• Definujte mieru aktuálnosti riešeného problému v danej oblasti vedy a techniky, z celosvetového pohľadu vrátane relevantných odkazov na odbornú literatúru
• Definujte vedeckú úroveň projektu a vedeckosť metód využívaných v riešení projektu
• Definujte ciele projektu a reálnosť ich dosiahnutia
• Opíšte navrhovanú metodiku riešenia projektu, opodstatnenosť jej výberu a efektívnosť jej pouţitia z hľadiska splnenia deklarovaných cieľov

Definujte mieru aktuálnosti riešeného problému v danej oblasti vedy a techniky, z celosvetového pohľadu vrátane relevantných odkazov na odbornú literatúru:

V súčasnosti je počítačová bezpečnosť veľmi aktuálnou oblasťou výskumu. Jednou z možností zvýšenia zabezpečenia počítačových systémov sú systémy na detekciu prienikov (IDS) [1,2]. Avšak tieto systémy poskytujú iba pasívnu ochranu pred útočníkmi t.j. po detegovaní útoku vyžadujú zásah administrátora.

V tomto projekte rozšírime pasívnu rolu IDS na aktívnu (automatizované reakcie systému na detegované sieťové narušenie). Na to využijeme inteligentnú (Belief Desire Intention) BDI architektúru [3], ktorú navrhneme pre naše účely. Pri návrhu takejto architektúry musí byť obzvlášť kladený dôraz na jej korektnosť a spoľahlivosť [4,5]. To bude zaručené využitím vhodných verifikačných formálnych metód.

Navrhnutú architektúru implementujeme ako komponentový systém, kde jednotlivé komponenty budú predstavovať funkčné jednotky navrhnutej BDI architektúry. Komponentové systémy sú zložené z komponentov, ktoré môžu byť vyvíjané nezávisle, či v rôznych programovacích jazykoch alebo paradigmách [6]. Jednotlivé komponenty musia byť korektne prepojené tak, aby sa dosiahlo požadované správanie sa systému. Každý komponent sa javí ako “čierna skrinka”, pričom konštrukcia komponentového systému vzniká ich kompozíciou, a stanovením interakcií medzi nimi [7]. Postupne s rastom množstva komponentov, ktoré ponúkajú komerčné inštitúcie bez zabezpečenia kompatibility rastie aj potreba formálnej špecifikácie a formálneho modelu komponentového systému.

Technológie virtuálnej reality vytvárajú priestor pre simuláciu a overovanie flexibilným spôsobom [8]. Okrem vizualizácie vyššie spomenutého komponentového systému architektúry BDI, umožňujú zapojenie pokročilých používateľských rozhraní (dátové prilby, systémy virtuálnej jaskyne CAVE) pri monitorovaní, riadení a kontrole systému zo strany používateľa [9]. Samotné BDI architektúry sú využívané v spojitosti s rozhodovaním používateľa pri komunikácií s počítačom (Human-Computer Interaction) a výskumom správania sa človeka v prostredí VRS, čo vytvára predpoklad pre vhodné využitie technológií virtuálnej reality aj pri automatizovaní IDS systému pri vysporiadavaní sa s narušeniami prostredníctvom tejto architektúry [10].

Zdroje:

[1] Endorf, Carl, Eugene Schultz, and Jim Mellander. Intrusion detection & prevention. Emeryville, CA: McGraw-Hill/Osborne, 2004.

[2] Crothers, Tim. Implementing intrusion detection systems: a hands-on guide for securing the network. Wiley, 2003.

[3] Georgeff, Michael, et al. "The belief-desire-intention model of agency." International Workshop on Agent Theories, Architectures, and Languages. Springer, Berlin, Heidelberg, 1998.

[4] Gallier, Jean H. Logic for computer science: foundations of automatic theorem proving. Courier Dover Publications, 2015.

[5] Makowsky, Johann. "Teaching Logic for Computer Science: Are We Teaching the Wrong Narrative?." arXiv preprint arXiv:1507.03672 2015.

[6] Szyperski, Clemens, D. Gruntz, and S. Murer. "Component software: beyond object-oriented programming. 2002." ISBN: 0-201-74572-0, 2002.

