С математической точностью. Омич получил 1,5 млн руб на исследование по кибербезопасности  

Полтора миллиона рублей. Именно столько выделено на исследование омского учёного. Профессор кафедры «Комплексная защита информации» ОмГТУ Алексей Магазев получил субсидию от федерального Министерства науки и Российского научного фонда. Тема работы касается кибербезопасности. И мы решили разобраться, над чем именно трудится доктор физико-математических наук.

Начнём с официального названия проекта: «Моделирование систем кибербезопасности в терминах марковских и полумарковских моделей кибератак». Сейчас расшифруем!

«Кибербезопасность — это молодая, но уже сформировавшаяся наука с собственной методологией, теоретической базой и академической инфраструктурой. Однако из-за стремительной динамики развития ИТ-технологий она всё ещё продолжает эволюционировать. Несмотря на то, что разработанные на сегодня методы и подходы, несомненно, являются мощными инструментами для защиты данных, их нельзя считать полностью достаточными из-за быстро меняющегося ландшафта угроз», — объясняет Алексей Магазев.

Важную роль в кибербезопасности играют математика и математическое моделирование. Они обеспечивают теоретическую основу и практические инструменты для защиты информации. Здесь становится ясна суть исследования омского профессора. Наш собеседник работает над применением математических методов к решению актуальных задач информационной безопасности.

Проще говоря, изучаются новые подходы к оценке эффективности систем кибербезопасности с точки зрения надёжности. Результаты исследований позволят улучшить эффективность нынешних систем, привести их оценку к более тонким количественным метрикам. А значит в будущем можно будет точнее оценивать риски и оптимизировать инвестиции в кибербезопасность.

«Данной темой я занимаюсь уже давно, примерно лет десять. Для того, чтобы пояснить причины выбора данного направления, мне, наверное, следует заметить, что я — доктор физико-математических наук по теоретической физике, которая является моим основным научным направлением, и в рамках которого я также стараюсь вести научные исследования. В теоретической физике математика играет доминирующую роль, являясь фактически её “языком”, без которого невозможно ни строгое формулирование законов природы, ни предсказание новых явлений».

С другой стороны наш герой работает на кафедре «Комплексная защита информации», преподаёт студентам курсы по инфобезопасности, но всегда удивляется: почему методы слабо обоснованы с математической точки зрения. Отчасти это связано с тем, что область «молодая» и быстро развивается. Практические решения здесь часто опережают строгие математические модели.

«Однако мне всегда хотелось, чтобы информационная безопасность перестала быть просто неким “ремеслом” и вышла на качественно более высокий научный уровень, что без дополнительной математизации, на мой взгляд, невозможно».

Формальности без учёта реальных условий бесполезны. Поэтому важно — постоянно «примерять» разработанные модели к объектам в жизни. Наш собеседник захотел внести свой вклад в отрасль. Цель — математические подходы должны давать строгие, корректные предсказания и быть применимыми к практическим задачам.

Основной инструмент исследования — аппарат марковских цепей. Марковские цепи — класс математических моделей, которые сочетают простоту с глубокой математической основой. Инструмент полезен и в физике, и в ИТ, и в экономике. Алексей и его команда используют эти модели для прогнозирования компьютерных атак, оценки рисков инфобезопасности, анализа поведения злоумышленников и оптимизации защитных стратегий.

Ещё марковские цепи применяются для моделирования распространения вредоносных программ в больших компьютерных сетях.

«Мы здесь, кстати, не пионеры. Имеется достаточно много научных коллективов, которые применяют “марковский подход” к решению различных задач кибербезопасности. Не знаю почему, но большинство работ в этой области публикуется зарубежными авторами, в то время как у нас в стране этот подход не очень популярен. В общем, как говаривал известный специалист по кибербезопасности Росс Андерсон: “Безопасность — это не продукт, а процесс”. И здесь сразу хочется продолжить: а марковский цепи — один из способов сделать этот процесс измеримым и предсказуемым».

Сейчас профессор и его коллеги-ученики вновь пытаются улучшить модели, чтобы сделать их более реалистичными и практико-ориентированными. В частности, исследуют проблему влияния нестационарности кибератаки на параметры эффективности системы защиты. Здесь тоже разберёмся подробнее.

На частоту современных кибератак влияют сезонность, всплески активности хакерских групп, рост фишинговых атак перед праздниками и так далее. Это создаёт сложности для систем защиты. Обычно их проектируют в предположении стационарности угроз. Получается, нынешние модели не всегда адаптированы под реальность. Омичи же пытаются обобщить и изменить модели защиты под гибкие условия.

