систем управления деятельностью систем обнаружения атак // Безопасность информации и компьютерных сетей : материалы 12-й Международной научной конференции SIN2019 (Сочи, 12–15 сентября 2019 г.). Сочи : РИЦ ФБГОУ ВО «СГУ», 2019. С. 27–30. 7. Popov G. A., Simavoryan S. Zh., Simonyan A. R., Ulitina E. I. Method of Building a Goal Tree in a System-Conceptual Approach to Information Security // Modeling of Artificial Intelligence. 2019. № 6 (1). P. 3–12. 8. Койко Р. Иммунология : учебное пособие / Р. Койко, Д.Саншайн, Э. Бенджамини; пер. с англ. А. В. Камаева, А. Ю. Кузнецовой под ред. Н. Б. Серебряной. М. : Издательский центр «Академия», 2008. 368 с. 9. Дэвис Д. М. Невероятный иммунитет. Как работает естественная защита вашего организма. Место издания ??? : Livebook, 2018. 308 с. Возможно излишнее самоцитирование (Симаворян С. Ж. с совторами). Апелляция к оппонентам (Селеменев А. В., Астахова И. Ф., Трофименко Е. В., Васильев В. И., Шамсутдинов Р. Р., Бурлаков М. Е., Ивкин А. Н., Койко Р., Саншайн Д., Бенджамини Э., Дэвис Д. М. и др.) имеет место. В целом рукопись соответствует основным требованиям, предъявляемым к научным статьям. Материал представляет интерес для читательской аудитории и после доработки может быть опубликован в журнале «Программные системы и вычислительные методы» (соответствие тематике журнала «Вопросы безопасности» не очевидно»).
Ссылка на эту статью

Просто выделите и скопируйте ссылку на эту статью в буфер обмена. Вы можете также попробовать найти похожие статьи


Другие сайты издательства:
Официальный сайт издательства NotaBene / Aurora Group s.r.o.
Сайт исторического журнала "History Illustrated"