Analysis of risk terminal flows in technogenic systems arising in the process of threat impact

Abstract

EN: Context. The analysis of the risk terminal flows in technogenic systems is carried out, which arise in the process of the impact of informational and cognitive threats in the automated document management system as part of the hierarchical production system. The object of the research is the process of functioning of complex systems with a hierarchical structure, in which automated document management systems with a high level of data flow protection for decision-making are used to provide the information quality control of technological processes. The subjects of the research are the methods and means of constructing an information protection system to ensure the reliable functioning of automated document management systems and making targeted decisions in hierarchical structures with minimal risk of exposure to external threats and attacks. Objective is to develop a complex model for assessing the risk of the document management system failure as part of a hierarchical production system under the active threats. Method. For the first time, the cause-and-effect diagram of the event formation with the active action of threat factors and attacks is substantiated and developed, the interpretation of risk in a technogenic system is defined, and the risk in the space of states is presented as a change in the trajectory in the system transitions to the limit operation mode. For the first time, a category diagram of the structure of risk generation under the threat factors and a system-category diagram of interaction in the system risk ↔ emergency-active nature is constructed, a system-category scheme of risk formation under the active threat factors is suggested. For the first time, a cognitive diagram for assessing losses in the event of a risk situation arising from incorrect actions of the personnel is substantiated. Results. As a result of the research, a system-category diagram of the impact of a set of threats on the system functioning mode and process is constructed, a method is developed for calculating the level of system strategic security of energy-active hierarchical systems in the process of attacks and threats, and a complex model for assessing the risk of a system functioning failure under active threats is suggested. Conclusions. Under the action of active obstacles, cognitive and system factors at the operational and strategic levels of the control hierarchy, due to wrong decisions and informational disorientation, emergency situations and risks of the system function loss and its target-orientation arise. The analysis of a set of risks and the suggested category diagram of the risk generation structure under the impact of threat factors form the basis of the development of the probability structure of the risk concept based on the attack ↔ consequence model, as well as the construction of a system-category diagram of the interaction in the game active factor ↔ accident risk. This, in turn, makes it possible to construct a system-category scheme for the formation of risk terminal flows in technogenic systems that arise in the process of threat impact. A complex model for assessing the risk of system failure under threats can be used to construct protection systems for any hierarchical control structures of technogenic systems. UK: Актуальність. Проведено аналіз термінальних потоків ризиків в техногенних системах, які виникають в процесі впливу інформаційних і когнітивних загроз в автоматизованій системі управління та документообігу в складі ієрархічної системи виробництва. Об’єктом дослідження є процес функціонування складних систем з ієрар¬хічною структурою, в яких для інформаційного забезпечення якісного управління технологічними процесами використо¬вуються автоматизовані системи документообігу з високим рівнем захисту потоків даних для прийняття рішень. Предметом дослідження є методи та засоби побудови системи захисту інформації для забезпечення надійного функціонування автоматизованих систем документообігу та прийняття цільових рішень в ієрархічних структурах з мінімальним ризиком впливу зовнішніх загроз і атак. Метою даної роботи є розроблення комплексної моделі оцінки ризику збою системи управління та документообігу в складі ієрархічної системи виробництва при дії активних загроз. Метод. Вперше обґрунтовано і розроблено причинно-наслідкову діаграму формування події при активній дії факторів загроз і атак, визначено трактування ризику в техногенній системі та представ¬лено ризик у просторі станів як зміну траєкторії при переході системи в граничний режим функціонування. Вперше побудовано категорну діаграму структури породження ризиків при дії факторів загроз та системно-категорну діаграму взаємодії в системі ризик ↔ аварійно-активний характер, запропоновано системно-категорну схему форму¬вання ризиків в умовах дії активних факторів загроз. Вперше обґрунтовано когнітивну діаграму для оцінки втрат при виникненні ризикової ситуації при некоректних діях персоналу. Результати. В результаті досліджень побудовано системно-категорну діаграму впливу комплексу загроз на режим і процес функціонування системи, розроблено метод обчислення рівня системної стратегічної безпеки енергоактивних ієрархічних систем в процесі дії атак і загроз та запропоновано комплексну модель оцінки ризику збою функціону¬вання системи при дії активних загроз. Висновки. При дії активних завад, когні¬тивних і системних факторів на опера-тивному та стратегічному рівнях ієрархії управління із-за неправильних рішень та інформаційної дезорієнтації вини¬кають аварійні ситуації та ризики втрати функцій системи і її цілеорієнтованості. Аналіз комплексу ризиків і запропонована категорна діаграма структури породження ризиків при дії факторів загроз, лягли в основу розроблення ймовірніснісної структури поняття ризику на підставі моделі атака ↔ наслідок, а також побудови системно-категорної діаграми взаємодії в грі активний фактор ↔ ризик аварії. Це, в свою чергу, дало можливість побудови системно-категорної схеми формування термінальних потоків ризиків в техногенних системах, які виникають в процесі впливу загроз. Комплексна модель оцінки ризику збою системи при дії загроз може бути використана для побудови систем захисту для будь-яких ієрархічних структур управління техногенними системами.