Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ВЫЯВЛЕНИЯ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике, а именно к цифровым вычислительным системам для определения качества сравниваемых вариантов сложных систем, средств, изделий и различных объектов описываемых значительным числом разнородных единичных показателей. При невозможности или большом затруднении установления важности свойств (характеристик) сравниваемых объектов или их вариантов и отсутствия обучающей выборки для формирования шкалы оценки предлагается использовать исходные данные самой оцениваемой выборки для определения предпочтительного объекта, средства, варианта технического решения.

Изобретение может быть использовано в военной отрасли - для планирования, разработки, создания и приема на вооружение более совершенных систем и средств вооружения, а в гражданской - более качественных и конкурентоспособных товаров и изделий.

Техническим результатом изобретения является упрощение вычисления комплексного показателя качества (КПК) оценки технических средств и решений, а также повышение точности оценки по сравнению с методами лучшего и худшего эталонов.

Выбор предпочтительного средства связан с решением многокритериальной задачи. Рассмотрим несколько известных способов ее решения.

1) Известен способ, основанный на использовании метода анализа иерархий [1] и его модификаций. Применение указанных способов предусматривает возможность установления соотношения характеристик сравниваемых средств:

- свойства или характеристики оцениваемых средств одинаково значимы и важны;

- одно свойство или характеристика несколько важнее другого;

- одно свойство или характеристика важнее другого;

- одно свойство или характеристика явно важнее других;

- одно свойство или характеристика абсолютно важнее других.

При возможности установления таких соотношений задача сводится к нахождению коэффициентов весомости W_j и объединению нормированных единичных показателей q_j в комплексный Q=ƒ(q_j, W_j). Однако в случае наличия у рассматриваемых средств явно разнородных свойств (характеристик) становится невозможным использование метода иерархий и его модификаций.

2) Известны способы нахождения коэффициентов весомости с помощью методов ранжирования [2, 3] характеристик сравниваемых средств, ставящие в затруднение экспертов в случае разнородности свойств.

3) Известны экспертные способы оценки качества рассматриваемых средств [3-5], основанные на упрощении первых двух методов. Это способы, связанные с лексикографическим методом, с методом усреднения единичных показателей, максиминным методом оценки качества, методом идеальной точки и другие.

Всем рассмотренным способам выбора предпочтительного средства присущи погрешности экспертных систем, связанные с наличием «субъективизма».

4) Известен способ [6], основанный на формировании обучающей выборки для создания шкалы оценки качества, который позволяет сравнить изделия оцениваемой выборки. Его недостаток - требование наличия обучающей выборки.

5) Известны и другие изобретения [7-11] оценки качества объектов, не решающие сформулированную авторами задачу.

С целью повышения объективности и достоверности оценки качества рассматриваемых средств авторами предлагается использовать оцениваемую выборку, состоящую из нормированных единичных показателей качества, позволяющих создать два гипотетических эталона - соответственно худшего и лучшего качества. И на основе их использования из всей совокупности рассматриваемых средств выбрать объект, обладающий наилучшим обобщенным (комплексным) показателем качества (КПК).

Наиболее близким к данному техническому решению является «Способ и устройство выбора предпочтительного средства защиты информации», патент №2495482 [12]. Его недостатками служат:

1. Громоздкий математический аппарат, связанный с многомерностью пространства единичных показателей (ЕП), с оперированием многомерных прямых и плоскостей, их преобразованием, которое включает 6 этапов оценки КПК.

2. Сложная для восприятия геометрическая иллюстрация способа выбора предпочтительного варианта, средства защиты информации (СЗИ).

3. Отсутствует сравнение метода двух эталонов с нередко применяемыми методами лучшего и худшего эталонов.

1. Способ и устройство оценки качества технических решений и средств при создании вооружения, заключающийся в том, что коммутируют информацию о единичных показателях сравниваемых средств, оцениваемых вариантов, записывают ее в первый блок памяти, пересылают в блок формирования эталонов худшего и лучшего качества, образующих соответственно начало и конец прямой, определяющей шкалу оценки качества, отличающийся тем, что комплексные показатели качества вариантов технических решений или сравниваемых средств определяются значениями дроби, в числителе которой сумма квадратов длин шкалы оценки и расстояния от худшего эталона до точки сравниваемого варианта, из которой вычитается квадрат расстояния от точки сравниваемого средства до лучшего эталона, а в знаменателе находится удвоенный квадрат длины шкалы оценки, максимальная величина дроби соответствует предпочтительному варианту технических решений или оцениваемому средству.

Сущность способа нагляднее всего проиллюстрировать на примере сравнения объектов, обладающих разнородными характеристиками. К таким относятся средства защиты информации СЗИ, единичные показатели которых приведены в таблице 1.

