Методы и системы защиты информации, информационная безопасность

Первостепенное значение научно-исследовательской деятельности по научной специальности «Методы и системы защиты информации, информационная безопасность» определяется активным развитием цифровой экономики и цифровизацией многих сфер жизни, включая внешнеэкономическую деятельность, финансово-кредитную сферу, транспортно-логистическую сферу, медицину, образование и даже культуру.

Программа реализуется на базе Научного центра информационных технологий и искусственного интеллекта.

1. «Разработка методов и алгоритмов анализа устойчивости функционирования цифровых платформ и блокчейн-экосистем в условиях новой квантовой угрозы безопасности на основе модификации квантовых алгоритмов»

Актуальность темы: для обеспечения квантовой устойчивости цифровых платформ, в том числе квантово-гибридных (то есть созданных с использованием квантовых информационных технологий), необходимо своевременно выявлять признаки реализации классических и квантовых угроз (или применения нарушителем квантовых средств вычислительной техники), локализовывать атаки или перекрывать каналы воздействия. В настоящее время отсутствуют методы и алгоритмы параметрического синтеза квантово-устойчивых цифровых платформ и блокчейн-экосистем в условиях новой квантовой угрозы безопасности.

Объект исследования: архитектура цифровых платформ и блокчейн-экосистем.

Предмет исследования: методы и алгоритмы параметрического синтеза квантово-устойчивых цифровых платформ и блокчейн-экосистем.

Научная задача: в условиях новой квантовой угрозы безопасности обеспечить устойчивость функционирования цифровых платформ и блокчейн-экосистем на основе теории многокритериальной оптимизации методов и алгоритмов параметрического синтеза.

Ожидаемые научно-технические результаты: модель обеспечения устойчивости функционирования цифровых платформ и блокчейн-экосистем на основе теории многокритериальной оптимизации методов и алгоритмов параметрического синтеза, метод многокритериальной оптимизации методов и алгоритмов параметрического синтеза квантово-устойчивых цифровых платформ и блокчейн-экосистем, методика параметрического синтеза и многокритериальной оптимизации архитектуры цифровой платформы и блокчейн-экосистемы.

Научный руководитель – доктор технических наук, профессор,  руководитель направления «Квантовая информатика и информационная безопасность» Научного центра информационных технологий и искусственного интеллекта Научно-технологического университета «Сириус» Сергей Анатольевич Петренко.

2. «Разработка на основе теории многокритериальной оптимизации методов и алгоритмов параметрического синтеза квантово-устойчивых цифровых платформ и блокчейн-экосистем в условиях новой квантовой угрозы безопасности»

Актуальность темы: для обеспечения квантовой устойчивости цифровых платформ, в том числе квантово-гибридных (то есть созданных с использованием квантовых информационных технологий), необходимо своевременно выявлять признаки реализации классических и квантовых угроз (или применения нарушителем квантовых средств вычислительной техники), локализовать атаки или перекрывать каналы воздействия. В настоящее время отсутствуют методы и алгоритмы параметрического синтеза квантово-устойчивых цифровых платформ и блокчейн-экосистем в условиях новой квантовой угрозы безопасности.

Объект исследования: архитектура цифровых платформ и блокчейн-экосистем.

Предмет исследования: методы и алгоритмы параметрического синтеза квантово-устойчивых цифровых платформ и блокчейн-экосистем.

Научная задача: в условиях новой квантовой угрозы безопасности обеспечить устойчивость функционирования цифровых платформ и блокчейн-экосистем на основе теории многокритериальной оптимизации методов и алгоритмов параметрического синтеза.

Ожидаемые научно-технические результаты: модель обеспечения устойчивости функционирования цифровых платформ и блокчейн-экосистем на основе теории многокритериальной оптимизации методов и алгоритмов параметрического синтеза, метод многокритериальной оптимизации методов и алгоритмов параметрического синтеза квантово-устойчивых цифровых платформ и блокчейн-экосистем, методика параметрического синтеза и многокритериальной оптимизации архитектуры цифровой платформы и блокчейн-экосистемы.

