Семантический подход к проектированию системы защиты информационной системы на основе бизнес-процессов

Предложена семантическая модель понятий процесса проектирования защиты корпоративной информационной системы от компьютерных вторжений в формализме онтологий, в которой целевые вектора защиты определяются интересами выполнения бизнес-процессов В докладе рассматривается идеология проектирования комплексной системы защиты (КСЗ) корпоративной информационной системы (КИС) от компьютерных вторжений, позволяющая говорить об автоматизации этого процесса и основанная на следующих тезисах.

Суть первого тезиса заключается в том, что организация защиты информационных активов предприятия, должна быть управляемой и это управление необходимо осуществлять в интересах бизнеса, т. е. нужно дать возможность ЛПР принимать стратегические решения по защите.

Сформулированная таким образом задача управления планированием защиты сети влечет следующую идею: в качестве активов сети, которые подлежат защите от информационных вторжений, рассматриваются не отдельные ресурсы или информация (например, файлы или БД), а бизнес-процессы, реализованные в сетевой среде. Этот тезис основывается на той идее, что информационные и вычислительные ресурсы нужны компании только для того, чтобы выполнять те или иные задачи, реализованные в виде бизнес-процессов.

Что дает такая идеология? Если сказать одним словом — встраивание вопросов защиты корпоративной сети в общую современную методологию управления IT-средой в интересах предприятия, декларируемую такими стандартами как ITIL [Ван Бон, 2008], BSM [Дубова, 2005]. Тогда многие вопросы управления защитой сети решаются на качественно другом уровне:

• 1. Оценка ущерба. Значимость информации определяется теми потерями, как денежными, так и неденежными, которые понесет организация в случае утраты данной информации или ее свойств. При этом оценить ущерб оказывается весьма затруднительно. При бизнес-процессном же подходе, особенно для коммерческих организаций, появляется возможность в той или иной степени определять потенциальные потери при компрометации информации посредством оценки ущерба от неэффективной некорректной работы, от простоев бизнес-процесса.
• 2. Модель угроз, включающая модель нарушителя, если она построена относительно бизнес-процесса, позволяет:
  • · сформировать реально обоснованную потребностями бизнеса политику ИБ,
  • · оправдать бюджет на защиту т. е объяснить ЛПР, почему нужно выделять деньги.
• 3. В требования на проектирование автоматизированных систем управления, которое строится на базе бизнес-процессных моделей, естественным образом включаются и требования по безопасности, т. е. разработчики программного обеспечения могут вести проектирование одновременно как КИС, так и систем защиты.
• 4. Решается вопрос обоснования достаточности планируемых средств защиты: они подбираются исходя из интересов выполнения всех бизнес-процессов с учетом действующих в стране нормативных актов и решений, принимаемых ЛПР. При этом достаточность понимается как в технологическом аспекте — какие, где и в каком объеме средства использовать, так и в стоимостном аспекте — какой бюджет выделить на эти меры.

Формально КСЗ можно описать следующим кортежем множеств S=<{Вр},, >.

Здесь {Вр} есть ассоциированная с КИС совокупность бизнес-процессов компании, защиту которого обеспечивает система S.

— принятые в системе критерии безопасности:

С — целостность информации, обрабатываемой бизнес-процессом,.

D — доступность бизнес-процесса, определяется периодом времени, в течение которого данные функции должны поддерживаться, компьютерное вторжение бизнес информационная сеть.

К — конфиденциальность информации, используемой бизнес-процессом, предполагает ограничение доступа к информационным ресурсам бизнес-процесса.

= - набор программно-технических средств защиты (СЗ), функционирование которых обеспечивает собственно защиту активов в соответствие с заданным уровнем критериев .

В процессе разработки КСЗ решаются следующие задачи:

• 1. Определение и согласование целей (критериев), стратегий защиты и ограничений, накладываемых бизнесом на функционирование КСЗ, и осуществляемое с участием ЛПР.
• 2. Формирование и согласование перечня предполагаемых угроз, от которых будущая КСЗ будет защищать активы, в которых участвует ЛПР.
• 3. Формирование перечня требований к КСЗ (сервисов безопасности) в терминах механизмов защиты, которые могут нейтрализовать угрозы, в соответствии с критериями и ограничениями.
• 4. Выбор вариантов средств защиты, реализующих различные сочетания механизмов защиты в пределах сформированного перечня и удовлетворяющих функционально-стоимостным критериям

Автоматизированное решение этих задач требует представления процесса проектирования в некотором формализованном виде. Для этого был использован аппарат семантических сетей в виде онтологий, под которой понимается, в соответствии с [Гаврилова и др., 2000], эксплицитная спецификация концептуализации предметной области. Структура рассматриваемой онтологии представляется следующим образом О = < О_В, >. Здесь О_В — онтология верхнего уровня (рис.1), которая включает понятия, относящиеся к процессу разработки системы защиты. С точки зрения структурного анализа каждый из объектов верхнего уровня представляют собой сложные понятия, которые нетривиальным образом соотносится с другими объектами и понятиями предметной области, поэтому для их детализации разработаны онтологии нижнего уровня .