В качестве обучающей выборки (ОбВ) используем саму оцениваемую выборку (ОцВ). Для проведения оценки качества разнородные показатели СЗИ в таблице 1 приводим к безразмерному виду. После нормирования

они принимают значения, указанные в таблице 2. Обязательным условием нормирования является рост КПК с ростом его единичных показателей ЕП.

Для удобства определения предпочтительного СЗИ из ряда альтернативных разобьем процесс оценки на два этапа:

1. Геометрический смысл оценки качества вариантов, изделий, технических решений продемонстрируем на оценке средств защиты информации. Нахождение КПК осуществляется путем формирования шкалы оценки качества по методу двух эталонов (МДЭ) в виде прямой Э_хЭ_л, соединяющей точки худшего Э_х и лучшего Э_л эталонов качества в пространстве оцениваемых ЕП q_j, (см. фиг. 1 для k=2).

Соединим точку С, в двумерном пространстве ЕП с концами оцениваемой шкалы Э_хЭ_л. Зная координаты точек Эх, Эл (табл. 3), нетрудно определить длину шкалы L₀ и длины отрезков R_x и R_л, вычисляемых по формулам

Если из точки C_i опустить перпендикуляр на прямую Э_хЭ_л, то он в точке К₁ поделит шкалу оценки качества на два отрезка L_x, L_л, квадраты которых определяются из формул

Для исключения расстояния h от точки C_i до шкалы оценки (точка K_i), вычитая левые и правые части зависимостей из формулы (2б) и формулы (2а), имеем

Учитывая, что L_xi(C_i)=L₀-L_лi и Q_i=L_xi/L₀, то подставляя значение L_xi в формулу (3а) и переходя к Q_i, получаем значение КПК оцениваемого СЗИ_i в шкале МДЭ

Напомним, что длина L_xi(C_i), отнесенная к длине L₀ всей шкалы придает КПК Q_i=L_xi(C_i)/L₀ интервал значений 0≤Q_i≤1 в МДЭ.

2. Формула (4) и выражение для Q_i, а также наличие ЕП СЗИ (табл. 2) дают возможность перейти к конкретной оценке КПК по методу 2-х эталонов. В табл. 3 приведены значения гипотетических эталонов Э_х, Э_л и их разности Δq_j(Э_х Э_л), подставив которые в формулу (1а), получим длину шкалы L₀(Э_х Э_л)=2.0283 между точками Эх, Эл.

Другие величины R_x(Э_х), R_л(Э_л), L_x(Э_х, C_i), вычисленные по приведенным формулам, позволяют получить КПК Q_i(C_i) оцениваемых СЗИ_i (см. табл. 3а) с учетом L₀=2.028 и Q_i(СЗИ_i)=(L₀²+R_xi²-R_лi²)/2L₀². Например, для КПК СЗИ₁

Q₁(СЗИ₁)=(2.028²+1.4265²-1.398²)/2*2.028²=0.51.

3. Выявление предпочтительного СЗИ осуществляется путем расположения значений КПК Q_i в ряд

Q₃=0.748>Q₁=0.51>Q₂=0.468,

из которого следует ранжирование СЗИ

и, в конечном итоге, предпочтительность СЗИ₃.

В качестве альтернативы предлагаемому изобретению в табл. 4 приведены результаты способа оценки качества по МЛЭ Q_лi=1-R_лi/L₀ на основе метода лучшего эталона (идеальной точки), предусматривающего близость к лучшему эталону Q_лi=1-R_лi/L₀, и способа оценки качества СЗИ Q_xi(Э_х)=R_xi/L₀, оценивающему удаленность от худшего эталона Э_х(МХЭ).

Из табл. 4 и из фиг. 2 видно:

- порядок ранжирования (5) оцениваемых СЗИ_i для всех 3-х методов сохраняется;

- значения КПК, вычисленные по способу удаленности от худшего эталона, завышены по сравнению с методом 2-х эталонов;

- значения КПК, вычисленные по способу близости к лучшему эталону, занижены по сравнению с методом 2-х эталонов.

Устройство для реализации способа по п. 1, изображенное на фиг. 1, содержащее коммутатор 1 и первый блок 2 памяти, отличающееся тем, что в его состав введены блок 3 формирования нормированных ЕП, блок 4 определения значений числителя и знаменателя дроби (4а), 2-й блок 5 памяти, блок 6 визуализации и блок 7 управления (БУ), при этом выход коммутатора 1 подключен к информационному входу первого блока 2 памяти, выход 8 которого соединен с блоком 3 нормирования ЕП (согласно табл.2), выход 9 которого подключен к блоку 4 определения значений числителя и знаменателя дроби, соединенного своим выходом 10 со входом второго блока памяти 6, подключенного выходом 11 к блоку визуализации 7, управляющие выходы блока 8 управления подключены к управляющим входам всех блоков 1-7.

