автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.19, диссертация на тему:Модель и методы оценки информационной защищенности оператора автоматизированных систем

На правах рукописи

Сухостат Валентина Васильевна

МОДЕЛЬ И МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ИНФОРМАЦИОННОЙ ЗАЩИЩЕННОСТИ ОПЕРАТОРА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ

Специальность 05.13.19 - Методы и системы защиты информации,

информационная безопасность

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2014

005557057

005557057

Работа выполнена в Санкт-Петербургском национальном исследовательском университете информационных технологий, механики и оптики

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Гатчин Юрий Арменакович Швед Виктор Григорьевич, доктор технических наук, старший научный сотрудник НОУ ДПО «Учебный центр «СпецПроект», Советник директора Вяхирев Алексей Александрович кандидат технических наук ЗАО "Эврика", зам. начальника отдела Тематических исследований управления специальных работ

Ведущая организация: Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О.Макарова

Защита состоится 17 декабря 2014 г. в 15.50 на заседании диссертационного совета Д 212.227.05 при Санкт-Петербургском национальном исследовательском университете информационных технологий, механики и оптики по адресу: 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д.49, ауд. 461.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики по адресу: 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д.49 и на сайте fppo.ifmo.ru.

Автореферат разослан «15» октября 2014 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.227.05 кандидат технических наук, доцент / /Ч? —" ' Поляков В.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Современным этап развития защиты информации характеризуется переходом от традиционного представления к более широкому пониманию информационной безопасности (ИБ). Новое представление заключается в реализации комплексного подхода по двум основным направлениям: защиты информации и защиты от информации. В свою очередь, защита от информации приобретает международный масштаб и стратегический характер, она становится одной из ключевых современных проблем. При этом выделяют три основных направления защиты от информационных воздействий: на информационно-технические системы и средства, общество и психику человека. Однако, в обеспечении ИБ этот вид угроз сегодня не достаточно учитывается. В соответствии с этим обеспечение информационно-психологической безопасности (ИПБ) операторов автоматизированных систем (АС) является остроактуальным и определяет необходимость разработки теоретико-методологических основ, методов и моделей обеспечения ИПБ личности оператора АС в профессиональной деятельности.

Вместе с тем АС, а также операторы АС в силу специфики своей профессиональной деятельности, подвержены внешним информационным воздействиям, последствия которых могут носить тяжелый деструктивный характер. Поэтому своевременное обнаружение потенциальных информационных угроз для АС различного уровня может быть определено ассиметричными действиями по выявлению и пресечению специальных информационно-психологических воздействий (ИПВ). Выявление индивидуально-личностных реакций операторов АС возможно только при внедрении динамических методов анализа психофизиологического и функционального состояния непосредственно в условиях профессиональной деятельности на основе полипараметрической функциональной экспресс-диагностики.

Поэтому разработка моделей и методов экспресс-анализа и оценки психофизиологического состояния (ПФС) оператора АС, а также методов регистрации реакции групп операторов на различные виды ИПВ в реальном времени является актуальной задачей.

Объектом исследования является процесс обеспечения информационной защищенности оператора АС.

Предмет исследования: методы и модели оценки информационной защищенности оператора АС.

Цель данной работы заключается в разработке модели и методов оценки информационной защищенности оператора АС.

Для достижения указанной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

- анализ современного состояния зарубежных и отечественных средств ИПВ;

- исследование возможных угроз специальных ИПВ;

- разработка математической модели и алгоритмов оценки текущего ПФС оператора/группы операторов АС в условиях внешних информационных воздействий;

- разработка методов оценки информационной защищенности оператора АС в условиях внешних информационных воздействий;

- экспериментальная проверка предложенных модели и методов оценки информационной защищенности оператора АС в условиях внешних информационных воздействий.

При решении поставленных задач использовались следующие методы исследования:

теоретические: системный анализ, математическая статистика, методы математического моделирования, обобщение теоретических идей и выводов, близких к проблеме исследования и их экстраполяция на теорию рассматриваемой проблемы;

эмпирические: лабораторный эксперимент, опросные методы.

Положения, выносимые на защиту.

1. Математическая модель информационной защищенности оператора АС и прогноза его профессиональной готовности, которые позволяют увеличить вероятность обнаружения информационно-психологических атак на АС.

2. Методика оценки информационной защищенности оператора АС и прогноза его профессиональной готовности на базе технологий газоразрядной визуализации (ГРВ), которые позволяют своевременно обнаруживать ИПВ на АС.

Научная новизна работы.

В диссертационной работе на основе исследования ПФС и прогноза профессиональной готовности оператора АС получены следующие новые результаты.