Научный руководитель – доктор технических наук, профессор,  руководитель направления «Квантовая информатика и информационная безопасность» Научного центра информационных технологий и искусственного интеллекта Научно-технологического университета «Сириус» Сергей Анатольевич Петренко.

3. «Разработка комплекса логико-динамических моделей обеспечения квантовой устойчивости цифровых платформ и блокчейн-экосистем».

Актуальность темы: для обеспечения квантовой устойчивости цифровых платформ, в том числе квантово-гибридных (то есть созданных с использованием квантовых информационных технологий), необходимо своевременно выявлять признаки реализации классических и квантовых угроз (или применения нарушителем квантовых средств вычислительной техники), локализовывать атаки или перекрывать каналы воздействия. В настоящее время отсутствуют логико-динамические модели обеспечения квантовой устойчивости цифровых платформ и блокчейн-экосистем.

Объект исследования: архитектура цифровых платформ и блокчейн-экосистем.

Предмет исследования: модели обеспечения квантовой устойчивости цифровых платформ и блокчейн-экосистем.

Научная задача: в условиях новой квантовой угрозы безопасности обеспечить устойчивость функционирования цифровых платформ и блокчейн-экосистем за счёт применения логико-динамических моделей.

Ожидаемые научно-технические результаты: структура комплекса логико-динамических моделей обеспечения квантовой устойчивости цифровых платформ и блокчейн-экосистем, модели обеспечения квантовой устойчивости цифровых платформ и блокчейн-экосистем, методика и практические рекомендации применения комплекса логико-динамических моделей.

Научный руководитель – доктор технических наук, профессор,  руководитель направления «Квантовая информатика и информационная безопасность» Научного центра информационных технологий и искусственного интеллекта Научно-технологического университета «Сириус» Сергей Анатольевич Петренко.

4. «Разработка методик решения задач анализа и синтеза технологий обеспечения квантовой устойчивости цифровых платформ и блокчейн-экосистем».

Актуальность темы: для обеспечения квантовой устойчивости цифровых платформ, в том числе квантово-гибридных (то есть созданных с использованием квантовых информационных технологий), необходимо своевременно выявлять признаки реализации классических и квантовых угроз (или применения нарушителем квантовых средств вычислительной техники), локализовывать атаки или перекрывать каналы воздействия. В настоящее время отсутствуют методики решения задач анализа и синтеза технологий обеспечения квантовой устойчивости цифровых платформ и блокчейн-экосистем.

Объект исследования: архитектура цифровых платформ и блокчейн-экосистем.

Предмет исследования: методики решения задач анализа и синтеза технологий обеспечения квантовой устойчивости.

Научная задача: обеспечить квантовую устойчивость цифровых платформ и блокчейн-экосистем за счёт анализа и синтеза технологий комбинированного применения квантовых и постквантовых алгоритмов обработки информации.

Ожидаемые научно-технические результаты: методика решения задач анализа квантовой устойчивости цифровых платформ и блокчейн-экосистем, методика решения задач синтеза технологий и программ обеспечения квантовой устойчивости цифровых платформ и блокчейн-экосистем, программная архитектура для решения задач анализа (оценки) устойчивости функционирования цифровых платформ и блокчейн-экосистем в условиях новой квантовой угрозы безопасности, прототип программного комплекса для решения задач анализа (оценки) устойчивости функционирования цифровых платформ и блокчейн-экосистем в условиях новой квантовой угрозы безопасности.

Научный руководитель – доктор технических наук, профессор,  руководитель направления «Квантовая информатика и информационная безопасность» Научного центра информационных технологий и искусственного интеллекта Научно-технологического университета «Сириус» Сергей Анатольевич Петренко.

