<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Proceedings of Petersburg Transport University</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Proceedings of Petersburg Transport University</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Известия Петербургского университета путей сообщения</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">1815-588X</issn>
   <issn publication-format="online">2658-6851</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">53056</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.20295/1815-588X-2022-3-505-514</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Современные технологии - транспорту</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>HIGH TECHNOLOGIES FOR TRANSPORT</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Современные технологии - транспорту</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Ensuring Information Security for Clocked Network Synchronization System on the Basis of the System Entropy Analysis</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Обеспечение информационной безопасности системы тактовой сетевой синхронизации на основе ее энтропийного анализа</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Канаев</surname>
       <given-names>Андрей Константинович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Kanaev</surname>
       <given-names>Andrey Konstantinovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>kanaev@pgups.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Опарин</surname>
       <given-names>Евгений Валерьевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Oparin</surname>
       <given-names>Evgeniy Valer'evich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Опарина</surname>
       <given-names>Екатерина Владимировна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Oparina</surname>
       <given-names>Ekaterina Vladimirovna</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>sirayaekaterina@mail.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-3"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution>
     <city>Санкт-Петербург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Emperor Alexander I Petersburg State Transport University</institution>
     <city>St. Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Институт по проектированию сигнализации, централизации, связи и радио на железнодорожном транспорте «Гипротранссигналсвязь» — филиал АО «Росжелдорпроект»</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Institute of Signaling, Centralization and Communication Projecting on Railway Transport “Giprotranssignalsvyaz” — “Roszheldorproekt” JSC Branch</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-3">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution>
     <city>Санкт-Петербург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University</institution>
     <city>Saint-Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2022-09-25T00:00:00+03:00">
    <day>25</day>
    <month>09</month>
    <year>2022</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2022-09-25T00:00:00+03:00">
    <day>25</day>
    <month>09</month>
    <year>2022</year>
   </pub-date>
   <volume>19</volume>
   <issue>3</issue>
   <fpage>505</fpage>
   <lpage>514</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2022-09-23T00:00:00+03:00">
     <day>23</day>
     <month>09</month>
     <year>2022</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://izvestiapgups.editorum.ru/en/nauka/article/53056/view">https://izvestiapgups.editorum.ru/en/nauka/article/53056/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Цель: Рассмотреть вопрос обеспечения информационной безопасности системы тактовой сетевой синхронизации при ее функционировании в составе телекоммуникационной системы. Для достижения поставленной цели в статье поэтапно рассмотрено решение следующих задач: проведен системный анализ процесса функционирования системы тактовой сетевой синхронизации в условиях воздействия организованных злоумышленников, приведены основные угрозы информационной безопасности для системы тактовой сетевой синхронизации. В качестве комплексной характеристики процесса функционирования системы тактовой сетевой синхронизации предложено использование ее дифференциальной энтропии, выявлена взаимосвязь значений дифференциальной энтропии от значений параметров информационной безопасности и управляемости системы ТСС, на основании которой предложены подходы по обеспечению информационной безопасности ТСС. Методы: Использованные в работе методы исследования основаны на фундаментальных положениях теории систем, теории вероятностей, теории сетей, энтропийного моделирования, системного и математического анализа, математического моделирования. Результаты: Сформирована энтропийная модель динамики процесса функционирования системы тактовой сетевой синхронизации, предложена поэтапная структура действий по обеспечению информационной безопасности системы тактовой сетевой синхронизации исходя из требований защищенности и управляемости. Практическая значимость: Возможность для операторов телекоммуникационных систем обоснованно формировать количественный и качественных характер средств защиты, а также оптимально настраивать параметры процесса функционирования системы ТСС и входящих в ее состав элементов.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Purpose: To consider the issue of ensuring informational security for clocked network synchronization system during its operation as a part of telecommunication system. To achieve this goal, the article considers by stages the solution of the following tasks: system analysis of function process of clocked network synchronization system under the influence of organized intruders is carried out, main threats to information security for clocked network synchronization system are given. As a complex characteristic of function process of network clocked synchronization (NCS) system, the use of its differential entropy is proposed, the relationship of differential entropy values with parameter values for informational security and NCS system controllability is revealed which basis on, the approaches to ensure NCS system information security are proposed. Methods: Research methods used in the work are based on fundamental principles of system theory, probability theory, network theory, entropy modeling, system and mathematical analysis and mathematical modeling. Results: Entropy model for dynamics of function process of clocked network synchronization system has been formed, phased structure for actions to ensure information security of clocked network synchronization system on the strength of security and controllability requirements has been proposed. Practical significance of the work lies in the possibility for telecommunication system operators to form reasonably a quantitative and qualitative character of protection means as well as to adjust optimally the parameters of NCS system functioning and the system constituent elements.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>Телекоммуникационная система</kwd>