[7] Heineman, George T., and William T. Councill. "Component-based software engineering." Putting the pieces together, addison-westley, 2001.

[8] Earnshaw, Rae A., ed. Virtual reality systems. Academic press, 2014.

[9] Lee, Seungho, and Young-Jun Son. "Integrated human decision making model under belief-desire-intention framework for crowd simulation." Simulation Conference, 2008. WSC 2008. Winter. IEEE, 2008.

[10] Antakli, André, Ingo Zinnikus, and Matthias Klusch. "ASP-Driven BDI-Planning Agents in Virtual 3D Environments." German Conference on Multiagent System Technologies. Springer International Publishing, 2016.

Definujte vedeckú úroveň projektu a vedeckosť metód využívaných v riešení projektu:

- Ciele projektu spĺňajú požiadavku na vedeckosť. Umožňujú rozširovanie poznatkov z oblasti bezpečnosti počítačových systémov poskytnutím exaktných verifikovaných princípov a postupov pre ich zabezpečenie konštruovaných na základe vhodných formálnych metód.

- Použité metódy ako je lineárna logika, BDI logika riadiaca BDI architektúry sú prísne exaktné a všetky prostriedky formálneho návrhu, ktoré budeme používať, sú matematicky dokázané. Lineárna logika a nami navrhované rozšírenia predpokladajú návrh príslušných dedukčných (dokazovacích) systémov, ktoré umožnia logický dôkaz všetkých formulovaných vlastností navrhnutej architektúry, čo bude zaručovať korektnosť a spoľahlivosť našej BDI architektúry už pred jej samotnou implementáciou.

Definujte ciele projektu a reálnosť ich dosiahnutia:

Ciele projektu nadväzujú na doterajší výskum v oblasti vývoja spoľahlivého softvéru využitím formálnych metód, komponentového programovania a bezpečnosti počítačových systémov, (Perháč, Bilanová, Mihályi, Novitzká).

Programové vybavenie na báze virtuálnej reality pre naplnenie cieľov projektu bude vyvíjané na základoch výskumu laboratória informačných a komunikačných systémov - LIRKIS (Hudák, Pastornický, Jacho, Sobota , Korečko) v oblasti virtuálno-realitných systémov, používateľských rozhraní a počítačovej grafiky. Členovia majú rozsiahle skúsenosti s adaptáciou používateľských rozhraní informačných systémov nasadených v priemysle, vzdelávaní, zábave a ďalších oblastiach ich využitia; aj so zohľadnením potrieb hendikepovaného používateľa.

Skúsenosti a dosiahnuté výsledky nám dovoľujú považovať stanovené ciele za reálne a dosiahnuteľné v rámci doby riešenia projektu.

Opíšte navrhovanú metodiku riešenia projektu, opodstatnenosť jej výberu a efektívnosť jej použitia z hľadiska splnenia deklarovaných cieľov:

Semináre, pravidelné stretnutia riešiteľov, stanovenie čiastkových cieľov, publikovanie čiastkových výsledkov, kooperácia, výmena vedomostí, atď.

Zdôvodnite finančné nároky:

V rámci dosahovania stanovených cieľov je dôležité vedecké výsledky prezentovať na medzinárodných konferenciách a publikovať ich vo významných vedeckých časopisoch. Rovnako je dôležité získavať pravidelne nové informácie z danej oblasti. Z uvedeného dôvodu chceme získané prostriedky použiť nasledovne:
1. na úhradu konferenčných poplatkov (vložného) a cestovných nákladov na významné medzinárodné vedecké konferencie,
2. na pokrytie nákladov na nákup potrebnej odbornej literatúry,
3. na pokrytie nákladov na nákup spotrebného materiálu.

• Definujte mieru originálnosti projektu
• Opíšte navrhovaný koncept riešenia a formulujte vedeckú hypotézu
• Definujte význam predbežných výsledkov, nadväznosť navrhovaného riešenia na vlastné publikované výsledky

Východisková hypotéza projektu je nasledovná:
“Exaktná formulácia návrhu BDI architektúry vhodnými formálnymi metódami zaručí korektnosť a spoľahlivosť jej implementácie.”
Overenie našej hypotézy budeme realizovať napĺňaním vedeckých cieľov formulovaných vyššie.