5. «Методы выявления и классификации угроз информационной безопасности критической инфраструктуры со стороны внутреннего нарушителя на основе скрининга социогуманитарных факторов риска с применением моделей искусственного интеллекта»

Актуальность темы: в условиях стремительного развития информационных технологий и цифровизации объектов критической инфраструктуры угрозы информационной безопасности со стороны внутреннего нарушителя приобретают особую значимость. Внутренний нарушитель, обладая легитимным доступом к ресурсам и системам КИ, способен нанести значительный ущерб, включая утечку конфиденциальной информации, саботаж или нарушение функционирования критически важных процессов. Согласно исследованиям, более 50% инцидентов ИБ связаны с действиями или бездействием сотрудников, что подчёркивает необходимость эффективного выявления и предотвращения таких угроз. Вместе с тем современные подходы к обеспечению ИБ КИ в значительной степени ориентированы на внешние угрозы, в то время как внутренние риски остаются недостаточно изученными и контролируемыми. Это создаёт ключевое противоречие: с одной стороны, существует объективная необходимость минимизации угроз ИБ со стороны внутреннего нарушителя для обеспечения устойчивого функционирования КИ, а с другой — современные модели и методы скрининга факторов риска остаются несовершенными, неспособными эффективно выявлять скрытые угрозы на ранних стадиях.

Объект исследования: системы обеспечения информационной безопасности объектов критической инфраструктуры в условиях присутствия внутреннего нарушителя.

Предмет исследования: модели и методы скрининга факторов риска персонала критически важной инфраструктуры.

Научная задача: разработка метода скрининга социогуманитарных факторов риска персонала критической инфраструктуры на основе применения технологии федеративного обучения научно осведомлённых моделей искусственного интеллекта.

Ожидаемые научно-технические результаты: модель угроз информационной безопасности критической инфраструктуры со стороны внутреннего нарушителя, метод выявления угроз информационной безопасности критической инфраструктуры со стороны внутреннего нарушителя на основе скрининга социогуманитарных факторов риска персонала, методика выявления и классификации угроз информационной безопасности критической инфраструктуры со стороны внутреннего нарушителя на основе скрининга социогуманитарных факторов риска с применением моделей искусственного интеллекта.

Научный руководитель – доктор технических наук, доцент, заместитель руководителя направления «Квантовая информатика и информационная безопасность» Научного центра информационных технологий и искусственного интеллекта Научно-технологического университета «Сириус» Константин Олегович Гнидко.

6. «Метод обеспечения аудита информационной безопасности автоматизированной системы на основе гибридных квантовых алгоритмов машинного обучения»

Актуальность темы: автоматизированные информационные системы, включая системы управления критической инфраструктурой, подвергаются возрастающему числу киберугроз, таких как сложные атаки с использованием ИИ, инсайдерские угрозы и потенциальные квантовые атаки. Аудит информационной безопасности, направленный на выявление уязвимостей и инцидентов, требует высокой вычислительной эффективности и способности анализировать большие объёмы разнородных данных (логи, сетевые потоки, конфигурации систем). Традиционные методы машинного обучения ограничены вычислительными ресурсами и не всегда справляются с задачами классификации сложных угроз в реальном времени. Гибридные квантовые алгоритмы машинного обучения, сочетающие классические и квантовые вычисления, открывают новые возможности для ускорения анализа данных и повышения точности выявления угроз за счёт квантовой оптимизации и обработки признаков высокой размерности. Разработка таких методов позволит повысить эффективность аудита информационной безопасности, минимизировать риски компрометации систем и обеспечить устойчивость информационной инфраструктуры.

Объект исследования: подсистема аудита информационной безопасности в автоматизированных системах в условиях киберугроз нового типа.

Предмет исследования: модели и методы аудита информационной безопасности автоматизированных систем с использованием гибридных квантовых алгоритмов машинного обучения.

Научная задача: разработка метода аудита информационной безопасности автоматизированных систем на основе гибридных квантовых алгоритмов машинного обучения.

