Четвертая промышленная революция и ее влияние на общество

повышение эффективности. CPS обеспечивает потрясающую эффективность технических устройств и оборудования, предсказывая неисправности машин, реагируя на изменения технического состояния в реальном времени и повышая общую производительность предприятий;

обеспечение безопасности. CPS стоят на страже промышленной безопасности, сложно взаимодействуют с сенсорами и механизмами, своевременно обнаруживает любые аномалии и мгновенно на них реагирует, обеспечивая безопасность как объектов производства, так и людей.

Организация взаимодействия цифровых и физических технологий в киберфизических системах создаёт свои трудности, связанные с необходимостью тщательного проектирования и согласования, создания универсальных языков операционной совместимости, а также надёжных систем защиты от киберугроз.

Архитектура реального времени отвечает за обработку и передачу данных в реальном времени между различными компонентами CPS и другими системами. Она обеспечивает высокую отказоустойчивость, а также гарантированный отклик (время, которое требуется системе или функциональной единице на то, чтобы отреагировать на входные данные) и надёжность в системах Индустрии 4.0.

В Индустрии 4.0, где время играет главенствующую роль, использование архитектуры реального времени в киберфизических системах становится реальной необходимостью. Для того, чтобы понять, как эти системы адаптируются к изменяющимся временным условиям рассмотрим основные принципы и компоненты архитектуры реального времени в CPS:

темпоральная синхронизация. Архитектура реального времени в CPS основана на принципе темпоральной (временной) синхронизации, чтобы без потерь восстанавливать необходимые настройки и данные в режиме реального времени, гармонизируя между собой цифровое и физическое измерения;

динамическое равновесие. Компоненты архитектуры реального времени в виде разнообразных датчиков и исполнительных устройств, оперативно реагируют на ритмы физического мира и поддерживают в CPS динамическое равновесие;

точная настройка. Точность является главным достоинством архитектуры реального времени, где требуется слаженная организация вычислительных алгоритмов с минимальными задержками во времени.

Построение архитектуры реального времени в киберфизических системах, возможно с использованием централизованного и децентрализованного подхода. Централизованный подход предполагает, что центр управления CPS координирует технологические процессы, обеспечивая в режиме реального времени контроль над всеми операциями. При децентрализации вычислительные мощности распределяются по всей сети, где каждый узел становится автономной системой, вносящей свой вклад в общую конструкцию системы реального времени.

При разработке и управлении архитектурой реального времени в CPS сегодня используются следующие технологии:

ChronoCrafters Suite (представляет собой инструментарий для создания временных архитектур высокой точности);

QuantumSync Engines (основывается на квантовых принципах для мгновенной временной синхронизации CPS);

NeuralPulse (предусматривает интеграцию в CPS нейронных сетей для быстрой и интеллектуальной реакции в режиме реального времени).

Слияние киберфизических систем с архитектурой реального времени направляет нас в высокотехнологичный мир Индустрии 4.0, который открывает для человечества новую эру интеграции цифрового и физического измерения.

Угрозы информационной безопасности в Индустрии 4.0

В информационной среде Индустрии 4.0, где данные являются ценным ресурсом, а системы и процессы становятся всё более автоматизированными и связанными между собой, повышается риск осуществления кибератак, вследствие которых может произойти кража конфиденциальной информации, нарушение целостности данных, потеря доступа к системам и сервисам или нарушение работы критической инфраструктуры.

Угрозу информационной безопасности могут представлять разные виды кибератак, такие как:

вредоносное программное обеспечение, распространяемое киберпреступниками в виде приложения или кода (вируса), препятствующего нормальному использованию конечных устройств;

фишинговые сообщения, целью которых является получение доступа к конфиденциальной информации пользователей (данные карты, логины, пароли и т.д.);

DDoS-атаки на интернет-системы, осуществляемые с целью вывести их из строя или перегрузить для затруднения доступа к ним пользователей;

SQL-инъекции, направленные на взлом сайтов и программ, работающих с базами данных, за счёт внедрения в запрос произвольного SQL-кода;

межсайтовый скриптинг (XSS), использующий вредоносный код для получения в веб-системе авторизационных данных пользователя;

«человек посередине» (MitM), создающий тайные дыры в цифровом пространстве для перехвата данных путём вмешательства в протокол передачи между контрагентами, при этом искажая или удаляя информацию.

