Контрольная работа по "Программированию и компьютеру"

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ  РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ГОУВПО  «ВГТУ») 
 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 
 
 
 

                         Выполнил: студ. гр. ТБ-111

                                 Шестаков К. О.

 
Воронеж 2012 

      Задание кафедры

      CALS-технологии и угрозы безопасности информации в компьютерных системах, функционирующих на основе CALS-технологий. 
аннотация

      студ. М.Н. Морковин, проф. Ю.К. Язов

        В реферате приведены понятия и определения, раскрывающие тему работы. Проведен анализ угроз безопасности информации компьютерным системам, функционирующим на основе CALS-технологий.

Содержание 

1.  ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСИКА РАБОТЫ………………………………….………………....5

      1.1. Актуальность темы …………………………………………………………………5

     1.2. Цель работы……………………………………………….……………………........7

     1.3. Задачи работы………….……………………………………….…………………....8

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ  РАБОТЫ…...………………………………………….….....9

     2.1. Основные определения……..…...……………..……………………………….…...9

     2.2. CALS-технологии…………………….……………………………………………10

     2.3. Угрозы безопасности информации  в компьютерных системах, функционирующих  на основе CALS-технологий……………………………………………13

3. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ……………………………………………………...…………………………..……..16

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………..………..17

      1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

      1.1. Актуальность. 

     В течение многих десятков лет общепринятой формой представления результатов  интеллектуальной деятельности людей  и инструментом их информационного  взаимодействия являлась бумажная документация. Ее созданием были заняты  миллионы инженеров, техников, служащих на промышленных предприятиях, в государственных  учреждениях, коммерческих структурах. С появлением компьютеров начали создаваться и широко внедрялись разнообразные средства и системы автоматизации выпуска бумажной документации: системы автоматизированного проектирования (САПР) - для изготовления чертежей, спецификаций, технологической документации; системы автоматизированного управления производством (АСУП) - для создания планов производства и отчетов о его ходе; офисные системы - для подготовки текстовых и табличных документов и т. д.

     Однако  к концу ХХ века стало ясно, что  все эти достаточно дорогостоящие  средства не оправдывают возлагающихся  на них надежд: разумеется, некоторое  повышение производительности труда  происходит, однако не в тех масштабах, которые прогнозировались. Дело в  том, что они не решают проблем  информационного обмена между различными участниками жизненного цикла (ЖЦ) изделия (заказчиков, разработчиков, производителей, эксплуатационников и т. д.). При переносе данных из одной автоматизированной системы в другую требуются большие затраты труда и времени для повторной кодировки, что приводит к многочисленным ошибкам. Оказалось, что разные системы «говорят на разных языках» и плохо понимают друг друга. Более того, выяснилось, что бумажная документация и способы представления информации на ней ограничивают возможности использования современных ИТ. Так, трехмерная модель изделия, создаваемая в современной САПР, вообще не может быть адекватно представлена на бумаге.

     С другой стороны, по мере усложнения изделий  происходит резкий рост объемов технической  документации. При использовании  бумажной документации возникают значительные трудности при поиске необходимых  сведений, внесении изменений в конструкцию  и технологии изготовления изделий. Возникает множество ошибок, на устранение которых затрачивается много  времени. В результате резко снижается  эффективность процессов разработки, производства, эксплуатации, обслуживания, ремонта сложных наукоемких изделий. Возникают трудности во взаимодействии заказчиков и производителей как при подготовке, так и при реализации контрактов на поставки сложной техники.

     Для преодоления этих трудностей потребовались  новые концепции и новые идеи. Среди них базовой стала идея информационной интеграции стадий жизненного цикла продукции (изделия), которая и легла в основу CALS. Она состоит в отказе от «бумажной среды», в которой осуществляется традиционный документооборот, и переходе к интегрированной информационной среде, охватывающей все стадии жизненного цикла изделия. Информационная интеграция заключается в том, что все автоматизированные системы, применяемые на различных стадиях жизненного цикла, оперируют не с традиционными документами и даже не с их электронными отображениями, а с формализованными информационными моделями, описывающими изделие, технологии его производства и использования. Эти модели существуют в интегрированной информационной среде в специфической форме информационных объектов. Системы, которым для их работы нужны те или иные информационные объекты, по мере необходимости могут извлекать их из интегрированной информационной среды, обрабатывать, создавая новые объекты, и помещать результаты своей работы в ту же интегрированную информационную среду.

     Благодаря CALS-технологиям решилась одна из главных проблем – информационная изолированность между участниками жизненного цикла изделия, что и является основой эффективности данных технологий. Однако это порождает вопрос пересмотра обеспечения безопасности информации об изделии, составляющей коммерческую тайну.

