<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.2 20120330//EN"
        "http://jats.nlm.nih.gov/publishing/1.2/JATS-journalpublishing1.dtd">
<!--<?xml-stylesheet type="text/xsl" href="article.xsl"?>-->
<article article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="en" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"
         xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
    <front>
        <journal-meta>
            <journal-id journal-id-type="issn">2303-9868</journal-id>
            <journal-id journal-id-type="eissn">2227-6017</journal-id>
            <journal-title-group>
                <journal-title>Международный научно-исследовательский журнал</journal-title>
            </journal-title-group>
            <issn pub-type="epub">2303-9868</issn>
            <publisher>
                <publisher-name>ООО Цифра</publisher-name>
            </publisher>
        </journal-meta>
        <article-meta>
            <article-id pub-id-type="doi">None</article-id>
            <article-categories>
                <subj-group>
                    <subject>Brief communication</subject>
                </subj-group>
            </article-categories>
            <title-group>
                <article-title>Двухуровневая структура построения защиты информации в корпоративной сети на основе полносвязности
                </article-title>
            </title-group>
            <contrib-group>
                <contrib contrib-type="author">
                    
                    <name>
                        <surname>Чичков</surname>
                        <given-names>Сергей Николаевич</given-names>
                    </name>
                    <email>seriozha.tchichkov@yandex.ru</email>
                    <xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref>

                </contrib><contrib contrib-type="author">
                    <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0003-4178-6935</contrib-id>
                    <name>
                        <surname>Хусенов</surname>
                        <given-names>Додохон Наимбаевич</given-names>
                    </name>
                    <email>d.husenov@inbox.ru</email>
                    
                </contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes">
                    
                    <name>
                        <surname>Алексеев</surname>
                        <given-names>Виктор Михайлович</given-names>
                    </name>
                    <email>alekseevvm@rambler.ru</email>
                    
                </contrib>
            </contrib-group>
            <aff id="aff-1"><label>1</label>Российский университет транспорта (МИИТ)</aff>
            
            
            <volume>12</volume>
            
            <fpage>1</fpage>
            <lpage>12</lpage>
            <history>
                
        <date date-type="received" iso-8601-date="2024-08-13">
            <day>13</day>
            <month>08</month>
            <year>2024</year>
        </date>
        
                
        <date date-type="accepted" iso-8601-date="2024-10-03">
            <day>03</day>
            <month>10</month>
            <year>2024</year>
        </date>
        
            </history>
            <permissions>
                <copyright-statement>Copyright: &#x00A9; 2022 The Author(s)</copyright-statement>
                <copyright-year>2022</copyright-year>
                <license license-type="open-access" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
                    <license-p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons
                        Attribution 4.0 International License (CC-BY 4.0), which permits unrestricted use, distribution,
                        and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited. See <uri
                                xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
                            http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/</uri>.
                    </license-p>
                </license>
            </permissions>
            <self-uri xlink:href=""/>
            <abstract>
                <p>В статье рассматривается метод построения локальной инфраструктуры с использованием полносвязности. Особенность предлагаемого решения заключается в том, что функционально сеть разделена на два уровня. Первый уровень подключается к сети интернет. На этом уровне расположены защитные ресурсы, а именно различные анализаторы информационных потоков, осуществляющие анализ трафика, поступающего из сети интернет в корпоративную сеть, и предотвращающие атаки из внешней сети. Во втором уровне расположены ресурсы — персональные компьютеры, серверы и другие сетевые объекты. Второй уровень, как и первый, использует полносвязную сеть, и все объекты подключаются интерфейсами к полносвязной сети. Применение предложенной структуры построения сети позволяет анализировать входящий в корпоративную сеть и предотвращать различные компьютерные атаки, в частности, различные виды DDoS атак, атаки перехвата трафика, атаки на web-приложения, например, SQL- и XSS-инъекции.Второй уровень полносвязной сети, который направлен на анализ внутренних потоков в корпоративной сети, где минимизируются случаи заражения рабочих мест пользователей компании и других устройств корпоративной сети вирусными программами. Целью данной работы является реализация двухуровневой структуры сети, построенной на принципах полносвязности. Задачами являются разработка модели функционирования первого и второго уровней полносвязной сети, а также модели формирования маршрутов в предлагаемой структуре и защита от внутренних и внешних атак. В статье используются теория и методы графов, а также метод группового учета аргументов.</p>