Работа устройства происходит следующим образом. В соответствии с фиг. 1 значения исходных единичных показателей (ЕП) q_ij, , сравниваемых средств СЗИ_i, поступают на вход коммутатора 1 и по управляющей команде с блока 7 управления записываются в 1-й блок 2 памяти. По команде с блока 7 управления значения q_ij поступают в блок 3 нормирования ЕП. Нормированные ЕП по команде с БУ 7 переносятся в блок 4, в котором реализуется формула (4а) путем нахождения всех ее составляющих L₀, для вычисления Q_i. Величины КПК Q_i, Q₂, Q₃ оцениваемых средств или технических решений записываются во втором блоке 2 памяти. По управляющей команде с блока 7 управления величины КПК Q₁, Q₂, Q₃ сравниваемых средств поступают на блок 6 визуализации. На блоке визуализации высвечивается информация: «Значения КПК. Q₁=0.51; Q₂=0.468; Q₃=0.748».

Итак, при невозможности или большом затруднении установления важности свойств (характеристик) сравниваемых средств или их вариантов и отсутствии обучающей выборки для формирования шкалы оценки можно использовать исходные данные самой оцениваемой выборки при выборе предпочтительного изделия или сравниваемых вариантов технических решений.

Достоинствами предлагаемого способа являются:

- возможность формирования шкалы оценки при наличии разнородных свойств (характеристик) оцениваемых средств,

- отсутствие ограничений как на количество единичных показателей, так и на число сравниваемых средств;

- возможность определения коэффициентов весомости при выявлении важности свойств технических решений без привлечения высококвалифицированных экспертов;

- наличие легко программируемых формул, которое приводит к полной автоматизации процесса определения предпочтительного средства;

- возможность осуществления иерархической оценки сложных средств с разбивкой на группы свойств (показателей);

- осуществимость наглядного сравнения оценки качества методом двух эталонов с методами близости к лучшему эталону и методу удаленности от худшего эталона;

- возможность выявления следующего: по сравнению с методом двух эталонов, метод близости к лучшему эталону ведет к занижению КПК оцениваемых технических решений и средств, а метод оценки удаленности от худшего эталона - к завышению значений КПК.

Реализация предлагаемого способа и устройства предполагается на первом этапе - в виде программного комплекса на ПЭВМ, на втором - в виде отдельного прибора.

Источники информации

1. Саати Т. Принятие решений при зависимостях и обратных связях: Аналитические сети. Пер. с англ. - М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ». 2009. - 360 с.

2. Черноруцкий И.Г. Методы принятия решений. - СПб. БХВ-Петербург, 2005 - 416 с.

3. Макаров И.Д. и др. Теория выбора и принятия решений. – М.: НАУКА. Гл. ред. ФМЛ. 1992. - 328 с.

4. Подиновский В.В. Применение качественной информации о важности критериев для решения многокритериальных задач оптимизации. - М.: ВИОЛСА, 1977. - 36 с.

5. Денисов А.А., Колесников Д.Н. Теория больших систем управления. - Л.: Энергоиздат, 1982. - 287 с.

6. Черноскутов А.И. (RU) и др. Устройство для оценки качества изделий. Авторское свидетельство на изобретение №1597883, МПК G06F 15/46, 1982.

7. Черноскутов А.И. (RU) и др. Устройство для оценки качества изделий. Авторское свидетельство на изобретение №1485274, МПК G06F 15/46, 1987.

8. Казаков И.В. (RU) и др. Устройство для решения задач оценки качества ВВТ. Заявка №95120833/09, МПК G06F 17/00, 07.12.1995.

9. Махутов Н.А. (RU) и др. Способ определения качества изделия по достоверной и вероятностной частям остаточной дефектности. Патент №2243586, МПК 7 G05B 23/02, G06F 17/00, опубликовано: 27.12.2004.

10. Торовин A.H. (RU) Способ ранжирования результатов поиска. Заявка №2008152920/08, G06F 17/30, 31.12.2008.

11. Бурба A.A. (RU) и др. Устройство для оценки и сравнения эффективности функционирования однотипных организаций. Патент №2363042 (13) С1, МПК G06F 17/, G06F 7/02, G06N 1/00. Опубликовано: 27.07.2009.

12. Черноскутов А.И. и др. Способ и устройство выбора предпочтительного средства защиты информации. Патент №2495482, МПК G06F 17/00.