Розробка методології побудови багатоконтурної системи захисту інформаційних ресурсів у кіберфізичних системах

Abstract

У цій статті представлено методологію побудови багаторівневої системи інформаційної безпеки для кіберфізичних систем (КФС), що відповідає на сучасні виклики, пов'язані з гібридними та постквантовими загрозами. Мета. Формування концепції, що базується на п'яти етапах: оцінка ймовірності загрози, превентивне моделювання, теоретико-ігровий аналіз, реалізація постквантових криптографічних механізмів (CCS на основі LDPC) та розробка багатоконтурної архітектури безпеки. Результати. Ефективність захисту оцінюється за допомогою показників KPI(eff), KPIeffinv та KPInorm, зокрема в контексті мобільних бездротових технологій (LoRa, Sigfox, LTE-M, NB-CPS). Запропоновано модифікацію протоколу Go-Back-N для підвищення функціональної ефективності бездротових каналів пам'яті. Висновки. Запропоновані моделі можуть бути застосовані при розробці безпечних КФС для критичної інфраструктури та промислових систем Інтернету речей. This paper presents a methodology for constructing a multi-layered information security system for cyber-physical systems (CPS), addressing modern challenges related to hybrid and post-quantum threats. The purpose. Concept formation based on five stages: threat probability assessment, preventive modeling, game-theoretical analysis, implementation of post-quantum cryptographic mechanisms (LDPC-based CCS), and multi-contour security architecture development. Results. The effectiveness of protection is evaluated using KPI(eff), KPIeffinv, and KPInorm indicators, particularly in the context of mobile wireless technologies (LoRa, Sigfox, LTE-M, NB-CPS). A modification of the Go-Back-N protocol is proposed to enhance functional efficiency in wireless memory channels. Conclusions. The proposed models can be applied in the development of secure CPS for critical infrastructure and industrial IoT systems.