Ожидаемые научно-технические результаты: модель угроз информационной безопасности автоматизированных систем, адаптированная для анализа с использованием квантовых алгоритмов, метод выявления и классификации уязвимостей и инцидентов информационной безопасности на основе гибридных квантовых алгоритмов машинного обучения, методика аудита информационной безопасности с применением квантовых вычислений для анализа логов, сетевых потоков и конфигураций систем, обеспечивающая интеграцию с классическими платформами.

Научный руководитель – доктор технических наук, доцент, заместитель руководителя направления «Квантовая информатика и информационная безопасность» Научного центра информационных технологий и искусственного интеллекта Научно-технологического университета «Сириус» Константин Олегович Гнидко.

7. «Разработка и реализация имитационных и аналитических моделей для исследования актуальных угроз безопасности цифровых платформ и блокчейн-экосистем»

Актуальность темы: для обеспечения квантовой устойчивости цифровых платформ, в том числе квантово-гибридных (то есть созданных с использованием квантовых информационных технологий), необходимо своевременно выявлять признаки реализации классических и квантовых угроз (или применения нарушителем квантовых средств вычислительной техники), локализовывать атаки или перекрывать каналы воздействия. В настоящее время отсутствуют модели и методики для исследования и количественной оценки устойчивости цифровых платформ и блокчейн-экосистем в условиях реализации квантовых угроз.

Объект исследования: архитектура цифровых платформ и блокчейн-экосистем.

Предмет исследования: квантовые угрозы безопасности и механизмы их реализации.

Научная задача: разработка методологического аппарата классификации цифровых платформ и блокчейн-экосистем, необходимого для оценки квантовой устойчивости цифровых платформ и блокчейн-экосистем, и их классификации по уровням защищённости.

Ожидаемые научно-технические результаты: система показателей и критериев классификации цифровых платформ и блокчейн-экосистем в условиях наличия квантовых информационных технологий, модель противоборства с нарушителем, обладающим возможностью применения квантовых технологий, комплекс моделей оценки квантовой устойчивости цифровых платформ и блокчейн-экосистем, практические рекомендации по повышению квантовой устойчивости цифровых платформ и блокчейн-экосистем.

Научный руководитель – доктор технических наук, старший научный сотрудник, главный инженер-исследователь направления «Квантовая информатика и информационная безопасность» Научного центра информационных технологий и искусственного интеллекта Научно-технологического университета «Сириус» Владимир Юрьевич Скиба.

8. «Управление процессами обеспечения безопасности информации в цифровой платформе в условиях квантовой угрозы»

Актуальность темы: для обеспечения квантовой устойчивости цифровых платформ, в том числе квантово-гибридных (то есть созданных с использованием квантовых информационных технологий), необходимо своевременно выявлять признаки реализации классических и квантовых угроз (или применения нарушителем квантовых средств вычислительной техники), локализовывать атаки или перекрывать каналы воздействия. В настоящее время отсутствуют модели, методы и средства управления процессами обеспечения безопасности информации в квантово-гибридных цифровых платформах в условиях наличия нарушителей безопасности, обладающих возможностями применять квантовые технологии и квантовые информационные технологии.

Объект исследования: архитектура системы обеспечения безопасности информации в квантово-гибридных цифровых платформах (или архитектура квантово-гибридной цифровой платформы в целом).

Предмет исследования: модели и методы управления безопасностью информации в цифровых платформах.

Научная задача: разработка модели, методов и алгоритмов адаптивного управления безопасностью информации в условиях квантовой угрозы на основе единого математического аппарата обеспечения технологической и эксплуатационной безопасности цифровой платформы.

Ожидаемые научно-технические результаты: сетевая модель спецификации гибридной цифровой платформы, методика спецификации гибридной цифровой платформы и её системы обеспечения безопасности информации, методика верификации технологической безопасности цифровой платформы с учётом квантовой угрозы, методы решения задач оперативного и нормативного управления безопасностью информации, практические рекомендации по разработке верифицировано-безопасных и квантово-устойчивых архитектур квантово-гибридных цифровых платформ.

