Съдържание

„Запитали Микеланджело как се прави шедьовър. Той отговорил:

Вземи камък и махни излишното!“

 

     Една от популярните теми на съвремието е защитата на критичната инфраструктура[1]. Голям процент от научните форуми в сферата на сигурността се свързва пряко или индиректно с тази тема, а около половината от публикуваните доклади и статии засягат проблематиката на критичната инфраструктура и най-вече – нейната защита.

     Установила своеобразна „модна тенденция”, тематиката на защитата на критичната инфраструктура измества фокуса на изследователите от „системния подход към проблемите на сигурността” в посока „анализ на критичната инфраструктура”. Всъщност, множество автори намират удачен вариант за съчетаване на двете проблемни области и предлагат „системен подход при защитата на критичната инфраструктура”.

     Въпреки безспорната си коректност, този подход е силно повлиян от един системен парадокс – парадоксът на универсалността, гласящ най-общо, че „колкото повече едно понятие се употребява, толкова повече то се изпразва от съдържание[2]. Като логичен резултат се появяват множество публикации, „сърфиращи” по повърхността на проблемната област и предлагащи вместо нови идеи, нов изказ на стари концепции.

     Отчитайки, че „великите теории” са най-уязвими в техните базови допускания, нека дефинираме понятието „критична инфраструктура” и на тази основа внесем повече стабилност във „фундамента му“.

     Преди да се предложи дефиниция на понятието „критична инфраструктура” е подходящо да се направи кратък обзор на съществуващите дефиниции.

     В САЩ под критична инфраструктура се разбира „… системи и активи…, така жизненоважни за САЩ, че понижаване на способностите им или разрушаването на някои от тях би предизвикало спадане на нивото на вътрешната сигурност, на стопанската сигурност, на общественото здраве и безопасност или  комбинация от тях[3]. В „Националната стратегия за вътрешна сигурност“ на САЩ са определени следните сектори на критичната инфраструктура: селско стопанство; храни; вода; обществено здраве; служби за помощ при извънредни обстоятелства; държавно управление; отбранителна индустрия; информация и комуникации; енергийно осигуряване; транспорт; банкиране и финансиране; химическа индустрия; пощи и корабоплаване. Стратегията идентифицира ядрените мощности и язовирите като ключови активи, като заедно с тях определя особено висок приоритет и на защитата на кибер-инфраструктурата.

     Що се отнася до практиката на европейските държави, тя удачно се представя от възприетото в Германия определение: „критичната инфраструктура представлява организации и съоръжения с особено значение за националното благо, при чието накърняване или загуба би настъпило значително разстройство на обществената сигурност или други драматични последствия”. Съгласно това определение, за критична инфраструктура са посочени следните сектори: обществен транспорт; производство, съхранение и доставяне на електричество, течни горива и газ; опасни вещества; информационна техника и телекомуникации; банкиране и финансиране; служби за помощ при извънредни обстоятелства (медицински, противопожарни, за запазване на обществения ред и прилагане на закона); медии, изследователски мощности, културни ценности[4].

     Дори само тези две определения в достатъчна степен демонстрират широкия обхват на понятието критична инфраструктура.

     Що се отнася до Република България, възприетата дефиниция напълно отразява тенденцията за универсална приложимост на понятието критична инфраструктура.

     Юридически, критичната инфраструктура се определя в българското законодателство от приетия през 2005 г. Закон за управление при кризи (вече отменен) като “система от съоръжения, услуги и информационни системи, чието спиране, неизправно функциониране или разрушаване би имало сериозно негативно въздействие върху здравето и безопасността на населението, околната среда, националното стопанство или върху ефективното функциониране на държавното управление[5].

     Приведените определения налагат впечатлението, че е по-лесно да се даде пример за елемент на критичната инфраструктура, отколкото за елемент, чието съществуване не е определящо за функционирането на системата като цяло. Казано с други думи – всеки един елемент на абстрактната системна формация „държава” е по същността си критичен, разбирай – жизненоважен.