Фундаментальные научные исследования априори не приводят к быстрой монетизации, как правило, финансируются из госфондов или грантов. Спонсоров для подобных проектов найти сложно, признаётся наш собеседник.

Сейчас исследование Алексея Магазева поддерживает Российский научный фонд совместно с Омским регионом. Полученных средств — 1,5 млн рублей — пока достаточно для решения задач. Дальнейшие планы будут требовать дальнейших вливаний. Благо, научных конкурсов по стране немало.

Сочетание научной работы с преподаванием — стандартная комбинация. Однако самый критический ресурс — свободное время. С этой проблемой наш герой справляется. В командной работе со студентами видит свои плюсы: молодые люди мотивируют и заряжают, не дают расслабиться, ведь им нужно защищать дипломные работы, кандидатские диссертации, писать научные статьи.

«Вообще, как говорил Генри Форд: “Самая хорошая работа — это высокооплачиваемое хобби”. Наука — это всё-таки творческий процесс, поэтому я уже воспринимаю её как любимое занятие, а не как рутину».

Раз уж мы заговорили об учениках и команде, настало время представить юных коллег нашего собеседника: Валерия Горохова недавно защитила диссертацию и получила учёную степень кандидата наук, Адиль Касенов и Яна Серёгина учатся в аспирантуре, а Екатерина Титова стремится получить магистерскую степень. Алексей Магазев — научный руководитель. Он отвечает за планирование этапов работы, ставит задачи, обсуждает с ребятами исполнение и анализирует результат.

Обратная связь в профессиональной среде — это рецензии, отзывы на статьи и научно-технические отчёты. Результаты исследований также обсуждаются на конференциях или семинарах.

«Мнение родственников и друзей, конечно, также очень важно, но оно, как правило, просто почтительно-уважительное, типа: “Он там занимается какими-то умными вещами, пишет формулы, это всё очень интересно, но ничего не понятно!”. Ясно, что без глубокого погружения в предметную область человек не сможет адекватно и объективно оценить научное исследование. Трудности возникают порой даже при попытке объяснить практическую значимость тех или иных результатов».

Не наукой единой. Корреспонденту «Трамплина» стало любопытно узнать профессора с другой стороны. Оказалось, у него два главных хобби: музыка и пауэрлифтинг. Музыкой Алексей занимается с детства, в старших классах играл в группе как вокалист и бас-гитарист. В студенческие годы тоже был коллектив. А в аспирантуре будущий доктор наук даже занимался авторской песней — сочинял и записывал дома на компьютер. Некоторые записи до сих пор бороздят просторы интернета.

В 2014 году учёный пришёл в клуб «Сила Сибири». С тех пор не бросает силовые тренировки. Как профессиональный спортсмен себя не оценивает, но как уверенный любитель — вполне. Почему столь многогранный и творческий человек выбрал делом жизни науку?

«Сыграли роль три основных мотивирующих фактора: жажда познания, интеллектуальная свобода и желание приносить пользу обществу. На моё желание стать учёным в разное время также повлияли разные люди, в частности, мой отец и мой научный руководитель, Игорь Викторович Широков. Ну и фактор честолюбия никто не отменял: хочется, чтобы после тебя остались какие-то знания, привнесённые тобой в общечеловеческую копилку».

Основная научная специальность — теоретическая физика. Эта сфера привлекла присущими ей романтическими образами одиноких гениев, вроде Альберта Эйнштейна или Поля Дирака. Хотя позже наш герой понял: наука — командная работа.

Никогда не знаешь, куда тебя заведёт исследование, откровенно говорит собеседник. Поэтому однозначно описать будущие планы сложно. Неясно, как долго будет идти работа над проектом по кибербезопасности. Для разнообразия Алексей старается переключаться на два-три параллельных проекта. Это снижает риски так называемого застоя.

«”У самурая нет цели, только путь” — это, конечно, шутливый мем, но он хорошо описывает суть почти каждого учёного. Когда-то у меня целью было защитить кандидатскую диссертацию, потом — докторскую. Сейчас какой-либо осязаемой точки достижения нет».

И если в научном плане наш герой стремится делать открытия и добывать знания, то в личной жизни желания менее абстрактны, но не менее важны. Главная мечта сегодня — достойно воспитать сына.

Автор: Диана Масюта

Фото предоставлены героем материала и пресс-службой ОмГТУ.