Роль и место моделирования при проектировании систем защиты информации

Защита информации представляет собой комплекс регулярно используемых средств и методов, принимаемых мер и осуществляемых мероприятий с целью систематического обеспечения требуемой надежности информации, генерируемой, хранящейся и обрабатываемой на каком-либо объекте какой-либо информационной системы, а также передаваемой по каким-либо каналам. Развитие общества в последнее время явно приобрело так называемый постиндустриальный характер. То есть, на смену промышленным (индустриальным) приоритетам в развитии производства и других сфер жизнедеятельности человека приходит информационная экономика как новая система взглядов, ценностей, законов и правил, сопровождающая глобальную информатизацию общества и технологический скачок, наблюдаемый в развитых странах мира. Уже можно смело говорить об "информационной эре", имея в виду этап развития или период из истории цивилизации, к которому человечество приблизилось достаточно близко, чтобы ощутить необходимость регламентации и урегулирования многих вопросов, связанных с информационным обменом и генерированием (производством) новых информационных ресурсов. Несмотря на то, что мы еще не вступили в эту эру, но, возможно, стоим на ее пороге, некоторые проблемы уже стали для многих очевидными и требуют решения, если не сейчас, то в самое ближайшее время [1].

Внедрение программно-аппаратных и инженерно-технических средств для защиты информации достаточно непростой процесс. Он подразумевает проведение трудоемких и дорогостоящих научных исследований, опытно-конструкторских работ, которые возможно упростить и удешевить, применяя на опытных этапах моделирование различных процессов. Моделирование – это метод исследования объектов познания на их моделях; построение моделей реально существующих предметов, явлений и конструируемых объектов для определения либо улучшения их характеристик, рационализации способов их построения и управления ими. Моделирование позволяет изучить свойства объекта, когда он еще не существует, а прямые эксперименты с ним опасны, дороги и приводят к необратимым последствиям, изучить процессы, которые опытным путем изучить практически невозможно.

Чтобы определиться с ролью и местом моделирования при проведении научных исследований, опытно-конструкторских работ и процессе проектирования различных систем рассмотрим их этапы. На примере этапов научного исследования раскроем вкратце их сущность и содержание.

Любое конкретное исследование может быть представлено в виде ряда этапов: выбор темы исследования; определение объекта и предмета исследования; определение цели и задач; формулировка названия работы; разработка гипотезы; составление плана исследования; работа с литературой; подбор исследуемых; выбор методов исследования; организация условий проведения исследования; проведение исследования (сбор материала); обработка результатов исследования; формулирование выводов.

Каждый этап имеет свои задачи, которые решаются часто последовательно, а иногда и одновременно.

Выбор темы исследования. Научное исследование всегда предполагает решение какой-либо научной проблемы. Недостаточность знаний, фактов, противоречивость научных представлений создают основания для проведения научного исследования.

Тема должна быть актуальной, т.е. полезной для удовлетворения научных, социальных, технических и экономических потребностей общества.

Определение объекта и предмета исследования. Объект исследования – это процесс или явление, которые избраны для изучения, содержат проблемную ситуацию и служат источником необходимой для исследователя информации.

Предмет исследования более конкретен и включает только те связи и отношения, которые подлежат непосредственному изучению в данной работе.

Из сказанного следует, что объектом выступает то, что исследуется, а предметом – то, что в этом объекте получает научное объяснение. Именно предмет исследования определяет тему исследования.

Определение цели и задач. Исходя из объекта и предмета, можно приступить к определению цели и задач исследования. Цель формулируется кратко и предельно точно, в смысловом отношении выражая то основное, что намеревается сделать исследователь, к какому конечному результату он стремится.

Цель конкретизируется и развивается в задачах исследования.

Задач ставится несколько, и каждая из них четкой формулировкой раскрывает ту сторону темы, которая подвергается изучению. Определяя задачи, необходимо учитывать их взаимную связь. Иногда невозможно решить одну задачу, не решив предварительно другую. Каждая поставленная задача должна иметь решение, отраженное в одном или нескольких выводах.

Формулировка названия работы. Определив тему и конкретные задачи, уточнив объект и предмет исследования, можно дать первый вариант формулировки названия работы.

Разработка гипотезы. Гипотеза – научное предположение, требующее проверки на опыте и теоретического обоснования, подтверждения. Знание предмета исследования позволяет выдвинуть гипотезу.

Источниками разработки гипотезы могут быть обобщение пе­дагогического опыта, анализ существующих научных фактов и дальнейшее развитие научных теорий. Любая гипотеза рассмат­ривается как первоначальная канва и отправная точка для исследований, которая может подтвердиться или не подтвердиться.