1. Разработанная математическая модель информационной защищенности оператора АС и прогноза его профессиональной готовности, в отличие от существующих, позволяет проводить оценку текущего ПФС оператора, а также прогнозировать его профессиональную готовность в течение заданного времени.

2. Разработанная методика оценки информационной защищенности оператора/группы операторов АС и прогноз их профессиональной готовности на базе технологий ГРВ, в отличие от существующих, позволяют производить неинвазивную оценку ПФС оператора/группы операторов в реальном времени, что ведет к сокращению времени на обнаружение атак на АС.

Практическая ценность результатов работы.

Полученные в рамках диссертационного исследования результаты могут быть востребованы при решении следующих проблем обеспечения ИБ:

- при уточнении и дополнении множества угроз автоматизированным системам, функций и классов задач по защите информации и защите от информации;

- для сокращения времени на обнаружение атак на АС;

- при прогнозировании последствий внедрения и широкого распространения современных информационных технологий;

- при защите от вредоносного воздействия информации на жизнь и здоровье человека;

- при организации научно-образовательного, научно-профессионального процесса подготовки и формирования профессиональной готовности специалистов информационной сферы.

Достоверность выводов н рекомендаций подтверждается теоретическим обоснованием разработанных модели и методов, непротиворечивостью с имеющими признание теоретическими положениями, согласованностью разработанных модели, методов, алгоритмов и результатов, полученных при их апробации и практической реализации.

Область исследования. Содержание диссертации соответствует паспорту специальности 05.13.19 "Методы и системы защиты информации, информационная безопасность" по следующим областям исследований:

п.З. Методы, модели и средства выявления, идентификации и классификации угроз нарушения информационной безопасности объектов различного вида и класса.

п.9. Модели и методы оценки защищенности информации и информационной безопасности объекта.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись на XXXVIII, XXXIX, XL, XLI, XLII, XLIII научных и учебно-методических конференциях Университета ИТМО (Санкт-Петербург, 2009, 2010, 2012 -2014 г.г.), на II, III Всероссийских конгрессах молодых ученых (Санкт-Петербург, 2013, 2014 г.г.), на VI Международном конгрессе "Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине" (Санкт-Петербург, 2012 г.), на Конгрессе по интеллектуальным системам и информационным технологиям "1S&IT" (Дивноморское, 2014 г., 2013 г., 2011 г.), на межвузовской научно-практической конференции "Актуальные проблемы организации и технологии защиты информации" (Санкт-Петербург, 2011г.), на научно-педагогической школе кафедры ПБКС НИУ ИТМО "Информационная безопасность, проектирование и технология элементов и узлов компьютерных систем" (Санкт-Петербург, 2011 г.), на XVII Всероссийской научно-методической конференции "Телематика'2010" (Санкт-Петербург, 2010 г.), на Всероссийской научной конференции «Оптимизация подготовки кадров к профессиональной деятельности в органах безопасности в современных условиях» (г. Хабаровск, 2008 г.), на международной научной конференции «Современные проблемы образования» (г. Хабаровск, 2005 г.), на 5-й Межрегиональной научно-практической конференции «Пограничная безопасность России в Дальневосточном Федеральном округе: Проблемы и пути решения» (г. Хабаровск, 2002 г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Личностно-профессиональное саморазвитие обучающихся в образовательном процессе» (г. Хабаровск, 2004 г.), на Международной научно-практической конференции «Интерактивные методы в образовании: личностно созидающие смыслы» (г. Хабаровск, 2001 г.).

Внедрение результатов. Результаты диссертационного исследования внедрены в. образовательный процесс Университета ИТМО в форме учебных

пособий «Управление качеством электронных средств» (Рекомендовано УМО вузов Российской Федерации по образованию в области радиотехники, электроники, биомедицинской техники и автоматизации), «Теория информационной безопасности и методология защиты информации». Результаты диссертационного исследования использованы в секторе комплексных компьютерных технологий Федерального государственного бюджетного учреждения «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт физической культуры» в рамках работы комплексных научных групп для анализа профессионально-личностной готовности специалистов информационной сферы. (Подтверждено соответствующими актами о внедрении).

Публикации. По теме диссертационной работы автором опубликовано 22 научные работы, из них 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Личный вклад соискателя. Все изложенные в диссертации результаты исследования получены либо соискателем лично, либо при его непосредственном участии. Личный вклад состоял в разработке и апробации математической модели оценки текущего психофизиологического состояния оператора и прогноза его профессиональной готовности, методики оценки информационной защищенности оператора АС на базе технологий ГРВ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 264 наименования, из них 97 зарубежных авторов. Основная часть работы изложена на 172 страницах машинописного текста. Работа содержит 21 рисунок и 10 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, описаны объект и предмет исследования, указаны теоретические и методологические основы, положения, выносимые на защиту, раскрыты элементы научной новизны, изложены основные научные и практические результаты.