Одним из действенных способов обеспечения информационной безопасности в Индустрии 4.0 является применение проактивной защиты данных и систем в архитектуре программного обеспечения. Проактивная защита данных и систем предполагает предотвращение возможных угроз информационной безопасности путём внедрения соответствующих механизмов и процедур и предусматривает самые различные методы обеспечения безопасности, которые рассмотрены ниже:

1. Антивирусные программы.

Для борьбы с компьютерными вирусами, эти программы используют различные принципы для поиска и нейтрализации вредоносного ПО, а также «лечения» заражённых файлов.

2. Брандмауэры.

Это программы или устройства, предназначенные для защиты компьютеров и сетей от внешних угроз. Брандмауэры представляют собой защитные экраны, разрешающие или блокирующие запрошенное сетевое подключение, при этом доступ к сайту, почте или передаче файлов осуществляется на основе правил, которые задаются администратором.

3. Контроль доступа.

Для защиты от несанкционированного доступа к данным и системам требуется применение механизмов идентификации и аутентификации пользователей, включая использование паролей, двухфакторной аутентификации, биометрических методов и других технологий.

4. Шифрование данных.

Важной мерой защиты информации при передаче или хранении является применение алгоритмов кодирования данных с целью сокрытия их от неавторизованных лиц, в этом случае данные могут быть раскодированы в исходную форму только с помощью специального ключа. К наиболее известным алгоритмам шифрования относятся, такие как AES (Advanced Encryption Standard) и RSA (Rivest-Shamir-Adleman).

5. Резервное копирование и восстановление данных.

Регулярное создание резервных копий данных и разработка механизмов восстановления данных позволяют минимизировать потерю информации в случае сбоя или атаки на систему. Эти меры могут включать использование копирования данных в облачное хранилище или на локальные носители.

6. Системы обнаружения вторжений (IDS).

Эти системы контроля представляют собой программное обеспечение, оборудование или системы, способные обнаруживать аномальное или вредоносное поведение в сети или на компьютере. IDS используют заранее определенные сигнатуры или алгоритмы для обнаружения аномалий и работают, анализируя сетевой трафик или активность на устройствах, чтобы выявлять подозрительные паттерны или отклонения от обычного поведения.

7. Системы предотвращения вторжений (IPS).

Эти программные или аппаратные системы используются для защиты от сетевых атак и несанкционированного доступа в корпоративную сеть. Они не только обнаруживают необычное поведение системы, попытки несанкционированного доступа или хакерские атаки, но и автоматически реагируют на инциденты.

8. Обновление программного обеспечения.

Регулярное обновление программного обеспечения помогает исправлять уязвимости и ошибки, которые могут быть использованы киберпреступниками для атаки на систему.

9. Обучение пользователей.

Обучение и переподготовка пользователей в области информационной безопасности, а также их осведомленность о возможных угрозах помогут предотвратить разрушительные кибератаки, связанные с социальной инженерией или фишингом.

10. Квантовая защита.

Системы квантовой криптографии решают задачу безопасного распределения секретного ключа между участниками криптографической системы, они шифруют информацию таким образом, чтобы её никто не мог прочитать кроме предполагаемого получателя.

Проактивная защита данных и систем является важным аспектом архитектуры программного обеспечения в Индустрии 4.0, поскольку помогает уменьшить риски безопасности и предотвращает потенциальные атаки на систему. Она должна быть внедрена на каждом этапе разработки и эксплуатации программного обеспечения, чтобы обеспечить непрерывную гарантированную защиту данных.