     Интересно, но що се отнася до адаптивните системи, това схващане е във висока степен валидно. Прилагайки редица адаптивни схеми в процеса си на функциониране и при наличие на относително прогнозируема (стандартна) среда на функциониране, във всички адаптивни системи протичат оптимизационни процеси, водещи най-общо до оптимизиране на структурата чрез своеобразно „закърняване” и постепенно „отмиране” (изчезване) на ненужните системни компоненти[6]. В резултат на подобни процеси „оцеляват” само тези системни компоненти, които са важни за съществуването на системата. Именно по тази причина е трудно да се селектира „излишен“ системен компонент.

     Независимо от коректността си, подобно разбиране за високата взаимозависимост между системните компоненти има по-скоро теоретичен, отколкото практичен принос за защитата на критичната инфраструктура.

     Съществен недостатък на приведените по-горе определения е тяхната относителна едностранчивост при разкриване на съдържанието на понятието „инфраструктура”. Тази „едностранчивост” е резултат от тяхното прекалено фокусиране върху физичния характер на инфраструктурата. Може да се твърди, че трите определения акцентират на физическите обекти при описание на критичната инфраструктура. Възниква логичният въпрос: „По какво компонентите на критичната инфраструктура се различават от стратегическите обекти?”.

     За да се отговори на този въпрос, необходимо е да се разгледа по-задълбочено съдържанието на понятието инфраструктура.

     Очевидно, понятието инфраструктура е синоним на понятието „вътрешна структура” и се е наложило в практиката поради своята краткост и факта, че по същността си е чуждица, произлизаща от английската дума „infrastructure”.

     Доколкото в терминологията на системния подход не е логично да съществува „външна” структура на системата, очевидно е, че като категория понятието „инфраструктура” следва да се възприема като синоним на „системна структура”.

     Структурата на системата се дефинира като “съвкупността от всички елементи, връзките и отношенията между тях[7]. Казано по друг начин, структурата е своеобразно триединство на съставни компоненти, отношения и връзки.

     Възприемането на тази дефиниция налага критичният характер на инфраструктурата да се изследва по отношение на трите ѝ аспекта: състав, отношения и връзки. Необходимо условие за подобно изследване е разкриването на условната роля на структурата в системата като цяло. Нека припомним някои положения.

     По отношение на системите от типа организация се е наложил класификационен признак, свързан с характера на процесите, предизвикали тяхното възникване. Най-общо се обособяват две групи: естествени и изкуствени системи.

     Що се отнася до изкуствените системи, те се създават със задача изпълнението на комплект от функции, реализиращи конкретна цел. На тази основа може да се твърди, че изкуствените системи са целево доминирани и при тях е налице ясно изразена „първичност” на функционалния аспект по отношение на структурата. Казано с други думи – структурата на системата се създава с цел реализирането на конкретна функция. На тази основа оптимизирането на структурата е насочено към оптимизиране на функционалните параметри.

     От друга страна, естествените системи възникват като обединение на съществуващи компоненти чрез тяхната самоорганизация, протичаща по причина наличие на мотив за обединение. Въпреки възможното си многообразие, мотивите за обединение като цяло могат да се определят като стремеж за оптимизиране на конкретни функции, а на тази основа възникването на системата по линия на самоорганизацията по същността си е процес на оптимизиране на важен функционален аспект.

     Веднъж възникнали, естествените системи изпълняват постоянно адаптивни процеси, неделима част от които са процесите на достигане на желани функционални параметри чрез структурна оптимизация. Въпреки че като цяло при естествените системи първичността на функционирането по отношение на структурата не е така ясно изразена, както при изкуствените, тя пак се наблюдава.

     Следва да се допълни, че по причина на самоорганизацията при изкуствените системи се наблюдава стремеж в „израждане” на системата в естествена и поради това протичат процеси на „размиване” на първичността на функционалния аспект.

     Може да се обобщи, че независимо от начина си на възникване, организациите притежават относителен „приоритет” на функционалния си аспект по отношение на структурите си.

     Възприемането на схващането, че функционалният аспект от една страна се явява „първопричина” за конкретна структурна реализация, а от друга – е производна на тази структура, позволява да се представи следната дефиниция за критична инфраструктура: „минималната” структура, поддържаща параметрите на функциониране на системата в зададени (желани) граници.

     Тази дефиниция неминуемо води до аналогия със системното свойство „робастност”[8], което най-общо се дефинира като “способността да се съхрани частична работоспособност при отказ на отделни елементи или подсистеми[9].

