
Цифровые двойники как объект и инструмент информационной безопасности
|
Митяков Е. С.
|
Читать
Аннотация
Постановка задачи: Расширение использования цифровых двойников в критически важных отраслях сопровождается ростом киберугроз, нацеленных как на сами двойники, так и на инфраструктуру, с которой они взаимодействуют. Современные подходы в информационной безопасности либо используют цифровых двойников как инструмент моделирования угроз, либо направлены на их защиту как объектов, однако редко учитывают их двуединую природу. Возникает необходимость в создании двуединой архитектуры, способной интегрировать цифровых двойников в замкнутый контур киберзащиты. Цель исследования: разработка концептуальной модели, обеспечивающей двустороннее взаимодействие цифровых двойников в рамках систем информационной безопасности, где цифровой двойник одновременно выступает как активный предиктивный элемент и как объект защиты. Методы: в работе использованы методы формальной логики, вероятностного моделирования, а также симуляционные подходы для генерации сценариев кибератак. Архитектура модели формализована в виде динамической системы с двумя взаимосвязанными подсистемами ‒ прогнозирования и защиты. Результаты: построена концептуальная модель двустороннего взаимодействия цифровых двойников в системе информационной безопасности, включающая компоненты предикции, симуляции атак, обнаружения аномалий, управления доступом и формальной верификации. Проведен эксперимент с синтетическими данными, моделирующими DDoS-атаки. Продемонстрировано повышение точности прогнозов угроз на 12 % и улучшение устойчивости цифровых двойников к повторным атакам. Новизна: предложена концепция интеграции цифрового двойника как субъекта и объекта информационной безопасности в единой модели с адаптивной корректировкой параметров на основе анализа угроз. Практическая значимость: разработанная модель применима при проектировании защищенных цифровых двойников, а также может использоваться в качестве основы для стандартизации решений в области информационной безопасности.
Ключевые слова цифровой двойник, информационная безопасность, моделирование, киберугрозы, концептуальная модель взаимодействия, симуляция атак, защита цифровых двойников. DOI 10.31854/2307-1303-2024-12-4-1-12
EDN RQVZLW
|
Применение Open Digital Architecture для создания интегрированных цифровых экосистем
|
Белозеров К. В., Ганюшин Д. С., Зайдуллин Р. Р., Кисляков С. В.
|
Читать
Аннотация
Цель работы – разработка методологии моделирования и развертывания интегрированной цифровой экосистемы на основе концепции Open Digital Architecture для модернизации телекоммуникационных систем. Исследование базируется на использовании современных технологий контейнеризации и оркестрации, включая Docker, Kubernetes и Helm, а также на применении стандартизированных API для обеспечения беспрепятственной интеграции микросервисов. Методика исследования предусматривает поэтапное создание и упаковку сервисов в контейнеры, их автоматизированное развертывание в кластере Kubernetes и управление конфигурацией с помощью Helm-чартов. Проведенное тестирование подтвердило корректность взаимодействия компонентов и устойчивость системы при изменении эксплуатационных условий. Новизна исследования заключается в комплексном подходе, объединяющем принципы Open Digital Architecture с технологиями автоматизации и оркестрации, что позволяет сократить время внедрения новых сервисов и снизить операционные затраты. Практическая значимость работы определяется возможностью применения разработанной модели для оптимизации управления телекоммуникационными сетями, повышения их гибкости и адаптивности к динамичным изменениям нагрузки. Выводы исследования указывают на эффективность предложенной методологии для создания адаптивных цифровых экосистем, что открывает перспективы для дальнейшего развития инструментов мониторинга и предиктивной аналитики в условиях современной телекоммуникационной инфраструктуры.
Ключевые слова Open Digital Architecture (ODA), цифровая экосистема, контейнеризация, оркестрация, Kubernetes, Helm, микросервисы. DOI 10.31854/2307-1303-2024-12-4-13-21
EDN TYVQYB
|
Позиционирование устройств в сетях LTE. Часть 3. Исследование корреляционных функций опорных сигналов
|
Хыа Х. К., Фокин Г. А., Рютин К. Е.
|
Читать
Аннотация
Постановка задачи. В современных сетях четвертого поколений (4G), особенно в условиях городской застройки и внутри помещений, точность позиционирования устройств часто снижается из-за ограничений существующих методов, таких как A-GNSS и Cell-ID. Это обусловлено отсутствием прямой видимости спутников и низкой точностью идентификации соты. Настоящее исследование посвящено анализу корреляционных функций сигналов синхронизации и опорных сигналов в сетях 4G для оптимизации процесса оценки временно́й задержки. Целью работы является исследование автокорреляционной функции сигналов синхронизации и опорных сигналов для повышения точности позиционирования устройств. Работа включает разработку математической модели оценки автокорреляционной функции, анализ влияния распределения пилотных поднесущих, числа ресурсных блоков и других параметров системы на характеристики автокорреляционной функции, а также оценку их воздействия на точность определения временно́й задержки. В исследовании применены методы моделирования OFDM-сигналов, анализа структуры сигналов 4G на физическом уровне и математические вычисления временно́й задержки по автокорреляционной функции опорных сигналов с использованием метода максимального правдоподобия. Новизна работы заключается в математической формализации оценки автокорреляционной функции опорных сигналов, в зависимости от ширины полосы частот с научным обоснованием потенциальной точности первичных измерений времени прихода сигналов в канале аддитивного белого гауссовского шума. Результаты. Исследование показывает, что увеличение числа ресурсных блоков приводит к сужению главного лепестка автокорреляционной функции, что повышает точность первичных измерений времени прихода сигналов. Равномерное распределение пилотных поднесущих в опорных сигналах вызывает появление периодических корреляционных пиков, что также способствует более точной оценке параметров сигнала. Теоретическая значимость работы заключается в разработке математической модели вычисления автокорреляционной функции для опорных сигналов 4G, которая служит основой для оценки точности первичных измерений времени прихода сигналов, включая последующее сравнение с нижней границей Крамера ‒ Рао. Практическая значимость заключается в научном обосновании требуемых полос частот сигналов 4G для достижения заданной точности первичных измерений времени прихода сигналов в сетях 4G, а также для разработки аналогичных моделей в сетях пятого поколений (5G) с OFDM-сигналами.
