Модель и метод эволюции конкурирующих информационных технологий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.19, кандидат технических наук Разумовский, Андрей Владимирович

• Разумовский, Андрей Владимирович
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Разумовский, Андрей Владимирович

Введение.

Глава 1. Обзор технологий обеспечения безопасности программного обеспечения.

L.I Конкуренция как новый подход к обеспечению безопасности.

1.2 Эволюционные модели.

1.3 Основные метрики для оценки надежности систем.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Модель и метод эволюции конкурирующих информационных технологий.

2.1 Исходные положения модели эволюции программного обеспечения как конкурирующих информационных технологий.

2.2 Модель КНИ Г.

2.3 Формальное описание схемы эволюции KHI1T.

2.4 Метод КНИ Г.

2.5 Аналитическая оценка алгоритма.

2.6 Выводы по главе 2.

Глава 3. Инструментально - технологический комплекс КНИТ.

3.1 Описание требований к комплексу и функционалу.

3.2 Описание работы комплекса.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Исследование современных технологий.

4.1 Выбор программного обеспечения для моделирования.

4.2 Результаты моделирования.

4.3 Рекомендации по результатам моделирования.

Выводы по главе 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модель и метод эволюции конкурирующих информационных технологий»

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ ИССЛЕДОВАН11Я

В последние годы произошли серьезные изменения в характере проблем безопасности, причем не только в техническом, но и деловом аспекте, что приводит к изменению целей и задач по решению этих проблем. Как следствие, множество допущений, лежащих в основе традиционных технологий безопасности, уже потеряли свою актуальность. Если рассматривать проблему безопасности программного обеспечения как выживание продукта среди других аналогов, то такой подход даст новую точку зрения в решении вопросов безопасности. Кроме того, взгляд на безопасность как на конкуренцию позволяет применять в вопросах обеспечения безопасности не только технические решения, но и различные стратегии по управлению рисками в целом, что выводи т безопаснос ть па новый уровень.

Несмотря на тот уровень, которого достигли технологии программирования, ни одна из них не предлагает моделей конкуренции программных продуктов. Конкуренция предполагает сравнение программ по различным характеристикам и выживание одной программы или группы программ за счет лучших показателей.

Помимо вышеперечисленного, в условиях быстрого развития информационных технологий постоянно появляются новые требования к ПО, которые не всегда учитывались на этане проектирования. В этих условиях необходимо иметь средство прогнозирования развития ПО в новых, изменившихся условиях, а также предсказывать изменения развития ПО при появлении новых характеристик и требований.

Разработка модели конкуренции информационных технологий на примере программного обеспечения позволит компаниям - разработчикам программного обеспечения сравнивать свои продукты с продуктами конкурентов. Полученные результаты помогут компаниям строить различные модели выживания в условиях конкуренции, создавать более надежное и безопасное программное обеспечение. Данная модель в дальнейшем может быть распространена на информационные технологии в целом.

Создание метода конкуренции информационных технологий позволит наиболее эффективно использовать модель конкуренции информационных технологий на примере программного обеспечения.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целыо диссертационной работы является разработка модели и метода эволюции конкурирующих информационных технологий.

Поставленная цель исследования обусловливает необходимость решения следующих основных задач:

1.Провести обзор существующих моделей конкуренции на основе э вол ю ци он иых мо;lc:iсй;

2.Провести обзор методик оценки качества программного обеспечения;

3.Определить функцию приспособленности, по которой можно оценивать ^ качество программ;

4.Разработать метод оценки программного обеспечения для последующего использования в модели конкуренции;

5. Разработать модель конкуренции информационных технологий на примере программного обеспечения;

6.Разработать инструментально-технологический комплекс для модели конкуренции информационных технологий на примере программного-обеспечения;

7.Провести исследование программного обеспечения с использованием разработанной модели;

В соответствии с целями и задачами диссертационного исследования определены его предмет и объект.

ОБЪЕКТОМ ИССЛЕДОВАНИЯ является функциональное программное обеспечение, создаваемое при помощи инструментально-технологических

Г1 5 средств промышленного проектирования программного обеспечения и имеющее сходную функциональность и назначение.

ПРЕДМЕТОМ ИССЛЕДОВАНИЯ диссертационном работы является конкуренция информационных технологий на примере программного обеспечения с точки зрения безопасности и защиты информации.

