Цифровой испытательный стенд анализа безопасности объектов критической информационной инфраструктуры интеллектуальных систем водного транспорта

Цель. Использование новых технологий в интеллектуальных системах водного транспорта (ИСВТ), сопряжено с дополнительными рисками безопасности, которые обусловлены появлением новых типов угроз. Входящие в состав ИСВТ автоматизированные системы корпоративного и технологического управления являются объектами критической информационной инфраструктуры (КИИ). Это накладывает на ИСВТ повышенные требования безопасности. Программно-аппаратные комплексы, реализующие данные решения, в настоящее время находятся в состоянии активной разработки. Во многих случаях физическое макетирование объектов ИСВТ в разумные сроки затруднительно и экономически нецелесообразно. Эффективное решение данных вопросов обеспечивают современные методы имитационного моделирования. Они позволяют создавать цифровые прототипы объектов ИСВТ и ИСВТ в целом в безопасных виртуальных средах, на что было направлено исследование, результаты которого представлены в статье.  Методы. Использованы методы системного анализа, исследования операций, имитационного моделирования, обеспечения безопасности ИСВТ. Результаты. Рассмотрена эволюция имитационного моделирования и приведена терминология в данной области. Определены типовые объекты КИИ в составе ИСВТ и объекты для цифрового моделирования. Проведен анализ средств создания цифрового испытательного стенда анализа безопасности объектов КИИ ИСВТ. Приведены описание цифрового испытательного стенда анализа безопасности объектов КИИ ИСВТ и примеры функционирования. Заключение. Представленный в работе цифровой испытательный стенд позволяет встраивать в свою среду как существующие, так и создаваемые отечественные защищенные программно-аппаратные комплексы, решать задачи по управлению рисками безопасности функционирования объектов ИСВТ. Это обеспечивает возможности применения стенда на различных этапах жизненного цикла объектов КИИ ИСВТ. Дальнейшее развитие стенда связано с разработками цифровых двойников акваторий внутренних водных путей, отечественных программно-аппаратных комплексов объектов КИИ ИСВТ, средств защиты объектов КИИ ИСВТ от компьютерных атак и методов гибридного управления их безопасностью.

1. Михалевич И.Ф. Концептуальные проблемы транспортной безопасности водных интеллектуальных транспортных систем // Надежность. 2024. № 2. С. 72-87. DOI: 10.21683/1729-2646-2024-24-2-72-87

2. Михалевич И.Ф. Проблемы обеспечения безопасности автономного судоходства на внутренних водных путях. М.: Научно-техническое издательство «Горячая линия – Телеком», 2024. 336 с.

3. Розенберг И.Н., Беляков С.Л., Боженюк А.В. и др. Методы и алгоритмы создания интеллектуальных геоинформационных систем для управления транспортными процессами. М.: ВИНИТИ РАН, 2019. 292 c.

4. Amit Pundir, Sanjeev Singh, Sanjeev Singh, Manish ShailaniManish, Geetika Jain Saxena. Cyber-Physical Systems Enabled Transport Networks in Smart Cities: Challenges and Enabling Technologies of the New Mobility Era. January 2022. IEEE Access 10:1-1. DOI: 10.1109/ACCESS.2022.3147323

5. Kul’ba V.V., Mikrin E.A., Pavlov B.V., Somov S.K. A Comprehensive Software Verification Technology for Onboard Control Systems of Spacecraft // Automation and Remote Control. 2023. Vol. 84. No. 10. Pp. 1047–1054. DOI: 10.1134/S0005117923100065

6. Kurek Wiktor, Pawlicki Marek, Pawlicka Aleksandra et al. Explainable Artificial Intelligence 101: Techniques, Applications and Challenges // ICIC 2023: Advanced Intelligent Computing Technology and Applications. Pp 310–318. DOI: 10.1007/978-981-99-4752-26

7. Walter M. J., Barrett A., Tam K. A Red Teaming Framework for Securing AI in Maritime Autonomous Systems // Applied Artificial Intelligence. 2024. Vol. 38(1). DOI: 10.1080/08839514.2024.2395750

8. Sai S, Yashvardhan U., Chamola V. et al. Generative AI for Cyber Security: Analyzing the Potential of ChatGPT, DALL-E, and Other Models for Enhancing the Security Space // In: IEEE Access. 2024. Vol. 12. Pp. 53497-53516. DOI: 10.1109/ACCESS.2024.3385107

9. Moya D.P. Osorio et al. Towards 6G-Enabled Internet of Vehicles: Security and Privacy // IEEE Open Journal of the Communications Society. 2022. Vol. 3. Pp. 82-105. DOI: 10.1109/OJCOMS.2022.3143098

10. Shrestha R., Bajracharya R., Kim S. 6G Enabled Unmanned Aerial Vehicle Traffic Management: A Perspective // In: IEEE Access. 2021. Vol. 9. Pp. 91119-91136. DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3092039

