Кибератаките се усъвършенстват

Д-р инж. Димитрия Михайлова по време на церемонията на „Жените в науката“ за 2024 г. — *Снимка Личен архив*

Д-р инж. Димитрия Михайлова е една от лауреатките на Националната стипендиантска програма „За жените в науката“ за 2024 г. Темата на проекта, с който печели, е „Подходи за киберсигурност срещу атаки, интегриращи изкуствен интелект и машинно обучение в безжични системи от следващо поколение“. Тя е главен асистент в катедра „Комуникационни мрежи“ към Факултета по телекомуникации на Техническия университет в София. Научната ѝ дейност е насочена към разработване и изследване на различни подходи за установяване на сигурност, предимно чрез подходи на физическия слой от комуникационния модел.

Тези алгоритми обикновено сe основават на теорията на информацията и осигуряват високо ниво на защита, използвайки естествените случайни свойства на сигналите и комуникационната среда. Те се отличават с ниска изчислителна сложност и енергийна ефективност, което ги прави изключително подходящи за внедряване в системи с ограничени ресурси. Димитрия Михайлова е съавтор на 31 научни публикации, представени на международни конференции или публикувани в научни списания.

Интересът на Димитрия към науката се заражда още като дете. Родителите ѝ са инженери. Баща ѝ преподава в пловдивския филиал на Технически университет – София. Признава как си е представяла, че ще продължи развитието си по неговия пример.

От малка я влече математиката. Завършва бакалавърска и магистърска степен в Техническия университет – специалност „Телекомуникации“.

Срещата ѝ с преподавателите във Факултета я навежда на мисълта, че

това е нейният път.

Научни ръководители ѝ стават проф. Георги Илиев и доц. Златка Вълкова-Джарвис. Съвместната ѝ работа с тях повлиява на избора ѝ да остане като докторант в катедра „Комуникационни мрежи“ към Факултета по телекомуникации.

Темата на нейната дисертация е „Методи и алгоритми за сигурни комуникации на физическо ниво в безжични телекомуникационни мрежи“.

„Основно се занимавам със сигурност на физическия слой – казва д-р Михайлова.

– Това е малко по-различно от традиционните подходи за сигурност. Обикновено сигурността в комуникациите се осигурява на по-високите слоеве на еталонния мрежов модел, където се използват различни алгоритми за криптиране например, които се характеризират с много висока изчислителна сложност. Физическият слой е първото ниво, където се определят механичните, електрическите и процедурните характеристики за изграждане, поддържане и разпадане на физическата връзка, определят се самите обработки на физическия сигнал за предаването му по комуникационния канал.“

Младата изследователка обяснява, че по принцип една комуникационна мрежа абстрактно е разделена на седем слоя, като първият е физическият. Следват канален слой, мрежов слой, транспортен слой, сесиен, презентационен и приложен. Различните устройства в една комуникационна система работят на различните нива. Последният, седмият слой е приложният – той осигурява достъпа на конкретните приложения до комуникационната среда. Една комуникация минава през всичките тези нива.

„Досега съм се занимавала с това да се търси сигурност чрез физическите свойства на сигнала и на средата за предаване, което няма общо с машинното обучение и изкуствения интелект – уточнява Димитрия.

– Това, което е заложено в проекта, е от малко по-различен поглед, тъй като вече е свързано с тези две технологии и изисква да се разгледат физическите обработки на сигнала съвместно с подходите за сигурност от горните нива на модела, за който споменах.“

Първият етап от работата на Димитрия е анализ на съществуващите до момента атаки, които използват

изкуствен интелект и машинно обучение.

Самите технологии на изкуствения интелект и машинното обучение все още се развиват, те тепърва навлизат в различни сфери на нашия живот. В синхрон срещу тях се развиват нови и нови атаки, които използват едната или другата технология в стремежа си да подобрят своята ефективност.

Вторият етап е да разгледа методите на защита от такъв тип атаки. Финалният етап е да предложи решене – алгоритъм или метод въз основа на извършения анализ.

„Изкуственият интелект ще усъвършенства атаките – подчертава Димитрия.

– Много често атакуващите са една стъпка пред защитаващите и за да се разработят ефективни средства за защита, трябва първо да се запознаем със самата атака – къде са слабостите на системата, за да може да се противодейства. С развитието на технологиите, с квантовите компютри, които се разработват,

атаките ще стават все по-сложни и все по-силни.

Но аз съм оптимист, тъй като и методите за защита ще бъдат усъвършенствани, а не само атаките. Има пробиви в сигурността, но има и противодействие.“

Д-р инж. Димитрия Михайлова продължава да изследва и физическия слой – една конкретна атака довежда до т. нар. пилотно замърсяване. В безжичните комуникационни системи, преди да започне информационният обмен, има процес на оценка на канала.

Ако нелегитимният потребител се намеси в този процес, той може да подобри своя канал и да подслушва доста успешно. До такава степен, че е възможно сигналът, който пристига при него, да е по-качествен от този, който е получен от легитимния потребител.

„Бъдещата ми дейност в тази посока е разработване на методи за автентикация, които са в състояние да избегнат този вид атака – казва д-р Михайлова. – Съществуват и интересни подходи на физическо ниво за решаване на проблема с атаката на заглушаването на сигнала, които също ще са обект на бъдещата ми научноизследоватeлска дейност.“