     Отчитайки, че е налице динамика на условията (средата) на функциониране, приведеното по-горе определение за критична инфраструктура може да се видоизмени по следния начин: „минималната” структура, поддържаща робастността на системата в зададени (желани) граници.

     Дадените дефиниции поставят необходимата основа за изследване на конкретна обществена система и разкриване на тази част от нейната структура, която осигурява своеобразен „екзистенц-минимум” на нейното функциониране.

     Оказва се обаче, че това не е толкова лесно.

     Класически, първият проблем, който възниква, се свързва с въпроса: „Каква методология е удачно да се приложи за разкриване на критичната инфраструктура?”.

     Вторият проблем възниква поради това, че динамиката на средата е ограничено познаваема, което налага необходимостта критичната инфраструктура да се дефинира с определен „резерв”. Възниква противоречие с дефиницията. От една страна се говори за „минимална структура”, а от друга – заделя се „резерв”.

     Следващото затруднение се свързва с факта, че редица системни функции са практически „дисперсирани” в системната структура, в резултат на което възниква въпросът „В рамките на конкретна система, функционираща в конкретни условия, само една реализация на критичната инфраструктура ли съществува?”.

     Доколкото списъкът с възможните проблеми може да се разшири значително, ще се ограничим до вече посочените.

     Настоящият раздел се ограничава до отговор на въпроса „В рамките на конкретна система, функционираща в конкретни (фиксирани) условия, само една реализация на критичната инфраструктура ли съществува?”.

     Както вече бе посочено, структурата на системата е своеобразно триединство на съставни компоненти, отношения и връзки. Логично е аспектите на критичната инфраструктура да съответстват на структурните аспекти: състав, отношения и връзки.

     На тази основа, нека ги разкрием именно в посочената последователност.

     По отношение на състава на системата следва да се припомни, че компонентите на системата биват няколко вида: елементи, комплекси от елементи, подсистеми и функционални модули.

     Определянето на даден компонент като елемент, функционален модул или подсистема се прави на база на притежаваната целева мощност и нейният адитивен или емергентен характер. В сила са следните определения:

  1. Елементът е „предел на деление в рамките на дадено качество на системата, несъстоящ се от компоненти и представляващ неделим елементарен носител на това качество. По-нататъшното му делене въвежда изследването в качествено друга система”[10].
  2. Комплекс от елементи е съвкупност от елементи, имаща целеви потенциал равен на сумата на целевите потенциали на съставящите го елементи, т.е. неговият целеви потенциал по отношение на целта на функциониране не се явява емергентно свойство на съвкупността, а е по-скоро адитивно.
  3. Подсистемата е съвкупност от елементи, имаща целеви потенциал, надвишаващ сумата на целевите потенциали на съставящите го елементи, т.е. нейният целеви потенциал по отношение на целта на функциониране се явява емергентно свойство на съвкупността.
  4. Функционален модул е обединение от компоненти, изпълняващо конкретна системна функция в относително завършен вид.

     Доколкото класифицирането на конкретен компонент като елемент, комплекс от елементи, подсистема или функционален модул се прави на база притежаваната целева мощност, то удачно е да се потърси аналогия между целевата мощност и дефиницията за критичната инфраструктура по отношение на състава.

     Възприемайки идеята, че ролята на критичната инфраструктура е да гарантира своеобразен минимум от функционални параметри, то може да се въведе оперативен термин „критичен състав на системата” и той да се дефинира като минималният състав, гарантиращ зададена (желана) производствена мощност.

     Подходящ е следният пример:

     Ако е дадена система, състояща се от четири компонента (означени съответно с №1, №2, №3 и №4), която реализира три функции (условно наречени съответно А, Б и В), то тя може условно да се представи по начина, изобразен на фигура 27.

Графично представяне на система, състояща се от четири компонента и реализираща функциите А, Б и В.

Фигура 27. Графично представяне на система, състояща се от четири компонента и реализираща функциите А, Б и В.

     На фигурата всеки от компонентите е представен със съответните притежавани дялове от общата целева мощност на системата по отношение на реализираните функции. Например, компонент №1 притежава по 25% от целевата мощност на системата по отношение и на трите функции: А, Б и В.