     В следствии этого необходимо рассмотрение угроз для компьютерных систем, функционирующих на основе CALS-технологий.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.2. Цель работы. 

  Целью работы является рассмотрение понятия  CALS-технологий, а также анализ угроз безопасности информации в компьютерных системах, функционирующих на основе CALS-технологий. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  1.3. Задачи работы. 

     В ходе выполнения работы необходимо решить следующие задачи:

1. формирование понятийного аппарата;
2. раскрытие определения CALS-технологий;
3. анализ угроз безопасности информации в компьютерных системах, функционирующих на основе CALS-технологий.

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

2.1. Основные  определения.

     Компьютерная  система - это комплекс аппаратных и программных средств, предназначенных для автоматизированного сбора, хранения, обработки, передачи и получения информации. Наряду с термином «информация» применительно к компьютерным системам часто используют термин «данные». Компьютерная система является очень обширным понятием, включающим в себя ЭВМ, вычислительные комплексы и сети. 

     Угроза  безопасности информации - совокупность условий и факторов, создающих потенциальную или реально существующую опасность, связанную с утечкой информации и/или несанкционированными и/или непреднамеренными воздействиями на нее. 

     CALS-технологии (Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла) - современный подход к проектированию и производству высокотехнологичной и наукоёмкой продукции, заключающийся в использовании компьютерной техники и современных информационных технологий на всех стадиях жизненного цикла изделия. За счет непрерывной информационной поддержки обеспечиваются единообразные способы управления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции, поставщиков/производителей продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала. Информационная поддержка реализуется в соответствии с требованиями системы международных стандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными. В русскоязычной версии - ИПИ (информационная поддержка процессов жизненного цикла изделий).

     Жизненный цикл изделия (продукции) - это совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенной продукции до момента удовлетворения этих потребностей и утилизации продукта. Жизненный цикл продукции (ЖЦП) включает период от возникновения потребности в создании продукции до её ликвидации вследствие исчерпания потребительских свойств. Основные этапы ЖЦП: проектирование, производство, эксплуатация, утилизация. Применяется по отношению к продукции с высокими потребительскими свойствами и к сложной наукоёмкой продукции высокотехнологичных предприятий [1]. 
 
 
 
 
 
 

     2.2. CALS-технологии.

     Рассмотрим  подробнее применение CALS-технологий.

     Областями применения CALS принято считать:

1. совершенствование деятельности в области разнородных процессов, происходящих на всех этапах жизненного цикла продукции;
2. управление цепными поставками в течение всего жизненного цикла продукции (от создания концепции изделия до его утилизации);
3. электронную интеграцию организаций, участвующих в этих процессах на различных этапах жизненного цикла продукции;
4. управление поддержкой жизненного цикла продукции.

     Применение CALS-технологий позволяет существенно  сократить объёмы проектных работ, так как описания многих составных  частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в унифицированных форматах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю технологий CALS. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации, специализации проектных организаций и т. п. Предполагается, что успех на рынке сложной технической продукции будет немыслим вне технологий CALS.

     Развитие CALS-технологий должно привести к появлению  так называемых виртуальных производств, в которых процесс создания спецификаций с информацией для программно-управляемого технологического оборудования, достаточной для изготовления изделия, может быть распределён во времени и пространстве между многими организационно-автономными проектными студиями. Среди несомненных достижений CALS-технологий следует отметить лёгкость распространения передовых проектных решений, возможность многократного воспроизведения частей проекта в новых разработках и др.

     Для реализации CALS концепции необходимо, чтобы все субъекты информационного взаимодействия находились в едином информационном пространстве (ЕИП). ЕИП формируется по международным или государственным стандартам, и в нем находится вся информация об изделии.

     Построение  открытых распределённых автоматизированных систем для проектирования и управления в промышленности составляет основу современных CALS-технологий. Главная  проблема их построения — обеспечение  единообразного описания и интерпретации  данных, независимо от места и времени  их получения в общей системе, имеющей масштабы вплоть до глобальных. Структура проектной, технологической и эксплуатационной документации, языки её представления должны быть стандартизированными. Тогда становится реальной успешная работа над общим проектом разных коллективов, разделённых во времени и пространстве и использующих разные CAD/CAM/CAE-системы. Одна и та же конструкторская документация может быть использована многократно в разных проектах, а одна и та же технологическая документация — адаптирована к разным производственным условиям, что позволяет существенно сократить и удешевить общий цикл проектирования и производства. Кроме того, упрощается эксплуатация систем [1].