Особенность предмета исследования состоит в необходимости его"' изучения на стыке технических и биологических наук, что обуславливает как концептуально-теоретический подход к исследованию, гак и выбор метода исследования и направлений реализации его результатов.

МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНОВОЙ ИССЛЕДОВАНИЯ являются труды ученых М.Эйгена, П.Шустера, Л.Г. Осовецкого. О.Ф. Немолочпова, В.А. Карасева, В.В. Липаева и других специалистов по проблемам информационной безопасности, разработке программного обеспечения, эволюционным моделям развития.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ обусловлена:

1. Разработкой функции приспособленности для оценки качества программного обеспечения;

2. Разработкой метода конкуренции информационных технологий на основе анализа качества программного обеспечения;

3. Разработкой модели конкуренции информационных технологий для программного обеспечения на основе аналогии биологической модели эволюции и теории защиты информации.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОС ТЬ

Модель, разработанная в рамках диссертационной работы, позволяет дополнить существующие технологии программирования требованиями обеспечения безопасности. Также модель позволяет прогнозировать рашшие программного обеспечения в целом в конкуренции с аналогичными решениями.

Разработанный метод конкуренции может быть использован не только для модели конкуренции, по также и для других методик оценки информационных объектов.

Разработанная модель и метод мог\т быть применены по отношению к другим информационным технологиям, в том числе технологиям обеспечения безопасности. На основе модели и метода конкуренции информационных технологий возможно сравнение программного обеспечения по различными стандартам, в том числе и в области обеспечения безопасности.

ПУБЛИКАЦИИ

По материалам диссертации опубликовано пять печатных pa6oi.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на следующих конференциях:

• На IV Межвузовской конференции молодых ученых (Санкт-* Петербург, апрель 2007);

• На V Межвузовской конференции молодых ученых (Санкт-Петербург, апрель 2008);

• На VI Межвузовской конференции молодых \чепых (Санкт-Петербург, апрель 2009);

• На XIV Научно-практической конференции «Теория и технология программирования и защиты информации» (Санкт-Петербург, май 2009);

• На конференции «Теоретические и прикладные проблемы информационной безопасности в Республике Беларусь» (Беларусь, Минск, март 2010);

• На VH Межвузовской конференции молодых ученых (Санкт-Петербург, апрель 2010).

В НЕДР EI I ME РЕЗУЛЬТАТОВ

Разработанные модель и метод оценки конкуренции информационных технологий использованы при проведении исследований программного обеспечения своих клиентов ООО «Семоникс - ИТ-копсал пшг», при разработке программного обеспечения и консалтинге клиентов компании ЗАО «СМ Консалт». в учебном процессе кафедры «Безопасные информационные технологии» СПбГУ ПТМО по специальности 090103 в лекционных и практических курсах «Введение в специальность» и «Комплексные системы? защиты информации на предприятии».

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Разработка функции приспособленное! и для оценки качества программного обеспечения

2. Разработка метода конкуренции информационных технологий на основе анализа качества программного обеспечения

3. Разработка модели конкуренции информационных технологий для программного обеспечения на основе аналогии биологической модели эволюции и теории защиты информации.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ 1

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литераторы и приложения. Материал изложен на 105 страницах машинописного текста, содержи! 17 рисунков, список литературы состоит из 90 наименований.

Заключение диссертации по теме «Методы и системы защиты информации, информационная безопасность», Разумовский, Андрей Владимирович

Выводы по главе 4

Результаты моделирования, показывают, что первоначальная численность группы не играет решающей роли. Намного важнее является способность приспосабливаться. Также можно видеть, что в результате моделирования как правило выигрывает одна группа, что согласуется с результатами, которые получили М. Эйген и П. Шустер в своей работе. Анализ этой ситуации" подробно рассмотрен в главе 2, в разделе 2.5. В силу экспоненциального роста, даже небольшая группа начинает расти весьма быстро при достижении оптимальных параметров.

95

Заключение

В данной работе предложена модель конкурирующих информационных технологий (КНИТ) на основе модели эволюции М.Эйгена и П.Шустера.

Проведен анализ исходной модели, установлены параметры модели и предложена интерпретация модели с точки зрения информационных технологий.

Разработанная в рамках диссертационной работы модель позволяет дополнить существующие технологии программирования требованиями обеспечения безопасности. Также модель позволяет прогнозировать развитие программного обеспечения в целом в конкуренции с аналогичными решениями.

