Введение
В современном мире особенно актуальной проблемой становится обеспечение защиты данных. Предложенный ранее метод передачи закрытых данных по открытым сетям [2], как и многие другие методы передачи информации [7], подвержен MITM-аттаке. MITM-атака — метод компрометации канала связи, при котором взломщик, подключившись к каналу между контрагентами, осуществляет активное вмешательство в протокол передачи, удаляя, искажая или навязывая ложную [6] информацию. По этой причине при передаче закрытых данных по открытым сетям проверка достоверности информации является актуальной проблемой [3]. Под достоверностью информации понимается соответствие принятого сообщения переданному. Анализ метода взлома MITM-атаки показывает, что достоверность информации является интегральной характеристикой, зависящей от качества проектирования всех уровней передачи данных: физического, логического, ошибок при отправлении, передаче и получении информации.
Цели и задачи исследования
Целью данной работы является разработка метода проверки достоверности данных при передаче закрытой информации по открытым каналам связи для обнаружения факта компрометации канала передачи данных.
Задачи исследования:
1) построение мультиграфов, содержащих множество значений информационных элементов и связей между ними;
2) анализ целостности путей доступа мультиграфа для выявления и удаления избыточных взаимосвязей между информационными элементами;
3) расчет показателей достоверности информации.
Теоретическое положение
Пусть множество данных (передаваемых информационных сообщений), получаемых от пользователя s из общего количества пользователей n:
, (1)
где
s — текущий пользователь;
n — количество пользователей.
Множество данных (информационных сообщений), передаваемые всеми n пользователями:
, (2)
где
— множество данных (сообщений), получаемых от n-пользователей;
— количество пользователей.
Построение мультиграфа информационных требований
При анализе передачи данных пользователями информационные требования формируются мультиграфом, каждой вершине которого соответствует определенное множество значений информационных элементов:
, (3)
где
— множество значений получаемых информационных элементов (сообщений);
— множество вершин информационных элементов от пользователя s из общего количества пользователей n;
— текущий информационный элемент (сообщение).
Ориентированные дуги мультиграфа, указывающие на последовательность обращений к клиенту (серверу) при передаче данных:
, (4)
где
— множество ориентированных дуг мультиграфа, показывающие передачу данных пользователя s из общего количества пользователей n;
— множество ориентированных дуг мультиграфа;
— текущая ориентированная дуга мультиграфа.
Следовательно, можем получить множества всех информационных элементов и связей между ними:
, (5)
где
, (6)
где
Связи между информационными элементами имеют вид
.
В нашем случае между двумя информационными элементами имеется связь типа 
, тогда вводится связь типа 
в прямом направлении и связь типа 
в обратном направлении. Семантическое значение каждой из полученных связей определяется семантическим значением исходной связи.
Составим мультиграф 
, которому будут соответствовать информационные требования 
, где 
— множество вершин (информационных элементов); 
— множество связей (отражают связи между информационными элементами); 
— функция, ставящая в соответствие каждой дуге упорядоченную пару 
вершин из множества .
Мультиграф обладает следующими свойствами. Каждая вершина помечена. Метки вершин являются уникальными идентификаторами информационных элементов и определяют их семантическое значение.
Каждая дуга 
помечена метками двух типов:
1. 
— определяет тип и направление связи между вершинами в мультиграфе .
2. 
— определяет семантическое значение связи между информационными элементами и 
, отображаемой дуги .
Любые две вершины мультиграфа могут иметь несколько взаимосвязей. В этом случае дуги, соединяющие эти вершины, должны отличаться, по крайней мере, меткой второго типа.
Функция 
, определяющая наличие дуг между вершинами мультиграфа , задана матрицей инциденций 
, где
(7)
Проверка достоверности данных
Анализ путей доступа мультиграфа позволяет выявить и удалить избыточные взаимосвязи между информационными элементами. При анализе достоверность информации может быть нарушена при удалении избыточных информационных элементов и связей.
Для проверки достоверности информации используется данное выражение:
, (8)
где
— количество экземпляров i-го информационного элемента;
— количество экземпляров связей между информационными элементами, просматриваемых при прохождении -го пути доступа с учетом интенсивности его прохождения.
Множество всех информационных элементов и связей между ними:
(9)
Пересечение множества всех информационных элементов и связей между ними и множества ключевых вершин:
(10)
Множество всех путей доступа из входных вершин 
:
(11)
Пересечение множества всех путей доступа из входных вершин и множества путей доступа:
(12)
Рассчитанные показатели достоверности информации сравниваются с заданными. При их несоответствии определяются причины возникновения ошибок, производится их локализация и вносятся исправления в структуру данных.
Заключение
Разработан метод проверки достоверности данных при передаче закрытой информации по открытым каналам связи. Проведен анализ передачи данных пользователями информационных требований. Построены мультиграфы, содержащие множество значений информационных элементов и связей между ними. Проведен анализ путей доступа мультиграфа. Произведен расчет показателей достоверности информации.
Рецензенты:
Ключко Владимир Игнатьевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой ВТиАСУ, ФГБОУ «Кубанский государственный технологический университет» (Министерство образования и науки РФ), г. Краснодар.
Пиотровский Дмитрий Леонидович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой АПП, ФГБОУ «Кубанский государственный технологический университет» (Министерство образования и науки РФ), г. Краснодар.