     Ако се зададе условието да се опише критичният състав на системата, гарантиращ най-малко 40% от общата целева мощност, то са възможни следните варианти на определяне на критичния състав: 1 и 2; 1 и 3; 1 и 4; 2 и 3; 2 и 4; 3 и 4. Решението може да се обобщи по следния начин: запазване на производствените потенциали на най-малко два компонента от състава.

     Променяйки условието по начина: гарантиране на най-малко 50% от общата целева мощност, възможните варианти на критичен състав са вече само два: 1 и 4; 3 и 4.

     Дори и силно опростен, примерът демонстрира съществуването на повече от една реализации на критичната инфраструктура по отношение на състава на системата.

     Що се касае до структурния аспект „връзки” в системата, то въпросът с дефинирането на „критичната свързаност” се усложнява. Причина за това е многообразието на типовете системни връзки. Системната свързаност като цяло се дефинира като: “компонент на системата, осъществяващ взаимодействие между другите компоненти[11].

     Дори и коректно, това определение е прекалено общо и с малка практическа стойност за разкриване на свързаността. Именно затова при задаване на условие за дефиниране на критичната свързаност трябва задължително да се уточни по отношение на кои точно връзки тя следва да се дефинира.

     За нуждите на настоящата публикация е подходящо следното определение за „критична свързаност”: минималната свързаност на състава на системата, осигуряваща зададени (желани) функционални параметри по отношение на зададена функция на системата.

     Тук възникват два важни момента.

     Първият от тях е свързан с изясняването на кои точно функции ще се поддържат и какви ще са параметрите, които ги описват.

     Очевидна е необходимостта, преди да се говори за дефиниране на „критичната инфраструктура”, да се отговори на въпросите: „Кои са критичните функции?” и „Кои са критичните параметри, описващи тези функции?”.

     Вторият въпрос е свързан с факта, че системната свързаност не съществува сама по себе си, а е системен атрибут, служещ на състава на системата в процеса на функционирането ѝ. Въпреки че на практика свързаността реализира системната цялост, тя е по своеобразен начин „вторична” по отношение на състава.

     Появява се необходимостта процесът на дефиниране на „критичния състав” да предшества дефинирането на „критичната свързаност”. Отчитайки от друга страна, че веднъж дефиниран критичният състав може да не отговаря на условията за критичната свързаност, трябва да се добави, че последователността „определяне на вариант на критичен състав – определяне на вариант на критична свързаност” е по същността си итеративен. Именно възможността за съществуване на повече от един вариант на критичен състав, удовлетворяващ изискванията по отношение на зададени прагове на целевите мощности, може да облекчи процеса на намиране на необходимото ни (удовлетворяващото ни) съчетание „състав – свързаност”.

     Отчитайки приведените разсъждения, удачно е определението за „критична свързаност” да се измени по следния начин: минималната свързаност на критичния състав на системата, осигуряваща зададени (желани) функционални параметри по отношение на критичните функции на системата.

     В допълнение следва да се отговори на въпроса: „Възможни ли са повече от един варианти на критична свързаност?”.

     Въпреки че положителният отговор е почти очевиден, то подходящо е да се приведе пример.

     Нека е дадена система, включваща десет компонента, като един от аспектите на тяхната свързаност е графично изобразен на фигура 28. За улеснение приемаме, че и десетте елемента се явяват критичен състав, а по отношение на свързаността е зададено условието: „разстоянието” между всеки елемент да е не „по-дълго” от три връзки.

Графично представяне на аспект на свързаността на система, състояща се от десет компонента.

Фигура 28. Графично представяне на аспект на свързаността на система, състояща се от десет компонента.

 

     Фигури 29 и 30 представят два варианта на дефиниране на критичната свързаност, които не само отговарят на въведеното условие, но в допълнение имат и точно по десет „критични” връзки.

Първи вариант на „критична свързаност”.

Фигура 29. Първи вариант на „критична свързаност”.

Втори вариант на „критична свързаност”.

Фигура 30. Втори вариант на „критична свързаност”.

     Очевидна е възможността за наличие на повече от един вариант на критичната свързаност, задоволяващ поставени изисквания.

     Що се касае до структурния аспект отношения, следва да се отбележи, че трудностите при дефиниране на „критични отношения” са значително по-големи от проблемите, съпътстващи разкриването на „критичния състав” и „критичната свързаност”. Основна причина за това е, че докато съставът и свързаността на системата притежават по-скоро физичен характер, то отношенията са абстрактни по същността си. Като следваща причина може да се посочи многообразието от системни отношения.