     Часто CALS-системы приравнивают к другим информационно-аналитическим системам управления и простым АСУ, что является ошибкой, так как CALS-технологии охватывают все стадии жизненного цикла изделия.

     Учет  этапов жизненного цикла позволяет  уменьшить издержки на доработку  изделия или даже предотвратить  возможную катастрофу вследствие действия «непредусмотренных» обстоятельств, рационально спланировать деятельность по созданию и обслуживанию продукции [1].

     К настоящему времени CALS-технологии образуют самостоятельное направление в  области ИТ. Создана нормативно-правовая база этого направления, которую составляют серии международных стандартов ISO, государственные стандарты и нормативные документы военного министерства США, НАТО, Великобритании и ряда других стран. Общее число этих стандартов - многие десятки и даже сотни, причем объемы документов подчас исчисляются тысячами страниц. На их разработку правительства и ведущие корпорации Запада израсходовали суммы, превышающие 1 млрд. долл., и эта работа продолжается. Так, в наступающем финансовом году конгресс США планирует выделить на цели стандартизации в области CALS 47 млн. долл.

     Преимущества CALS.

     Технологии, стандарты и программно-технические  средства CALS обеспечивают эффективный  и экономичный обмен электронными данными и безбумажными электронными документами, что дает следующие  преимущества:

1. возможность параллельного выполнения сложных проектов несколькими рабочими группами (параллельный инжиниринг), что существенно сокращает время разработок;
2. планирование и управление многими предприятиями, участвующими в жизненном цикле продукции, расширение и совершенствование кооперационных связей (электронный бизнес);
3. резкое сокращение количества ошибок и переделок, что приводит к сокращению сроков реализации проектов и существенному повышению качества продукции;
4. распространение средств и технологий информационной поддержки на послепродажные стадии жизненного цикла - интегрированная логистическая поддержка изделий.

     Как видно, внедрение CALS-технологий приводит к существенной экономии и получению дополнительной прибыли. Поэтому эти технологии и их отдельные компоненты широко применяются в промышленности развитых стран. Вот некоторые количественные оценки эффективности внедрения CALS в промышленности США:

• прямое сокращение затрат на проектирование - от 10 до 30%;
• сокращение времени разработки изделий - от 40 до 60%;
• сокращение времени вывода новых изделий на рынок - от 25 до 75%;
• сокращение доли брака и объема конструктивных изменений - от 20 до 70%.
• сокращение затрат на подготовку технической документации - до 40%;
• сокращение затрат на разработку эксплуатационной документации - до 30% [2].

     Из  выше приведенной статистики видно  насколько революционным было появление  CALS-технологий для производственного процесса. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.3. Угрозы безопасности информации в компьютерных системах, функционирующих на основе CALS-технологий.

     Приведенное выше определение угрозы не раскрывает полного её содержания. В зависимости  от решаемых задач по защите информации можно выделить различные составляющие угрозы. В общем случае в нее  входят:

1. наименование;
2. источник;
3. используемое уязвимое звено;
4. способ реализации;
5. деструктивное действие;
6. время существования;
7. время, необходимое на реализацию.

     Перейдем  к рассмотрению угроз безопасности для CALS-систем. Основными источниками угроз для таких систем являются:

1. сбои и отказы оборудования системы;
2. ошибки проектирования и разработки компонентов системы;
3. ошибки эксплуатации;
4. преднамеренные действия нарушителей и злоумышленников.

     Основные  угрозы для данных систем несут антропогенный  характер, т.е. связанны с действиями человека. Исходя из этого можно разделить их на:

       1) преднамеренные:

- хищение  носителей информации;

     - физическое разрушение системы;

     - вербовка персонала;

     - перехват данных, передаваемых по  каналам связи;

     - несанкционированное копирование  носителей информации;

     - вскрытие шифров криптозащиты  информации;

     - внедрение аппаратных программных  "закладок" и "вирусов"  и т.д.

      2)  непреднамеренные:

            - неумышленная порча носителей  информации;

            - неумышленные действия, приводящие  к отказу системы;

            - ошибки персонала, связанные  с недостаточной компетентностью;

     - использование неучтенных программ. 

     Для полного анализа угроз безопасности информации в CALS-системах необходимо обратить внимание на стадии жизненного цикла такой системы:

1. проектирование и построение:
2. внедрение;
3. эксплуатация;
4. модернизация/утилизация.

     Анализ  угроз будем выполнять для  каждого уровня системы на каждом из этапов ее жизненного цикла. Отнесение  угрозы к той или иной категории  выполняется методом экспертных оценок. Для классификации угроз  безопасности используются следующие  их категории в соответствии с  этапами жизненного цикла системы:

     1. Проектирование и построение:

     - угрозы, возникающие при проектировании  системы;

     - угрозы, возникающие при классификации  и категорировании объектов системы.

