2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 3
Глава 1. Теоретические аспекты управления информационной безопасностью
и каналами утечки информации ............................................................................ 5
1.1 Задачи системы автоматизированного проектирования .......................... 5
1.2. Современные тенденции автоматизации проектирования ........................ 14
1.3. Возможность и перспективность использования технологии
формирования виртуальной реальности при проектировании и эксплуатации
КИТ ......................................................................................................................... 17
Глава 2. Анализ использования систем автоматизированного проектирования
................................................................................................................................. 27
2.1 Общая характеристика предприятия ......................................................... 27
2.2 Анализ информационно-технического и программно-аппаратного
обеспечения компании .......................................................................................... 37
2.3. Анализ применения САПР в деятельности предприятия .................... 42
Глава 3. Разработка концепт системы сапр и оценка ее эффективности ....... 50
3.1 Разработка концепт системы САПР ......................................................... 50
3.2 Оценка эффективности разработанной системы САПР .......................... 62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................... 68
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ........................................... 71
ПРИЛОЖЕНИЯ ..................................................................................................... 76
ПРИЛОЖЕНИЕ А ................................................................................................. 76
ПРИЛОЖЕНИЕ Б .................................................................................................. 77
ПРИЛОЖЕНИЕ В ................................................................................................. 78
3
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Базовым элементом современных систем
защиты информации является система разграничения доступа к
информационным ресурсам системы. В соответствии с требованиями
приказов (стандартов) в области информационной безопасности система
разграничения доступа должна строиться на основе формальных моделей
разграничения доступа. Данные модели строго определяют свойства
элементов системы, правила их взаимодействия и позволяют проводить
математическое доказательство безопасности системы. Однако, наличие
формальной модели безопасности не является достаточным условием для
построения гарантированно защищенной системы
1
. Необходимо обеспечить
полное соответствие абстрактных сущностей и процессов модели реальным
объектам и правилам функционирования системы.
Поэтому большую роль при построении систем защиты информации и
разграничения доступа играют методики, позволяющие с высокой степенью
адекватности интерпретировать формальную модель безопасности в
реальной системе. Однако при разработке и применении подобных методик
возникают сложности, связанные с особенностями современных
информационных систем (ИС). К ним относятся разветвленная
организационно-штатная структура, различные классы информационных
ресурсов и процессов их обработки, специфика предметной области ИС и
многое другое.
Целью данной работы является разработка системы
автоматизированного проектирования, для достижения поставленной цели,
были выделены следующие задачи:
- рассмотреть теоретические аспекты управления информационной
1
Будко Н.П., Будко П.А., Булгаков О.Ю., Васильев В.В., Давидчук В.В., Евграфов А.Е., Жук А.П., Карпов
В.В., Князев В.В., Лепешкин О.М. и др.Интеллектуализация сложных систем язык схем радикалов в
проблемных вопросах пред проектных исследований, оснащения, сопровождения систем и в
экспериментальных задачах внедрения критических наукоемких технологий. - Информационно-
измерительные и управляющие системы. 2019. Т. 7. № 3. С. 1-92.М.: Яхтсмен, 2019. - 192 с.
4
безопасностью и каналами утечки информации;
- провести анализ использования систем автоматизированного
проектирования;
- разработать концепт системы САПР и оценить ее эффективность.
Объект исследования – Леруа Мерлен.
Предмет исследования - системы автоматизированного
проектирования.
Методы исследования – анализа, синтеза, сопоставления, синергии.
Структура работы состоит из введения, основной части, заключения и
списка литературы.
Теоретической и методологической базой данной работы послужили
труды российских и зарубежных авторов в области информационных систем.
5
Глава 1. Теоретические аспекты управления информационной
безопасностью и каналами утечки информации
1.1 Задачи системы автоматизированного проектирования
Из всего комплекса задач и элементов проектирования
автоматизированных информационных систем (АИС), необходимых для
создания системы разграничения доступа, выделим формирование структуры
информационных ресурсов, разработку функционально-алгоритмической
структуры, построение системы ролей и рабочих групп пользователей, что
формирует исходные условия создания системы разграничения доступа
согласно функционально-ролевой модели безопасности АИС. Решение
данных задач должно быть основано на детальном анализе предметной
области АИС, среди которых организационно-штатная структура,
функциональная модель деятельности, модели процессов и потоков данных,
формируемых в рамках проектирования АИС.
Таким образом, методика построения системы разграничения доступа
должна содержать следующие этапы
2
:
- построение структуры информационных ресурсов системы;
- определение набора процессов и процедур для формирования
функциональных модулей, т.е. построение функционально-алгоритмической
структуры системы;
- создание ролей, групп на основе функциональных обязанностей
персонала и организационно-штатной структуры;
- назначение итоговых (ролевых и индивидуальных) прав доступа.