Составление плана исследования. План исследования представляет собой намеченную программу действий, которая включает все этапы работы с определением календарных сроков их выполнения.

Работа с литературой. Место данного этапа работы определено условно, поскольку реально работа с литературой начинается в процессе выбора темы и продолжается до конца исследования.

Подбор исследуемых. Сравнивать можно результаты экспериментальной группы с результатами контрольной группы.

Применяя выборочный метод, каждый экспериментатор решает две задачи: кого выбрать в качестве исследуемых и сколько их надо выбрать.

Выбор методов исследования. Метод исследования – это способ получения сбора, обработки или анализа данных. Основным ориентиром для выбора методов исследования могут служить его задачи. Именно задачи, поставленные перед работой, определяют способы их разрешения, а стало быть, и выбор соответствующих методов исследования. При этом важно подбирать такие методы, которые были бы адекватны своеобразию изучаемых явлений.

Организация условий проведения исследования. Сюда входят подготовка соответствующей обстановки, приборов, средств, инструктаж помощников, планирование наблюдения, выбор экспериментальных и контрольных групп, оценка всех особенностей экспериментальной базы и т.д.

Проведение исследования. На этом этапе работы с помощью выбранных методов исследования собирают необходимые эмпирические данные для проверки выдвинутой гипотезы.

Временные интервалы между начальными, промежуточными и конечными исследованиями крайне изменчивы и зависят от многих причин (задач и методов исследования, реальных условий организации эксперимента и т.д.).

Исследование проводится на основе общей программы эксперимента, программ ведения занятий в экспериментальных и контрольных группах, а также программы ведения наблюдений.

В программе указывают содержание и последовательность всех действий (что, где, когда и как будет проводиться, наблюдаться, проверяться, сопоставляться и измеряться; какой будет установлен порядок измерения показателей, их регистрации; какие при этом будут применяться техника, инструментарий и другие средства; кто и какую будет выполнять работу).

Обработка результатов исследования. Первичная обработка данных. Результаты каждого исследования важно обрабатывать по возможности тотчас же по его окончании, пока память экспериментатора может подсказать те детали, которые по какой-либо причине не зафиксированы, но представляют интерес для понимания существа дела. При обработке собранных данных может оказаться, что их или недостаточно, или они противоречивы, и поэтому не дают оснований для окончательных выводов. В таком случае исследование необходимо продолжить, внеся в него требуемые дополнения.

В большинстве случаев обработку целесообразно начать с составления таблиц (сводных таблиц) полученных данных.

И для ручной, и для компьютерной обработки в исходную сводную таблицу чаще всего заносят начальные данные. В последнее время преимущественной формой математико-статистической обработки стала компьютерная, поэтому в таблицу целесообразно внести все интересующие вас признаки в форме десятичного числа, т.е. предварительно пересчитать минуты в десятичные доли часа, секунды – в десятичные доли минуты, количество месяцев – в десятичную долю года и т. д. Это необходимо, поскольку формат данных для большинства используемых компьютерных программ накладывает свои ограничения.

Математическая обработка данных. Для определения способов математико-статистической обработки, прежде всего, необходимо оценить характер распределения по всем используемым параметрам. Для параметров, имеющих нормальное распределение или близкое к нормальному, можно использовать методы параметрической статистики, которые во многих случаях являются более мощными, чем методы непараметрической статистики. Достоинством последних является то, что они позволяют проверять статистические гипотезы независимо от формы распределения.

Практика показывает, что в определенных ситуациях на этапе проведения исследований у соискателя возникает потребность более детального знакомства с предметом исследования, но сбор данных о нем затруднен ввиду его отсутствия. На действующей модели той или иной системы разработчик сможет рассмотреть интересующие его подробности, собрать недостающие данные, оценить влияние различных факторов, получить более полное представление об исследуемой системе, имея возможность рассмотреть ее макет не только «с высоты птичьего полета», но и с «человеческой» точки зрения. Косвенная информация такого рода обычно содержится в оригинале системы. Однако ее использование до недавнего времени было доступно лишь квалифицированному специалисту, в достаточной мере освоившему тонкости работы в среде моделирования, а конечному пользователю доставался лишь субъективный «конспект» этой информации, соответственно необходимость учитывать эти пожелания в разработке виртуальной модели, управляемой конечным пользователем. Местом моделирования, т.е. создания моделей различных систем и процессов, является этап проведения исследования [2].

Но не все так гладко с моделированием. Необходимо не забывать и делать поправки на то, что модель не тождественна оригиналу, это другой объект, модель имеет четкую целевую функцию и это познавательная функция; с помощью модели познать все свойства объекта оригинала невозможно.