     2. Внедрение:

     - угрозы, связанные с реализацией  структуры внедрения;

     - угрозы, связанные с процессами  квалификации, обучения и контроля  качества выполняемых работ.

     3. Эксплуатация:

     - угрозы, связанные с нарушением  безопасности системы;

     - реагирование на угрозы безопасности: с введением специальных планов  и без введения специальных  планов.

     4. Модернизация/утилизация:

     - угрозы, связанные с перспективной  модернизацией/утилизацией;

     - угрозы, связанные с текущей модернизацией/утилизацией.

     Для того чтобы исключить ошибочное  отнесение угрозы к той или  иной категории, предлагается проводить  анализ угрозы по следующим критериям: характер ее воздействия, цель воздействия, условия начала воздействия, механизм реализации.

     Так, например, анализ угроз, возникающих  при проектировании системы, будет  выглядеть следующим образом.

     Характер  воздействия угрозы: при проектировании системы возникают различные  конструкторские и/или технологические  угрозы, связанные с ошибками при  разработке ее структуры и инженерно-технологической  реализации.

     Цель  воздействия: умышленное/неумышленное внесение ошибок в проект системы  с целью дальнейшего использования  ее уязвимостей.

     Условия начала воздействия: ошибки взаимодействия структур, недостаточность квалификации и/или профессионального подбора  персонала, неправильное применение вновь  разработанных и/или существующих средств безопасности.

     Механизм  реализации угрозы: применение ошибочных  конструкторско-технологических решений  вносит скрытые уязвимости в систему, которые проявляются на этапах ее внедрения и эксплуатации.

     Анализ  угроз, связанных с процессами квалификации, обучения и контроля качества выполняемых  работ.

     Характер  воздействия: выполнение работ по оказанию (сопровождению) услуг в области  безопасности неквалифицированным  персоналом, проведение формального  обучения особенностям внедрения специального оборудования, недостаточный контроль качества выполняемых работ.

     Цель  воздействия: использование недостаточной  квалификации персонала и недостаточного контроля качества работ в процессе внедрения системы.

     Условия начала осуществления воздействия: неправильная оценка квалификации персонала, неграмотный менеджмент в области  контроля качества.

     Механизм  реализации: при внедрении системы  не используются полностью ранее  заложенные на этапе проектирования функциональные возможности системы  по пресечению и отражению угроз.

     После анализа угроз далее предлагается провести детальную классификацию  определенной угрозы на основе метода экспертных оценок с учетом следующего перечня:

     1. Угрозы, возникающие при проектировании  системы:

     - конструкторские угрозы (ошибки  проектирования);

     - технологические угрозы (выбор технологии).

     2. Угрозы, возникающие при классификации  и категорировании объектов системы :

     - угрозы в классификации по  признаку важности (экономические);

     - угрозы в категорировании (структурные).

     3. Угрозы, связанные с реализацией  структуры внедрения:

     - угрозы централизованного внедрения;

     - угрозы децентрализованного внедрения.

     4. Угрозы, связанные с процессами  квалификации, обучения и контроля  качества выполняемых работ:

     - угрозы недостаточной квалификации  персонала;

     - угрозы недостаточного обучения  персонала;

     - угрозы в осуществлении контроля  качества выполняемых работ.

     5. Угрозы, связанные с нарушением  безопасности системы:

     - внешние угрозы (природно-техногенные,  электронно-технические, физические);

     - внутренние угрозы (административно-управленческие, программно-аппаратные, физические).

     6. Реагирование на угрозы безопасности:

     - угрозы, связанные с введением  специальных планов защиты (при  точной классификации перечня  угроз системы);

     - угрозы, связанные с отсутствием  специальных планов защиты (наличие  нетиповых угроз/комбинаций угроз  системе).

     7. Угрозы, связанные с перспективной  модернизацией/утилизацией:

     - угрозы, связанные с перспективной  плановой (закладывается из требований  предшествующего (статистического)  уровня угроз/комбинаций угроз  и вариантов прогнозных показателей  их развития) модернизацией/утилизацией;

     - угрозы, связанные с перспективной  неплановой (закладывается из требований  современного уровня угроз/комбинаций  угроз, показатели важности которых были оценены ранее неправильно) модернизацией/утилизацией.

     8. Угрозы, связанные с текущей модернизацией/утилизацией:

     - ликвидация открытых угроз;

     - ликвидация скрытых угроз.

     После детальной классификации угроз  проводится анализ и динамическая коррекция  полученных результатов согласно критериям  эффективности отражения атак введенными средствами и системами защиты.