            </abstract>
            <kwd-group>
                <kwd>информационный поток</kwd>
<kwd> корпоративная сеть</kwd>
<kwd> интеллектуальные транспортные системы</kwd>
<kwd> доверенный маршрут</kwd>
<kwd> доверенный процесс</kwd>
<kwd> анализатор трафика</kwd>
<kwd> полносвязная сеть</kwd>
</kwd-group>
        </article-meta>
    </front>
    <body> 
        
 
        
<sec>
	<title>HTML-content</title>
	<p>1. Введение</p>
	<p>Вопросы защиты информации остаются приоритетными для всех сфер деятельности. Государственные органы и коммерческие предприятия подвергаются информационным атакам (к ним относятся и информационные объекты ОАО РЖД) обуславливаемыми</p>
	<p>  </p>
	<p>В соответствии с Приказом ФСТЭК России «Об утверждении Требований по обеспечению безопасности значимых объектов критической информационной инфраструктуры Российской Федерации» от 25 декабря 2017 г. № 239 на объектах критической информационной инфраструктуры (объекты информационной инфраструктуры ОАО РЖД относятся именно к таковым) должны быть реализованы различные организационные и технические меры по обеспечению безопасности значимых объектов критической информационной инфраструктуры в соответствии с установленной категорией значимости. Технологии должны реализовать ряд мер, включая следующие: идентификация и аутентификация пользователей и инициируемых ими процессов, разделение полномочий (ролей) пользователей, мониторинг безопасности, контроль целостности программного обеспечения, обеспечение доверенных каналов и маршрутов, с разборкой ранее использованных, реализация систем защиты с использованием одной из моделей дискреционной, мандатной или ролевой, защита от скрытых каналов передачи информации.</p>
	<p>Важно отметить, что появление новых IT разработок не только порождает новые способы атак, но и расширяет существующий перечень угроз, а, как известно, каждая угроза может быть осуществлена большим количеством различных атак [1]. Появление новых технологий снижает уровень защищенности существующих систем. В связи с этим на первый план выходит необходимость формирования полного перечня угроз информации, однако данная проблема не имеет простого решения. Для решения этой задачи создаются различные модели угроз, в основе которых лежат всевозможные математические аппараты и информационные модели.</p>
	<p>При этом множественность различных моделей обуславливается не только различием взглядов исследователей и их подходов к решению проблемы. Используемые решения задач защиты информации зависят от аспекта информационной безопасности [2]. Мы не можем использовать одни и те же модели для обеспечения защиты конфиденциальности и целостности или доступности, так же как мы не можем использовать одинаковые модели для предсказания атак на информацию и на систему ввиду того, что объекты принципиально отличаются друг от друга. Всем вышесказанным определяется актуальность исследования. Встраивание систем защиты в существующую сетевую структуру требует ее изменения, что неизбежно повышает стоимость любого решения.</p>
	<p>Существенно отметить, что вектор направления развития информационных технологий в ОАО РЖД ориентирован на все большее использование интеллектуального подхода в решении задач, стоящих перед транспортной отраслью. В этой связи разработки использующие интеллектуальные методы управления внедряются в повседневную деятельность, а именно [3], [4], [5], [7]:</p>
	<p>— цифровой помощник маневрового диспетчера;</p>
	<p>— интеллектуальная система Cognitive Rail Pilot;</p>
	<p>— программный комплекс Эльбрус-М;</p>
	<p>— системы беспилотного движения;</p>
	<p>— системы с применением технологии технического зрения на маневровых локомотивах;</p>
	<p>— системы прогнозирования размеров грузового движения и пассажирских перевозок.</p>
	<p>В статье рассматривается метод построения локальной инфраструктуры с использованием полносвязности. Особенность предлагаемого решения заключается в том, что функционально сеть разделена на два уровня. Первый уровень подключается к сети интернет. На этом уровне расположены защитные ресурсы, а именно различные анализаторы информационных потоков, направленные на анализ поступающего трафика из сети интернет в корпоративную сеть и предотвращающие атаки из внешней сети. Первый уровень представляет собой полносвязную сеть, мощность которой определяется количеством объектов и количеством маршрутов, которые могут быть реализованы в этой сети. В статье рассматриваются простые маршруты, то есть маршруты, не допускающие повторного использования объектов.</p>
	<p>Использование методов построения анализаторов с применением искусственных нейронных сетей открывает большие возможности для реализации сложных моделей обработки информационных потоков с целью выявления и предотвращения компьютерных атак на ресурсы компаний. Полносвязность сети открывает возможность параллельной обработки информационных потоков направленных на идентификацию различных типов атак и достаточно эффективное увеличение мощности обработки потоков в случае возрастания потребностей для обработки потоков.</p>