Tento projekt nadväzuje na výsledky realizovaného výskumu venovaného formálneho opisu správania programových systémov [1], bezpečnosti počítačových sietí [2], návrhu verifikovateľných modelov [3]. Vhodnosť využitia technológií virtuálnej reality pri tvorbe adaptovateľného používateľského rozhrania s využitím grafických prvkov a pokročilých spôsobov interakcie [4] (ovládanie prostredníctvom gest rúk a celého tela, sledovanie pohľadu a zobrazovanie výstupov na základe sledovania pohľadu používateľa) potvrdzujú parciálne výsledky dosiahnuté v rámci projektov [5].

Originálnymi prínosmi projektu majú byť predovšetkým:
• Návrh verifikovateľnej BDI architektúry pre automatizované reakcie systému na sieťové narušenia a jej následná implementácia v prostredí reálnej siete.
• Demonštrácia rozšírenia pasívnej funkcionality systémov na detekciu prienikov na aktívnu (reakcia na detegované sieťové narušenie).
• Vizuálne zobrazíme dynamiku vykonávania implementovanej architektúry, jej prípadných reakcií na sieťové narušenia využitím systémov virtuálnej reality.

Ďalším cieľom projektu je potenciál demonštrácie významu formálnych metód pri návrhu spoľahlivého a korektného softvéru, najmä v tak dôležitej oblasti akou je počítačová bezpečnosť, využitím spomínaných systémov virtuálnej reality.

Zdroje:

[1] Ján Perháč, Daniel Mihályi, Valerie Novitzká: Between syntax and semantics of resource oriented logic for IDS behavior description - 2016. In: Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics. Vol. 15, no. 2 (2016), p. 105-118. - ISSN 2353-0588

[2] Ján Perháč, Daniel Mihályi: Intrusion Detection System Behavior as Resource-Oriented Formula - 2015. In: Acta Electrotechnica et Informatica. Roč. 15, č. 3 (2015), s. 9-13. - ISSN 1335-8243

[3] Ján Perháč, Daniel Mihályi, William Steingartner, Valerie Novitzká: Some useful aspects about coalgebras and coalgebraic logic in computer science - 2016. In: 11th Joint Conference on Mathematics and Computer Science (May 20-22, 2016, Eger, Hungary, 2016). (akceptované k publikovaniu)

[4] Branislav Sobota, Štefan Korečko, Peter Pastornický, Ladislav Jacho: A view to the impact of some VR-technologies in an education of disabled people - 2017. In: ITRO 2017. - Novi Sad : University of Novi Sad, 2017 P. 159-164. - ISBN 978-86-7672-302-7

[5] Branislav Sobota, Štefan Korečko, Ladislav Jacho, Peter Pastornický, Marián Hudák, Martin Sivý: Virtual-Reality Technologies and Smart Environments in the Process of Disabled People Education - 2017. In: ICETA 2017. - Danvers : IEEE, 2017 S. 427-432. - ISBN 978-1-5386-3294-9

• Definujte harmonogram riešenia projektu s ohľadom na logickú nadväznosť postupov a na napĺňanie deklarovaných cieľov
• Vysvetlite adekvátnosť použitej metodiky
• Vysvetlite adekvátnosť navrhnutého rozpočtu projektu v kontexte finančnej náročnosti dosiahnutia cieľov
• Stanovte časový plán realizácie a naplnenia stanovených vedeckých cieľov

Obdobie 01.01.2018-31.01.2018:
- Analýza princípov BDI architektúry, systému na detekciu prienikov, a vývoja softvéru prostredníctvom softvérového modelu Belief-Desire-Intention. Voľba vhodných logických systémov. Špecifikácia správania sa IDS pri detekcii sieťových narušení prostredníctvom vhodných formálnych metód.

Obdobie 01.02.2018-31.03.2018:
- Definícia vhodného logického systému pre rozhodovanie BDI architektúry. Zavedenie jeho jazyka, sémantiky, a dokazovaciého systému. Analýza možností použitia systémov virtuálnej reality s rôznym stupňom imerzie pre prezentovanie dosiahnutých výsledkov a konfrontovanie výhod využitia systémov virtuálnej reality oproti známym prístupom prezentovania výstupov BDI architektúr.

