آگاهی از شرایط به عنوان روش اندازه گیری عملکرد در فعالیت مشترک امنیت سایبری Situational Awareness as a Measure of Performance in Cyber Security Collaborative Work

ا. مقدمه

امنیت سایبری ضرورتا یک همکاری جمعی می باشد، اما این همکاری توسط حساسیت تحلیلگران اطلاعات سایبری کمتر می گردد. فرضیه ما این است که فناوری مشترک تحت واسطه کامپیوتری که حساسیت اطلاعات سایبری را نشان می دهد می تواند به متخصصان امنیت سایبری کمک کند تا شبکه ها و سیستم های خود را بدون لو رفتن اطلاعات حساس ایمن تر کنند. اما برای تعیین این موضوع که آیا فناوری مشترک خاصی عملکرد را بهبود می بخشد، می بایست در ابتدا قادر باشیم تا عملکردها را بسنجیم. ما مطرح می کنیم که آگاهی از شرایط، که به طور مستقل اندازه گیری می شود، به عنوان یک شاخص عملکردی در امنیت سایبری بوده همان طور که در رشته های دیگر نیز به همین صورت بوده است.

رقایت های دفاعی سایبری دانشگاهی (CCDC) حوزه منحصر به فردی را نشان می دهد، که در بین بررسی های آزمایشگاهی کنترل شده و بررسی های جایگزین برای بررسی های مشاهده ای در امنیت سایبری قرار دارد.

بررسی های آزمایشگاهی در سطح بالایی قابل کنترل بوده، و محققان را قادر می سازد تا فرضیه را تست کرده و به تعیین مشارکت هر یک از چند فاکتور به صورت اطمینانی بپردازند. متاسفانه آن ها می توانند تنها به تست مشخصه های کوچکتری از فرایندهای بزرگ تر پرداخته و نتایج خود را، در حالی که قابل تعمیم می باشد، در ارتباط کمتری با شرایط واقعی قرار دهند. در مقایسه، مطالعات جایگزین شده می تواند در سطح بالایی مرتبط با شرایط حقیقی باشد. اما عمومیت نتیجه گیری ان ها به شدت محدود بود که به دلیل تغییرپذیری بالا و ناخالصی حاصل از فاکتورهای کنترل نشده می باشد. امکان تکرار این نتایج معمولا غیرممکن می باشد، و سخت می باشد تا به تعیین و و یا صرفا بیان آن ها پرداخت. اما رقابت های CCDC هدف هایی را ایجاد کرده و به معرفی محدودیت هایی می پردازد که به عنوان یک اقدام کنترل کننده برای بررسی ها می باشد. محدوده فعالیت ها در این رقابت ها بسیار تحقق گرا بوده، اما بر خلاف مطالعات حقیقی، داده های گرداوری شده بدون پنهان سازی مخرب می تواند قابل انتشار، اشتراک و استفاده مجدد باشد.

جهت مشاهده متن کامل، فایل ترجمه را دانلود نمایید.

رقابت ها ساختار تیمی را با توجه به مدیریت خنثی و تیم کنترل فعالیت ( تیم سفید) را در مسیر قرار می دهد. تیم سفید مسئول اجرای رقابت، امتیاز بندی، اجرای قوانین، و تصمیم گیری می باشد. تیمی از تست کننده های نفوذی سایبری تیم قرمز، ایجاد شد تا به تیم های دانشجویی حمله کند تا سرویس هایی را که آن ها مسئول حمایت از آن بوده اند، بر هم بریزد. هر دو تیم سفید و قرمز متشکل از افراد داوطلب بوده است. هفت تیم باقیمانده رقبایی بودند که متشکل از 2 تا 8 دانشجو بوده اند. این تیم های آبی رنگ دارای مشاوری بودند که در این تمرین ها حضور داشتند اما به همراه تیم در زمان رقابت نبوده اند. تیم ها در اصل متشکل از دانشجویان لیسانس تمام وقت بوده اند که تنها دارای مقدار محدودی از تجربه حرفه ای در اجرای سیستم یا امنیت سایبری بوده اند. به تیم ها اجازه داده شده بود تا 1 یا دو عضو دارای مدرک فوق لیسانس بوده اما محدودیت تجربه مشابه وجود داشت.