	<p>Во втором уровне расположены ресурсы — персональные компьютеры, сервера и другие сетевые объекты. Второй уровень, как и первый, использует полносвязную сеть и все объекты подключаются интерфейсами к полносвязной сети. Но в отличие от первого уровня, на втором проводится анализ внутренних атак, вызванных либо специально направленными действиями злоумышленника, либо ошибочными действиями персонала. В статье рассмотрено построение моделей защиты приложений, функционирующих на первом и втором уровне. Информация из первого уровня передается во второй уровень и наоборот. В статье рассмотрены принципы формирования маршрутов между двумя уровнями.</p>
	<p>Отметим следующую особенность, заключающуюся в том, что техническая реализация объектов в полносвязной сети предусматривает использование оптических интерфейсов, работающих на скоростях выше одного гигабита (Gb). Это является преимуществом в реализации предлагаемой структуры сети и открывает широкие перспективы в применении коммутаторов нового поколения со скоростями передачи информации выше одного Gb.</p>
	<p>Целью данной работы является реализация двухуровневой структуры сети, построенной на принципах полносвязности.</p>
	<p>Задачами являются разработка модели функционирования первого и второго уровней полносвязной сети, а также модели формирования маршрутов в предлагаемой структуре и защита от внутренних и внешних атак.</p>
	<p>В статье используются теория и методы графов, а также метод группового учета аргументов.</p>
	<p>2. Решение</p>
	<p>Корпоративные сети крупных компаний, в частности ОАО РЖД, в своей деятельности используют подключение к сети интернет, так как большое количество внешних компаний используют ее сервисы для реализации своих бизнес процессов. Это требует реализации строгой политики доступа субъектов и контроля информационных потоков к/из корпоративной сети. Совершенствование технологий нападения со стороны злоумышленников и западных компаний специализирующихся на формировании разнообразных атак требует адекватного ответа, что осуществить, используя существующие методы организации сетей и защиты информации не всегда представляется возможным. </p>
	<p>	Одним из методов предотвращения атак является метод сборки/разборки маршрута для реализации доступа в сеть субъекта SiMissing Mark : sub. Это означает, предотвращение повторения маршрута и индентификации субъекта SiMissing Mark : sub другим субъектом Si+1Missing Mark : sub по параметрам, реализованным для информационного потока от субъекта  SiMissing Mark : sub. </p>
	<p>	В результате проведенного анализа можно заключить, что в российской законодательной базе нет унифицированного стандарта, содержащего методику формирования политики разграничения доступа. Существующие решения носят частный характер и не учитывают модель информационных потоков в системе, а руководствуются только регламентированным перечнем прав доступа, что не позволяет осуществлять полный контроль над разграничением доступа из-за вероятности появления новых неучтенных ранее информационных потоков. В существующих подходах трудно учесть изменения в модели угроз информации, хотя именно модель угроз позволяет определить возможность появления несанкционированных информационных потоков.</p>
	<p>	Информационные потоки обозначим ismMissing Mark : sub – исток и stmMissing Mark : sub – сток однозначно определяются и не могут быть перепутаны </p>
	<p>[8][9][10][11][12]</p>
	<p>	— корректность: субъекты называются корректными относительно друг друга, когда в любой момент времени отсутствует поток (изменяющий состояние объекта) между любыми объектами, ассоциированными с этими субъектами;</p>
	<p>	— программная среда называется изолированной (ИПС), когда она является замкнутой по порождению субъектов (в ней действует монитор безопасности субъектов (МВС)) и субъекты из порождаемого множества корректны относительного друг друга и монитора безопасности объектов (МВО);</p>
	<p>	— маршруты в нотации теории графов не ориентированные;</p>
	<p>	— маршруты простые, то есть в маршруте не может использоваться порт, занятый другим информационным потоком;</p>
	<p>	— маршруты должны быть реализованы с помощью виртуализации сети и отвечать требованиям Lf Missing Mark : sub∩ Nf Missing Mark : sub= Ø, где LfMissing Mark : sub, NfMissing Mark : sub — разрешенные и неразрешенные маршруты в сети.</p>
	<p>	В полносвязной сети OiMissing Mark : sub объект соединяется с OjMissing Mark : sub объектом через порты, которые обозначим через e, где </p>
	<code>[LATEX_FORMULA]\sum_{k=1}^N (O_i\times O_j )_k;N=((n-1)\times n)/2;i,j=1,\overline{n};i≠j;M=((n-1)\times n)/2-1[/LATEX_FORMULA]</code>
	<p>где N — количество ребер полносвязной сети или связей между объектами;</p>
	<p>M — количество простых маршрутов.</p>
	<p>	Соединение между объектами полносвязной сети осуществляется через порты. В модели принято следующее, каждый объект нумерует порт по номеру соседнего объекта, с которым он соединяется. Тогда используя (1) для k=1;i=1;j=2 запишем:</p>
	<p>Каждый объект имеется n-1 связей, которые реализуются через порты. В этой связи представим последнюю формулу (1) следующим образом для произвольных i,j:</p>
	<code>[LATEX_FORMULA]O_i (⋃_{p=1;p≠i,c_j=1}^n (e_p\times c_p))×(⋃_{p=1;p≠j,c_i=1}^n (e_p\times c_p)) O_j[/LATEX_FORMULA]</code>
	<p>де p — номер порта, который не равен номеру своего объекта, а указывает на номер соседнего объекта, к которому он присоединяется; </p>
	<p>cpMissing Mark : sub — переменная указывающая активность порта:</p>
