Исследование методов предиктивной аналитики, применяемых в кибербезопасности критических инфраструктур

Abstract

Магистерская работа посвящена исследованию методов предиктивной аналитики, применяемых в задачах обеспечения кибербезопасности критических инфраструктур. Актуальность темы обусловлена ростом количества и сложности кибератак на объекты жизненно важного значения и необходимостью перехода методам предиктивной аналитики. В первой главе рассмотрены классификация критически важных систем, их ключевые уязвимости, а также современные подходы к обеспечению их кибербезопасности. Вторая глава раскрывает теоретические основы предиктивной аналитики: описываются её концепции, используемые методы и ограничения. Третья глава посвящена экспериментальному исследованию методов предиктивной аналитики. Для этого были выбраны наиболее часто встречающиеся кибератаки, были отобраны различные методы, были подготовлены данные для последующей работы, были построены и обучены модели, а также был проведён анализ результатов экспериментов. Работа демонстрирует, что сочетание различных методов предиктивной аналитики позволяет построить гибридную систему раннего предупреждения, улучшить качество обнаружения атак и повысить устойчивость критических инфраструктур. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании архитектур интеллектуальных SOC-систем и систем мониторинга безопасности.

Teza de master este dedicată studiului metodelor de analiză predictivă utilizate în sarcinile de securitate cibernetică ale infrastructurilor critice. Relevanța subiectului se datorează numărului și complexității crescânde a atacurilor cibernetice asupra obiectelor de importanță vitală și necesității de a trece la metode de analiză predictivă. Primul capitol discută clasificarea sistemelor critice pentru misiune, vulnerabilitățile cheie ale acestora, precum și abordările moderne pentru asigurarea securității cibernetice a acestora. Al doilea capitol dezvăluie fundamentele teoretice ale analizei predictive: sunt descrise conceptele, metodele utilizate și limitările sale. Al treilea capitol este dedicat studiului experimental al metodelor de analiză predictivă. În acest scop, au fost selectate cele mai frecvente atacuri cibernetice, au fost selectate diverse metode, au fost pregătite date pentru lucrările ulterioare, au fost construite și instruite modele și au fost analizate rezultatele experimentale. Lucrarea demonstrează că combinația diferitelor metode de analiză predictivă face posibilă construirea unui sistem hibrid de avertizare timpurie, îmbunătățirea calității detectării atacurilor și creșterea rezistenței infrastructurilor critice. Rezultatele obținute pot fi utilizate în proiectarea arhitecturilor sistemelor inteligente soc și a sistemelor de monitorizare a securității.

The master's thesis is devoted to the study of predictive analytics methods used in cybersecurity tasks of critical infrastructures. The relevance of the topic is due to the increasing number and complexity of cyber attacks on objects of vital importance and the need to switch to predictive analytics methods. The first chapter discusses the classification of mission-critical systems, their key vulnerabilities, as well as modern approaches to ensuring their cybersecurity. The second chapter reveals the theoretical foundations of predictive analytics: its concepts, methods used, and limitations are described. The third chapter is devoted to the experimental study of predictive analytics methods. For this purpose, the most common cyber attacks were selected, various methods were selected, data was prepared for subsequent work, models were built and trained, and experimental results were analyzed. The work demonstrates that the combination of various predictive analytics methods makes it possible to build a hybrid early warning system, improve the quality of attack detection, and increase the resilience of critical infrastructures. The results obtained can be used in the design of architectures of intelligent SOC systems and security monitoring systems.