На
современном этапе развития общества многие традиционные ресурсы человеческого
прогресса утрачивают свое первоначальное значение. Наряду с этим процессом все
большее значение приобретает информация. Информация становится главным ресурсом
научно-технического и социально-экономического развития мирового сообщества.
Можно смело говорить о новом витке в развитии общественной формации -
информационном обществе.
В настоящее время хорошо
налаженная распределенная сеть информационно-вычислительных комплексов способна
сыграть такую же роль в общественной жизни, какую в свое время сыграли
электрификация, телефонизация, радио и телевидение вместе взятые. Свидетелем
такой ситуации человечество является на примере развития глобальной сети
Internet.
Однако на этом же примере
человечество стало свидетелем и такой ситуации, когда стремительное увеличение
числа пользователей Internet и стремительный рост объемов доступной информации
привели к тому, что ситуация в этой сети практически вышла из под контроля
создателей. По заявлениям некоторых американских экспертов, уже сейчас
отключение компьютерных систем приведет к разорению 20% средних компаний в
течение нескольких часов, 48% потерпят крах в течение нескольких суток,
остальные будут разорены в этом промежутке. Около 33% банков будут разорены
спустя несколько часов после такой катастрофы, а 50%- через несколько суток.
Важно отметить, что этот
процесс непосредственно связан с тем, что сложность современных программных
комплексов неуклонно возрастает. К настоящему времени она уже достигла такого
уровня, что один человек не в состоянии охватить весь проект целиком.
Сопровождение программных комплексов становится весьма сложной задачей, а их
модификация и адаптация к изменившимся условиям функционирования - практически
не реальна.
Современные
многопроцессорные комплексы на базе сотен процессоров для полного использования
имеющихся вычислительных ресурсов требуют создания специальных методов
параллельного программирования. При этом следует отметить то, что за последние
несколько лет резко возросла необходимость обмена между абонентами сети
большими объемами информации с высоким качеством обслуживания. Это
приводит к необходимости создания принципиально новых технологий передачи
информации и управления компьютерными сетями.
Неуклонный рост объемов
накопленной информации требует создания как новых принципов хранения и
восстановления информации при сбоях, так и совершенно новых методов её
обработки и извлечения из информационных хранилищ.
Переход информации в
разряд важнейших ресурсов человечества вызывает к жизни проблему борьбы за
обладание этим ресурсом, и, как следствие, появление принципиально нового
средства нападения и защиты – информационного оружия. В докладе Объединенной
комиссии по безопасности, созданной по распоряжению министра обороны и
директора Центрального разведывательного управления (ЦРУ) в США в июне 1993
года и завершившей свою работу в феврале 1994 года, говорится: “... Уже
признано, что сети передачи данных превращаются в поле битвы будущего.
Информационное оружие, стратегию и тактику применения которого еще предстоит
тщательно разработать, будет использоваться с “электронными скоростями” при
обороне и нападении. Информационные технологии позволят обеспечить разрешение
геополитических кризисов, не производя ни одного выстрела. Наша политика
обеспечения национальной безопасности и процедуры ее реализации должны
быть направлены на защиту наших возможностей по ведению информационных войн и
на создание всех необходимых условий для воспрещения противоборствующим США
государствам вести такие войны…”.
С сожалением надо
признать, что из всего множества существующих подходов к созданию сложных
программных комплексов, в настоящее время ни один не в состоянии решать
указанные проблемы комплексно и в полном объеме. При этом зачастую не
существует даже приемлемых теоретических основ, на базе которых могли бы
строиться решения указанных проблем. Такая ситуация в настоящее время сложилась
в теории безопасности компьютерных систем. В этой области знаний к настоящему
времени не существует адекватных моделей информационной борьбы. Зачастую
способы противодействия тому или иному деструктивному программному воздействию
вырабатываются уже после нанесения ущерба.
Такая ситуация совершенно
неприемлема для компьютерных систем, задействованных в современных системах
управления вооружением, которые являются системами критических приложений с
высоким уровнем компьютеризации. Они могут оказаться весьма уязвимыми с точки
зрения воздействия информационного оружия, как в военное, так и в мирное время.