	<p>cpMissing Mark : sub=1, порт активен, </p>
	<p>cpMissing Mark : sub=0, порт закрыт.</p>
	<p>Рассмотрим принципы формирования маршрутов в полносвязных сетях в нотации теории графов. Простой маршрут m в полносвязной сети с klMissing Mark : sub промежуточными объектами:</p>
	<code>[LATEX_FORMULA]\begin{gathered}  M_m=O_i e_{k_1} \times e_i O_{k_1} e_{k_2} \times e_{k_1} O_{k_2} e_{k_{\ldots . .}} \times \\  \ldots \times e_{k_{\ldots} . .} O_{k_l} e_j \times e_{k_l} O_j ; i, j, k_1, \ldots, k_l=1, \bar{n} \\  i \neq\left\langle k_1, \ldots, k_l, j\right\rangle \\  k_1 \neq\left\langle k_2, \ldots, k_l, j\right\rangle \\  \text {... } \\  k_l \neq\langle j\rangle, \end{gathered}[/LATEX_FORMULA]</code>
	<p>где kl Missing Mark : sub— номера промежуточных объектов;</p>
	<p>n — количество объектов полносвязной сети.	</p>
	<p>	К ресурсам корпоративной сети ОАО РЖД подключаются пользователи компаний   через сеть интернет. Модель доступа легитимного субъекта S_i^l в корпоративную сеть из интернета без технологии полносвязности, с проверкой идентификации (4):</p>
	<code>[LATEX_FORMULA]((S_i^l )↔H_{ID}^{S_i^l} )↔M_{internet}↔O_{anl}↔O_{Fw}↔(Q_{ID}^{S_i^l}×O_{srv}^{AD})↔(O_{srv}^{S_i^l}),[/LATEX_FORMULA]</code>
	<p>где </p>
	<p>	Помимо легитимных пользователей возможно подключение внешних пользователей без проверки идентификации </p>
	<code>[LATEX_FORMULA](S_k^n )↔M_{internet}↔O_{anl}↔O_{Fw}↔(O_{srv}^{S_k^n})[/LATEX_FORMULA]</code>
	<p>где </p>
	<p>	Как правило, на входе сети дополнительно устанавливается анализатор  </p>
	<p>	Предлагаемая модель реализации сети на основе полносвязности позволяет значительно расширить функциональные возможности для подключения систем защиты — анализаторов. Ввиду значительного изменения сложности атак все большее внимание уделяется применению сложных правил фильтрации с использованием технологии искусственного интеллекта. Изменяется не только сущность атак, но и количественные параметры — ее объемы и продолжительность. Между тем существующие системы имеют существенное временное отставание, при фиксации и уничтожении атаки, так как сбор информации происходит со множества объектов по факту возникновения инцидента. К тому же, сбор информации не автоматизирован.</p>
	<p>	Формирование маршрутов сервером монитор безопасности объектов (МВО) осуществляется методом группового учета аргументов </p>
	<p>[13][14][15]</p>
	<p>	Рассмотрим схему, приведенную на рисунке 1. Две полносвязные сети поддерживают формирование маршрутов при помощи сервера MBO1Missing Mark : sub и MBO2Missing Mark : sub. Между полносвязными сетями установлены связи через объекты. Исходя из формулы (1) опишем маршрут, проходящий от истока ismMissing Mark : sub находящемуся в полносвязной сети ПС1 к стоку stmMissing Mark : sub в полносвязной сети ПС2, имеем:</p>
	<code>[LATEX_FORMULA] \begin{gathered} M_m=\left(O_i e_{k_1} \times e_i O_{k_1} e_{k_2} \times e_{k_1} O_{k_2} e_{k_{l-s}}\right)_{M B O 1} \times\left(e_{k_2} O_{k_{l-s}} e_{k_l} \times e_{k_{l-s}} O_{k_l} e_j \times e_{k_l} O_j\right)_{M B O 2} ; \\  i, k_1, \ldots, k_l=1, n_1 ;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;  k_{l-s}, \ldots, k_l, j=1, n_2 ; \\  i \neq\left\langle k_1, \ldots, k_l\right\rangle ; \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\; k_{l-s} \neq\left\langle k_{l-1}, k_l, j\right\rangle ; \\  k_1 \neq\left\langle k_2, \ldots, k_l\right\rangle ; \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\; k_{l-1} \neq\left\langle k_l, j\right\rangle ; \\  \ldots \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\; \ldots \\  k_{l-1} \neq\left\langle k_l\right\rangle ; \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\; k_l \neq\langle j\rangle, \end{gathered}[/LATEX_FORMULA]</code>
	<p>где индексы MBO1Missing Mark : sub и MBO2Missing Mark : sub в (6) указывают, что формируются маршруты  в ПС1 и ПС2 так, что они должны проходить через объекты (эти объекты назначаются заранее) связывающие эти полносвязные сети, а именно </p>
	<p>n1Missing Mark : sub, n2Missing Mark : sub – количество объектов в полносвязных сетях ПС1 и ПС2.</p>
	<fig id="F1">
		<label>Figure 1</label>
		<caption>
			<p>Связь между полносвязными сетями</p>
		</caption>
		<alt-text>Связь между полносвязными сетями</alt-text>
		<graphic xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="/media/images/2024-10-07/512f2031-859a-4511-a788-d83bf113a9da.jpg"/>
	</fig>
	<fig id="F2">
		<label>Figure 2</label>
		<caption>
			<p>Структура сети с подключенными анализаторами</p>
		</caption>
		<alt-text>Структура сети с подключенными анализаторами</alt-text>
		<graphic xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="/media/images/2024-10-07/d08c90fd-c4a9-453c-aaf5-176a0320b24f.jpg"/>
	</fig>
	<p>На рисунке 1 отображен маршрут сформированный в ПС1 и проходящий из этой сети в ПС2 через объекты </p>
	<p>	Предложенная структура сети позволяет включить в ПС1 необходимое количество анализаторов информационных потоков с целью анализа и предотвращения атак. Реализация предложенной структуры позволяет включать анализаторы различного типа, что невозможно осуществить при использовании структуры описанной выше. </p>
	<p>	На рисунке 2 представлена структура ПС1 с включенными анализаторами. Маршрутизатор с интерфейсами e1Missing Mark : sub, e2Missing Mark : sub, e3Missing Mark : sub подключается к ПС1 по интерфейсам Ethernet с объектами полносвязной сети,</p>