После построения системы разграничения доступа необходимо
провести оценку эффективности системы согласно критерию эффективности
и на основе результатов оценки принять решение либо о достижении цели
построения системы, либо о корректировке элементов системы.
2
Краснокутский А.В., Лепешкин О.М., Харечкин П.В. Анализ функциональной применимости ролевой
модели разграничения доступа в системах управления. Инфокоммуникационные технологии. 2017. Т. 5. №
3. С. 162-164.
6
Проектирование системы разграничения доступа - многокритериальная
задача. В общем случае система критериев, используемых при планировании
системы, имеет иерархическую структуру. Центральной проблемой
разработки распределенных процедур решения сложных задач является
нахождение такой декомпозиции распределения на подзадачи, а также выбор
таких методов решения в каждом элементе созданной структуры, которые
приводили бы к получению приемлемого по качеству решения всей задачи в
целом за приемлемое время
3
.
В основе деком позиционного подхода лежит предположение о
наличии общей глобальной модели информационной защиты, которая
описывает основные свойства системы адекватно поставленным целям
принятия решения. При наличии такой модели применение
декомпозиционых методов позволяет резко сократить размерность решаемой
задачи и свести ее к последовательному решению ряда задач намного
меньшей размерности. Все модели, ограничения и критерии этих задач
непосредственно вытекают только специальным образом расчлененной
глобальной целевой функции. При декомпозиционном подходе алгоритм
взаимодействия между подсистемами (решаемыми задачами)
4
и характер
потоков информации между вышестоящими и нижестоящими уровнями
являются производными и определяются методом декомпозиции глобальной
задачи.
Попытка непосредственного использования единого глобального
критерия верхнего уровня с последующей его декомпозицией для подсистем
всех уровней делает задачу оптимизации крайне сложной и игнорирует
наличие собственных целевых функций у активных подсистем. Оптимальное
решение многоуровневой иерархической системы обладает тем свойством,
что каковы бы ни были состояние и решение вышестоящего уровня
3
Лепешкин О.М., Харечкин П.В. Функционально-ролевая модель управление доступом в социотехнических
системах. Известия ЮФУ. Технические науки. 2019. № 11 (100). С. 52-57.
4
Лепешкин О.М. Методика реализации функционально-дискреционной модели на основе среды радикалов.
Известия ЮФУ. Технические науки. 2018. № 11 (100). С. 21-26.
7
управления в момент t, последующие решения нижестоящих уровней
должны быть оптимальными относительно этого решения.
Применение принципа оптимальности позволяет реализовать наиболее
эффективный способ координации решений, принимаемых на отдельных
уровнях иерархии. Этот принцип позволяет до минимума сократить обмен
информацией между уровнями и обеспечить локальную обработку
информации по подсистемам
5
.Поэтому необходимо проводить оценку
выполнения поставленных требований на каждом этапе построения системы
разграничения доступа, при этом критерии оптимальности каждого из этапов
должны быть связаны с критерием оптимальности всей системы.
В связи с этим расширим методику за счет добавления процедур
оценки эффективности каждого из этапов и процедуры итоговой оценки
эффективности системы в целом. При этом по итогам оценки эффективности
этапа возможна корректировка полученных результатов в случае, если не
были достигнуты требуемые характеристики. Особую роль в методике играет
процедура итоговой оценки эффективности системы, результат которой
определяет степень удовлетворения построенной системы основному
критерию проектируемой системы разграничения доступа. На основе
данного результата корректировке может быть подвергнута любая из
подсистем, построенных на предыдущих этапах.
С появлением новых технологий возникают и новые способы
взаимодействия пользователей с устройствами и вычислительными
системами. В вопросе человеко машинного взаимодействия рассматриваются
зрительный, слуховой и тактильный каналы восприятия информации
человеком. Пальцы, голос, глаза, голова и положение тела - это главные
эффекторы
6
. Для стандартного взаимодействия пользователя с
вычислительными системами применяется базовый оконно графический
5
Лепешкин О.М., Харечкин П.В. Подходы к обеспечению функциональной применимости ролевой модели
разграничение доступа в системе управления предприятия. Информационное противодействие угрозам
терроризма. 2018. № 11. С. 57-66.
6
Dix A. Human-computer interaction //Encyclopedia of database systems. - Springer US, 2019. - P. 1327-1331.
DOI: https://doi.org/10.1007/978-0-387-39940-9_2015.
8
интерфейс с меню и указателями (WIMP-интерфейс). Представление
элементов WIMP-интерфейса в трехмерном виде - простой пример
трехмерного интерфейса. Усложненный метод визуализации используют
интерфейсы с трехмерным рабочим пространством: в них плоские объекты
отображаются в перспективе. Между тем в виртуальной реальности (VR)
формируется сложное трехмерное пространство.