Разработанный метод конкуренции может быть использован не только4 для модели конкуренции, но также и для других методик оценки информационных объектов.

Разработанная модель и метод могут быть применены по отношению к другим информационным технологиям, в том числе технологиям обеспечения безопасности. На основе модели и метода конкуренции информационных технологий возможно сравнение программного обеспечения по различным стандартам, в том числе и в области обеспечения безопасности.

Одним из вариантов дальнейшего развития является использование различных функций приспособленности, приложение модели и метода к другим информационным технологиям, включение в конкуренцию объектов не только одной технологий, а нескольких. Такой подход приводит к понятию суммы технологий, когда взаимодействие нескольких технологий дает больший эффект, чем каждая из технологий по отдельности.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Разумовский, Андрей Владимирович, 2010 год

1. Blaldey B. The Emperor's Old Armor // Proceedings of the 1996 New Security Paradigms Workshop, Lake Arrowhead, California, September 17-20, 1996, Association for Computing Machinery, 1997.

2. Касты Дж. Большие системы. Связность, сложность и катастрофы /11ер. с англ. — М.: Мир, 1982

3. Эшби У. Р. Введение в кибернетику.— М.: ИЛ, 1959.

4. Доброчеев О. В. Неустойчивое равновесие коллективных систем физико-химической, биологической и социальной природы // Российский химический журнал.—1995.—Т. 39.—№2.—С. 48-54.

5. Гумилев Л. Н. Этносфера: История людей и история природы.— М.: Экопрос, 1993.

6. Пригожий И., Стенгерс И. Порядок из хаоса.— М.: Прогресс, 1986.

7. Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора. Соч., т. 3.— М.-Л.: Академия, 1939.

8. Варшавский В. Ж, Поспелов Д. А. Оркестр играет- без дирижера: размышления об эволюции некоторых технических систем и управлении ими.— М.: Наука, 1984.

9. Ebert С. Dealing with Nonfunctional Requirements in Large Software Systems // Annals of Software Engineering, Volume 3, September 1997, p. 367-395.

10. Heather M. Hinton. Under-Specification, Composition and Emergent Properties. // Proceedings of the 1997 New Security Paradigms Workshop, Langdale, Cumbria UK, September 23-26, 1997, Association for Computing Machinery, 1998.

11. Conficker. Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Conficker, 2010

12. Con ticker не дремлет. http://www.spvcamim.ru/conflcker-ne-dremlet-7819.php, 2010

13. Proceedings of the 1997 Information Survivability Workshop, San Diego, California, February 12-13, 1997, Software Engineering Institute and IEEE Computer Society, 1997.

14. Proceedings of the 1998 Information Survivability Workshop, Orlando, Florida, October 28-30, 1998, Software Engineering Institute and IEEE Computer Society, 1998.

15. Reuters. Pager Glitch Cause Lost in Space. Wired News, Wired Digital Inc., August 11, 1998. http://www.wired.com/news/news/technology/ story/ 14355.html

16. Касперский E. Касперский предсказывает глобальные кибервойны в будущем, 15.04.2010. http://www.sccuntylab.ru/news/393013.php

17. Большая советская энциклопедия. Т. 29. — М.: Изд-во Сов. энцикл., 1978.21 .Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного очбора. Соч., г.3,— М.-Л.: Академия, 1939.

18. Шмальгаузен И. П. Проблемы дарвинизма.— Л.: Наука, 1969.

19. Ауэрбах UL Генетика.— М.: Атомиздат, 1966.

20. Дубинин II. Г1. Избранные труды. Т. I. Проблемы гена и эволюции.— М.: Наука, 2000.

21. Курейчик В. В. Эволюционные меюды решения оптимизационных задач.— Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1999.

22. Курейчик В. В. Эволюционные, синергетические и гомеостатические методы принятия решений.— Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2001.

23. Курейчик В. Л/. Генетические алгоритмы.— Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1998.

24. Курейчик В. М. Генетические алгоритмы и их применение.— Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2002.

25. Practical Handbook of Genetic Algorithms. Editor I. Chambers. V. 1.— Washington, USA: CRC Press, 1995.

26. Practical Handbook of Genetic Algorithms. Editor I. Chambers. V. 2.— Washington, USA: CRC Press, 1995.

27. Practical Handbook of Genetic Algorithms. Editor 1. Chambers. V. 3.— Washington, USA: CRC Press, 1999. "

28. Holland John H. Adaptation in Natural and Artificial Systems: An Introductory Analysis with Application to Biology, Control, and Artificial Intelligence.— USA: University of Michigan, 1975.