2. گرداوری داده

جهت مشاهده متن کامل، فایل ترجمه را دانلود نمایید.

1- داده های حاصل از فرایند امتیازبندی تیم

2- بسته های شبکه، بایگانی ایمیل، ثبت وقایع دستگاه

جهت مشاهده متن کامل، فایل ترجمه را دانلود نمایید.

4- داده های آگاهی از شرایط از اعضای تیم

تاخیری که در فرایند گرداوری داده ایجاد می شد در بخش بعدی مورد بحث قرار می گیرد. داده های گرداوری شده از فایل های صوتی، تصویری، شبکه، وقایع و جستجوی آگاهی از موقعیت بعد ها در آزمایشگاه بخش جنوب و شنا آقیانوس آرام مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت تا مشخص شود چه فرایندی در طی رقابت روی می دهد، تا تراکم کار تیمی و آگاهی از موقعیت، تخمین زده شود، و مشخص شود آیا سنجش آگاهی از موقعیت به پیش بینی عملکردها که توسط امتیازات تیمی نشان داده می شود،می پردازد یا خیر.

جهت مشاهده متن کامل، فایل ترجمه را دانلود نمایید.

عملکرد و زمانبندی داده ها حاصل از قعالیت های اجرایی تیم بوده که حاصل شرایط کسب و کار شبیه سازی شده بوده که توسط ایمیل به عنوان بخشی از رقابت ارسال می گردد. یکی از کلاینت های (سرویس گیرنده) شبکه هات میل برای ثبت زمان وقتی که دستورات ایمیل دریافت، باز و پاسخ داده می شد، مورد استفاده قرار می گرفت.

داده های امتیازبندی شده شامل سرفصل هایی برای موارد معرفی شده و ظرفیت موتورهای امتیازبندی خودکار بود. این سرفصل ها به امتیاز بندی عملکرد تیمی زمانی که به اجرای فعالیت پرداخته می شد، می پرداخت. رقابت توسط داوطلبان تیم سفید انجام شد که نسبتا ذهنی بوده است. داده های مرتبط به امتیازات برای هر حمله موفق ایجاد شده که در برابر تیم های دانشحویی وضع می شد. زمانی که تیم قرمز با موفقیت به تجهیزات دانشجوی دیگر نفوذ می کرد، آن تیم دانشجو امتیاز از دست می داد که در سرفصل ثبت می شد. اگر تیم مورد حمله قرار گرفته گزارش مربوط به آن واقعه را بایگانی می کرد، آن ها بعضی از بخش های از دست رفته را بازیابی می کردند. علاوه بر این گزارش های مربوط به رویداد کمکی به شفاف سازی عملکردهای مشترک می کرد که حاصل نفوذ های آشکار شده توسط تیم بوده است.

دستگاه امتیازبندی خودکار به صورت دوره ای به تست تمام سرویس هایی که تیم های دانشجویی می بایست حفظ کنند، می پرداخت.

جهت مشاهده متن کامل، فایل ترجمه را دانلود نمایید.

B. شبکه و گرداوری فایل های ثبت شده

برای فراهم کردن بیشترین اطلاعات در دسترس در مورد فعالیت های شبکه، ترافیک کامل بسته در چندین بخش کلیدی مد نظر قرار داده می شد. توپولوژی شبکه شامل روتر اصلی بوده که تمام تیم ها را به سرور امتیازدهی و تیم قرمز متصل می کند. با اتصال به روتر اصلی، هر روتر تیم به تعریف شبکه محلی تیم می پرداخت. چون فعالیت های تیم قرمز می توانست روتر تیم دانشجویی را غیرفعال کند، ضمانتی وجود ندارد که هر ترافیک تیمی همیشه به روتر اصلی از طریق وقایع برسد. هدف گرداوری اطلاعات زیادی از شبکه و تجهیزات با توجه به محدودیت منابع و پیکره بندی می باشد.