	<code>[LATEX_FORMULA]O_r e_i,e_{i_1},e_{i_2}×(e_1 O_i+e_2 O_{i_1}+e_3 O_{i_2})[/LATEX_FORMULA]</code>
	<p>где i, i1Missing Mark : sub, i2Missing Mark : sub — номера объектов подключения интерфейсов маршрутизатора O_r с объектами полносвязной сети </p>
	<p>	В рассматриваемой структуре интерфейсы маршрутизатора сконфигурированы на обработку различных протоколов информационных потоков, которые направляются по заданным маршрутам на соответствующие анализаторы. Назначение анализаторов — обнаружение возможной атаки и ее уничтожение. Для реализации этой функции каждый интерфейс e1Missing Mark : sub,e2Missing Mark : sub,e3 Missing Mark : subмаршрутизатора OrMissing Mark : sub (протокол приписан интерфейсу) соединен через заранее заданный маршрут (нулевой маршрут)  M0Missing Mark : sub с анализатором на объекте </p>
	<code>[LATEX_FORMULA]\begin{gathered}  O_r e_i, e_{i_1}, e_{i_2} \times\left(e_1 O_i e_k \leftrightarrow M_k \leftrightarrow \bigcup_j\left(e_k O_{a n l}^{a_{t_1} \leftrightarrow p r r_{t_1}} e_{k_c p c_1} \cdots\right)_j+\right. \\  +e_2 O_{i_1} e_{k_1} \leftrightarrow M_{k 1} \leftrightarrow U_j\left(e_{k_1} O_{a n l}^{a_{t_2} \leftrightarrow p t_{t_2}} e_{k_c p c_1} \ldots\right)_j+ \\  \left.+e_3 O_{i_2} e_{k_2} \leftrightarrow M_{k 2} \leftrightarrow \underset{j}{\bigcup}\left(e_{k_2} O_{a n l}^{a_{t_3} \leftrightarrow p r_{t_3}} e_{k_c p c_1} \ldots\right)_j\right), \end{gathered}[/LATEX_FORMULA]</code>
	<p>где </p>
	<p>	Существенное отличие анализаторов состоит в том, что они не просто фильтруют трафик, а осуществляют более сложную интеллектуальную фильтрацию на основе искусственных нейронных сетей, в заданном признаковом пространстве. Модель анализатора может быть реализована по нескольким моделям искусственных нейронных сетей, в частности сеть Кохонена </p>
	<p>[16][17][18][19][20]</p>
	<p>	 Рассмотрим полносвязную сеть ПС2 изображенную на рисунке 3. Обратимся ко второму уровню. На втором уровне расположены персональные компьютеры пользователей и сервера с приложениями. На втором уровне задаются маршруты от внутренних и внешних пользователей до приложений, размещенных на серверах. Причем для внешних пользователей маршруты проходят из первого уровня после фильтрации анализаторами, а внутренние пользователи маршрутизируются при обращении к ресурсам корпоративной сети с применением аналогичных принципов, как и первом уровне. Как было показано выше связь между полносвязными сетями осуществляется по заранее заданным объектам в соответствии с формулой (3). Количество связей NcMissing Mark : sub определяет маршруты обмена информацией между полносвязными сетями </p>
	<p>[21][22]</p>
	<fig id="F3">
		<label>Figure 3</label>
		<caption>
			<p>Взаимодействие полносвязных сетей ПС1 и ПС2</p>
		</caption>
		<alt-text>Взаимодействие полносвязных сетей ПС1 и ПС2</alt-text>
		<graphic xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="/media/images/2024-10-08/5b1beec2-4fbb-46db-8077-44a0794ddbd7.jpg"/>
	</fig>
	<p>[22][23]</p>
	<p>Во втором уровне субъекты (персонал) </p>
	<p>	Сервер MBO2Missing Mark : sub контролирует работу субъектов </p>
	<p>[22][24][25]</p>
	<code>[LATEX_FORMULA]((S_i^l×D_i )×O_{pl_j}^{pc_i } e_j )_{is_j}↔M_j↔(H_{ID}^{S_i^l}×e_j O_{srv}^{pr_t })_{st_j},[/LATEX_FORMULA]</code>
	<p>где </p>
	<p>MjMissing Mark : sub — маршрут в полносвязной сети ПС2 (9) определяемый формулой (1);</p>
	<p>isjMissing Mark : sub, stjMissing Mark : sub — исток и сток маршрута MjMissing Mark : sub.</p>
	<p>	Персональные компьютеры </p>
	<p>3. Техническая
реализация управления в двухуровневой полносвязной сети</p>
	<p>Управление полносвязными сетями требует сложных систем мониторинга и управления для обеспечения бесперебойной работы и оптимизации трафика. Используются различные протоколы и системы управления [26], [27]:</p>
	<p>— SNMP (Simple Network Management Protocol) реализует мониторинг состояния сети и управления ею.</p>
	<p>— SDN (Software-Defined Networking) позволяет гибко управлять сетевой инфраструктурой и адаптировать маршрутизацию в реальном времени.</p>
	<p>В работе за основу принята SDN. В SDN управление сетью отделяется от физического оборудования и реализуется на уровне программного обеспечения. Это обеспечивает большую гибкость и контроль над сетевой инфраструктурой. Контроллер SDN централизованно управляет всей сетевой инфраструктурой. Важными характеристиками являются программируемость: SDN позволяет программировать поведение сети, используя открытые интерфейсы и протоколы, такие как OpenFlow и виртуализация: сети могут быть виртуализированы для создания различных виртуальных сетей (VLANs, VPNs и т.д.) на одном физическом оборудовании, что позволяет эффективнее использовать ресурсы.</p>
	<p>Реализация SDN осуществлена с применением Ryu — который предоставляет возможности для управления сетями и разработанными сетевыми приложениями, написан на языке программирования Python. Ryu управляет сетевыми устройствами через каналы-порты:</p>
	<p>— OpenFlow порт — порт 1 слушает OpenFlow-соединения от коммутаторов и управляет установкой и обновлением правил потоков. Коммутаторы (или другие сетевые устройства) и контроллер используют IP-адреса для установления и поддержания TCP-соединений. Контроллер слушает на определённом IP-адресе и порту (например, 6653 по умолчанию), а сетевые устройства инициируют соединение с контроллером через этот адрес и порт.</p>
