Практическое занятие № 4
Описание ИТКС как объекта защиты. Признаковая структура объекта
1 Цель занятия
Определение информативности признаков объекта и вероятности обнаружения объекта по признаковой структуре.
2 Теоретические сведения
Любая информация содержится на материальных носителях в виде значений их признаков, т.е. отображается на языке признаков. Информация, отображаемая на языке признаков, называется признаковая. Признаковая информация является первичной и описывает конкретный материальный объект. Источниками этой информации являются сами объекты, к которым в первую очередь относятся интересующие зарубежную разведку или отечественного конкурента люди, новая продукция и материалы, помещения и даже здания, в которых может находиться защищаемая информация. В зависимости от вида описания объекта признаковая информация делится на информацию о внешнем виде (видовых признаках), о его полях (признаках сигналов), о структуре и составе его веществ (признаки веществ). Признаки принадлежат конкретному объекту, но их значения могут отражать как свойства самого объекта, так и результаты его взаимодействия с другими объектами.
Демаскирующие признаки объекта можно разделить на группы:
видовые признаки;
признаки сигналов;
признаки веществ.
К видовым признакам относятся форма объекта, его размеры, детали объекта, тон, цвет и структура его поверхности и др.
Признаки сигналов описывают параметры полей и электрических сигналов, генерируемых объектом: их мощность, частоту, вид (аналоговый, импульсный), ширину спектра и т. д.
Признаки веществ определяют физический и химический состав, структуру и свойства веществ материального объекта.
Таким образом, совокупность демаскирующих признаков рассмотренных трех групп представляет собой модель объекта, описывающую его внешний вид, излучаемые им поля, внутреннюю структуру и химический состав содержащихся в нем веществ.
Признак объекта отображается в параметрах его вещества и полей. Любой объект, процесс, явление могут быть описаны набором признаков. Количество признаков объектов в принципе может быть сколь угодно большим. Совокупность упорядоченных по времени n признаков, принадлежащих объекту, образует его признаковую структуру Пст. Ее можно представить в виде объединения всех упорядоченных признаков объекта:
,
где
– j-е значение i-го
признака в момент времени t.
В общем случае для описания объекта имеет значение не только количество и информативность признаков, но и последовательность и время их проявления. Последовательность проявления признаков объекта описывает на языке признаков его функционирование (деятельность). Изменение признаков объектов целесообразно интерпретировать как получение им информации, приведшей к изменению этих признаков. Под полученной объектом информацией понимается разность между его признаковыми структурами после и до взаимодействия с другими объектами. Количество информации пропорционально величине этой разности.
Важнейшим показателем признака является его информативность. Информативность признака оценивается мерой в интервале [0-1], характеризующей его индивидуальность. Чем признак более индивидуален, т. е. принадлежит меньшему числу объектов, тем он более информативен. Величину информативности можно определить как
Ik = (N – Nk) / N,
где Nk – количество объектов, содержащих признак k, из N рассматриваемых. Если признак принадлежит одному объекту, то информативность максимальная и приближается к 1; если признак принадлежит всем объектам выборки, то информативность нулевая. Информативность конкретного k-го признака можно характеризовать вероятностью Рk обнаружения конкретного объекта по этому признаку среди других рассматриваемых объектов.
По времени проявления признаки могут быть:
постоянными, не изменяющимися или медленно меняющимися в течение жизненного цикла объекта;
периодическими, например, следы на снегу;
эпизодическими, проявляющимися при определенных условиях, например, случайно появившееся на поверхности объекта пятно краски.
Каждый k-й признак обеспечивает возможность обнаружения объекта с вероятностью Рk, при увеличении количества используемых признаков вероятность обнаружения и распознавания повышается. Если признаковая структура содержит n независимых признаков, то вероятность обнаружения объектов с помощью этих признаков повышается до величины
Если признаки зависимы, т. е. проявление какого-либо признака статистически связано с проявлением другого, то вероятность обнаружения объекта уменьшается по сравнению с вариантом независимых признаков. Например, значения признака «тень» при наблюдении объекта зависят от значения признака «размеры» и от взаимного пространственного положения объекта и внешнего источника света. Для повышения вероятности обнаружения и распознавания объекта стремятся увеличить количество информативных независимых признаков. Так же как информативность одного признака характеризует вероятность обнаружения объекта по этому признаку, то информативность признаковой структуры соответствует вероятности обнаружения объекта по признакам признаковой структуры объекта. Поэтому информативность признаковой структуры определяется по закону сложения вероятностей. Для n независимых признаков она равна:
,
где Ik – информативность k-го признака.