Безопасность и управление рисками в архитектуре программного обеспечения могут быть обеспечены риск-ориентированным управлением и анализом уязвимостей. Архитектура программного обеспечения должна быть спроектирована с учётом угроз информационной безопасности, чтобы обеспечить защиту данных и систем от возможных атак и утечек информации. Однако, даже с хорошей архитектурой ПО, всегда существует некоторый уровень риска, связанный с возможными уязвимостями в программном обеспечении.

Риск-ориентированное управление в архитектуре программного обеспечения подразумевает определение и оценку потенциальных рисков, связанных с уязвимостями, и принятие мер по их устранению или минимизации. Для этого необходимо проводить анализ уязвимостей путём идентификации потенциальных слабых мест и угроз безопасности в архитектуре ПО.

В анализе уязвимостей используются различные методы и инструменты, такие как сканирование уязвимостей, пентестинг и аудиты безопасности. Они помогают выявить проблемные области в архитектуре ПО и оценить риски, связанные с уязвимостями. После проведения анализа уязвимостей разрабатываются меры по устранению или снижению рисков. Они могут включать в себя применение патчей (дополнений) и обновлений программного обеспечения, усиление механизмов аутентификации и авторизации, обеспечение шифрования данных и другие технические и организационные меры.

Риск-ориентированное управление должно также учитывать бизнес-потребности и корпоративные ограничения. Устранение некоторых уязвимостей может быть технически сложным или финансово затратным, и возможно потребовать принятия решений по обеспечению безопасности на основе баланса между риском и затратами. Осуществление постоянного мониторинга и обновление анализа уязвимостей связано с тем, что новые цифровые угрозы появляются постоянно, и существующие риски могут изменяться со временем.

Риск-ориентированное управление и анализ уязвимостей в архитектуре программного обеспечения являются важными компонентами в обеспечении безопасности и управлении рисками в Индустрии 4.0. Они позволяют оценить риски и предпринять соответствующие меры по обеспечению надёжности и безопасности систем и данных.

В новом информационном мире производству и бизнесу необходимо принимать все необходимые меры для защиты цифровых данных и систем от кибератак. Для того, чтобы обеспечить безопасность и изучаемость цифрового пространства системы киберзащиты необходимо постоянно усовершенствовать, руководствуясь при этом главным правилом – инновационностью защиты и постоянной концентрацией внимания на этой проблеме.

Глава 10. Введение в DevOps

«DevOps – это не просто методология, это симфония инноваций, в которой каждая нота – ценность, каждый аккорд – эффективность, а каждый релиз – шаг к будущему разработки без границ».

Автор

Основные принципы DevOps

DevOps – это методология разработки программного обеспечения (ПО), которая помогает наладить эффективное взаимодействие разработчиков с другими IT-специалистами. Методология объединяет разработку (Development) и операционную деятельность (Operations), обеспечивая более быструю и бесперебойную поставку IT-продуктов.

DevOps позволяет осуществлять интеграцию, коммуникацию и автоматизацию процессов в рамках цикла разработки ПО. Эта методология фокусируется на сближении процессов разработки и внедрения программного обеспечения, обеспечивая непрерывное развёртывание, автоматизацию тестирования и интеграции, а также улучшение взаимодействия между командами разработчиков.

Методология позволяет IT-компаниям гибко приспосабливаться к меняющимся условиям рынка и снижать стоимость разработки и обслуживания ПО. Применяя DevOps, разработчики могут быстро находить и исправлять ошибки, оперативно реагировать на запросы заказчиков.

Основными принципами DevOps являются: автоматизация, сотрудничество, мониторинг и обратная связь, масштабируемость и гибкость. Автоматизация процессов развертывания, тестирования и поставки программного обеспечения необходима для сокращения рутинной работы и повышения эффективности. Сотрудничество обеспечивает сближение разработчиков и операционной команды для интеграции задач, обмена знаниями и сокращения времени на устранение проблем. Постоянный мониторинг процессов разработки и операционной деятельности осуществляется для быстрой реакции на изменения и неполадки, а также для получения обратной связи с целью улучшения качества продукта. Масштабируемость и гибкость подразумевает создание гибкой инфраструктуры, способной быстро масштабироваться и адаптироваться к изменяющимся потребностям.