29. Goldberg David E. Genetic Algorithms In Search, Optimization, and Machine Learning.— USA: Addison-Wesley Publishing Company, Inc., 1989.

30. Handbook of Genetic Algorithms / Edited by Lawrence Davis.— USA, New York: Van Nostrand Reinhold, 1991.

31. Эволюционные вычисления и генетические алгоритмы / Составители: Э. Д. Гудман, А. П. Коваленко // Обозрение прикладной и промышленной математики.— М.: Изд-во ТВГ1, 1996.

32. Батишев Д. А. Генетические алгоритмы решения экстремальных задач.— Воронеж: Изд-во ВГТУ, 1995.

33. Букатова И. JI. Эволюционное моделирование и его приложения.— М.: Наука, 1991.

34. Букатова И. Л. Эволюционные технологии — средства интенсивной информатизации. — М: РАН, ИРЭ, 1994.

35. Растригин Л. А. Статистические методы поиска.— М.: Наука, 1968.

36. Rastrigin L. A. Random Search in Evolutionary Computations // Proceedings 1 st International conf., Evolutionary Computation and Its Application, EvCA, 96,—Moscow, 1996.—P. 135-143.

37. KozaJ.R. Genetic Programming. Cambridge/MA:MIT Press, 1992.

38. KozaJ. R. Genetic Programming, 2.— Cambrldge/MA:MIT Press, 1994.

39. Genetics Algorithms / Editor Lawrence Elbaum // Proceedings of the I st International conf.— New Jersey, USA: Associates Publishers, 1985.

40. Genetics Algorithms / Editor J. Grefenstette // Proceedings of the 2nd International conf.— New Jersey, USA: Associates Publishers, 1987.

41. Genetic Algorithm / Editor D. Schaffer // Proceedings 3d International conf. San Mateo.— USA: Morgan Kaufman Publishers, 1989.

42. Genetics Algorithms / Editors R. Belew, L. Booker // Proceedings of the 4th International conf., San Mateo.— USA: Morgan Kaufman Publishers, 1991.

43. Genetics Algorithms / Editor R. Forrest // Proceedings of 5th International conf., San Mateo.— USA: Morgan Kaufman Publishers, 1993.

44. Genetics Algorithms / Editor R. Forrest // Proceedings of 6th International conf., San Mateo.— USA: Morgan Kaufman Publishers, 1995.

45. Genetics Algorithms / Editor T. Back // Proceedings of the 7th International conf.,San Francisco.— USA: Morgan Kaufman Publishers, Inc, 1997.

46. ГОСТ 13377-75 Надежность в технике. Термины и определения. hitp://w\vw. normacs.ru/Doclist/doc/V6C6.html

47. Иванова Г.С. Технология программирования: Учебник для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.

48. Майкл Ховард, Дэвид Лебланк, Джон Виега. 19 смертных грехов, угрожающих безопасности программ. Как не допустить типичных ошибок. М.: Издательский Дом ДМК-пресс, 2006.

49. Разумовский А.В. Мертвый код // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2008. - № 52. - С. 201-206.

50. Липаев В.В. Надежность программного обеспечения АСУ. -М.: Энергоиздат, 1981.

51. Майерс Г. Надежность программного обеспечения: Пер. с англ. /Под ред. B.LLI. Кауфмана.М.:Мир, 1980.

52. Тейер Т., Липов М., Нельсон Э. Надежность программного обеспечения. Пер. с англ. М.:Мир, 1981.

53. Шураков В.В. Надежность программного обеспечения систем обработки данных. М.:Статистика, 1981.61. 1SO/1EC 9126-1. http://4vebstore.iec.ch/pre\ iew/info isoiec9126-l%7Bedl.0%7Dcn.pdr

54. ГОСТ 28195-89. Оценка качества программных средств. Общие положения. М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. http://protect.aost.m/v.aspx?control=8&baseC=-1 &page==0&month=-1 &vear--l&search=&ReaNum= l&DocOnPageCounl= 15&id= 131065

55. ГОСТ 28806-90. Качество программных средств. Термины и определения, 1992. http://protect.gost.ru/v.aspx?control=:8&bascC=-1 &pai>c=Q&month--1 &vear=1 &search=&ReaNum= 1 &DocOnPaaeCount= 15&id= 129393&рацсК=09А9А8 AD-E86B-432A-A06E-70DD480C881D

56. Элфрид Дастпн, Джефф Рэшка, Джон Пол. Автоматизированное тестирование программного обеспечения. М.Лори, 2003.

