1.8. Информационные конфликты в социотехнических системах

Деструктивные отношения в ИП обычно провоцируются информационными конфликтами, обусловленными противоречивостью целей взаимодействующих подсистем. Так как рассматриваемые в данном пособии подсистемы взаимодействуют в условиях информационного конфликта, необходим математический аппарат, описывающий взаимодействие. Вышеописанный аппарат мы, без существенных изменений, возьмем из работы С.Д. Буслова, В.А. Павлова, Р.В. Павлова, Н.Н. Толстых «Особенности анализа информационного конфликта в информационных системах» [104].

Конфликт и характеризующие его параметры существенно зависят от типа и уровня информационного потенциала конфликтующих элементов (систем), которые по принципам построения и функционирования ИС/ИУС и реализующие различные информационные технологии, условно можно разделить на:

- открытые, взаимодействие которых с другими информационными системами строится на основе доступа без каких–либо ограничений при обработке любых информационных потоков поступающих на вход. В связи с широкими пределами вариабельности используемых алгоритмов обработки и программного обеспечения и возможностью доступа к ресурсам других информационных систем (в общем случае не контролируемого), вероятность наличия конфликтного компонента у таких систем достаточно высока;

- закрытые (консервативные), не имеющие произвольных информационных входов и работающие по жесткому (неизменяемому) протоколу с внешними датчиками, обрабатывающими получаемую информацию и принимающими решения по неизменному алгоритму. Основной признак таких систем – наличие сигнальных и отсутствие информационных входов. Поскольку в подавляющем большинстве случаев возможности изменения используемых алгоритмов обработки и реализующих их программ отсутствуют, а информационная структура входных сигналов неизменна, вероятность наличия конфликтного компонента у такой системы практически равна нулю;

- условно открытые, это формально открытые информационные системы, имеющие в своем составе скрытый протокол (скрытые возможности) доступа и обработки получаемой информации. Конфликтные компоненты в таких системах, как правило, формируются на основе информационных потоков, поступающих от других (внешних) информационных систем;

- условно закрытые, это формально закрытые информационные системы, имеющие информационные входы с компонентом, реализующим процессы определения принадлежности получаемой информации данному абоненту, идентификации, аутентификации, персонификации и другие процедуры ограничения доступа в информационное пространство закрываемой системы. Наличие конфликтного компонента в таких системах обусловлено в большинстве случаев некорректной обработкой принимаемых информационных объектов элементами собственного программного обеспечения;

Независимо от типа системы ИС/ИУС содержит элементы связи (модем, сетевая карточка или аналогичный элемент), процессор или процессорную систему и распределенные или сосредоточенные информационные массивы (базы данных, знаний и отдельных программ). Взаимодействие информационных объектов обязательно предполагает наличие общих информационных элементов (протоколы доступа, форматы передаваемых данных и аналогичные) и аппаратных средств (электрические, радио или оптические линии, коммутируемые и/или выделенные и другие). При этом взаимодействие систем разного уровня, решающих информационные задачи в общей информационной среде, предполагает наличие компонентов, приводящих к нарушению процесса нормального функционирования как самих рассматриваемых элементов, так и всей системы в целом [4]. Такие программные и/или аппаратные компоненты в дальнейшем будут идентифицироваться как конфликтные, а их реализация при функционировании информационной системы будет рассматриваться как конфликт.

В общем случае условие нормального, бесконфликтного функционирования системы независимо от конкретных центральных задач и реализуемых целевых функций можно представить в виде

, (1.21)

где – информационные и аппаратные компоненты i–го элемента n–го информационного объекта, – полная совокупность информационных и аппаратных компонентов совокупности из N информационных объектов, под которыми в дальнейшем будет пониматься топологически и логически объединенная совокупность программных и аппаратных средств.

При выполнении этого условия реализуется бесконфликтное функционирование, поскольку априорно предполагается, что функция управления централизована для N совокупности информационных объектов, и, являясь функцией более высокого уровня по отношению к конфликтующим объектам, не допускает возникновения конфликтов, исключая их на стадии выявления разницы в алгоритме реализации произвольного процесса.

Для дальнейшего рассмотрения целесообразно ввести понятие главной (центральной) задачи информационной системы, то есть ее проблемную ориентацию, и понятие целевой функции, как способа реализации этой задачи. Тогда формально, модель информационной системы можно представить как преобразователь входного потока упорядоченных данных m(x) в выходной поток M(y), связанных k–ой реализацией целевой функции P^k(x,y), посредством информационной (цифровой) свертки или другого дискретного преобразования

, (1.22)

где i и j – в данном контексте упорядоченное множество системных и прикладных унитарных операций, реализующих целевую функцию и ее ветвь, соответственно.