Ключевые слова 4G, MATLAB, корреляционная функция, OFDM, оценка точности первичных измерений, позиционирование, время задержки, сигнал синхронизации, опорный сигнал. DOI 10.31854/2307-1303-2024-12-4-22-37
EDN TFCKCC
|
Выбор метода реализации локальной навигационной системы для беспилотного летательного аппарата
|
Шалунов С. Б., Курочкин А. С., Изместьева Е. А.
|
Читать
Аннотация
Постановка задачи. Локальные навигационные системы разнообразны и могут быть разделены на группы по своим характерным особенностям. Такая классификация необходима для определения шагов разработки метода для аппаратной реализации системы. Цель работы: формирование требований к локальной навигационной системе беспилотных летательных аппаратов с учетом анализа существующих систем. Используемые методы: структурирование и анализ особенностей известных локальных навигационных систем, выделение общих признаков, объединение их в группы по схожести признаков; метод сценариев для выбора способа реализации локальной навигационной системы с учетом сформулированных требований. Результат: разработана система критериев локальной навигационной системы для использования в беспилотных летательных аппаратах; среди представленных методов реализации был выбран угломерно-разностно-дальномерный метод с набором параметров как наиболее отвечающий требованиям к рассматриваемой системе. Новизна: предложена система классификации локальных навигационных систем по выделенным группам признаков, а также система требований к ним с учетом технических особенностей беспилотных аппаратов. Теоретическая / практическая значимость: получены научно обоснованные требования к локальной навигационной системе, позволяющие в дальнейшем сократить время на разработку данной системы.
Ключевые слова классификация, локальная навигационная система, навигационная система, система внутреннего позиционирования, беспилотный летательный аппарат. DOI 10.31854/2307-1303-2024-12-4-38-50
EDN MWOJKY
|
Моделирование и анализ сверхширокополосного канала связи
|
Кокин С. А., Симонина О. А.
|
Читать
Аннотация
Постановка задачи. Существующие сверхширокополосные каналы работают в диапазоне от 3,1 до 10 ГГц, при этом механизмы их формирования позволяют добиться высокой эффективности радиоканала. Так как в настоящее время достаточно много систем радиосвязи действуют в нижней части сверхвысокочастотного диапазона, то большой интерес вызывает разработка приемо-передающих устройств сверхширокополосной радиосвязи. Однако ряд сложностей, возникающих с понижением частоты, требует разработки модели сверхширокополосного канала для определения наиболее эффективных его параметров. Цель работы: разработка опорной модели сверхширокополосного канала и сравнение ее основных параметров (отношение сигнал / шум и коэффициент битовых ошибок) при различных модуляциях. Используемые методы: моделирование сверхширокополосного канала для различных модуляций, например, BPSK, QPSK, QAM, QAM16, QAM64, анализ коэффициента битовых ошибок, отношения сигнал / шум. Новизна: предложена математическая модель сверхширокополосного канала и разработана ее диаграмма в среде Simulink. Результат: разработана опорная модель сверхширокополосного канала, пригодная для дальнейших исследований; проведена оценка указанной модели по количественным параметрам – отношению сигнал / шум и коэффициенту битовых ошибок. Теоретическая / практическая значимость: оценка основных рабочих характеристик показала, что наиболее перспективной модуляцией для разработки сверхширокополосного канала является QPSK. Модель, используемая в исследовании, при дальнейшем улучшении позволит накопить достаточное количество данных для перехода к практической реализации.
Ключевые слова сверхширокополосный канал, коэффициент битовых ошибок, цифровая модуляция, отношение сигнал / шум. DOI 10.31854/2307-1303-2024-12-4-51-63
EDN GSTYER
|
© СПбГУТ © Автор(ы) статей
Неисключительные права на все материалы, опубликованные в настоящем журнале принадлежат СПбГУТ. Воспроизведение, копирование, распространение возможно при наличии письменного разрешения от СПбГУТ. По вопросам приобретения неисключительных прав и использования журнала обращайтесь
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
. Ссылка на первоисточник обязательна. Минимальные системные требования для просморта издания: тип компьютера, процессор, сопроцессор, частота: Pentium IV и выше или аналогичное; оперативная память (RAM): 256 Мб и выше; необходимо на винчестере: не менее 64 Мб; ОС MacOS, Windows (XP, Vista, 7) или аналогичное; видеосистема: встроенная; дополнительное ПО: Adobe Reader версия от 7.X или аналогичное. Защита от незаконного распространения: реализуется встроенными средствами Adobe Acrobat.
|
|