В 1994 году П. Милгрэмом и Ф. Кисино был введен термин реально-
виртуального континуума
78
, который характеризовал переход от реальной
среды к виртуальной: между реальной и виртуальной средой авторы
отметили существование дополненной реальности (AR), интегрируемой в
реальное пространство и дополняющей его виртуальными объектами, а
также дополненной виртуальности, дополняющей виртуальное пространство
объектами реальной среды. В отличие от упомянутых частично
синтетических сред виртуальная реальность моделирует 3 D-среду, которая
взаимодействует с пользователем и заменяет реальную среду. Требуемый
эффект в каждом указанном случае достигается посредством использования
различного электронного оборудования, например, шлемов-дисплеев для
VRили специальных гарнитур для AR. В настоящее время разница между
дополненной реальностью и смешанной реальностью (MR) расплывчата и
может отличаться в разных источниках. В некоторых источниках
MRсчитается усложненным взаимодействием в AR
9
: в то время, как в
ARвосприятие окружающего мира пользователем не меняется, MRбольше
отстраняет пользователя от реальной среды, интегрируя в нее реалистичные
виртуальные объекты, которые воспринимаются пользователем как часть
реальности. Вдругих же источниках не выделяется отдельно смешанная
реальность и определения соответствуют представлению реально-
7
Milgram P., Kishino A. F. Taxonomy of Mixed Reality Visual Displays // IEICE Transactions on Information and
Systems. 2015. E77-D(12). P. 1321-1329.
8
Fujitsu and NVIDIA. Mixed reality for professionals. - Fujitsu, 2018. - 12 p. URL:
https://sp.ts.fujitsu.com/dmsp/Publications/public/br-Fujitsu-Develop3D-Special-Report- Mixed-
Reality.pdf(датаобращения: 06.02.2020)
9
Иванов К. Смешанная реальность, VR, AR - типы виртуальных
удовольствий.Iguides,2016.URL:https://www.iguides.ru/main/gadgets/smeshannaya_realnost_ar_vr_tipy_virtualny
kh_udovolstviy/ (дата обращения: 06.02.2020)
9
виртуального континуума, упомянутого выше.
Технология дополненной реальности в настоящее время все чаще
используется для привлечения пользователей, мотивации потребителей,
сокрытия коммерческой цели
10
.
Международная юридическая фирма PerkinsCoieв сентябре 2016 года и
январе 2018 года проводила онлайн-опросы для составления обзора текущего
состояния сферы дополненной и виртуальной реальности
11
. Последний опрос
показал, что в 2018 среди 140 респондентов:
17% ожидают увеличение инвестиций на развитие технологий
виртуальной и дополненной реальности в промышленном и автомобильном
производстве в следующие 12 месяцев;и визуальные истории, прямые
трансляции и социальный контент. Респонденты из компаний,
разрабатывающие виртуальные симуляции для сфер недвижимости,
архитектуры, инженерии, медицины, здравоохранения, промышленности,
оказались лишь частью оставшихся 39%. Тем не менее, специалисты
отслеживают применение дополненной и виртуальной реальности в области
здравоохранения: консалтинговая компания
GrandNewResearchспрогнозировала рост рынка до 5,1 млрд. долларов к 2025
году
12
.