Процесс синтеза выходного потока можно представить движением точки, характеризующей состояние информационной системы (это может быть, например, порядковый номер операнда в общем алгоритме) на многомерной дискриминационной поверхности, в системе координат входных потоков и реакций системы [8,31,48].

Вид дискриминационной поверхности определяется M(y), а закон движения рабочей точки по этой поверхности определяет целевая функция Р(х,у). Поскольку как сама центральная задача, так и выполняющая ее k–ая реализация целевой функции имеют избыточность (в ряде случаев весьма существенную), можно осуществить оптимизацию этой реализации на любом шаге решения задачи. Несложно показать, что при выполнении условия равенства нулю набора всех вариаций реализации целевой функции

, (1.23)

получаемая реализация целевой функции будет оптимальна для конкретных условий задачи M(y_i,j), поскольку траектория движения рабочей точки по дискриминационной поверхности из произвольной точки в нулевую (точку синтеза решения) в этом случае будет минимальна.

Изменения центральной задачи и целевой функции могут быть следствием различных условий реализации конкурентных компонентов в информационной среде ИС/ИУС. Однако всю совокупность последствий информационных воздействий можно условно разделить на два класса. К конфликтам первого рода будут отнесены конфликты, приводящие к деформации за счет искажений входного потока данных и наличия в них специфических структур, приводящих к деформации дискриминационной поверхности при неизменности вида целевой функции. К конфликтам второго рода будут отнесены конфликты, приводящие к изменению вида целевой функции при неизменности входного потока данных, приводящие к изменению траектории движения рабочей точки по дискриминационной поверхности.

Математическая модель строится на основе обратных связей и последовательном расчете реакций элементов на входное воздействие. В качестве исходных данных используются:

- целевая функция системы, синтезируемая на основе (1.17) путем определения цепочки операторов, оптимально реализующих преобразование и взаимную связь между заданными входными m(x) и выходными M(y) данными в соответствии с уравнением (1.7). Цепочка включает необходимые компоненты всех модулей ИС/ИУС;

- виртуальная и перманентные части операционной системы , базы данных , знаний и виртуальную часть программного обеспечения ;

- начальный поток входных/выходных данных внешних датчиков , исполнительных устройств и других ИС/ИУС.

Алгоритм синтеза информационного воздействия основан на двух процессах:

- модификации разрешенных кодовых комбинаций, при котором размеры передаваемого пакета не изменяются, а проводится только замена отдельных элементов массива (байт, в частности);

- к разрешенным комбинациям добавляются новые деструктивные или информирующие, размеры передаваемого пакета увеличиваются.

При любой из этих операций выполнение условия (1.18) не должно нарушаться, в противном случае расчеты проводятся по бесконфликтной ветке алгоритма модели.

Для оценки влияния информационных воздействий на процесс функционирования информационной системы можно ввести вероятность реализации целевой функции, которая определяется простым отношением числа ее реализаций с правильным результатом к количеству всех возможных реализаций приближенно определяемой как

, (1.24)

где p^k_i,j – вероятность правильного выполнения i-го унитарного операнда j-ой ветви k-ой реализации целевой функции автоматизированной информационной системы; K – число возможных вариантов реализаций целевой функции при заданной исходной вероятности ее реализации; w^k_b – коэффициент, учитывающий тип аппаратно-программного комплекта, реализующего k-ю последовательность операндов целевой функции и равный

(1.25)

где Q_k – количество участвующих в реализации операнда систем различного типа, q – коэффициенты, приведенные для устройств различного.

При этом следует отметить, что при синтезе целевой функции с учетом информационного воздействия получаемый оптимальный алгоритм гарантирует его фильтрацию и неизменность получаемого результата. Для учета этого положения в модель может быть введен блок адаптивного управления целевой функцией, изменяющей ее при обнаружении или однократном информационном воздействии.

Таким образом, представленная обобщенная модель процесса функционирования информационной системы в конфликтном режиме позволяет на основе расчета вероятности реализации целевых функций каждого из ее элементов (или подсистем) для выбранного перечня типовых информационных воздействий и использовать этот параметр, как для проведения сравнительной эффективности системы, так и для ее адаптации при функционировании в указанном режиме.

Так как функционирование социотехнической системы проходит неизбежно в режиме информационного конфликта между ее подсистемами, то следует оценить информационную защищенность такой системы. Но математический аппарат для такой оценки не тривиален, так как социотехническая система состоит из двух вышеописанных конфликтующих систем. Таким образом, сначала мы дадим оценку информационной защищенности технической подсистемы.