Последнее может привести к тому, что к угрожаемому периоду оружие сдерживания
страны за счет скрытого внедрения в программное обеспечение систем управления
им программных закладок окажется полностью или частично заблокированным. О
реальности этого утверждения свидетельствует опыт войны в Персидском
заливе. Ирак практически не смог применить закупленные во Франции системы ПВО,
потому что их программное обеспечение содержало логические бомбы, которые были
активизированы с началом боевых действий.
Таким образом, в силу
указанных причин, очевидным и крайне необходимым является создание такой
теоретической и научно-методической основы, на базе которой возможна разработка
ряда теорий из разных областей информатики, основанных на адекватных моделях и
методах. В качестве такой теоретической основы в работе предлагается
ЭВОЛЮЦИОННАЯ ПРОГРАММОТЕХНИКА – новый раздел информатики, основанный на
принципах кодирования информации в биологических системах и позволяющий решать
указанные выше проблемы с единых теоретических позиций.
Хорошо известно, что природа
давно предусмотрела создание комплекса безопасности в своих информационных
системах. Это есть ни что иное, как иммунная система организма.
Иммунная система
выработалась в процессе эволюции позвоночных как средство защиты от заражения
микроорганизмами и другими паразитами.
Высокая специфичность -
фундаментальная особенность всех иммунных реакций. Способность отличать чужое
от своего - второе фундаментальное свойство иммунной системы. Почти любая макромолекула, чуждая
организму реципиента, может вызвать иммунный ответ. Вещество, способное
вызвать иммунный ответ, называют антигеном (т.е. генератором антител).
Самое удивительное в том, что иммунная система может различать даже очень
сходные антигены, например два белка, различающиеся только одной аминокислотой,
или два оптических изомера.
Поразительная способность к узнаванию делает иммунную систему почти уникальной
среди клеточных систем; более сложной оказывается только нервная система. Обе
системы состоят из очень большого числа фенотипически различающихся клеток,
организованных в сложные сети. В пределах такой сети между отдельными клетками
возможны как положительные, так и отрицательные взаимодействия, причем ответ
одной клетки распространяется в системе и сказывается на многих других клетках.
В отличие от нейронов, относительно жестко фиксированных в пространстве,
клетки, составляющие иммунологическую сеть, непрерывно перемещаются и лишь
кратковременно взаимодействуют друг с другом.
Самое поразительное
свойство иммунной системы - то, что она может высокоспецифичным образом
реагировать на миллионы чужеродных антигенов, вырабатывая антитела,
специфически взаимодействующие с антигеном, который вызвал их образование.
Весьма интересен тот
факт, что иммунная система способна вырабатывать антитела к молекулам,
созданным человеком и не существующим в природе. Этот и ряд других интересных
фактов удалось объяснить при помощи так называемой "теории
клональной селекции". Согласно вышеназванной теории, каждый
лимфоцит в процессе своего развития приобретает способность реагировать с
определенным антигеном, еще ни разу с ним не встретившись. Это обусловлено тем,
что на поверхности клетки появляются белки-рецепторы, которые специфически
соответствуют какому-то антигену. Если клетка встретится с таким антигеном, то
его связывание с рецепторами активирует клетку - вызовет ее размножение и
созревание ее потомков. Таким образом, чужеродный антиген селективно
стимулирует те клетки, у которых окажутся комплементарные ему специфические
рецепторы и которые поэтому неизбежно будут реагировать именно на этот антиген
- вот почему иммунные ответы антиген-специфичны. При этом известно, что один
антиген стимулирует много различных клонов лимфоцитов.
Эти вопросы очень важны и
для создания системы защиты информации в компьютерной сети. Если вооружиться
принципами, которые уже на протяжении миллионов лет оптимизируются естественным
отбором, то можно говорить о создании некой виртуальной антивирусной сети,
основанной на интеллектуальных программах-агентах и распределенной по
компьютерной сети, подобно иммунологической сети организма. Компоненты такой
сети - программы-агенты, смогут реагировать не только на известные типы
вирусов, но и во многих случаях предугадывать дальнейшее их развитие. Основным
движущим механизмом в этом случае будет борьба за обладание неким
информационным ресурсом. Используя подход на основе генетических алгоритмов
оптимизации, можно получить очень интересный результат по автоматическому
синтезу антивирусного программного обеспечения.
Все это и было положено в
основу создания новой теории – эволюционной программотехники.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.