РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ УГРОЗ В ИНФОРМАЦИОННОЙ СРЕДЕ ГИПЕРКОНВЕРГЕНТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ ПОСТРОЕНИЯ СЦЕНАРИЕВ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ АТАК
Аннотация
Целью данного исследования является разработка формализованной модели угроз безопасности информации гиперконвергентной инфраструктуры (Hyper-Converged Infrastructure – HCI) на основе построения сценариев многокомпонентных атак с использованием EPC-моделирования (Event-driven Process Chain (EPC), с учетом архитектурных особенностей гетерогенной HCI, каскадного характера распространения угроз, специфических объектов воздействия угроз и мультитенантной модели доступа. В работе применены метод системного анализа, принцип методологии ARIS (Architecture of Integrated Information Systems), а также метод формализации сценариев многокомпонентных атак. Технической базой послужили: методика ФСТЭК России по оценке угроз безопасности информации, реестр угроз безопасности информации и сведения об уязвимостях из банка данных угроз ФСТЭК и международной базы (NVD). В результате исследования выявлены ключевые архитектурные особенности гиперконвергентной инфраструктуры как объекта защиты: тесная интеграция компонентов (вычислений, хранения, сети), программная определяемость компонентов, мультитенантность, каскадный характер распространения угроз. Предложена классификация нарушителей по уровню привилегий. Разработаны два формализованных сценария многокомпонентных атак на специфические объекты воздействия угроз в HCI. Сценарии представлены в виде EPC-диаграмм, что позволяет не только визуализировать действия нарушителя, наглядно представить используемые им тактики и техники, но и численно оценить вероятности реализации сценариев. На основе исследования структурно-функциональных характеристик HCI и с учетом модели оценки угроз ФСТЭК разработана обобщенная модель угроз гиперконвергентной инфраструктуры с примерами заполнения для некоторых объектов воздействия. Научная новизна исследования заключается в адаптации метода EPC-моделирования угроз для гиперконвергентной инфраструктуры с учетом ее архитектурных особенностей и мультитенантности, а также в разработке формализованных сценариев атак, отражающих реальные цепочки эксплуатации уязвимостей, опубликованных в 2025-2026 годах.
Список литературы
1. Azeem S.А., Sharma S.К. Study of Converged Infrastructure & Hyper Converge Infrastructre As Future of Data Centre, International Journal of Advanced Research in Computer Science. Computer Science, En-gineering, May-June 2017, Vol. 8, No. 5.
2. Egorov V.B. Programmnoe opredelenie seti v konvergentnoy i giperkonvergentnoy infrastrukturakh [Software definition of a network in converged and hyperconverged infrastructures], Sistemy i sredstva in-formatiki [Systems and Computer Science Tools], 2023, Vol. 33, No. 1, pp. 105-113.
3. Ob"em, prognoz i osnovnye tendentsii mirovogo rynka giperkonvergentnoy infrastruktury na 2025-2037 gg. [Volume, forecast and main trends of the global hyperconverged infrastructure market for 2025-2037]. researchnester.com. Available at: https://www.researchnester.com/ru/reports/hyper-converged-infrastructure-market/4792 (accessed 09 February 2026).
4. Metodicheskiy dokument ot 05.02.2021g.: federal'naya sluzhba po tekhnicheskomu i eksportnomu kontrolyu metodicheskiy dokument metodika otsenki ugroz bezopasnosti informatsii [Methodological document dated 02/05/2021: Federal Service for Technical and Export Control methodological document methodology for assessing information security threats]. Available at: https://fstec.ru/dokumenty/ vse-dokumenty/spetsialnye-normativnyedokumenty/metodicheskij-dokument-ot-5-fevralya-2021-g (accessed 09 March 2025).
5. Sagalaev Yu.R., Romashkova O.N. Analiz giperkonvergentnoy vychislitel'noy infrastruktury dlya khraneniya o obrabotki dannykh vysokonagruzhennykh informatsionnykh sistem [Analysis of hypercon-verged computing infrastructure for data storage and processing of highly loaded information systems], Sovremennaya nauka: Aktual'nye problemy teorii i praktiki. Seriya: Estestvennye i tekhnicheskie nauki [Modern science: Actual problems of theory and practice. Series: Natural and Technical Sciences], 2021, No. 6, pp. 118-124.
6. Shuvatova, E.A., Martynenko T.V. Analiz metodov opredeleniya effektivnoy arkhitektury programmnykh sistem [Analysis of methods for determining the effective architecture of software systems], Informatika, upravlyayushchie sistemy, matematicheskoe i komp'yuternoe modelirovanie (IUSMKM-2024): XV Mezhdunarodnaya nauchno-tekhnicheskaya konferentsiya v ramkakh X Mezhdunarodnogo Nauchnogo foruma Donetskoy Narodnoy Respubliki, Donetsk, 29-30 maya 2024 goda [Informatics, control systems, mathematical and Computer modeling (IUSMKM-2024): XV International Scientific and Technical Con-ference within the framework of the X International Scientific Forum of the Donetsk People's Republic, Donetsk, May 29-30, 2024]. Donetsk: Donetskiy natsional'nyy tekhnicheskiy universitet, 2024, pp. 125-130.