	<p>— REST API порт — порт 2 предоставляет интерфейс для внешних систем и приложений, позволяя взаимодействовать с контроллером через HTTP/HTTPS запросы. REST API предоставляет интерфейс для внешних приложений и служб, которые взаимодействуют с контроллером через HTTP/HTTPS. Эти запросы направляются на IP-адрес и порт, где REST API контроллера доступен (порт 8080 по умолчанию).</p>
	<p>— NETCONF порт — порт 3 используется для управления конфигурацией сетевых устройств с помощью NETCONF. NETCONF, используемый для управления конфигурацией сетевых устройств, также работает через IP. Устройства и контроллер взаимодействуют по IP-адресам, используя TCP для передачи данных. Стандартный порт для NETCONF — 830.</p>
	<p>Клиентская библиотека — ncclient позволяет контроллеру RYU взаимодействовать с сетевыми устройствами по протоколу NETCONF.</p>
	<p>На рисунке 4 показана реализация тестовой двухуровневой полносвязной сети. Сервера формирования маршрутов в полносвязных сетях </p>
	<p>Порт  — сконфигурирован для пропуска пакетов протокола TCP/IP и направлен к анализатору приложений. Анализаторы проверяют в заданном признаковом пространстве наличие аномалии в пакетах информационных потоков и отправляют их по маршруту между полносвязными сетями до серверов, в случае ее отсутствия.</p>
	<p>Из базы данных Digital Attack Map [28] посылаются пакеты с атаками ddos направленными на сервер web, фишинг-атаки [29], [30] направлены на почтовый сервер mail, a атаки, связанные с проникновением вирусов [31] направлены на приложение – формирование расписания движения на участке железной дороги. Корпоративная сеть на втором уровне ПС2 через маршрутизатор PE связана с клиентским маршрутизатором CE, которым управляет Ryu посредством протокола NETCONF. </p>
	<p>В отличие от приведенной тестовой структуры порты маршрутизатора могут быть сконфигурированы для пропуска различных протоколов. Маршруты определяются в зависимости от пропускаемого протокола.</p>
	<fig id="F4">
		<label>Figure 4</label>
		<caption>
			<p>Структура двухуровневой полносвязной сети</p>
		</caption>
		<alt-text>Структура двухуровневой полносвязной сети</alt-text>
		<graphic xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="/media/images/2024-10-08/d245bb45-c54a-4183-8662-599f6e36b846.jpg"/>
	</fig>
	<p>Информация об информационном потоке, содержащем пакеты определенного типа, передается на Ryu по OpenFlow – сообщения статистики и состояния Stats Request/Reply – используются для запроса статистических данных, таких как статистика портов, потоков, групп и таблиц потоков. Эти данные позволяют отслеживать текущую ситуацию формированию маршрутов.</p>
	<p>4. Обсуждение</p>
	<p>Применение предложенной структуры построения сети позволяет анализировать входящий в корпоративную сеть и предотвращать различные компьютерные атаки. В частности, различные виды DDoS атак, атаки перехвата трафика, атаки на web-приложения, например, SQL- и XSS-инъекции.</p>
	<p>Благодаря второму уровню полносвязной сети, который направлен на анализ внутренних потоков в корпоративной сети, минимизируются случаи заражения рабочих мест пользователей компании и других устройств корпоративной сети вирусными программами. Сводится к минимуму эффективность фишинговых рассылок, поскольку даже при запуске вредоносного вложения или переходу по ссылке на вредоносный ресурс данная активность со стороны внутреннего субъекта моментально блокируется.</p>
	<p>Принимая во внимание постоянно растущую активность хакерских группировок в отношении государственных и коммерческих организаций Российской Федерации, предотвращение вышеуказанных атак используя новые технологии является актуальным вопросом на текущий момент.</p>
	<p>Особое значение предлагаемая технология имеет для обеспечения защиты информации в интеллектуальных транспортных системах, относящихся к критической информационной инфраструктуре, требования к безопасности которых регламентируются Федеральными законами, Постановлениями Правительства Российской Федерации, приказами Президента РФ и приказами и нормативными актами регуляторов в сфере информационной безопасности.</p>
	<p>Проведенный анализ по материалам научных публикаций [32], [34], [36], [39] показывает, что применение технологии многоуровневой защиты является актуальным направлением. Новизна предлагаемого решения характеризуется несколькими пунктами:</p>
	<p>— анализаторы (выполняющие функции распознавания атак) должны устанавливаться на различных уровнях системы защиты;</p>
	<p>— маршрутизация между уровнями осуществляется по маршрутам задаваемым сервером безопасности объектов (выбор маршрута случаен), при полной проверке субъекта запрашивающего соединение;</p>
	<p>— на каждом уровне соединение объектов должно осуществляться с использованием полносвязной сети с предоставлением маршрута легитимному пользователю и отказом нелегитимному пользователю или вредоносному приложению.</p>
	<p>Предложенное решение предотвращает возможность проникновения нелегитимному субъекту или вредоносному ПО между уровнями.</p>
	<p>5. Заключение</p>
	<p>В статье рассмотрены принципы построения двухуровневой структуры построения сети на основе использования принципа полносвязности. Решены задачи формирования маршрутов на первом и втором уровнях, а также связи между уровнями. На первом уровне соединенном с интернетом решаются задачи анализа поступающего трафика может быть использовано для предотвращения атак большое количество интеллектуальных анализаторов позволяющих повысить качество анализа. При этом полносвязная сеть позволяет организовывать одновременно множество маршрутов, что позволяет прейти к параллельной обработке входящего трафика.</p>