برای اینکه دسترسی به بسته ها نهفته باشد، تیم و روتر اصلی انتخاب شده و پیکره بندی می گردد تا مجموعه ای از پورت ها را به پورت دیگر منتقل کند. کامپیوتر لپ تاپ گیرنده بسته ها سپس به محدوده پورت پیوند خورده و کنترل کننده رابط شبکه مربوطه پیکره بندی می شد تا آدرس پروتکل اینترنتی را نداشته باشد. نداشتن آدرس IP (پروتکل اینترنتی)، کامپیوتر دریافت کننده بسته ها را ضرورتا برای کاربران دیگر در شبکه مخفی می سازد. به دنبال راه اندازه این تجهیزات دریافت کننده، NIC فعال شده و برنامه دریافت بسته tcpdump آغاز به کار می کند.

روتر مرکزی قبلا پیکره بندی شده تا داده های بسته را دریافت کند و به دلیل محدودیت منابع، تنها سه دستگاه دریافت کننده بسته بر روی روترهای دیگر ایجاد می گردند.

شکل طرح شبکه برای رقابت

جهت مشاهده متن کامل، فایل ترجمه را دانلود نمایید.

C. سازماندهی اطلاعات ویدئویی و صوتی

داده های ویدئویی و صوتی از بخش محدودی از رقابت حاصل می شدند. داده های ویدئویی و صوتی از تمام تیم ها گرداوری نشد زیرا ضبط کردن فعالیت های تمام تیم ها به طور بازدارنده ای از نقطه نظر تجهیزات و زمان مورد نیاز برای تحلیل تمانم داده ها هزینه بردار بوده است. بنابراین ما تمرکزمان را بر روی موارد گرداوری شده از تیم 7 قرار دادیم، که اعضای آن رضایت داشتند تا در جدول زمانبندی شان در طی رقابت ضبط های ویدئویی و صوتی از آن ها انجام گیرد. شش دوربین لوجیتک به طور فنی در حوزه تیم دانشکده قرار گرفت تا تصاویر ویدئویی برای مشاهده تعامل و همکاری میان شرکت کنندگان گرفته شود. با استفاده از این داده ها محققان می توانستند تلاش های همکاری و تعامل بین اعضای تیم را در تمام رویدادهایی که توسط زمان های ثبت شده در شبکه گرفته شد، مشاهده کنند. علاوه بر این ما داده های صوتی را از طریق ضبط داده های صوتی دیجیتال محدوده تیم قرمز به کار گماشته شد، بدست اوریم. دانشگاه سیاتل همچنین از کل رویدادها فیلم برداری کرد و موافقت کرد تا دسترسی را به فیلم خام امکان پذیر کند. این فیلم ها مشخصا برای ضبط فعالیت های تیم قرمز با تیم های دیگر در پایان رقابت مفید بوده است؛ به هر حال داده ها برای محققان در زمان تجزیه و تحلیل موجود نبود.

جهت مشاهده متن کامل، فایل ترجمه را دانلود نمایید.

آگاهی از موقعیت تیمی به عنوان روشی برای استنتاج عملکرد تیمی مستقل از امتیازبندی عملکردی رقابت بوده است. علاوه بر این زمان بندی و داده های عملیاتی از موارد کسب و کار به عنوان یک شاخص آگاهی از موقعیت بوده است.

چهار محقق دارای دستگاه های ضبط صوتی دیجیتال بودند، و هر از گاهی پرسش های مرتبط به آگاهی از شرایط را از دانشجویان و اعضای تیم قرمز می پرسیدند. زمان بندی و داده های دقیق از این پاسخ ها مد نظر قرار داده شد تا به ارزیابی آگاهی موقعیت تیمی با استفاده از روش ارزیابی موقعیت موجود دورسو پرداخته شود.

1) پرسش ها

جهت مشاهده متن کامل، فایل ترجمه را دانلود نمایید.

