Методологические основы

При анализе характеристик функциональной безопасности целе­сообразно выделять два класса систем и их ПС. Первый класс составляют системы, имеющие встроенные комплексы программ жесткого регламен­та реального времени, автоматизированно управляющие динамическими внешними объектами или процессами. Время необходимой реакции на отказовые ситуации таких систем обычно исчисляется секундами или до­лями секунды, и процессы восстановления работоспособности должны проводиться за это время в достаточной степени автоматизированно (бор­товые системы в авиации, на транспорте, в некоторых средствах вооруже­ния, системы управления атомными электростанциями). Эти системы ис­пользуют относительно небольшие информационные ресурсы, сложные логические комплексы программ управления и практически недоступны для предумышленных негативных внешних воздействий.

Системы второго класса применяются для управления процессами и обработки деловой информации из внешней среды, в которых активно участвуют специалисты-операторы (банковские, административные, штаб­ные военные системы). Допустимое время реакции на опасные отказы в этих системах может составлять десятки секунд и минуты, и операции по восстановлению работоспособности частично могут быть доверены спе­циалистам-администраторам по обеспечению функциональной безопасно­сти. В этих системах возможны предумышленные негативные внешние воздействия, однако они ниже не рассматриваются.

Понятия и характеристики функциональной безопасности сис­тем близки к понятиям надежности (см. выше п. 11.3). Основное раз­личие состоит в том, что в показателях надежности учитываются все реа­лизации опасных отказов, а в характеристиках функциональной безопас­ности следует регистрировать и учитывать только те отказы, которые привели к столь большому, катастрофическому ущербу, что отразились на безопасности системы и информации для потребителей. Статистически таких отказов может быть в несколько раз меньше, чем учитываемых в значениях надежности. Однако методы, влияющие факторы и реальные значения характеристик надежности ПС могут служить ориентирами при оценке функциональной безопасности критических систем. Поэтому спо­собы оценки характеристик и испытаний функциональной безопасности могут базироваться на методах определения надежности функциони­рования комплексов программ и баз данных.

Ущерб от дефектов и ошибок программ и данных может проявляться в более или менее систематических отказах, каждый из которых отражает­ся на надежности, но не является катастрофой с большим ущербом, влия­ющим на безопасность системы. Накопление таких отказов со временем может приводить к последствиям, нарушающим функциональную безо­пасность систем и их применение. Таким образом, дополнительно сближа­ются понятия и характеристики надежности и функциональной безопасно­сти сложных систем и ПС.

Эффективная система защиты информации и программных средств подразумевает наличие совокупности организационных и технических ме­роприятий, направленных на предупреждение различных угроз безопас­ности, их выявление, локализацию и ликвидацию. Создание такой систе­мы предусматривает планирование и реализацию целенаправленной по­литики комплексного обеспечения безопасности систем и программных продуктов (см. рис. 11.1). Требования к характеристикам программных средств, обеспечивающим безопасность, обычно представляются в соста­ве общей спецификации требований к характеристикам системы.

Наиболее полно степень защиты системы характеризуется вели­чиной предотвращенного ущерба —риска (см. лекцию 10), возможного при проявлении дестабилизирующих факторов и реализации конкретных угроз безопасности применению программного продукта пользователями, а также средним временем между возможными проявлениями угроз, на­рушающих безопасность. С этой позиции затраты ресурсов разработчика­ми и заказчиками на обеспечение безопасности функционирования систе­мы должны быть соизмеримыми с возможным средним ущербом у пользо­вателей от нарушения безопасности. Проектирование защиты систем с использованием программных средств включает подготовку комплекса взаимосвязанных мер, направленных на достижение требуемых характе­ристик и уровня безопасности. Для обеспечения эффективности систем комплекс программ обеспечения безопасности целесообразно базиро­вать на следующих общих принципах:

• 
  стоимость создания и эксплуатации системы программной защиты и обеспечения безопасности должна быть меньше, чем размеры наиболее вероятного или возможного (в среднем), неприемлемого потребителями системы риска-ущерба, от любых потенциальных угроз;
  
• 
  программная защита функциональных программ и данных должна быть комплексной и многоуровневой, ориентированной на все виды угроз с учетом их опасности для потребителя;
  
• 
  комплекс программ защиты должен иметь целевые, индивидуаль­ные компоненты, предназначенные для обеспечения безопасности функ­ционирования каждого отдельно взятого объекта и функциональной зада­чи ПС с учетом их уязвимости и степени влияния на безопасность систе­мы в целом;
  
• 
  система программ защиты не должна приводить к ощутимым труд­ностям, помехам и снижению эффективности применения и решения ос­новных, функциональных задач пользователями в целом.
  

• 
  Процессы проектирования программ обеспечения безопасности ПС, как самостоятельной системы, принципиально не отличаются от техноло­гии проектирования любых других сложных программных комплексов. Для этого, прежде всего, необходимо проанализировать и конкретизиро­вать в спецификации требований проекта ПС задачи, а также исход­ные данные и факторы, определяющие характеристики безопасности функционирования программ:
  

• 
  критерии качества и значения характеристик, отражающих необ­ходимый и достаточный уровень безопасности применения системы пользо­вателями в целом, и каждого из ее основных, функциональных компонен­тов в соответствии с условиями среды применения и требованиями специ­фикаций заказчика;
  
• 
  перечень и характеристики возможных внутренних и внешних дестабилизирующих факторов и угроз, способных влиять на характерис­тики безопасности функционирования программных средств и баз данных;
  
• 
  требования к методам и средствам предотвращения и снижения влияния угроз безопасности, обусловленные предумышленными негатив­ными внешними воздействиями, а также возможными дефектами про­грамм и данных;
  
• 
  перечень подлежащих решению задач защиты, перекрывающих все потенциально возможные угрозы, и оценки характеристик решения отдельных задач, необходимых для обеспечения равнопрочной безопасно­сти системы с заданной эффективностью;
  
• 
  оперативные методы и средства повышения характеристик безо­пасности функционирования программ в течение всего жизненного цикла системы путем введения в комплекс программ временной, программной и информационной избыточности для реализации системы защиты от акту­альных видов угроз;
  
• 
  ресурсы, необходимые и доступные для разработки и размещения программной системы обеспечения безопасности (финансово-экономичес­кие, ограниченная квалификация специалистов и вычислительные ресур­сы ЭВМ);
  
• 
  стандарты, нормативные документы и методики воспроизводимых измерений характеристик безопасности, а также состав и значения исход­ных и результирующих данных, обязательных для проведения испытаний;
  
• 
  оценки комплексной эффективности защиты системы и программ­ного продукта и их сравнение с требуемой заказчиком, с учетом реальных ограничений совокупных затрат ресурсов на обеспечение защиты.
  

• 
  В основу формирования требований по безопасности должно быть положено определение перечня и характеристик потенциальных угроз бе­зопасности и установление возможных источников их возникновения (см. рис. 11.1).
  
•