	<p>Второй уровень структуры ориентирован на формирование маршрутов пользователям корпоративной сети с серверным оборудованием, а также легальным пользователям из сети интернет. На втором уровне осуществляется защита от внутренних атак. Осуществлена техническая реализация двухуровневой системы защиты информации.</p>
	<p>Новизна предлагаемого решения характеризуется несколькими пунктами:</p>
	<p>— анализаторы (выполняющие функции распознавания атак) должны устанавливаться на различных уровнях системы защиты;</p>
	<p>— маршрутизация между уровнями осуществляется по маршрутам задаваемым сервером безопасности объектов (выбор маршрута случаен), при полной проверке субъекта, запрашивающего соединение;</p>
	<p>— на каждом уровне соединение объектов должно осуществляться с использованием полносвязной сети с предоставлением маршрута легитимному пользователю и отказом нелегитимному пользователю или вредоносному приложению.</p>
</sec>
        <sec sec-type="supplementary-material">
            <title>Additional File</title>
            <p>The additional file for this article can be found as follows:</p>
            <supplementary-material id="S1" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"
                                    xlink:href="https://doi.org/10.5334/cpsy.78.s1">
                <!--[<inline-supplementary-material xlink:title="local_file" xlink:href="https://research-journal.org/media/articles/14897.docx">14897.docx</inline-supplementary-material>]-->
                <!--[<inline-supplementary-material xlink:title="local_file" xlink:href="https://research-journal.org/media/articles/14897.pdf">14897.pdf</inline-supplementary-material>]-->
                <label>Online Supplementary Material</label>
                <caption>
                    <p>Further description of analytic pipeline and patient demographic information. DOI:
                        <italic>
                            <uri>https://doi.org/None</uri>
                        </italic>
                    </p>
                </caption>
            </supplementary-material>
        </sec>
    </body>
    <back>
        <ack>
            <title>Acknowledgements</title>
            <p>None</p>
        </ack>
        <sec>
            <title>Competing Interests</title>
            <p>None</p>
        </sec>
        <ref-list>
            <ref id="B1">
                    <label>1</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Егошин Н.С. Модель угроз безопасности информации, передаваемой через интернет / Н.С. Егошин, А.А. Конев, А.А. Шелупанов // Информация и безопасность. — 2018. — Т. 21. — № 4. — С. 530–533.
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B2">
                    <label>2</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Егошин Н.С. Формирование модели нарушителя / Н.С. Егошин, А.А. Конев, А.А. Шелупанов // Безопасность информационных технологий. — 2017. — Т. 24. — № 4. — С. 19–26. — DOI: 10.26583/bit.2017.4.02.
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B3">
                    <label>3</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Карпов О. Евгений Чаркин, заместитель генерального директора РЖД: «Искусственный интеллект будет интегрирован в большинство сервисов РЖД в ближайшие 10-15 лет» / О. Карпов // Комсомольская правда. — 2023. — 26 декабря. — URL: https://www.kp.ru/daily/27599/4871733/ (дата обращения: 19.04.2024).
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B4">
                    <label>4</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Якимова С. Искусственный интеллект организует движение на железной дороге / С. Якимова. — URL: https://rzddigital.ru/projects/iskusstvennyy-intellekt-organizuet-dvizhenie-na-zheleznoy-doroge-/ (дата обращения: 19.04.2024).
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B5">
                    <label>5</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Зубов А. Нейросеть сортирует вагоны / А. Зубов // Газета Гудок. — 2020. —24 сентября (№ 178 (27027)).
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B6">
                    <label>6</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Филиппова А. Железная дорога попалась в нейросеть / А. Филиппова. — URL: https://company.rzd.ru/ru/9401/page/78314?id=210366&amp;ysclid=lt1okbmzz2510294992 (дата обращения: 19.04.2024).
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B7">
                    <label>7</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Крупин А. РЖД доверила управление расписанием поездов искусственному интеллекту / А. Крупин. — URL: https://3dnews.ru/1080514/rgd-doverila-upravlenie-marshrutami-poezdov-iskusstvennomu-intellektu (дата обращения: 19.04.2024).
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B8">
                    <label>8</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Кормен Т.Х. Алгоритмы: построение и анализ / Т.Х. Кормен, Ч.И. Лейзерсон, Р.Л. Ривест [и др.]. — М.: Вильямс, 2009. — 1290 с.
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B9">
                    <label>9</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Bandelt H.-J. Combinatorics and geometry of finite and infinite squaregraphs / H.-J. Bandelt, V. Chepoi, D. Eppstein // SIAM Journal on Discrete Mathematics. — 2010. — Vol. 24. — Iss. 4. — P. 1399–1440. — DOI: 10.1137/090760301.