تفکیک دسته بندی شده زیر در مورد نوع سوالات مورد استفاده قرار می گرفت:

1- در ارتباط با دفاع

a. سیاست ها:چه اقدام دفاعی می بایست صورت گیرد؟

جهت مشاهده متن کامل، فایل ترجمه را دانلود نمایید.

c. رویداد: چه اقدام دفاعی در واقع روی می دهد؟

2. در ارتباط با حملات

a. سیاست ها: حمله کننده چه اقدام تهاجمی را برای کسب موفقیت انجام می دهد؟

جهت مشاهده متن کامل، فایل ترجمه را دانلود نمایید.

 

c. رویداد: چه اقدام تهاجمی در واقع روی می دهد؟

از این رده بندی، لیستی از 48 پرسش کلی مد نظر قرار گرفت و در جدول مرتب شد. هر نیم ساعت تیم تحقیق به ان مراجعه کرده و بطور تصادفی یکی از این پرسش ها را انتخاب می کرد، و در مجموع، آن ها پرسش مشابهی را از تمام هفت تیم در طی دوره زمانی 30 دقیقه پرسیدند. تیم تحقیق قادر بود تا 22 سوال را در کل دوره رقابت بپرسد. محققان پرسش هایی را نسبت به شرایط کنونی مطرح کرده و اطلاعات را بر مبنای نیاز پر کردند.

2) B. به هر محقق وظیفه پرسش از 2-3 تیم دانشجویی، که به طور تصادفی انتخاب می شد در مدت 30 دقیقه داده شد. چون اعضای تیم در طی رقابت جای ثابتی نداشتند، محققان شماره شناسایی را برای هر عضو در یک تیم تعیین کرده و از مولدهای تصادفی برای تصمیم گیری در این مورد که از کدام یک از اعضای تیم سوال کنند، استفاده می کردند. این فرایند باعث کاهش جانبداری در زمان انتخاب افراد می شد. به هر حال تیم 1 از سخنگویی برای مدیریت تمام پرسش ها استفاده می کرد. به این صورت، محقق به سیاست تیم احترام می گذاشت و فرد سخنگو را تعقیب می کرد. هدف ما بررسی آگاهی موقعیت تیمی از این پرسش ها و مقایسه ان با عملکرد تیمی می باشد. روش دورسو برای ارزیابی آگاهی موقعیت فردی مد نظر قرار گرفته، اما در این تمرین، اعضای تیم امتیاز مشخصی را حاصل نمی کرد که این امکان را برای ما ایجاد کند تا به مقایسه آگاهی از موقعیت امتیاز افراد بپردازیم. با انتخاب تصادفی اعضای تیم جدید در ه دور، ما تلاش می کردیم تا به کنترل تغییرات ایجاد شده توسط تفاوت ها در سطح فردی آگاهی از موقعیت بپردازیم.

جهت مشاهده متن کامل، فایل ترجمه را دانلود نمایید.

3) C. موضوعات دیگر در ارتباط با فرایند پرسش

روش دورسو برای سنجش آگاهی از موقعیت و حجم کار بکار گرفته می شد. بر طبق به گفته دورسو، از زمانی که محقق " ببخشید" را می گوید تا زمانی که مصاحبه شونده پرسش ها را می خواند بر مبنای اندازه گیری حجم کار می باشد. به طور مشابه، از زمانی که پرسش به طور کامل خوانده می شود ت زمانی که شرکت کننده پاسخ می دهد بر مبنای سنجش آگاهی از موقعیت می باشد. محققان زمانی را مد نظر قرار می دهند که پرسش بر روی میز قرار گرفته و اعضای تیم با گفتن "پرسش ها را بردارید" شروع به خواندن پرسش ها می کنند.

جهت مشاهده متن کامل، فایل ترجمه را دانلود نمایید.