Obdobie 01.04.2018-31.07.2018:
- Syntéza získaných poznatkov. Konštruovanie verifikovateľného modelu BDI architektúry ako komponentov komponentového systému. Explicitná formulácia správania sa navrhnutého systému, a jeho jednotlivých komponentov navrhnutým logickým systémom. Príprava publikácií s dosiahnutými výsledkami. Implementácia prototypov pokročilých používateľských rozhraní VRS.

Obdobie 01.08.2018-30.09.2018:
- Implementácia konštruovaného modelu v prostredí reálnej sieťovej prevádzky. Príprava publikácií s dosiahnutými výsledkami. Používateľské testovanie rozhraní VRS a príprava zmien na základe nadobudnutých výsledkov.

Obdobie 01.10.2018-31.12.2018:
- Experimentálne overenie konštruovaného modelu na praktickom príklade sieťových narušení. Finalizácia výsledkov projektu. Príprava publikácií s celkovými dosiahnutými výsledkami.

Pre publikovanie čiastkových a celkových výsledkov a nadviazanie potenciálnej medzinárodnej spolupráce bude potrebná účasť na medzinárodných konferenciách.

• Odôvodnite kompetentnosť zúčastnených riešiteľských organizácií na riešenie predkladaného projektu v kontexte hlavných úloh, ktoré budú jednotlivé organizácie v projekte zabezpečovať
• Opíšte kompetentnosť jednotlivých riešiteľov na riešenie predkladaného projektu a základné úlohy, ktoré budú v rámci implementácie projektu realizovať (netýka sa zodpovedného riešiteľa)
• Opíšte spôsob kooperácie riešiteľov, ich vzájomnú komplementaritu a zastupiteľnosť pri riešení projektu
• Opíšte existujúcu prístrojovú a personálnu infraštruktúru pracovísk podieľajúcich sa na implementácii projektu
• Opíšte mieru zapojenia mladých pracovníkov výskumu a vývoja do 35 rokov vrátane študentov doktorandského štúdia do riešenia projektu

Riešiteľský kolektív je zostavený z doktorandov Katedry počítačov a informatiky, Fakulty elektrotechniky a informatiky, TUKE. Jednotliví riešitelia prispejú k projektu v týchto oblastiach:

• Ing. Ján Perháč - Zameranie výskumu:
o teória programovania,
o bezpečnosť počítačových sietí a systémov,
o logické systémy.

• Ing. Zuzana Bilanová - Zameranie výskumu:
o teória programovania,
o formálne metódy,
o logické systémy.

• Ing. Marián Hudák -Zameranie výskumu:
o počítačová grafika,
o systémy virtuálnej reality,
o tvorba interaktívnych trojrozmerných scén.
• Ing. Ladislav Jacho - Zameranie výskumu:
o počítačová grafika,
o systémy virtuálnej reality,
o používateľské rozhrania informačných a komunikačných systémov.
• Ing. Peter Pastornický - Zameranie výskumu:
o počítačová grafika,
o systémy virtuálnej reality,
o grafické používateľské rozhrania.
• Ing. Martin Sivý - Zameranie výskumu:
o počítačová grafika,
o systémy virtuálnej reality,
o návrh serverových systémov.

Opíšte spôsob kooperácie riešiteľov a ich vzájomnú komplementaritu:

Semináre, pravidelné stretnutia riešiteľov, stanovenie čiastkových cieľov, publikovanie čiastkových výsledkov, kooperácia, výmena vedomostí.

Opíšte existujúcu prístrojov infraštruktúru na implementácii projektu:

Riešiteľský kolektív tvoria členovia katedry počítačov a informatiky z nasledujúcich laboratórií:
• Laboratórium informatiky a počítačových jazykov (Bilanová, Perháč).
• Laboratórium inteligentných rozhraní komunikačných a informačných systémov (Hudák, Jacho, Pastornický, Sivý).

Spomenuté laboratória sú adekvátne vybavené pre úspešnú realizáciu cieľov projektu. Disponujú modernými technológiami a všetkou potrebnou infraštruktúrou.