В первой главе рассмотрены и проанализированы проблемы обеспечения ИБ и ее структурной составляющей - ИПБ. Проведен анализ теоретической и эмпирической баз для исследований ИПБ. Показано, что информатика и ее научные области позволяют определить место и роль ИПБ личности в обеспечении ИБ. Сделан вывод, что ИБ можно представить двумя составными частями: информационно-технической (защита информации) и информационно-психологической (защита от информации). Отличительной особенностью второй составляющей является тот факт, что ее решение предусматривает интеграцию технического и гуманитарного аспектов и не поддается строгой структуризации в силу многообразия информационных угроз, воздействие которых не всегда очевидно.

Проанализированы основные термины, устанавливающие характер деятельности по обеспечению ИБ, ИПБ личности. Показано, что основой обеспечения ИПБ личности оператора АС является система психологической защиты, особенностью которой является использование разнообразных средств и способов изменения процессов информационно-психологического

взаимодействия человека с различными социальными субъектами и информационной средой.

Обосновано, что обеспечение ИПБ как структурной составляющей ИБ может быть представлено взаимно обусловливающимися процессами: защитой от информационно-технических воздействий (ИТВ) и защитой от ИПВ.

На основе вышеизложенного и результатов анализа функциональной экспресс-диагностики человека сделан вывод о том, что под ИПБ следует понимать такое состояние эргатической системы, при котором она, с одной стороны, способна противостоять дестабилизирующему воздействию внешних и внутренних ИПВ, а с другой - ее функционирование не создает информационно-психологических угроз для элементов самой системы и/или внешней среды. Вместе с тем, информационная защищенность оператора АС - это профессионально-личностная готовность, проявляемая как реакция его внутренних психофизиологических и личностных ресурсов с включением в реагирование физиологических и психических уровней регулирования.

Анализ особенностей разработки методов ИПБ оператора АС, а также методов оценки ПФС в реальном времени позволил установить зависимость оценки информационной защищенности оператора АС в условиях информационных воздействий как производную общей оценки операторской деятельности в человеко-машинной системе. Поэтому обеспечение ИПБ личности оператора АС требует системного подхода при изучении и диагностике ПФС. Такой методологический инструмент позволяет адекватно оценивать информационную защищенность оператора АС, его профессионально-личностную готовность через оценку ПФС.

Сформулирована постановка задачи.

Во второй главе проанализированы современное состояние зарубежных и отечественных средств ИПВ, возможные угрозы специальных ИПВ. Анализ позволил установить зависимость ПФС оператора АС от ИПВ.

Разработаны математическая модель информационной защищенности оператора АС и алгоритмы оценки его текущего психофизиологического состояния. Представленная математическая модель позволяет устанавливать уровень подготовленности к работе, прогнозировать профессионально-личностную готовность оператора АС. Рассматриваются вопросы выбора средств оценки ПФС оператора и его профессиональной готовности, которые позволяют сделать вывод о применении к данной проблеме технологии решающих правил.

Разработанная система оценки предусматривает:

1) формализованный анализ результатов диагностических методик с представлением общего заключения о текущем психофизиологическом состоянии оператора АС;

2) мониторинг состояния оператора АС с целью прогнозирования его профессиональной готовности.

На рисунке 1 представлена схема оценки психофизиологического состояния оператора АС.

Рисунок 1 - Схема оценки психофизиологического состояния оператора АС Математическая модель и алгоритмы оценки текущего ПФС оператора АС определены следующим образом.

Пусть X1 — вектор состояния, такой, что

X' =

г Л х.

Vх-У

Ф.4

(1)

где п - количество рассчитанных параметров, характеризующих состояние оператора АС.

Тогда матрица состояний М = |х',.г,...,л'| в которую вводятся параметры, переведенные в относительные единицы (от -2 до +2) по решающим правилам, будет иметь вид

М =

4 4

(2)

х„ ... .•> _ где к - количество измерений.

По каждому вектору состояния производятся вычисления определенных показателей: общего суммарного балла суммарного балла положительных значений параметров, характеризующего смещение состояния оператора в область повышенной эмоциональной возбудимости и напряжения (5)Ч), суммарного балла отрицательных значений, характеризующего смещение состояния оператора в область снижения энергетического потенциала и усталости (5,.). Указанные показатели вычисляются по формулам (3-5):

ы

I Си/ ^

(3)

(4)

(5)

Рассмотрим в качестве примера решающие правила по формированию заключения о профессионально-личностной готовности оператора.