E. تاخیر در استفاده از PRCCDC به عنوان محلی برای گرداوری داده

مشکلاتی در ارتباط با استفاده از رویداد CCDC بر مبنای منابع داده وجود دارد. این رویدادها اغلب در محیطی با فشار بالا قرار گرفته که این امکان را برای دانشجویان ایجاد می کند تا تواناییشان را برای کارفرمایان بلقوه که این رقابت ها را مشاهده می کنند اثبات کنند. بنابراین بعضی از شرکت کنندگان با دانستن اینکه آن ها در طی رقابت مورد ارزیابی قرار می گیرند و ممکن است به طور مطلوب عملکرد نداشته باشند، دچار اضطراب می گردند. چندین تیم ناراحتی خود را زمانی که از آن ها خواسته شد که ضبط ویدئویی انجام گیرد، نشان داده؛ بنابراین تنها از یک تیم فیلمبرداری شد.

مشکلاتی نیز در ارتباط با گرداوری داده وجود داشت زیرا عرصه به طور کامل تحت کنترل نبود. از این رو رقابت به عنوان یک رویداد مهمی برای دانشجویان بود که کارفرمایان بلقوه به ارزیابی قابلیت آن ها پرداخته، و دانشجویان را وادار می ساختند تمام تلاش خود را انجام دهند. کنترل تجربی در جایگاه اهمیت دوم قرار داشت. بنابراین تیم ها از این نکته آگاه بودند که آن ها بر مبنای پاسخ شان به پرسش های مرتبط به آگاهی از موقعیت امتیاز نمی گیرند. در نتیجه، بعضی اوقات تیم ها پرسش ها را جدی نمی گرفتند و بنابراین ما به اندازه 4-5 ارزش از دست رفته در پاسخ های هر تیم داشتیم.

بسیاری از مشکلات کنترل نشده در شرایط رقابت دارای اثراتی بود که بیشتر از تاثیر آگاهی از موقعیت اندازه گیری شده بوده است. برای نمونه، گاهی اوقات شرکت کننده فورا پاسخ نمی داد زیرا در حال گفتگو بود، ولی حقیقتا مشغله ای نداشت. مشکل دیگر کنترل رقابت زمانی روی می داد که شرکت کننده پرسش ها را بر می داشت، اما قبل از اینکه جواب بدهد، کارش را قطع می کرد. بعضی از شرکت کنندگان با وجود اینکه جواب ها را می دانستند پاسخ نمی دادند. یکی از محققان این را زمانی مشاهده کرد که او پرسشی را در مورد عملکرد سیستم از شرکت کننده ای که بر ان سیستم نظارت داشت پرسید اما شرکت کننده پاسخ داد " نمی دونم". با وجود این چالش ها ما ارتباطی را بین ارزیابی آگاهی از موقعیت و امتیازات بدست امده توسط تیم مشاهده کردیم که در زیر به بحث آن می پردازیم.

چون این رویدادها به عنوان رقابت می باشند و نه تجربه، تیم تحقیق توسط قوانین رقابت رسمی محدود می شد. برای نمونه، پرسش های مرتبط به آگاهی از موقعیت به عنوان بخشی از معیار امتیاز نبوده، که در غیر اینصورت این اطمینان حاصل می شد که شرکت کنندگان آن ها را جدی بگیرند. این موارد مطمئنا کیفیت داده های مرتبط به آگاهی از موقعیت را تحت تاثیر قرار می داد. علاوه بر این، محققان محدود می شدند تا این اطمینان حاصل گردد که آن ها مزایا و مضراتی را برای هر تیم مجزا برای دنبال کردن مسیر خاص ایجاد نکنند. بنابراین محققان به این امر محدود می شدند که پرسش های پویاتری را در مورد آگاهی از موقعیت بر مبنای برنامه حملات تیم قرمز و فعالیت های جاری نسبت به پرسش هایی که حقیقت مبنای ان مشخص باشد، بپرسند. با وجود تاخیری که این عرصه برای اجرای بررسی های کنترل شده داشته است، رویداد PRCCDC و CCDC مشابه می تواند به عنوان منابع اطلاعاتی ارزشمندی برای محققان سایبری باشد.

جهت مشاهده متن کامل، فایل ترجمه را دانلود نمایید.