7. Nesterenko A.A., Vlatskaya I.V. Bezopasnost' konteynerizatsii: uyazvimosti Docker i Kubernetes. razbor CVE, Escape-atak i nepravil'nykh konfiguratsiy [Containerization security: vulnerabilities of Docker and Kubernetes. analysis of CVE, Escape attacks and incorrect configurations], Aktual'nye voprosy obespech-eniya kompleksnoy bezopasnosti: Mater. natsional'noy nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdu-narodnym uchastiem, posvyashchennoy 35-letiyu MCHS Rossii i 95-letiyu Orenburgskogo GAU [Topical issues of ensuring integrated security: Materials of the national scientific and practical conference with in-ternational participation dedicated to the 35th anniversary of the Russian Ministry of Emergency Situations and the 95th anniversary of the Orenburg State Agrarian University]. Orenburg, 2025, pp. 360-363.
8. Gorelov P.D., Lysov D.A., Morozova K.V., Denisenya D.I. Razrabotka effektivnykh metodov zashchity konteynerov programmnogo obespecheniya kubernetes [Development of effective methods for protecting kubernetes software containers], Bezopasnost' informatsionnogo prostranstva – 2024: Sb. materialov XXIII vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii studentov, aspirantov i molodykh uchenykh [In-formation space security – 2024: Proceedings of the XXIII All-Russian scientific and practical conference of students, postgraduates and young scientists]. Kurgan, 2025, pp. 190-195.
9. Mashkina I.V., Garipov I.R. Razrabotka ERS-modeley ugroz narusheniya informatsionnoy bezopasnosti avtomatizirovannoy sistemy upravleniya tekhnologicheskimi protsessami [Development of EPC models of threats to information security violations of an automated process control system], Bezopasnost' infor-matsionnykh tekhnologiy [Information Technology Security], [S.I.], 2019, Vol. 26, No. 4, pp. 6-20. ISSN 2074-7136. DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2019.4.01.
10. Zaid Alkilani M.O., Mashkina I.V. Razrabotka stsenariev atak dlya otsenki ugroz narusheniya infor-matsionnoy bezopasnosti v promyshlennoy seti [Development of attack scenarios for assessing threats to information security in an industrial network], Problemy informatsionnoy bezopasnosti. Komp'yuternye sistemy [Problems of information security. Computer systems], 2024, No. 1 (58), pp. 96-109. DOI 10.48612/jisp/xvkx-k619-3f2z 25.04.2024. EDN: PDNEWN.
11. Sheer A.V. ARIS-modelirovanie biznes-protsessov [ARIS-modeling of business processes]. Moscow: Vil'yams, 2000, 175 p.
12. Mashkina I.V., Urazaev A.M. Metod razrabotki bazy znaniy stsenariev ugroz dlya sistemy reagirovaniya na intsidenty (IRP) [A method for developing a knowledge base of threat scenarios for an incident re-sponse system (IRP)], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2024, No. 5 (241), pp. 79-88. DOI 10.18522/2311-3103-2024-5-79-88.
13. NIST - National vulnerability database NVD CVE-2025-22224. Available at: https://nvd.nist.gov/ vuln/ detail/CVE-2025-22224 (accessed 09 March 2026).
14. Popov A.D. Konteynernaya virtualizatsiya kak osnova oblachnykh avtomatizirovannykh sistem [Container virtualization as the basis of cloud automated systems], Promyshlennye ASU i kontrollery [Industrial Au-tomated Control Systems and Controllers], 2024, No. 9, pp. 23-33.
15. Zima V.M., Kryukov R.O. Podkhod k bezopasnomu ispol'zovaniyu konteynernoy virtualizatsii v kritich-eski vazhnykh avtomatizirovannykh sistemakh [An approach to the safe use of container virtualization in critically important automated systems], Voprosy oboronnoy tekhniki. Seriya 16: Tekhnicheskie sredstva protivodeystviya terrorizmu [Issues of defense technology. Series 16: Technical means of countering ter-rorism], 2022, No. 11–12 (173–174), pp. 89-99.
16. Korolev A.S., Byrkov V.A., Rachishkin A.A. Tekhnologiya docker: konteynerizatsiya i razvertyvanie proekta [Docker technology: containerization and project deployment], Obrazovanie v XXI veke: problemy i perspektivy: Sb. statey XV Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Education in the XXI century: problems and prospects. Collection of articles of the XV International Scientific and Practical Conference]. Penza, 2023, pp. 69-73.
17. NIST - National vulnerability database NVD CVE-2025-23990. Available at: https://nvd.nist.gov/ vuln/detail/CVE-2026-23990 (accessed 09 March 2025).
18. NIST - National vulnerability database NVD CVE-2024-05045. Available at: https://nvd.nist.gov/ vuln/detail/CVE-2024-21626 (accessed 09 March 2025).
19. NIST - National vulnerability database NVD CVE-2024-41110. Available at: https://nvd.nist.gov/ vuln/detail/CVE-2024-41110 (accessed 09 March 2025).
20. Mashkina I.V., Dunyushkina K.S. Analiz giperkonvergentnoy infrastruktury kak ob"ekta za-shchity [Analysis of hyperconverged infrastructure as an object of protection], Voprosy kiberbezopasnosti [Cy-bersecurity Issues], 2026, No. 1 (71), pp. 42-50. DOI: 10.21681/2311-3456-2026-1-42-50.