Если 5,, б [0; 0,2/?], «хорошее психофизиологическое состояние, высокая

физиологическая готовность оператора»;

если 0,2п < S',v < 0,5л и > 0,25п, состояние повышенной активности, увеличение напряжения регуляторных систем»;

если 0,2/i < < 0,5я и S, >0,25«, «состояние пониженной активности возможно переутомление»;

если 0,2/7 < ,V,v < 0,5« и ■*>',, < 0,25л и 5, <0,25/?, «пониженный

психофизиологический потенциал»;

если > 0,5/т и Slt > 0.5п, «состояние повышенного стрессового фона высокое напряжение регуляторных систем»;

если Sf > 0,5« и Slt <0.5п, «состояние низкого психофизиологического потенциала, возможна разбалансировка регуляторных систем, необходимо дополнительное обследование».

Математическим аппаратом прогнозирования профессиональной готовности на базе анализа параметров, получаемых с помощью технологий ГРВ, являются методы аппроксимации и экстраполяции. В диссертационной работе аппроксимация и экстраполяция осуществлялись на основе метода восстановления зависимостей (разведочного анализа) и сплайн-аппроксимации.

Рассмотрим совокупность параметров, заданных дискретным набором значений, полученных в результате эксперимента:

Ь У, (*,.); (6)

где у, - ординаты экспериментальных точек, а х, - координаты точки по оси абсцисс, к - количество измерений.

Проведем аппроксимирующую кривую р(л) таким образом, чтобы выполнялось условие минимизации невязки между вычисленной кривой и экспериментальными данными:

Р = Г ->min> (7)

Аппроксимирующая функция находится по формулам (8)-(10):

jV(.*)]2 dx = min Yy(*): fö} e j(.v), (8)

i '>

+ « J[F( y)]2<&min, (9)

/I r,

t t t ф[у«]= l>f|v(*,) -y,Y min' (10)

'-I J'l

где pi - положительные веса, а - варьируемый положительный параметр регуляризации задачи, ти - j-й элемент i'-й строки матрицы М, сформированной из коэффициентов кусочно-полиномиальной функции сплайна.

Чем больше а, тем меньше кривизна аппроксимирующей функции. Но при этом больше невязка между ординатами аппроксимирующей функции и экспериментальными данными.

Для нахождения ординат узловых точек аппроксимирующего сплайна решена задача по минимизации функционала (10). Для этого составляется система линейных алгебраических уравнений (СЛАУ), получаемая путем приравнивания к нулю первой вариации функционала (10). Решением СЛАУ будут значения ординат узловых точек, через которые должен проходить аппроксимирующий сплайн.

После нахождения ординат узловых точек вычисляются коэффициенты аппроксимирующего сплайн-полинома. Для этого выполняются следующие операции. Каждому измерению присваиваются весовые коэффициенты в зависимости от типа профессиональной ситуации: контрольным ситуациям присваивался весовой коэффициент 1, стандартным - 0,8. Затем задается стартовое значение параметра регуляризации а„= 0,1. В этом случае сплайн будет близок к исходной функции. Если вариация экспериментальных данных высока, то экстраполяция с малым значением параметра регуляризации может давать скачкообразное изменение параметра. В этом случае значение параметра регуляризации увеличивается в 2 раза. Если на одной из последующих итераций коэффициент невязки превышает 15%, то значение параметра возвращается к значению а прошлой итерации.

При проведении экспериментальных исследований использовались технологии газоразрядной визуализации (ГРВ), широко применяемые в медицине и спорте. В ходе исследований было установлено, что важными ГРВ-параметрами являются информационно-энергетический потенциал (НЭП) и информационно-психологический индекс (ИПИ). Причем важны как абсолютные значения параметров, полученные при измерениях, так и динамика их изменений в процессе профессиональной деятельности. Поэтому для анализа профессиональной готовности были введены следующие переменные.

Для оценки динамики изменения ИЭП была введена функция динамики изменения энергетического потенциала в процессе деятельности:

где Е/ - значение энергетического потенциала до профессионально-значимой ситуации, £? - значение энергетического потенциала после профессионально-значимой ситуации.

Также была введена функция динамики изменения стрессового фона:

юо 1

где 5/ - значение стрессового индекса дО профессионально-значимой ситуации, - значение стрессового индекса после ситуации.

Обе введенные функции позволяют оценить динамику изменения ГРВ параметров. Чем ближе функции к нулю, тем стабильнее и лучше параметры, описывающие ПФС специалиста. Важной характеристикой является направление экстраполирующей кривой: направление в сторону возрастания свидетельствует о положительной динамике параметров, в сторону убывания - об отрицательном прогнозе.

На рисунке 2 представлен алгоритм прогноза профессиональной готовности оператора АС на примере анализа параметров метода газоразрядной визуализации ЭЕ (информационно-энергетический потенциал) и ЭБ (информационно-психологический индекс).