Использование технологий дополненной и смешанной реальности для
взаимодействия человека с различными системами может основываться как
на использовании вспомогательных изображений - маркеров, - так и на
безмаркерном принципе построения. Безмаркерный принцип представляет
собой построение элементов синтетической среды на основе координат
местоположения пользователя при помощи акселерометра, гироскопа,
10
DEL MORAL PEREZ , Maria Esther; VILLALUSTRE MARTINEZ, Lourdes; NEIRA PINEIRO, Maria del
Rosario (2016). Estrategias publicitarias para jovenes: advergaming, redes sociales y realidad aumentada Revista
Mediterranea de Comunicacion, 7(1), P. 47-62. Disponibleenhttp://mediterranea-comunicacion.org/. DOI:
http://dx.doi.org/10.14198/MEDCOM2016.7.1.3 (дата обращения 06.02.2020)
11
Perkins Coie. 2018 Augmented and Virtual Reality Survey Report. - Perkins Coie, 2018.20 p. URL:
https://dpntax5jbd3l.cloudfront.net/images/content/1/8/v2/187785/2018- VR-AR-Survey-
Digital.pdf(датаобращения: 06.02.2020)
12
Perkins Coie. 2018 Augmented and Virtual Reality Survey Report. - Perkins Coie, 2018.20 p. URL:
https://dpntax5jbd3l.cloudfront.net/images/content/1/8/v2/187785/2018- VR-AR-Survey-
Digital.pdf(датаобращения: 06.02.2020)
10
магнетометра и GPS-приемника
13
. Маркерный принцип базируется на
технологии компьютерного зрения. В этом подходе маркеры представляют
собой изображения: от таких геометрических фигур, как круг или квадрат, до
глаз и лиц людей, - которые нанесены на какую-либо поверхность - будь то
бумага, пластик, дерево или иной материал. Поиск маркеров осуществляется
путем анализа и обработки изображений и видеопотока посредством
регистрации исходного пространства камерой и применения различных
алгоритмов компьютерного зрения, например, методов контурного анализа,
генетических алгоритмов, алгоритмов сравнения с шаблоном
(templatematching) и алгоритмов выявления отличительных признаков
объектов (featuredetection). После обнаружения маркера и определения его
местоположения системой строятся вспомогательные матрицы: проекции и
позиционирования виртуальных элементов. Эти матрицы позволяют точно
расположить виртуальный элемент в среде видеопотока, отчего создается
эффект присутствия. Эффект присутствия - одна из особенностей,
характеризующих восприятие синтезированной реальности. Этот эффект
представляет собой внутреннее эмоциональное или интуитивное ощущение,
которое не описать технически
14
.
В свою очередь, применение виртуальной реальности помимо эффекта
присутствия характеризуется еще и ощущением погружения. В отличие от
эффекта присутствия ощущение погружения можно объяснить технически.
Этот эффект достигается путем эмуляции визуальных, слуховых, тактильных
и иных сенсорных ощущений
15
. В виртуальной реальности, как и в
дополненной или смешанной, могут быть разные виды ее восприятия,
которое зависит от точки обзора и от взаимодействия с пользователем - от
диорамы и 360
о
проекции до интерактивной среды и общения между
пользователями внутри VR. Виртуальная реальность может быть создана «с
13
Благовещенский И. А., Демьянков Н. А., Технологии и алгоритмы для создания дополненной реальности,
Модел. и анализ информ. систем, 2016, Т. 20, № 2, С. 129-138.
14
Линовес Д. Виртуальная реальность в Unity. / Пер. с англ. Рагимов Р. Н. - М.: ДМК Пресс, 2016. - 316 с.
15
Линовес Д. Виртуальная реальность в Unity. / Пер. с англ. Рагимов Р. Н. - М.: ДМК Пресс, 2016. - 316 с.
11
нуля», например, посредством среды для разработки игр Unity, либо стать
результатом конвертации уже созданной модели. Для этого могут также
применяться игровые движки, либо специальные программы.
Альтернативный метод взаимодействия проектировщика с системами
автоматизированного проектирования (САПР) - интеграция
двунаправленных измерительных инструментов. Например, интерактивные
штангенциркуль и транспортир SPATA
16
, обеспечивающие совместную
работу САПР и средств измерений. Такие инструменты при прямой связи
позволяют перенести измеренные ими параметры в САПР, а при обратной -
отобразить размеры, задаваемые в САПР.
Ключевое правило проектирования среды взаимодействия, согласно
17
,
заключается в понимании того, с чем предстоит работать: электронные
средства и людей. Необходимо знать какими ограничениями,
возможностями, инструментами и платформами электронные средства
обладают. Также стоит понимать и учитывать психологические и социальные
аспекты людей и их способность ошибаться. Человеку свойственно
ошибаться, поэтому вся система должна быть разработана так, чтобы
уменьшить вероятность совершения ошибки и, в случае ее возникновения,
минимизировать ее последствия. Для обеспечения взаимодействия в
VRразработчикам необходимо также учитывать особенности организма
человека, например, глаз - у каждого человека уникально межзрачковое
расстояние, оно может быть измерено посредством утилит настройки либо у
офтальмолога. Кроме этого, необходимо компенсировать уровень
латентности - задержки вывода изображения при совершении действия, - т.к.
асинхронность вызывает головокружение и эффект укачивания. Также
эффект укачивания могут вызвать и иные факторы, схожие с событиями в
реальном мире. В
18
для обеспечения комфорта и во избежание возникновения
16
Weichel C. Mixed Physical and Virtual Design Environments for Digital Fabrication / School of Computing and
Communications Lancaster University, 2015. - 177 p.
17
Линовес Д. Виртуальная реальность в Unity. / Пер. с англ. Рагимов Р. Н. - М.: ДМК Пресс, 2016. - 316 с.
18
Dix A. Human-computer interaction //Encyclopedia of database systems. - Springer US, 2019. - P. 1327-1331.
DOI: https://doi.org/10.1007/978-0-387-39940-9_2015