Registration Number
0826U002343, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
01-07-2026
popup.evolution
o
Чому дисертація має статус "Запланована"?
Title
Method for Building a Secure Computer System Based on an Attack Graph and Artificial Intelligence
Author
OLEKSANDR V. VYSHNIVSKYI,
popup.head Iurii I. Katkov
popup.opponent Yuri I. Hlaponin
popup.opponent Yaroslav I. Kornaha
popup.review VITALII SAVCHENKO
popup.review Nataliia O. Lashchevska
popup.rada
State University of information and communication technologies
Description
Реферат
Дисертаційна робота присвячена розв’язанню актуального науково-практичного завдання розробки моделей і методів побудови захищеної інтелектуальної комп’ютерної системи з управлінням SD-WAN на основі графу атак.
Об’єкт дослідження – процеси функціонування високонавантажених комп’ютерних систем з управлінням SD-WAN.
Предмет дослідження – моделі та методи управління захищеними інтелектуальними комп’ютерними системами SD-WAN.
Мета роботи – підвищення ефективності функціонування захищених комп’ютерних системи SD-WAN на основі математичної моделі у просторі станів методами машинного навчання та управління мережевою безпекою з застосуванням графу атак і багатоагентного навчання з підкріпленням для розподіленого управління щоб мінімізувати час реакції на інциденти.
Для досягнення поставленої мети вирішено такі наукові завдання:
проведено аналіз сучасних підходів до моделювання комп’ютерних систем з управлінням SD-WAN, управлінням кіберзахистом таких систем з використанням графу атак на основі машинного навчання;
розроблено модель комп’ютерної системи SD-WAN у просторі станів;
розроблено метод інтелектуального управління комп’ютерною системою SD-WAN;
удосконалено метод побудови захищеної комп’ютерної системи SD-WAN на основі графу атак та глибокого навчання з підкріпленням;
проведено комплексне експериментальне дослідження розроблених моделей та методів за допомогою імітаційного моделювання для підтвердження їх ефективності.
Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що:
1. Вперше розроблено модель комп’ютерної системи SD-WAN на основі апарату простору станів та теорії автоматичного управління, в якій відповідно за рахунок формалізації її представлення у вигляді сукупності вектору стану і вектору управління, функції якості обслуговування та врахування зміни часових характеристик передачі даних, пропускної здатності каналів зв'язку, ступеня заповнення буферних черг мережевих вузлів та ймовірності втрат пакетів, дозволило забезпечити стійкість і керованість системи.
2. Вперше розроблено метод інтелектуального управління комп’ютерною системою SD-WAN, в якому відповідно на основі побудованої моделі комп’ютерної системи SD-WAN, розроблених алгоритмів для управління на основі методу глибокого навчання з підкріпленням для дискретного та неперервного просторів стану, дозволило забезпечити зниження затримки, рівня втрати пакетів і підвищити значення функціоналу якості.
3. Удосконалено метод побудови захищеної комп’ютерної системи SD-WAN, в якому відповідно на основі комплексної інтеграції побудованої моделі комп’ютерної системи SD-WAN, математичної моделі спрямованого графу атак, комплексного показника ризику, розробленого алгоритму Q-навчання для агента SD-WAN з підкріпленням та механізму розривів ланцюжків кібератак на ранніх стадіях їх розвитку, дозволило превентивно перебудовувати мережеві маршрути та мінімізувати час реакції на інциденти.
Практичне значення одержаних результатів полягає у можливості створеня інтелектуальних систем кіберзахисту нового покоління, здатних забезпечувати проактивне виявлення загроз, мінімізацію ризиків компрометації мережевої інфраструктури, зниження кількості хибнопозитивних спрацювань та скорочення часу реагування на кіберінциденти.
Практична цінність отриманих результатів підтверджується такими результатами:
1) Розроблений метод інтелектуального управління комп’ютерною системою SD-WAN забезпечує найкращі показники: середнє завантаження каналів знижується на 44% порівняно з базовим методом ECMP, середня затримка – на 65%, рівень втрати пакетів – на 85%, а значення функціоналу якості покращується на 61%.
2) Удосконалений метод побудови захищеної комп’ютерної системи SD-WAN на основі графу атак забезпечив найвищу ефективну пропускну здатність Throughput\approx942\mathrm{\ Mbps,} показав мінімальну середню затримку Latency\approx8.4\mathrm{\ ms} та мінімальний рівень втрат пакетів PacketLoss\ \approx0.12. Отримані результати демонструють, що інтеграція графу атак, reinforcement learning, SDN-керування та адаптивної SD-WAN оркестрації дозволяє забезпечити високу мережеву продуктивність.
3) Запропоновані методи забезпечують найвищий відсоток виявлення APT-атак 97%, виявлення lateral movement 94%, запобіганя ексфільтрації 92%, виявлення Lateral movement 94% та найменший середній час реакції 0,8с. Результати експериментального дослідження підтвердили високу ефективність удосконаленого методу побудови захищеної комп’ютерної системи SD-WAN на основі графу атак та навчання з підкріпленням.
4) Результати дослідження можуть бути використані при побудові захищених корпоративних SD-WAN-мереж, державних інформаційних систем, хмарних платформ, центрів обробки даних та об’єктів критичної інформаційної інфраструктури.
Registration Date
2026-06-08
popup.nrat_date
2026-06-08 / 2026-07-02
