доктор технических наук, доцент, профессор кафедры прикладной информатики и безопасности информационных технологий Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России
Актуальность. Современные информационные системы функционируют в условиях перманентного действия гибридных дестабилизирующих факторов, природа которых – от целенаправленных кибератак до стохастических технических сбоев, саботажа, ухода ключевого персонала, введения санкций – часто априорно неизвестна. Существующие методы управления информационными системами в условиях дестабилизирующих факторов фрагментарны: они либо сосредоточены на узких технических аспектах, либо ограничены административными регламентами, не обеспечивая целостного охвата всех иерархических уровней системы.
Цель. Разработка универсальной архитектурной модели управления ONYX, представляющей информационную систему как вычислимое пространство состояний и обеспечивающей верифицируемую адаптацию к дестабилизирующим факторам произвольной природы для сохранения ее функционала.
Методы. Состояние информационной системы представлено как атрибутированный мультиграф. Для иерархических систем введен Постулат иерархической организованности с делением на уровни: обеспечивающий, персонала, аппаратного и программного обеспечения. Валидность и легитимность состояний определяется соответственно предикатами IsValid(s) и IsIntended(s) на основе логики первого порядка. Управление системой реализуется оператором R на базе верифицированных шаблонов.
Результаты. Разработана модель ONYX, представляющая информационную систему в виде мультиграфа с оператором управления. Доказаны теоремы о критерии существования решения (X-адаптивность), разрешимости восстановления оператором R, инвариантности безопасности и относительной полноты оператора. Выведены следствия: эффект «Конуса влияния» и принцип уровневой нейтрализации угроз. Научная новизна заключается в универсальности формализма для иерархических и роевых систем, определении необходимых и достаточных условий разрешимости задачи восстановления, доказательстве следствий иерархии, обосновании кросс-уровневой восстанавливаемости и введении инварианта валидности автоматического управления.
Теоретическая значимость: создание математического аппарата для управления структурной динамикой сложных систем в условиях дестабилизирующих факторов произвольной природы. Практическая значимость – в формализации требований ИБ-стандартов (ISO/IEC 27001, ГОСТ Р ИСО/МЭК 270xx, NIST CSF) для построения систем SOAR нового поколения, объединяющих организационные и технические меры.
Background. Modern information systems operate under the permanent influence of hybrid destabilizing factors whose nature — ranging from targeted cyberattacks to stochastic technical failures, sabotage, key personnel departure, and sanctions imposition — is often a priori unknown. Existing methods for controlling information systems under destabilizing factors are fragmented: they either focus on narrow technical aspects or are limited to administrative regulations, failing to provide holistic coverage of all hierarchical levels of the system.
Objective. The objective is to develop a generic architectural control model, ONYX, representing an information system as a computable state space and ensuring verifiable adaptation to destabilizing factors of arbitrary nature in order to preserve its functionality.
Methods. The state of an information system is represented as an attributed multigraph. For hierarchical systems, the Hierarchical Organization Postulate is introduced, decomposing the graph into the following levels: Management, Personnel, Hardware, and Software. The validity and intendedness of states are determined by the predicates and , respectively, based on first-order logic. System control is implemented by the operator R using a database of verified templates.
Results. The ONYX model has been developed, representing an information system as a multigraph with a control operator. Theorems have been proved on the solution existence criterion, namely X-adaptivity, on the solvability of recovery by the operator , on safety invariance, and on the relative completeness of the operator. The following consequences have been derived: the “Cone of Influence” effect and the principle of layer-based threat neutralization. The scientific novelty lies in the universality of the formalism for hierarchical and swarm systems, the definition of necessary and sufficient conditions for the solvability of the recovery task, the proof of the consequences of hierarchy, the substantiation of cross-level recoverability, and the introduction of a validity invariant for automatic control.
Theoretical and Practical Significance. The theoretical significance consists in creating a mathematical apparatus for controlling the structural dynamics of complex systems under destabilizing factors of arbitrary nature. The practical significance lies in formalizing the requirements of information security standards, including ISO/IEC 27001, GOST R ISO/IEC 270xx, and NIST CSF, for building next-generation SOAR systems that integrate organizational and technical protection measures.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.