     Говорейки за аспекта отношения, те най-често се свързват със съществуващата система на подчиненост между системните компоненти, т.е. – със системната йерархия. Следва обаче да се отчита, че системите от тип организация често демонстрират и други типове отношения: „сепаратизъм”, „стремеж за централизация на системата”, „конкуренция”, „изземване на правомощията на междинните командни нива” и др.

     Очевидно са налице отношения в системата, които трябва да се поддържат, и такива, на които е необходимо да се „противодейства”.

     Преди да се даде работна дефиниция за „критични отношения”, следва да се отговори на два въпроса: „Каква е ролята на отношенията в системата?” и „Как този структурен аспект (отношенията) кореспондира с другите системни аспекти?”.

     Що се отнася до ролята на отношенията, тяхното основно предназначение е да поддържат необходимата организация на дейността на системата с цел реализиране на желани резултати при функционирането. Въпреки че класически тяхната роля се свързва с осигуряване на необходимата целева устойчивост на организацията по отношение на главната цел на системата, следва да се посочи, че отношенията поддържат и изпълнението на редица определяни като „второстепенни” функции, като „самоподдържане”, „самовъзпроизводство” и т.н.

     Що се касае до въпроса „Как този структурен аспект (отношенията) кореспондира с другите системни аспекти?”, отношенията описват релациите между системните компоненти и се реализират по съществуващата система от връзки между компонентите. Отношенията, в съвкупност с компонентите и връзките, се отразяват пряко на системните свойства. Например, отношението на „подчиненост” между компонентите, заедно с компонентите, които засяга, и връзките, по които се реализира, пряко касае и се описва от свойството „управляемост” на системата.

     На тази основа, подходящо е следното определение за „критични отношения”: условно „множество” на отношения между компонентите на системата, осигуряващо поддържането на зададена (желана) степен на проявление на системните свойства.

     Отчитайки от една страна, че „критичните отношения” се реализират между „критичния състав” по линия на „критичната свързаност”, а от друга – че при „ограничаване” на състава и връзките в системата до техните критични минимуми някои желани отношения може да „затихнат”, а други (нежелани) да „ескалират”, то удачно е приведеното по-горе определение да се видоизмени по следния начин: „критичните отношения” са условно „множество” на отношения между компонентите на критичния състав на системата, реализирани по системата за критична свързаност, което множество осигурява поддържането на зададена степен на проявление на желаните системни свойства.

     Очевидно е, че процесът на дефиниране на „критичната структура” в последователността „критичен състав – критична свързаност – критични отношения”, е итеративен.

     Също така, процесът на поддържане на „критичните отношения” е двустранен: включва от една страна поддържане на желаните отношения, а от друга – възпрепятстване на нежеланите отношения.

     В предходен раздел бе приведен пример за възникване на отношения като конкуренция, сепаратизъм, аспирации за централизация и т.н. Доколкото преходът към критична структура означава нова съвкупност от компоненти и нова система от връзки между тях, то следва да очакваме и нови отношения.

     Да приведем пример.

     Нека е дадена система от 11 компонента с едно йерархично ниво. Органът за управление (условно обозначен с А) управлява директен контрол върху работата на изпълнителните компоненти (обозначени с числата от 1 до 10) по специално заделени канали за команден обмен. От своя страна изпълнителните компоненти ползват канали за информационен обмен помежду си с цел взаимодействие при изпълнение на задачите. В нормални условия не се допуска команден обмен по линиите за информационен обмен.

     Описаната система е представена графично на фигура 31.

Графично представяне на вариант на система с едно йерархично ниво.

Фигура 31. Графично представяне на вариант на система с едно йерархично ниво.

     За улеснение приемаме, че всички компоненти се явяват критичен състав, а по отношение на свързаността е зададено условието: „разстоянието” между всеки елемент да е не „по-дълго” от три връзки.

