Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка методов агрегации, нормализации, анализа и визуализации больших массивов гетерогенных структурированных, полуструктурированных и неструктурированных данных для мониторинга и управления безопасностью распределенной сети электронных потребительских устройств (internet of things)

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
информационная безопасность; интернет вещей; агрегация; нормализация; визуализация; большие данные

Цель проекта:
1. Проблема, на решение которой направлен реализуемый проект: несоответствие существующего модельно-методического аппарата разработки и построения средств агрегации, нормализации, анализа и визуализации данных для мониторинга и управления безопасностью компьютерных сетей требованиям распределенных сетей электронных потребительских устройств (internet of things) по оперативности такой обработки данных (реальный или близкий к реальному масштаб времени), масштабируемости, достоверности и прочим характеристикам с учетом имеющихся функциональных ограничений элементов сетей Интернета вещей. 2. Цель реализуемого проекта: создание комплекса научных/научно-технических решений в области разработки методов и алгоритмов, обеспечивающих повышение эффективности научных исследований посредством агрегации, нормализации, анализа и визуализации больших массивов гетерогенных структурированных, полуструктурированных и неструктурированных данных в распределенной сети электронных потребительских устройств (internet of things), используемых для мониторинга и управления безопасностью сети.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Основные результаты:
- Методические подходы к созданию хранилища данных, обеспечивающего гибридное онтологическое представление больших массивов гетерогенных структурированных, полуструктурированных и неструктурированных данных для мониторинга и управления безопасностью распределенной сети электронных потребительских устройств (internet of things).
- Математические методы и алгоритмы агрегации больших массивов данных, в том числе с применением приемов и методов параллельных вычислений;
- Математические методы и алгоритмы нормализации и анализа больших массивов гетерогенных данных, поступающих синхронно и асинхронно от распределенной сети источников;
- Методические подходы к созданию протоколов для синхронной и асинхронной передачи данных от потребительских устройств к центрам обработки данных;
- Математические методы и алгоритмы визуализации больших массивов гетерогенных структурированных, полуструктурированных и неструктурированных данных;
- Технические принципы и методические подходы к организации и развертыванию решений по агрегации, нормализации, анализу и визуализации больших массивов гетерогенных структурированных, полуструктурированных и неструктурированных данных в различных средах.
2. Результаты проекта формируют модельно-методический аппарат разработки применяемых в сетях Интернета вещей средств агрегации, нормализации, анализа и визуализации данных для мониторинга и управления сетевой безопасностью, отличающихся высокой оперативностью и масштабируемостью обработки больших массивов гетерогенных структурированных, полуструктурированных и неструктурированных данных и учитывающих как функциональные ограничения сетей и элементов сетей Интернета вещей, так и возможности потенциальных кибер-физических воздействий (атак) на такие сети. Особенностями разрабатываемых моделей и алгоритмов является их ориентация на параллельную потоковую обработку сложных событий (Complex Event Processing, CEP) и ее адаптацию к условиям функционирования сетей Интернета вещей.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. По результатам проекта планируется получение экспериментального образца программного обеспечения средств агрегации, нормализации, анализа и визуализации данных для мониторинга и управления безопасностью распределенных сетей электронных потребительских устройств (internet of things), базирующегося на модельно-методическом аппарате, предложенном в проекте.
2. Разработанные модели и алгоритмы агрегации, нормализации, анализа и визуализации больших массивов гетерогенных структурированных, полуструктурированных и неструктурированных данных ориентированы на параллельную потоковую обработку сложных событий в синхронном и асинхронном режимах. Они ориентированы на комплексное решение задач, направленных на формирование последовательностей потоковых операторов, построение схем параллельного выполнения этих последовательностей и оптимизацию распределения элементов схем параллельного выполнения по узлам сети Интернета вещей. Это отличает разработанные модели и алгоритмы от известных решений в данной предметной области и обусловливает их высокую научную новизну.
