Введение

В современном мире особенно актуальной проблемой становится обеспечение защиты данных. Предложенный ранее метод передачи закрытых данных по открытым сетям [2], как и многие другие методы передачи информации [7], подвержен MITM-аттаке. MITM-атака — метод компрометации канала связи, при котором взломщик, подключившись к каналу между контрагентами, осуществляет активное вмешательство в протокол передачи, удаляя, искажая или навязывая ложную [6] информацию. По этой причине при передаче закрытых данных по открытым сетям проверка достоверности информации является актуальной проблемой [3]. Под достоверностью информации понимается соответствие принятого сообщения переданному. Анализ метода взлома MITM-атаки показывает, что достоверность информации является интегральной характеристикой, зависящей от качества проектирования всех уровней передачи данных: физического, логического, ошибок при отправлении, передаче и получении информации.

Цели и задачи исследования

Целью данной работы является разработка метода проверки достоверности данных при передаче закрытой информации по открытым каналам связи для обнаружения факта компрометации канала передачи данных.

Задачи исследования:

1) построение мультиграфов, содержащих множество значений информационных элементов и связей между ними;

2) анализ целостности путей доступа мультиграфа для выявления и удаления избыточных взаимосвязей между информационными элементами;

3) расчет показателей достоверности информации.

Теоретическое положение

Пусть множество данных (передаваемых информационных сообщений), получаемых от пользователя s из общего количества пользователей n:

, (1)

где

s — текущий пользователь;

n — количество пользователей.

Множество данных (информационных сообщений), передаваемые всеми n пользователями:

, (2)

где

— множество данных (сообщений), получаемых от n-пользователей;

— количество пользователей.

Построение мультиграфа информационных требований

При анализе передачи данных пользователями информационные требования формируются мультиграфом, каждой вершине которого соответствует определенное множество значений информационных элементов:

, (3)

где

— множество значений получаемых информационных элементов (сообщений);

— множество вершин информационных элементов от пользователя s из общего количества пользователей n;


— текущий информационный элемент (сообщение).

Ориентированные дуги мультиграфа, указывающие на последовательность обращений к клиенту (серверу) при передаче данных:

, (4)

где

— множество ориентированных дуг мультиграфа, показывающие передачу данных пользователя s из общего количества пользователей n;

— множество ориентированных дуг мультиграфа;


 — текущая ориентированная дуга мультиграфа.

Следовательно, можем получить множества всех информационных элементов и связей между ними:

, (5)

где

, (6)

где

Связи между информационными элементами имеют вид.

В нашем случае между двумя информационными элементами имеется связь типа , тогда вводится связь типа в прямом направлении и связь типа в обратном направлении. Семантическое значение каждой из полученных связей определяется семантическим значением исходной связи.

Составим мультиграф , которому будут соответствовать информационные требования , где — множество вершин (информационных элементов); — множество связей (отражают связи между информационными элементами); — функция, ставящая в соответствие каждой дуге упорядоченную пару вершин из множества .

Мультиграф обладает следующими свойствами. Каждая вершина помечена. Метки вершин являются уникальными идентификаторами информационных элементов и определяют их семантическое значение.

Каждая дуга помечена метками двух типов:

1. — определяет тип и направление связи между вершинами в мультиграфе .

2. — определяет семантическое значение связи между информационными элементами и , отображаемой дуги .

Любые две вершины мультиграфа могут иметь несколько взаимосвязей. В этом случае дуги, соединяющие эти вершины, должны отличаться, по крайней мере, меткой второго типа.

Функция , определяющая наличие дуг между вершинами мультиграфа , задана матрицей инциденций , где

 (7)

Проверка достоверности данных

Анализ путей доступа мультиграфа позволяет выявить и удалить избыточные взаимосвязи между информационными элементами. При анализе достоверность информации может быть нарушена при удалении избыточных информационных элементов и связей.

Для проверки достоверности информации используется данное выражение:

, (8)

где

— количество экземпляров i-го информационного элемента;

— количество экземпляров связей между информационными элементами, просматриваемых при прохождении -го пути доступа с учетом интенсивности его прохождения.

Множество всех информационных элементов и связей между ними:

 (9)

Пересечение множества всех информационных элементов и связей между ними и множества ключевых вершин:

 (10)

Множество всех путей доступа из входных вершин :

 (11)

Пересечение множества всех путей доступа из входных вершин и множества путей доступа:

 (12)

Рассчитанные показатели достоверности информации сравниваются с заданными. При их несоответствии определяются причины возникновения ошибок, производится их локализация и вносятся исправления в структуру данных.

Заключение

Разработан метод проверки достоверности данных при передаче закрытой информации по открытым каналам связи. Проведен анализ передачи данных пользователями информационных требований. Построены мультиграфы, содержащие множество значений информационных элементов и связей между ними. Проведен анализ путей доступа мультиграфа. Произведен расчет показателей достоверности информации.

Рецензенты:

Ключко Владимир Игнатьевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой ВТиАСУ, ФГБОУ «Кубанский государственный технологический университет» (Министерство образования и науки РФ), г. Краснодар.

Пиотровский Дмитрий Леонидович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой АПП, ФГБОУ «Кубанский государственный технологический университет» (Министерство образования и науки РФ), г. Краснодар.