    <kwd>система тактовой сетевой синхронизации</kwd>
    <kwd>дифференциальная энтропия</kwd>
    <kwd>угроза</kwd>
    <kwd>информационная безопасность</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>Telecommunication system</kwd>
    <kwd>clocked network synchronization system</kwd>
    <kwd>differential entropy</kwd>
    <kwd>threat</kwd>
    <kwd>information security</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Еремеев Е. Л. Синхронизация и цифровая передача в сетях SDH / Е. Л. Еремеев, С. Ф. Буцев, И. И. Горай и др. // Инновации, наука, образование. - 2021. - № 43. - С. 1010-1025.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Eremeev E. L. Sinhronizaciya i cifrovaya peredacha v setyah SDH / E. L. Eremeev, S. F. Bucev, I. I. Goray i dr. // Innovacii, nauka, obrazovanie. - 2021. - № 43. - S. 1010-1025.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Актуальные вопросы применения оборудования частотно-временного обеспечения на ЕСЭ России / М. Н. Колтунов, М. Л. Шварц // Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов. - 2018. - № 2. - С. 113-120.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Aktual'nye voprosy primeneniya oborudovaniya chastotno-vremennogo obespecheniya na ESE Rossii / M. N. Koltunov, M. L. Shvarc // Sistemy sinhronizacii, formirovaniya i obrabotki signalov. - 2018. - № 2. - S. 113-120.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Лобастова М. В. Оценка надежности работы элемента сети тактовой сетевой синхронизации / М. В. Лобастова, А. Ю. Матюхин // Радиотехнические и телекоммуникационные системы. - 2020. - № 3. - С. 27-36.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Lobastova M. V. Ocenka nadezhnosti raboty elementa seti taktovoy setevoy sinhronizacii / M. V. Lobastova, A. Yu. Matyuhin // Radiotehnicheskie i telekommunikacionnye sistemy. - 2020. - № 3. - S. 27-36.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Нетес В. А. Соглашение об уровне обслуживания при предоставлении сигналов синхронизации / В. А. Нетес // Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов. - 2018. - № 2. - С. 137-140.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Netes V. A. Soglashenie ob urovne obsluzhivaniya pri predostavlenii signalov sinhronizacii / V. A. Netes // Sistemy sinhronizacii, formirovaniya i obrabotki signalov. - 2018. - № 2. - S. 137-140.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Малыгин С. В. Особенности построения систем тактовой сетевой синхронизации для распределенных сетей связи / С. В. Малыгин, М. Л. Шварц // Информатизация и связь. - 2021. - № 1. - С. 29-40.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Malygin S. V. Osobennosti postroeniya sistem taktovoy setevoy sinhronizacii dlya raspredelennyh setey svyazi / S. V. Malygin, M. L. Shvarc // Informatizaciya i svyaz'. - 2021. - № 1. - S. 29-40.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Канаев А. К. Моделирование атаки на систему управления сетью синхронизации / А. К. Канаев, А. Н. Горбач, Е. В. Опарин // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2020. - № 72. - С. 35-47.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kanaev A. K. Modelirovanie ataki na sistemu upravleniya set'yu sinhronizacii / A. K. Kanaev, A. N. Gorbach, E. V. Oparin // Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo radiotehnicheskogo universiteta. - 2020. - № 72. - S. 35-47.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Канаев А. К. Обобщенная модель действий злоумышленника на начальном этапе реализации атаки на систему управления сетью синхронизации / А. К. Канаев, А. Н. Горбач, Е. В. Опарин // Телекоммуникации. - 2020. - № 12. - С. 16-24.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kanaev A. K. Obobschennaya model' deystviy zloumyshlennika na nachal'nom etape realizacii ataki na sistemu upravleniya set'yu sinhronizacii / A. K. Kanaev, A. N. Gorbach, E. V. Oparin // Telekommunikacii. - 2020. - № 12. - S. 16-24.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Канаев А. К. Методика мониторинга технического состояния сети тактовой сетевой синхронизации на основе энтропийного анализа диагностических параметров ее элементов / А. К. Канаев, Е. В. Опарин, Е. В. Опарина // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. - 2021. - № 3. - С. 108-117.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kanaev A. K. Metodika monitoringa tehnicheskogo sostoyaniya seti taktovoy setevoy sinhronizacii na osnove entropiynogo analiza diagnosticheskih parametrov ee elementov / A. K. Kanaev, E. V. Oparin, E. V. Oparina // Voprosy radioelektroniki. Seriya: Tehnika televideniya. - 2021. - № 3. - S. 108-117.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Тырсин А. Н. Энтропийный подход к риск-анализу систем критичных инфраструктур / А. Н. Тырсин, А. А. Сурина // Наука ЮУрГУ: материалы 66-й научной конференции Секции естественных наук. - 2014. - С. 210-218.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Tyrsin A. N. Entropiynyy podhod k risk-analizu sistem kritichnyh infrastruktur / A. N. Tyrsin, A. A. Surina // Nauka YuUrGU: materialy 66-y nauchnoy konferencii Sekcii estestvennyh nauk. - 2014. - S. 210-218.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Цветков О. В. Энтропийный анализ данных в физике, биологии, технике / О. В. Цветков. - СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2015. - 202 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Cvetkov O. V. Entropiynyy analiz dannyh v fizike, biologii, tehnike / O. V. Cvetkov. - SPb.: SPbGETU «LETI», 2015. - 202 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Тырсин А. Н. Исследование динамики многомерных стохастических систем на основе энтропийного моделирования / А. Н. Тырсин, О. В. Ворфоломеева // Информатика и ее применения. - 2013. - Т. 7. - № 4. - С. 3-10.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Tyrsin A. N. Issledovanie dinamiki mnogomernyh stohasticheskih sistem na osnove entropiynogo modelirovaniya / A. N. Tyrsin, O. V. Vorfolomeeva // Informatika i ee primeneniya. - 2013. - T. 7. - № 4. - S. 3-10.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Лебедева О. В. Энтропийное моделирование динамики многомерных стохастических систем: дис. … канд. физ.-мат. наук / О. В. Лебедева. - Челябинск, 2015. - 174 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Lebedeva O. V. Entropiynoe modelirovanie dinamiki mnogomernyh stohasticheskih sistem: dis. … kand. fiz.-mat. nauk / O. V. Lebedeva. - Chelyabinsk, 2015. - 174 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