Рисунок 2 - Алгоритм прогноза профессиональной готовности оператора: 11 коэффициент невязки аппроксимирующей кривой, БО - стандартное отклонение парамечроп. •задаваемое экспертным путем, <у'> - среднее 'знамение аппроксимирующей функции, ПР. и ОЯ ■ функции относительного изменения ГР1? параметров

На рисунке 3 представлен разработанный алгоритм проведения обследований с помощью программно-аппаратного комплекса.

Наиболее значимыми параметрами метода ГРВ при оценке ПФС являются площадь свечения Б, рассчитываемая как количество пикселей с ненулевой интенсивностью и нормализованная площадь, рассчитываемая как отношение площади свечения к площади внутреннего овала свечения.

На базе данных параметров в работе были разработаны новые принципы анализа газоразрядных изображений и расчета параметров, характеризующих профессионально-личностные качества оператора.

Был введен параметр «интегральный коэффициент площади»: In*

S',

где „V— площадь изображения, S, - площадь внутреннего контура изображения, S' - площадь свечения тест-объекта, S'/ - площадь внутреннего контура свечения тест-объекта.

Параметр ИЭП характеризует психофизиологическое состояние человека-оператора. Вычисляется в %% от 0 до 100 %, где 100 % - максимальное значение, характеризующее высокую степень психофизиологической готовности и высокий энергетический резерв. ИЭП рассчитывается по формуле:

НЭП= — -100%, (14)

N

где п — количество секторов, площадь которых лежит в диапазоне нормы, Л' — общее количество секторов (в работе расчеты проводились для 60 секторов). Нормирование производится на основании данных, рассчитываемых в результате съемки и анализа газоразрядных изображений калибровочного объекта.

Параметр ИПИ характеризует уровень информационно-психологической устойчивости. Измеряется в относительных единицах от 0 до 10, значение 10 соответствует максимальному уровню НИИ, рассчитываемому по формуле:

ИПИ = А +dRMS. (15)

Параметры dRMS и А задаются формулами (16 - 21):

dRMS = dimSR + dRMSL, (16)

dRMSR = IJSRF RMS - JSR RMS[, (17)

dRMSL = IJSLFjRMS - JSL RMS\, (18)

JAR -- JSRF - JSR, (19)

JAL - JSLF - JSL, (20)

где JSRF RMS и JSR RMS - среднеквадратичные отклонения интегральной площади по правой руке с фильтром и без фильтра соответственно, JSLF RA4S и JSL RMS - среднеквадратичные отклонения интегральной площади по левой руке с фильтром и без фильтра соответственно, JSR - интегральный коэффициент площади по правой руке без фильтра, JSL - интегральный коэффициент площади по левой руке без фильтра, JSRF - интегральный коэффициент площади по правой руке с фильтром, JSLF - интегральный коэффициент площади по левой руке с фильтром.

Область изменения параметра dRMS принадлежит отрезку [0; 1,5]. Параметр активации — А определяется вспомогательными функциями (19) и (20).

Устанавливается относительный параметр, значение которого вычисляется

как:

JAR + JAL

JA =

2

и лежит в диапазоне от 0 до 2. Диапазон делится на три зоны:

М е [0;0,2] - зона недостатка, М е [0,2;0,б] - зона нормы, JA е [0.6;2] - зона избытка.

Обе построенные переменные позволяют оценить динамику изменения ГРВ параметров состояния оператора. Чем ближе функции к нулю, тем стабильнее и лучше параметры, описывающие ПФС оператора.

В третьей главе описаны принципы, которые необходимо учитывать при разработке методов информационной защищенности оператора АС:

- разнообразности системы и разнообразия управления этой системой (система, обладающая разнообразием, требует управления, обладающего не меньшим разнообразием);

- непрерывности и дискретности (исходим из определенной дискретности, ограниченности по времени, непрерывных психологических и организационно-деятельных процессов оператора и как следствие описание модели непрерывно-дискретных процессов);

- устойчивости (решение задачи обеспечения информационно-психологической безопасности операторов как "навигационной задачи" в контексте цели их деятельности, с описанием в моделях теории функциональных систем П.К. Анохина, фильтра Калмана и теории катастроф, где целью "навигационной задачи" является устойчивое функционирование оператора в контексте решаемых им задач в получении требуемого результата);

- рефрейминга (смена парадигмы поведения оператора происходит с помощью рефрейминга целепологания и средств достижения цели).

Отмечены особенности информационного канала, информационно-значимых сигналов для оператора. Сделан вывод о том, что значимость информационного сигнала может быть оценена по реакции организма на этот сигнал, то есть по информационно-психологическому отклику.

На основе новых физических принципов (принцип повышения активности эмиссионных процессов поверхности биологического объекта, помещенного в электромагнитное поле высокой напряженности), технических средств для оценки состояния организма и современных методов компьютерной обработки данных предложен новый подход к оценке информационной защищенности оператора АС - использование технологии газоразрядной визуализации.