Научный руководитель – доктор технических наук, старший научный сотрудник, главный инженер-исследователь направления «Квантовая информатика и информационная безопасность» Научного центра информационных технологий и искусственного интеллекта Научно-технологического университета «Сириус» Владимир Юрьевич Скиба.

9. «Управление процессами обеспечения безопасности информации в блокчейн-экосистемах в условиях квантовой угрозы».

Актуальность темы: для обеспечения квантовой устойчивости блокчейн-экосистем, в том числе квантово-гибридных (то есть созданных с использованием квантовых информационных технологий), необходимо своевременно выявлять признаки реализации классических и квантовых угроз (или применения нарушителем квантовых средств вычислительной техники), локализовывать атаки или перекрывать каналы воздействия. В настоящее время отсутствуют модели, методы и средства управления процессами обеспечения безопасностью информации в квантово-гибридных блокчейн-экосистемах в условиях наличия нарушителей безопасности, обладающих возможностями применять квантовые технологии и квантовые информационные технологии.

Объект исследования: архитектура системы обеспечения безопасности информации в квантово-гибридных блокчейн-экосистемах (или архитектура квантово-гибридной блокчейн-экосистемы в целом).

Предмет исследования: модели и методы управления безопасностью информации в блокчейн-экосистемах.

Научная задача: разработка модели, методов и алгоритмов адаптивного управления безопасностью информации в условиях квантовой угрозы на основе единого математического аппарата обеспечения технологической и эксплуатационной безопасности блокчейн-экосистемы.

Ожидаемые научно-технические результаты: сетевая модель спецификации гибридной блокчейн-экосистемы, методика спецификации гибридной блокчейн-экосистемы и её системы обеспечения безопасности информации, методика верификации технологической безопасности блокчейн-экосистемы с учётом квантовой угрозы, методы решения задач оперативного и нормативного управления безопасностью информации, практические рекомендации по разработке верифицировано-безопасных и квантово-устойчивых архитектур квантово-гибридных блокчейн-экосистем.

Научный руководитель – доктор технических наук, старший научный сотрудник, главный инженер-исследователь направления «Квантовая информатика и информационная безопасность» Научного центра информационных технологий и искусственного интеллекта Научно-технологического университета «Сириус» Владимир Юрьевич Скиба.

10. «Анализ безопасности архитектуры систем распределённого реестра в условиях квантовой угрозы»

Актуальность темы: конструктивная безопасность технологии распределённого реестра основана на криптографии. Актуален риск компрометации криптографии из-за квантовой угрозы. Отсутствуют методы формальной оценки безопасности архитектуры систем распределённого реестра, не учитывается риск квантовой угрозы.

Объект исследования: архитектура систем распределённого реестра.

Предмет исследования: методы анализа конструктивной безопасности архитектуры систем распределённого реестра.

Научная задача: разработка метода анализа конструктивной безопасности архитектуры распределённого реестра в условиях квантовой угрозы на основе теории графов, теории матриц, теории модульно-кластерных сетей и математической логики исчисления предикатов.

Ожидаемые научно-технические результаты: информационные модели типов архитектуры систем распределённого реестра. Методика моделирования архитектуры распределённого реестра и воздействия квантовой угрозы. Метод формального анализа безопасности технологии распределённого реестра с учётом квантовой угрозы. Рекомендации по конструктивной безопасной архитектуры систем распределённого реестра.

Научный руководитель – доктор технических наук, главный инженер-исследователь направления «Квантовая информатика и информационная безопасность» Научного центра информационных технологий и искусственного интеллекта Научно-технологического университета «Сириус» Павел Викторович Сундеев.

11. «Исследование безопасности квантового Интернета»

Актуальность темы: создание квантового интернета является перспективным направлением технологического развития. Безопасность новой технологии целесообразно обеспечить конструктивно при её разработке. Отсутствуют научно обоснованные методы анализа безопасности архитектуры квантового интернета, оценка угроз безопасности информации и рекомендации по конструктивной безопасности. Исследование архитектуры квантового интернета позволит систематизировать перспективные решения по безопасности квантового интернета, угрозы безопасности информации и разработать рекомендации по конструктивной безопасности.