3. Проведенный тщательный анализ существующих работ в предметной области подтверждает актуальность решаемой в проекте проблемы, значимость результатов проекта и их соответствие мировому уровню. Помимо этого на каждом этапе проекта проводятся патентные и/или маркетинговые исследования на предмет оценки и изучения перспектив коммерциализации разработанных программ для ЭВМ, которые включают, в частности, сопоставление с существующими сторонними программно-техническими решениями.
4. Результаты проекта достигнуты путем тщательного анализа существующих работ в предметной области, разработки методов и алгоритмов, ориентированных на процессы параллельной потоковой обработки больших массивов гетерогенных данных с учетом вычислительных возможностей элементов сетей Интернета вещей. К ограничениям полученных результатов можно отнести их ориентацию на форматы представления обрабатываемых данных, свойственных источникам системы мониторинга и управления безопасностью. Тем не менее, предполагается, что разработанные модели и алгоритмы могут быть применимыми для более широких случаев обработки больших массивов гетерогенных данных в сетях Интернета вещей.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Результаты проекта могут применяться для разработки и анализа механизмов сбора, предварительной обработки больших массивов данных в системах мониторинга и управления безопасностью различного назначения – ведомственных телекоммуникационных систем управления и контроля, финансовых и банковских систем, систем по предоставлению цифровых мультимедиа услуг широкополосного доступа потребителям, гидротехнических систем и сетей нефтегазового комплекса, системы транспортной инфраструктуры страны, автоматизированных медицинских систем, различных систем поддержки процессов государственного делопроизводства, систем удаленного автоматизированного контроля расхода потребления в жилищно-коммунальной сфере и других. Кроме того, потребителями могут быть коммерческие организации, занимающиеся разработкой и внедрениями перспективных средств защиты информации в информационно-коммуникационных системах.
2. Ожидается внедрение результатов проекта в рамках целевых процессов компании Индустриального партнера ЗАО «НПП ТЕЛДА» в направлении разработки комплексной программно-аппаратной среды реализации процессов сбора и предварительной обработки больших массивов гетерогенных данных на основе предложенного в проекте модельно-методического аппарата и планируемого к разработке экспериментального образца программного обеспечения.
3. Полученные результаты позволят обеспечить повышение прогнозируемого технико-экономического и социально-экономического эффекта на основе повышения защищенности распределенных сетей электронных потребительских устройств (internet of things), снижения ущерба от утраты ими оперативности и масштабируемости сбора и предварительной обработки данных для мониторинга и управления сетевой безопасностью за счет:
- создания экспериментального образца программного обеспечения, включающего следующие модули: сбора данных, агрегации данных, нормализации и анализа данных, визуализации и трансляции данных, работы с хранилищем (базой) данных;
– улучшения потребительских свойств существующей продукции на основе повышения показателей защищенности и ресурсопотребления распределенных сетей электронных потребительских устройств (internet of things).
Прогнозная оценка экономических, производственных и других условий и факторов, необходимых для обеспечения социально-экономических эффектов от использования продукции, созданной на основе результатов данного исследования, за счет ее коммерциализации в экономически целесообразных объемах, положительная, так как не требует значительных капитальных вложений в материалы и оборудование для проведения прикладных НИР или ОКР, а также в конечный продукт – программное обеспечение.
4. Полученные результаты могут быть использованы для демонстрации и популяризации отечественной науки и отдельных ее направлений в рамках научно-технической и исследовательской деятельности по подготовке научно-преподавательских кадров и аспирантов технических специальностей, в рамках научно-практических конференций и семинаров по тематике информационно-телекоммуникационных систем и информационной безопасности.

Текущие результаты проекта:
- Математические методы и алгоритмы визуализации больших массивов гетерогенных структурированных, полуструктурированных и неструктурированных данных;
- Технические принципы и методические подходы к организации и развертыванию решений по агрегации, нормализации, анализу и визуализации больших массивов гетерогенных структурированных, полуструктурированных и неструктурированных данных в различных средах.