11. Khan S.K., Shiwakoti N., Stasinopoulos P. et al. Security assessment in Vehicle-to-Everything communications with the integration of 5G and 6G networks // 2021 International Symposium on Computer Science and Intelligent Controls (ISCSIC), Rome, Italy, 2021. Pp. 154-158. DOI: 10.1109/ISCSIC54682.2021.00037

12. Попов П.А., Розенберг Е.Н., Сабанов А.Г. и др. Комплексная безопасность АСУ ТП объектов КИИ железнодорожного транспорта // Надежность. 2024. № 24(4). С. 48-57. DOI: 10.21683/1729-2646-2024-244-48-57

13. Шубинский И.Б. Надежность, риски, безопасность систем управления на железнодорожном транспорте: монография / И.Б. Шубинский, Е.Н. Розенберг, А.В. Бочков. Москва; Вологда: Инфра-Инженерия, 2024. 416 с.

14. Шубинский И.Б., Розенберг Е.Н. Общие положения обоснования функциональной безопасности интеллектуальных систем на железнодорожном транспорте. Надежность. 2023. № 3. С. 38-45. DOI: 10.21683/17292646-2023-23-3-38-45

15. Михалевич И.Ф Проблемы создания доверенной среды разработки и реализации интеллектуальных систем водного транспорта. Надежность. 2025. № 2. С. 39-47. https://doi.org/10.21683/1729-2646-2025-25-2-39-47

16. Вишневский В.М., Рыков В.В., Козырев Д.В. и др. Моделирование надежности привязных высотных беспилотных телекоммуникационных платформ. М.: Техносфера, 2022. 194 с.

17. Willbold Johannes, Schloege Moritz, Vogele Manuel et al. Space Odyssey: An Experimental Software Security Analysis of Satellites. URL: https://jwillbold.com/paper/willbold2023spaceodyssey.pdf (дата обращения: 24.06.2025). DOI: 10.1109/SP46215.2023.10351029

18. Таха Х. Глава 17. Имитационное моделирование // Введение в исследование операций: В 2-х книгах. Кн. 2. Пер. с англ. М.: Мир, 1985. 496 с.

19. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.: ГУП «Издательство «Высшая школа», 2001. 343 с.

20. Tam K., Jones K. MaCRA: a model-based framework for maritime cyber-risk assessment // WMU J Marit Affairs. 2019. Vol. 18. Pp. 129–163. DOI: 10.1007/s13437-019-00162-2

21. Kharchenko V., Illiashenko O., Fesenko H. et al. AI Cybersecurity Assurance for Autonomous Transport Systems: Scenario, Model, and IMECA-Based Analysis // In: Dziech, A., Mees, W., Niemiec, M. (eds). Multimedia Communications, Services and Security. MCSS 2022. Communications in Computer and Information Science. Vol 1689. Pp 66–79. Springer, Cham, 2022. DOI: 10.1007/978-3-031-20215-5_6

22. Amro A., Gkioulos V. Cyber risk management for autonomous passenger ships using threat-informed defensein-depth // Int. J. Inf. Secur. 2023. Vol. 22. Pp. 249–288. DOI: 10.1007/s10207-022-00638-y

23. Национальное общество имитационного моделирования России – начало пути. Интервью чл.-корр. РАН Р.М. Юсупова, директора СПИИРАН. // CAD/CAM/CAE Observer. 2012. Vol. 2(70) Pp. 10-18. URL: http://www.cadcamcae.lv/hot/Interview_Yusupov_n70_p10.pdf (дата обращения 12.06.2025).

24. Павловский Ю.Н. Имитационные модели и системы. М.: Изд-во Фазис, ВЦ РАН, 2000. 144 с.

25. Киндлер Е. Языки программирования. М.: Энергоиздат, 1985. 288 с.

26. Прохоров А., Лысачев М. Цифровой двойник. Анализ, тренды, мировой опыт: Издание первое, исправленное и дополненное / Научный редактор профессор Боровков А. М.: ООО «АльянсПринт», 2020. 401 с.

27. Jingjing Guo, Zhiquan Liu, Siyi Tian et al. TFL-DT: A Trust Evaluation Scheme for Federated Learning in Digital Twin for Mobile Networks // IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 30 August 2023. DOI: 10.1109/JSAC.2023.3310094

28. Розенберг И.Н., Соколов С.С., Дубчак И.А. Методы формирования цифрового двойника акватории для навигации беспилотных судов. Мир транспорта. 2023. № 21(6). С. 6-13. DOI: 10.30932/1992-3252-2023-21-6-1

29. Grieves M.W. Digital Twins: Past, Present, and Future // In: The Digital Twin. Springer International Publishing, Cham, 2023. Pp. 97–121. DOI: 10.1007/978-3-031-21343-4

30. Баранов Л.А. Нечеткая система оценки рисков информационной безопасности интеллектуальных систем водного транспорта / Л.А. Баранов, Н.Д. Иванова, И.Ф. Михалевич // Автоматика на транспорте. 2024. Т. 10. № 1. С. 7-17. DOI: 10.20295/2412-9186-2024-10-01-7-17