Объект исследования: архитектура квантового интернета.

Предмет исследования: методы исследования и оценки конструктивной безопасности архитектуры квантового интернета.

Научная задача: разработать информационные модели вариантов построения архитектуры и систематизировать данные о безопасности квантового интернета. Разработать модель безопасности информации при взаимодействии недоверенных субъектов с распределённой информационной средой квантового интернета. Разработать методику и оценить безопасность вариантов построения архитектуры квантового интернета на основе теории графов, теории матриц, теории модульно-кластерных сетей.

Ожидаемые научно-технические результаты: информационные модели архитектуры квантового интернета. Модель угроз безопасности информации квантового интернета. Методика оценки безопасности архитектуры квантового интернета. Рекомендации по конструктивной безопасности архитектуры квантового интернета. 

Научный руководитель – доктор технических наук, главный инженер-исследователь направления «Квантовая информатика и информационная безопасность» Научного центра информационных технологий и искусственного интеллекта Научно-технологического университета «Сириус» Павел Викторович Сундеев.

12. «Формальная оценка защиты объектов критической информационной инфраструктуры»

Актуальность темы: защита значимых объектов критической информационной инфраструктуры должна выполняться в соответствии с установленными нормативными требованиями и обеспечивать реализацию декларируемой политики разграничения доступа. Однако выполнение установленных мер защиты не является гарантией реализации политики доступа критического объекта. Необходимо иметь формальные доказательства соответствия защиты значимых объектов критической информационной инфраструктуры политике безопасности.

Объект исследования: система защиты информации объектов критической информационной инфраструктуры.

Предмет исследования: методы формальной оценки защиты информации на объектах критической информационной инфраструктуры.

Научная задача: разработка метода формальной оценки защиты информации на объектах критической информационной инфраструктуры на основе теории графов, теории матриц, теории модульно-кластерных сетей и математической логики исчисления предикатов.

Ожидаемые научно-технические результаты: модели типовой архитектуры объектов критической информационной инфраструктуры. Методика моделирования защиты объектов критической информационной инфраструктуры. Метод формальной оценки защиты информации на объектах критической информационной инфраструктуры. Рекомендации по организации защиты информации на значимых объектах критической информационной инфраструктуры. 

Научный руководитель – доктор технических наук, главный инженер-исследователь направления «Квантовая информатика и информационная безопасность» Научного центра информационных технологий и искусственного интеллекта Научно-технологического университета «Сириус» Павел Викторович Сундеев.

13. «Синтез архитектуры критических информационных систем с заданным уровнем защиты информации»

Актуальность темы: отсутствуют формализованные методы синтеза архитектуры критических информационных систем с заданным уровнем защиты информации. Для модели защиты информации с полным перекрытием отсутствуют формальные методики оценки и метод синтеза архитектуры критической информационной системы с заданным уровнем защиты информации.

Объект исследования: архитектура критических информационных систем.

Предмет исследования: методы синтеза архитектуры информационных систем с заданным уровнем защиты информации.

Научная задача: разработка метода интерактивного синтеза архитектуры критических информационных систем с заданным уровнем безопасности на основе теории графов, теории матриц, теории модульно-кластерных сетей и математической логики исчисления предикатов.

Ожидаемые научно-технические результаты: типовые модели критических информационных систем. Расширенная модель защиты информации с полным перекрытием для критических информационных систем. Методика оценки уровня защиты информации. Метод интерактивного синтеза архитектуры информационных систем с заданным уровнем безопасности.

Научный руководитель – доктор технических наук, главный инженер-исследователь направления «Квантовая информатика и информационная безопасность» Научного центра информационных технологий и искусственного интеллекта Научно-технологического университета «Сириус» Павел Викторович Сундеев.