Учтены принципы формирования газоразрядных изображений за счет регистрации характеристик газоразрядного свечения, индуцируемого в электромагнитном поле высокой напряженности. Разработан ГРВ метод бесконтактной регистрации ПФС оператора АС.

В четвертой главе представлены результаты применения метода газоразрядной визуализации для оценки ПФС и профессионально-личностных качеств оператора И С при регистрации реакции операторов на различные ИПВ (Университет ИТМО), а также в рамках обследования комплексных групп (СПбНИИФК).

Статистический анализ данных показал, что разработанные в работе методы оценки и методика проведения констатирующего контроля психофизиологического состояния позволяют статистически значимо (с достоверностью 95%) оценить реакцию людей-операторов на различные ИПВ

(таблица 1). Это также подтверждено психологическими тестами Самочувствие-Активность-Настроение (САН) (таблица 2).

Дисперсионный анализ показал, что при ИПВ (низкоинтенсивного звука частотой 20Гц) на группу операторов существует статистически значимая разница с вероятностью более 99% между фоновым сигналом до включения звука частотой 20Гц и после включения. В таблице 3 представлены результаты расчета площади газоразрядных изображений и среднеквадратического отклонения площади газоразрядных изображений во время эксперимента.

Таблица 1 - Среднестатистические данные для группы операторов при воздействии низкоинтенсивного звука частотой 20 Гц

Интегральная площадь (ср. показатели в %,%) Коэффициент активации (ср. показатели в %,%) Уровень энергетики (ср. показатели в %,%) Симметрия (ср. показатели в %,%)

Увеличение энергетики 20 20 20 40

Отсутствие статистически значимых изменений 40 60 60 20

Значительное изменение энергетики 40 20 20 40

Таблица 2 - Средние показатели группы по шкалам методики САН

Самочувствие Активность Настроение Средние показатели |

«до» «после» «до» «после» «до» «после» «до» «после» |

Группа 5,54 4.5 4,78 3,7 5,36 4,7 523 4,3 1

Таблица 3 - Результаты расчета площади газоразрядных изображений и среднеквадратического отклонения площади газоразрядных изображений во время

эксперимента

Параметр/Время Фон до звука Первые 10 минут после включения звука 20 Гц 5191" Последние 10 минут звука 20 Гц Фон после звука

Площадь ГРИ 5080 5178 5198

СКО площади 95,1 ! 73,6 104,0 101,1

Также статистически значимо различаются данные для групп операторов АС различной квалификации, показывающих различные результаты профессиональной деятельности (таблица 4). Таблица 4 - Средние значения ГРВ-параметров для групп операторов

Группы ИЭП ИПИ DE DS

Tpvnna 1 89,9±3,3 2,59±0,2S 0,007i0,026 0,014i 0,019

Группа 2 70,9±7.3 3,69*0,44 -0,10940,077 -0,043±0,049

Группа 3 54.6-L8.2 4,79i0,44 -0,0023:0,093 -0,032±0,059

На рисунке 4 приведены примеры экстраполяционных кривых параметров относительного изменения НЭП (ОЕ) и ИПИ (ЭБ) операторов разной квалификации и профессиональной успешности.

Полученные результаты свидетельствуют о высокой значимости разработанных методов практической оценки защищенности оператора/группы

операторов АС и прогноза их профессиональной готовности на базе технологий газоразрядной визуализации.

Динамика параметра ОН Динамика параметра 05

яг, 4, 0* С

В ■6 г-

а 4 « * ¿0 'Л ^ 5 * " * *

/

<ч

-52 -0 3 -а* ■5Й у

б • -5 К> 1', » - ^ я »

се V- ■/■•л А \ Ч^../ \ /X . I ь

-а 5 \| ы

В 4 - * « « я „

Рисунок 4 - Эксграполяционные графики динамики относительных показателей ИЭП и ИПИ: а - оператор, показывающий стабильно высокие результаты в профессиональной деятельности и имеющий положительный прогноз профессиональной готовности; б - оператор, показывающий нестабильные результаты, но имеющий положительный прогноз профессиональной готовности; в оператор, показывающий нестабильные результаты и имеющий отрицательный прогноз профессиональной готовности

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе представлены разработанные математическая модель информационной защищенности оператора АС и прогноз его профессионально-личностной готовности на основе методов оценки ПФС. Апробированы модель и методы оценки информационной защищенности оператора АС в условиях внешних информационных воздействий.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Основными результатами работы являются;

1. Проведен анализ и определены возможные угрозы для операторов АС.

2. Проведен анализ и выбор методов экспресс обследования

психофизиологического состояния операторов АС на базе технологий ГРВ.