     Що се касае до отношенията, за управляемостта на системата е зададено условието времето за връзка между органа за управление и всеки един от изпълнителните компоненти да не превишава времето, необходимо за два информационни цикъла (т.е. – не повече от две връзки). Прието е, че един информационен цикъл се състои от излъчване и приемане на информация. Това условие означава, че пътят от органа за управление до всеки от компонентите да не е „по-дълъг” от две връзки. За улеснение се допуска командна информация да се препредава по линиите за информационен обмен, като всяка линия за информационен обмен, по която се предава и командна информация, се нарича линия за команден и информационен обмен. Избраният вариант на критична свързаност, осигуряваща изпълнение на условията, е представен на фигура 32.

Графично представяне на вариант на критична свързаност, осигуряваща изпълнение на поставени условия.

Фигура 32. Графично представяне на вариант на критична свързаност, осигуряваща изпълнение на поставени условия.

     От фигурата се вижда, че за осигуряване на управляемост на системата е важно да се поддържат отношенията на подчиненост, реализирани по линиите за команден и команден плюс информационен обмен. Могат да се посочат и някои отношения, възникващи в критичната структура, които са в определена степен „опасни за оцеляването” на системата.

     Първото подобно отношение може да възникне от една страна между органа за управление и от друга – компоненти 2, 5 и 6. Тези три компонента като идея служат за своеобразни „ретранслатори” на командна информация към останалите компоненти. Опасността може да възникне, ако те решат да „монополизират” управлението на компонентите от своите групи (например 2 да управлява 1, 3 и 4). В такава ситуация могат да възникнат отношения на подчиненост между изпълнителните компоненти, противоречия с органа за управление, сепаратизъм в оформилите се групи от типа на I, II и III, „ръководени” съответно от компоненти 2, 5 и 6. В допълнение, между компоненти 5 и 6 може да възникне конкуренция по отношение на това кой от тях да свързва елемент 9 с останалата част от системата.

     Очевидно е, че така посочените отношения следва да се потискат.

     Въпреки абстрактния характер на приведения пример, подобни отношения се наблюдават често в организационните системи, особено, когато са налице ресурсни проблеми.

     Приведеният пример сочи, че процесът на дефиниране на критична структура на дадена система често се свързва с „преструктуриране” на системата, което налага този процес да се извършва внимателно. Може да възникнат сериозни проблеми с връщането на една система, която е „престояла” продължително време в критично състояние, към „нормалната” ѝ структура.

     Дори и опростен, примерът приведен по-горе сочи една важна тенденция – преходът към критична структура на една мрежова система често се свързва с централизация на процесите в системата и от тук – централизация на цялата организация. Именно на тази основа се повишава относителната „важност“ на част от компонентите на системата и следва да се очаква тяхната резистентност при евентуално връщане на системата в предходната структура. Казано по друг начин – преходът към критична структура често е необратим.


[1] Настоящият раздел е публикуван като доклад: Дефиниране на критичната инфраструктура. Втора международна конференция по търсене и спасяване. Варненски свободен университет “Черноризец храбър”. 29-30 Октомври 2008 г.

[2] Миротин, Л. и Ы.Ташбаев. Системный анализ в логистике.

[3] Moteff, J. Critical Infrastructures: Background, Policy, and Implementation, Updated February 17, 2005.

[4] Schutz Kritischer. Infrastrukturen in Deutschland.

[5] Виж § 1, т.8 от Допълнителни разпоредби на вече отменения Закон за управление при кризи.

[6] В Теория на системите е валиден парадоксът, че „оптимизирането по различни параметри увеличава тяхната взаимозависимост” и на тази основа, в определени условия „процесът на оптимизация е в ущърб на адаптивността” – Yaneer, Bar-Yam. Dynamics of Complex System. Този системен принцип засяга преимуществено „отмирането” на вече ненужните функционални стратегии, а „изчезването” на системни компоненти е по същността си второстепенна реакция на оптимизиране. В случая под системни компоненти следва да се разбират компоненти на състава на системата: елементи, функционални модули и подсистеми.

[7] Миротин, Л. и Ы.Ташбаев. Системный анализ в логистике.

[8] Това системно свойство се разглежда подробно на по-късен етап в публикацията при представяне на системните свойства.

[9] Анфилатов, В., С. Емельянов и А. Кукушкин. Системный анализ в управлении.

[10] Миротин, Л. и Ы.Ташбаев. Системный анализ в логистике.

[11] Анфилатов, В., С. Емельянов и А. Кукушкин. Системный анализ в управлении. Стр.197.