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B10">
                    <label>10</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Девянин П.Н. Модели безопасности компьютерных систем / П.Н. Девянин. — Москва: Горячая Линия-Телеком, 2023. — 353 с.
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B11">
                    <label>11</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Браницкий А.А. Построение нейросетевой и иммуноклеточной системы обнаружения вторжений / А.А. Браницкий, И.В. Котенко // Проблемы информационной безопасности. Компьютерные системы. — 2015. — № 4. — С. 23–27.
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B12">
                    <label>12</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Штеренберг С.И. Модель управления потоками трафика в программно-определяемой сети с изменяющейся нагрузкой / А.В. Красов, М.В. Левин, С.И.,Штеренберг [и др.] // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. — 2016. — Т. 8. — № 4. — С. 70–74.
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B13">
                    <label>13</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Ивахненко А.Г. Индуктивный метод самоорганизации моделей сложных систем / А.Г. Ивахненко. — Киев: Наукова думка, 1981. — 325 с.
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B14">
                    <label>14</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Ивахненко А.Г. Помехоустойчивость моделирования / А.Г. Ивахненко, В.С. Степашко. — Киев: Наукова думка, 1985. — 197 с.
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B15">
                    <label>15</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Стрижов В.В. Методы выбора регрессионных моделей / В.В. Стрижов, Е.А. Крымова. — М.: ВЦ РАН, 2010. — 55 с.
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B16">
                    <label>16</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Солдатова О.П. Исследование эффективности решения задачи классификации гибридными сетями кохонена / О.П. Солдатова, П.Д. Чайка // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. — 2015. — Т. 17. — № 2 (5). — С. 1147–1152.
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B17">
                    <label>17</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Розенблатт Ф. Принципы нейродинамики: Перцептроны и теория механизмов мозга / Ф. Розенблатт. — М.: Мир, 1965. — 480 с.
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B18">
                    <label>18</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Хайкин С. Нейронные сети: Полный курс / С. Хайкин. — М.: Вильямс, 2006. — 1104 с.
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B19">
                    <label>19</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        RoboCraft. — URL: https://robocraft.ru/algorithm/560 (дата обращения: 22.06.2024).
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B20">
                    <label>20</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Зуев В.Н. Модифицированный алгоритм обучения нейронных сетей / В.Н. Зуев, В.К. Кемайкин // Программные продукты и системы. — 2019. — № 2 (32). — С. 258–262. — DOI: 10.15827/0236-235X.126.258-262.
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B21">
                    <label>21</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Волков Е.А. Численные методы / Е.А. Волков. — М.: Физматлит, 2003.
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B22">
                    <label>22</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Алексеев В.М. Защита информации в интеллектуальных транспортных системах управления городским транспортом / В.М. Алексеев, С.Н. Чичков // Надежность. — 2022. — № 22 (3). — С. 62–68. — DOI: 10.21683/1729-26462022-22-3-62-68.
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B23">
                    <label>23</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Смышляев С.В. Математические методы обоснования оценок уровня информационной безопасности программных средств защиты информации, функционирующих в слабодоверенном окружении: автореф. дис. ... д-ра тех. наук / Смышляев Станислав Витальевич. — 2021.
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B24">
                    <label>24</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Кирилов А.С. Метод обнаружения и кластеризации вредоносного программного обеспечения с использованием признаков декларируемого и фактического функционала: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Кириллов Алексей Сергеевич. — 2022.
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B25">
                    <label>25</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Embersim: большая база данных для ускоренного поиска сходств в анализе вредоносного ПО. — URL: https://iitd.com.ua/ru/news/embersim-velika-baza-danih-dlya-priskorenogo-poshuku-pod-bnostey-v-anal-z-shk-dlivogo-pz/ (дата обращения: 09.07.2024).
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B26">
                    <label>26</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Мясников А.В. Построение модели информационной системы для применения в автоматизации тестирования на проникновение / А.В. Мясников // Проблемы информационной безопасности. Компьютерные системы. — СПб., 2020. — № 3. — С. 32–39.
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B27">
                    <label>27</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Ошкина Е.В. Сетевая технология SDN (обзор, современные тенденции) / Е.В. Ошкина // Технические науки: проблемы и перспективы : материалы V Междунар. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, июль 2017 г.). — Санкт-Петербург : Свое издательство, 2017. — С. 3–6. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/231/12628/ (дата обращения: 29.07.2024).
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B28">
                    <label>28</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Digital Attack Map. — URL: https://www.digitalattackmap.com/#anim=1&amp;color=0&amp;country=ALL&amp;list=0&amp;time=18763&amp;view=map (accessed: 06.08.2024).
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B29">
                    <label>29</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Phishstats. — URL: https://phishstats.info (accessed: 06.08.2024).
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B30">
                    <label>30</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Phishtank. — URL: https://www.phishtank.com (accessed: 06.08.2024).
                    </mixed-citation>
                </ref><ref id="B31">
                    <label>31</label>
                    <mixed-citation publication-type="confproc">
                        Virustotal. — URL: https://www.virustotal.com/gui/home/url (accessed: 06.08.2024).
                    </mixed-citation>
                </ref>
        </ref-list>
    </back>
    <fundings>
        
    </fundings>
</article>