3. Разработана математическая модель информационной защищенности оператора АС.

4. Предложены методы оценки психофизиологического состояния операторов АС и обеспечения ИПБ.

5. Разработана методика оценки психофизиологического состояния оператора АС.

6. Разработанные модель и методика внедрены в практику.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

публикации в изданиях, рекомендованных ВАК России:

1. Сухостат, В.В. Имитационная модель оценки информационно-психологических воздействий на IT-специалиста [Текст] / В.В. Сухостат, Ю.А. Гатчин, Е.В. Тушканов // журнал «Научное обозрение» - Москва, Саратов. -2014. -Кч 3. - С. 169-175. - 0,44/0,15 п.л.

2. Сухостат, В.В. Автодидактика информационно-психологической безопасности личности в процессе взаимодействия с высокотехнологичной информационной средой [Текст] / В.В. Сухостат Ю.А. Гатчин, Д.А. Корнеенко // Научное издание - периодический журнал «Дистанционное и виртуальное обучение»; ISSN 1561-2449. - М.; Изд-во СГУ. - 2011. - №3. - С.45 - 55. - ISSN 1561-2449. - URL: http://www.edit.muh.ru/content/tz divo.htm - 0,7/0,25 п.л.

3. Сухостат, В.В. Технология информационного обеспечения бизнес-процессов в экстремальных ситуациях [Текст] / В.В. Сухостат, Ю.А. Гатчин, С.А. Арустамов // Научно-практический журнал «Открытое образование» - 2010. - №4. - С. 10 - 20. http://www.e-joe.ru - 0,7/0,23 пл.

4. Сухостат, В.В. К вопросу развития способности старшеклассника к самоанализу [Текст] / В.В. Сухостат // Научно-образовательный журнал «Научное обозрение», ISSN 1815-4972 - Москва: Изд-во «Наука», 2005.- С.78-81. - 92 с. -0,25 п.л.

другие статьи и материалы конференций:

5. Сухостат, В.В. Метод оценки работоспособности IT-специалиста в условиях информационного воздействия [Текст] / В.В. Сухостат, Е.В. Тушканов // Сборник тезисов докладов конгресса молодых ученых, Выпуск 1. - Санкт-Петербург: НИУ ИТМО, 2014. - С. 233. - 322 с. - URL: http://kmu.ifmo.ru/stat/12/archive.htm . 0,06/0,03 пл.

6. Сухостат, В.В. Управление влиянием проявления человеческого фактора на информационную безопасность системы посредством оценки психофизиологического состояния оператора [Текст] / В.В. Сухостат, Н.В. Малков// Сборник тезисов докладов конгресса молодых ученых, Выпуск 1. -Санкт-Петербург: СПб: НИУ ИТМО, 2014. - С. 203. - 322 с. - URL: http://kmu.ifmo.ru/stat/12/archive.htm . - 0,06/0,03 пл.

7. Сухостат, В.В. Система оценки информационно-психологической устойчивости IT-специалиста [Текст] / В.В. Сухостат, Ю.А. Гатчин // Труды Конгресса по интеллектуальным системам и информационным технологиям

"IS&1T'13". Научное издание в 4-х томах. - Москва: Физматлит, 2013. - Т. 2. - С. 273-282. - 430 с. - ISBN 978-5-9221-1479-0. 0,6/0,3 п.л.

8. Сухостат, В.В. Методика оценки срессоустойчивости у IT-специалиста в условиях информационного воздействия [Текст] / В.В. Сухостат, Е.В. Тушканов // Труды Конгресса по интеллектуальным системам и информационным технологиям "1S&IT' 13". Научное издание в 4-х томах. - 2013. - Т. 2. - С. 318-321. -430 с. - ISBN 978-5-9221-1479-0. - 0,25/0,13 п.л.

9. Сухостат, В.В. Система бесконтактной регистрации реакции человека-оператора и группы людей на информационно-психологические воздействия [Текст] / Д.В. Орлов, К.Г. Коротков, Ю.А. Гатчин, В.В. Сухостат, А.Ю. Гришенцев // Научные труды VI Международного конгресса «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине», ISBN 5-86456-007-3, СПб, 2012, — С. 206. - URL: http://www.biophys.ru/archive/congress2012/ргос-р206-d.htm/.- 0, 1 п.л.

10. Сухостат, В.В. Модель прогнозирования психофизиологиского состояния спортсмена [Текст] /Ю.А. Гатчин, К.Г. Коротков, E.H. Величко, В.В. Сухостат // Сборннк трудов молодых ученых, аспирантов и студентов научно-педагогической школы кафедры ПБКС «Информационная безопасность, проектирование и технология элементов и узлов компьютерных систем» ISBN 879-5-7577-0400-5. -Санкт-Петербург: НИУ ИТМО, 2012. - С. 7-12. - 59 с. - 0,38/0,1 п.л.