Каждая из онтологий описывается формализмом О = <�С, R, F >. Здесь С = {C₁, …, C_n } — конечное непустое множество понятий предметной области. Анализ процесса проектирования системы S позволил выделить следующие основные классы понятий:

• 1. Бизнес-модель {Вр}, как множество бизнес-процессов, построенных в сетевой среде и выступающая в качестве объекта защиты.
• 2. Модель угроз {Мu}, т. е. совокупность условий и факторов, которые могут привести к возможному нарушению уровня безопасности бизнес-процессов, задаваемой критериями .
• 3. Комплексная система защиты {КСЗ}, представляет собой некоторую совокупность защитных средств.
• 4. Средства защиты {СЗ}, к которым отнесем программно-аппаратные продукты, функции безопасности (сервисы) которых обеспечиваются набором тех или иных защитных механизмов.
• 5. Защитный механизм {Мх}, включает совокупность методов защиты, реализующих какое-либо свойство безопасности, соответствующее определенному уровню критериев .
• 6. Функциональные требования {Tr} к КСЗ, которые формируются в терминах механизмов. R = { R₁, …, R_m}, R_i C x C, R = R_T R_P R_A R_Аtr — конечное множество бинарных отношений, где R_T — антисимметричное, транзитивное, нерефлексивное бинарное отношение наследования между понятиями, задающее таксономию (класс-подкласс) на множестве понятий С и обладающее свойством наследования. Это означает, что потомкам передаются атрибуты всех концептов-предков, стоящих выше по иерархии, а также их отношения;

R_P — транзитивное, бинарное отношение партономии (часть-целое),.

R_A — конечное множество ассоциативных отношений между понятиями С, которые отражают специфику предметных областей,.

R_Аtr — конечное множество атрибутов, описывающих свойства понятий С и отношений R.

F — конечное множество описательных интерпретаций понятий.

На верхний уровень онтологии вынесены концепты: С_В={Бизнес-модель, Модель угроз, Требования, КСЗ}, между которыми введены ассоциативные отношения R_A = {" Предъявляют цели защиты и ограничения бизнеса", «Определяет среду», «Определяют», «Определяют Мх» }. Чтобы подчеркнуть иерархическую структуру С_i C_В, над ними вводится отношение Р_Р = { «Включают» }.

Каждый из концептов С_В представляется онтологией нижнего уровня. Бизнес-модель включает: а) среду функционирования, под которой будем понимать, в соответствии с моделью OSE/RM стандарта ISO/IEС 14 252−1996, платформенные и прикладные компоненты.

С точки зрения информационной безопасности среда определяет компоненты модели угроз: уязвимости, объекты и каналы атак; б) некоторую семантику, реализуемую бизнес-логикой (виды деятельности и их взаимосвязь), которая определяет ограничения {A_b/p}, накладываемые на защиту в интересах эффективного исполнения бизнес-процессов, и критерии защиты. Измерительные шкалы критериев представляются лингвистическими переменными. {Модель угроз} содержит иерархии концептов {Объект атаки}, {Уязвимость}, {Канал атаки}, {Возможности нарушителя}, {Потенциально-опасные атаки}. Класс {Требования} структурируется в соответствии со стандартом ИСОМЭК 15 408−2008 и содержит функциональные требования к системе защиты.

Представленная модель может быть использована для организации процедуры компьютерного проектирования КСЗ. При этом, решаются следующие задачи:

• 1. В классе {Бизнес-модель} формируются целевые критерии (Т* — термы соответствующих лингвистических переменным) на основании приоритетов бизнес-процессов, предпочтений ЛПР и оценок уязвимостей, матрицы уязвимостей объектов атак бизнес-процессов |||| s=1,…, к, к — количество бизнес-процессов, а также перечень аксиом бизнеса {А_ВР}.
• 2. На основании экземпляров концептов {Уязвимость}, {Канал атак} и {Возможности нарушителя} в классе {Модель угроз} формируются экземпляры потенциально-опасных атак, которые могут быть реализованы нарушителем.
• 3. В классе {КСЗ} решается задача выбора защитных механизмов Mx, противодействующих потенциально-опасным атакам в соответствии с установленными целевыми критериями, т. е. формируется множество требований к системе защиты Т_ПИБ.
• 3. Множество Т_ПИБ и функционально-стоимостные критерии к СЗ определяют выбор рациональных вариантов экземпляров СЗ из соответствующего класса, составляющих суть комплексной системы защиты.

В работе предложен подход к представлению некоторых классов понятий информационной безопасности, которые описывают процесс проектирования комплексной системы защиты для корпоративной информационной системы на основе моделей представления слабо формализуемых знаний, что дает возможность автоматизации данного процесса. В свою очередь, в основу разработки КСЗ положена идея о том, что защищаемыми активами должны быть бизнес-процессы компании, поскольку именно являются ее основной ценностью.

• 1. [Ван Бон. 2008] Ван Бон Я.

  Введение

  в ИT сервис-менеджмент // Library ITIL. 2008.

• 2. [Гаврилова и др. 2000] Гаврилова Т. А., Хорошевский В. Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. — СПб.: Питер, 2000.
• 3. [Дубова 2005] Дубова Н. Управление услугами для бизнеса. // Открытые системы", 2005, № 1, http://www.osp.ru/os/2005/01/028. htm