57. Сэм Канер, Джек Фолк, Епг Кек Нгуен. Тестирование программного обеспечения. Фундаментальные концепции менеджмента бизнес-приложений. СПб. : ООО «ДиаСофгЮП», 2001.

58. Brian Brvson. Rational Robot tips and techniques: Rebooting your system, 28.06.2004. http://\vw\v.ibm.com/developervvorks/rational/librarv/959.html

59. Michael Kelly. Getting started with automated testing: Road map to success, 24.11.2003. http://4vwvv.ibm.com/developerworks/ratiotiabTibrary/274.html

60. Jlunaee B.B. Отладка сложных программ. М.:Энергоатом-издат, 1993.

61. Безопасность информации. Сб. материалов международной конференции. М.: Изд.РИА. 1997.

62. Ю.Липаев, В.В. Программно-технологическая безопасностьинф-ормацпонных систем. М.: Изд.МИФИ. 1997.

63. Musa J.D., lannino A., Okumoto 1С. Software Reliability: Measurement, Prediction, Application. N.Y. McGraw Hill, 1990.

64. Shooman M.L. Software Engineering: Reliability, Development and Management. N.Y. McGraw-Hill. 1983.

65. Герасименко В.А. Защита информации в авгоматизирован-ных системах обработки данных. Книга 1 и 2. М.: Энергоат-омиздат. 1994.

66. Гласе Р. Руководство по надежному программированию: Пер. с англ. М.: Финансы и статистика, 1982.

67. Лонгботтом Р. Надежность вычислительных систем: Пер. с англ. /Иод ред. Г1.П. Пархоменко. М.: Энергоатомиздат, 1985.

68. Howden W.E. Functional program testing and analysis. N.Y.: McGraw-Hill, 1987.

69. Chad Dougherty, Kirk Sayre, Robert C. Seacord, David Svoboda, Kazuya Togashi. Secure Design Patterns. 2009. http:/Avww.cert.om/archivc/pdf/09tr010.pdf

70. Robert C. Seacord. Secure Coding Initiative. Carnegie Mellon University, 2010. hup:Vwww.cert.org/archive/pcH7SecureCodiniilnitiativc 01 10.pelf

71. Калянов Г.Н. CASE структурный системный анализ (автома-гизация и применение). М: Изд.ЛОРИ. 1996.

72. Котляров В.П. CASE-технология и возможности современных CASE-средств в поддержке этапов проектирования програм-много продукта // Системная информатика. Новосибирск. ВО "Наука". Сибирская издательская фирма. Вып 4.1995.

73. Fisher A.S. CASE: using the newest tools in software development. N.Y.: John Wiley & Sons, 1988.

74. Ng P.A., Yeh R.T. ed. Modern software engineering. Foundations and current perspectives. N.Y.: Van Nostrand Reinhokl, 1990.

75. Sommerville I. Software engineering. Addison Wesley. Lancaster University. 1992.

76. Jlimace B.B., Филинов E.H. Мобильность программ и данных в открытых информационных системах. М.: РФФИ, 1997.

77. Эйген М, Шустер П. Гиперцикл. Принципы самоорганизации макромолекул. М.: Мир, 1982.

78. Ушаков А.В., Хабапов В.В., Дударенко И.А. Математические основы теории систем: элементы теории и практикум./ Под ред. Ушакова А.В.-СГ16: СПбГУИТМО, 2007.

79. Windows ХР, Windows Vista и Windows 7 ответы на самые популярные вопросы, 2010. http://vvww.microsoft.eom/rus/w indows/windowsxpFAO/default.mspx

80. Обзор вирусной обстановки от компании «Доктор Веб» за первое полугодие 2009 года. электронный ресурс., режим доступа: htlp://news.drweb.com/show/?i=399&c= 10&р=0, свободный

81. Редько В. Г. Эволюционная кибернетика.— М.: Наука, 2001.

82. Рейтинг самых популярных браузеров в России, электронный ресурс., режим доступа: http:/;dbprogs.ru/ncws/read/pop brauser russia.html.