Efectos de ataque en la vulnerabilidad de un sistema modelado a través de redes

Abstract

En este Trabajo Especial se desarrollan varios modelos matemáticos que permiten evaluar el comportamiento de una red ante un posible ataque. Los modelos pueden ser utilizados para determinar el daño que un ataque ocasiona en el funcionamiento de un sistema y sugerir esquemas de protección para hacerlos más resistentes a la interrupción. El presente trabajo emprende el desarrollo de modelos en sistemas que están representados como un conjunto de nodos interconectados por enlaces. En la primera parte se plantea la problemática a estudiar: el ataque se realiza en un nodo de la red y como éste se propaga a través del sistema. Se proponen dos tipos de evaluaciones: 1) determinar el tiempo mínimo que tarda el ataque en propagarse desde un nodo inicial hasta un nodo destino y 2) determinar el tiempo mínimo que tarda un ataque en alcanzar todos los nodos. Estas situaciones son evaluadas a través de algoritmos de caminos mínimos y árboles de expansión mínimos. Posteriormente, se determina cómo evoluciona en el tiempo la propagación del ataque y qué efectos se producen en el sistema. Para esto se propone un modelo sencillo basado en la determinación del número de personas afectadas en cada nodo que es atacado. Esta evaluación se realiza a través de un enfoque basado en Autómatas Celulares. Se proponen modelos que consideran la aleatoriedad en los tiempos de propagación del ataque y en la cantidad de personas afectadas. Esta evaluación se realiza a través de Simulación Monte Carlo. Por último se propone un modelo para minimizar el daño de un ataque, mediante la definición de un esquema de inmunización de los nodos.