11. Сухостат, В.В. Организация защиты информации на предприятии в условиях чрезвычайных ситуаций [Текст] / В.В. Сухостат, Н.В. Малков // НАУЧНЫЙ АСПЕКТ. - Самара: ООО "Аспект", 2012. - Т. 2. - № 4. - С. 268-271. -304 е. - ISSN 2226-5694.-0,25/0,13 п.л.

12. Сухостат, В.В. Методология информационно-психологической безопасности личности [Текст] / В.В. Сухостат, Ю.А. Гатчин, E.H. Величко // Труды Конгресса по интеллектуальным системам и информационным технологиям "IS&IT" Научное издание в 4-х томах. - Москва: Физматлит, 2011. — X. 2.-С. 338-344.-415 с. - ISBN 978-5-9221-1329-8. - 044/015 п.л.

13. Сухостат, В.В. Математический аппарат прогнозирования информационно-психологической безопасности личности IT-специалиста [Текст] / В.В. Сухостат // Труды межвузовской научно-практической конференции "Актуальные проблемы организации и технологии защиты информации" с международным участием 30 ноября 2011- 01 декабря 2011. - Санкт-Петербург: СПбНИУ ИТМО, 2011.-С. 186-191,- 192 с. - 0,4 п.л.

14. Сухостат, В.В. Инфокоммуникационные особенности обеспечения информационно-психологической безопасности личности [Текст] / В.В. Сухостат и [др.] // Сборник трудов молодых ученых, аспирантов и студентов научно-педагогической школы кафедры ПБКС "Информационная безопасность, проектирование и технология элементов и узлов компьютерных систем" Четь 2 / Под ред. Ю.А. Гатчина. - Санкт-Петербург: НИУ ИТМО, 2011. - С. 12-15. - 87 с. 0,25/0,06 пл.

15. Сухостат, В.В. Модель педагогической поддержки развития интегративно-трансформирующих качеств личности IT-специалиста в

16. Сухостат, В.В. Теория информационной безопасности и методология защиты информации [Текст]: учебное пособие / В.В. Сухостат, Ю.А. Гатчин -Санкт-Петербург: СПбГУ ИТМО, 2010. - 98 с. - 6,1/3,1 п.л.

17. Сухостат, В.В. Управление качеством электронных средств [Текст]: учебное пособие / В.В.Сухостат, И.Б.Бондаренко, Н.Ю.Иванова - Санкт-Петербург: СПбГУ ИТМО, 2010. - 211 с. 13,2/4,4 п.л.

18. Сухостат, В.В. Условия педагогической поддержки развития способности к самоанализу в процессе обучения [Текст] /В.В. Сухостат // General Issues on the Modem Social Education (Issues & Discussion): June 23, 2005, Khabarovsk State Pedagogical University, Russia; Gyeongnam Province, Korea. -Seoul, Korea. 2005.- C. 241-244 - 353 c. - 0,25 п.л.

19. Сухостат, В.В. Организация проектной деятельности курсантов в процессе обучения как условие формирования личностно-профессиональных качеств военнослужащих Пограничных органов ФСБ России [Текст] / В.В. Сухостат // Оптимизация подготовки кадров к профессиональной деятельности в органах безопасности в современных условиях. Материалы всероссийской научной конференции, 23 апреля 2008. - Хабаровск, 2008 г. - С. 295-301.-326е.-0,44 п.л.

20. Сухостат, В.В. Философские основания развития способности к самоанализу у человека [Текст] / В.В. Сухостат // Личностно-профессиональное саморазвитие обучающихся в образовательном процессе: Межвузовский сборник научных трудов по материалам Всероссийской научно-практической конференции 23 декабря' 2003 г. Хабаровск, 2004. - 261 с. - С. 238- 246. - 0,6 п.л.

21. Сухостат, В.В. Психолого-педагогические основания саморазвития самоанализа личности [Текст] / В.В. Сухостат // Пограничная безопасность России в Дальневосточном Федеральном округе: Проблемы и пути решения. Материалы 5-й Межрегиональной научно-практической конференции 30-31 мая 2002. Хабаровск, 2002. - 352 с. - С. 310 - 312. - 0,2 пл.

22. Сухостат, В.В. Самоанализ личности как интерактивная рефлексия (психологический аспект) [Текст] / В.В. Сухостат // Интерактивные методы в образовании: личностно созидающие смыслы: Сб. науч. ст. по материалам международной научно-практической конференции, 7 декабря 2001 г. Хабаровск: Изд-во ХГПУ, 2002. - С.88 - 91. - 262 с. - 0,25 п.л.