АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ МИКРОСЕРВИСНОЙ АРХИТЕКТУРЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
DOI:
https://doi.org/10.52167/1609-1817-2025-139-4-427-434Ключевые слова:
микросервисная архитектура, отказоустойчивость, кибербезопасность, стохастическое моделирование, цепь Маркова, надежность, анализ устойчивостиАннотация
Исследование посвящено разработке интегрированной математической модели для комплексной оценки надёжности микросервисной архитектуры с учётом как технических отказов, так и киберугроз. Традиционное раздельное рассмотрение отказоустойчивости и безопасности недостаточно для объективной оценки общей устойчивости распределённых систем. Предложенная методика основана на стохастическом моделировании с использованием аппарата непрерывных марковских цепей, объединяющего показатели надёжности и параметры безопасности. Модель позволяет вычислять установившуюся вероятность работоспособности отдельного сервиса и всей системы с учётом архитектурной сложности. Численные эксперименты показали экспоненциальную чувствительность системной устойчивости к параметрам безопасности и масштабированию архитектуры. Определено, что повышение эффективности защитных механизмов является ключевым мультипликативным фактором обеспечения доступности микросервисных систем.
Библиографические ссылки
[1] R. Doss, W. Zhou, S. Yu, “Reliability and Security Issues in Distributed Computing Systems,” Computer Systems Science and Engineering, vol. 16, no. 5, pp. 267–278, 2001.
[2] R. Alboqmi, R. F. Gamble, “Enhancing Microservice Security Through Vulnerability-Driven Trust in the Service Mesh Architecture,” Sensors, vol. 25, no. 3, p. 914, 2025.
[3] N. Parveen, “Model to Quantify Availability at Requirement Phase of Secure Software,” American Journal of Software Engineering and Applications, vol. 4, no. 5, pp. 86–92, 2015.
[4] A. Abdulhamid, S. Kabir, I. Ghafir, C. Lei, K. El Hindi, and M. Hammoudeh, “Quantitative Cybersecurity Analysis Framework for Cyber Physical Systems: A Conceptual Approach,” IEEE Open Journal of the Computer Society, vol. 6, pp. 613–626, 2025.
[5] B. Zhou, B. Sun, T. Zang, Y. Cai, J. Wu, and H. Luo, “Security Risk Assessment Approach for Distribution Network Cyber Physical Systems Considering Cyber Attack Vulnerabilities,” Entropy, vol. 25, no. 1, p. 47, 2023.
[6] Y. Han, G. Cheung, A. Li, C. R. Sullivan, and D. J. Perreault, “Evaluation of Magnetic Materials for Very High Frequency Power Applications,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 27, no. 1, pp. 425–435, 2025.
[7] H. Orojloo and M. Abdollahi Azgomi, “Modelling and evaluation of the security of cyber-physical systems using stochastic Petri nets,” IET Cyber-Physical Systems: Theory & Applications, vol. 4, no. 1, pp. 50–57, 2019. https://doi.org/10.1049/iet-cps.2018.0008.
[8] Editorial Staff, “Evaluating the Effectiveness of Current Security Measures in Protecting Business Operations,” Brilliance Security Magazine, 2025.
[9] Yeson, J., Elly, B., & Timmy, G., “Quantifying Cyber Risk: Developing a Business Analytics Framework for Enterprise-Wide Risk Assessment and Mitigation Strategies,” ResearchGate (Journal Article), 2025.
[10] D. Narváez, N. Battaglia, A. Fernández, and G. Rossi, “Designing Microservices Using AI: A Systematic Literature Review,” Software, vol. 4, no. 1, p. 6, 2025.
[11] D. Tsuji, J. Fujita, J. Doenhoff, Y. Tamura, N. Matsumoto, and T. Shigemoto, “Generating Resilience Curves in Availability and Integrity Through Cyberattack Modeling Using Timed Colored Petri Nets,” SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration, vol. 18, no. 1, 2025.
[12] T. Alemayehu and J.-H. Kim, “Dependability Analysis of Cyber Physical Systems,” IET Computers & Digital Techniques, vol. 11, 2017.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Категории
Лицензия
Copyright (c) 2025 Ерсайын Майлыбаев, Дария Джумабекова, Карина Литвинова, Назгуль Молдабекова
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
