МОДЕЛЬ РОЗПОДІЛУ ОБЧИСЛЮВАЛЬНИХ ЗАДАЧ У ХМАРНІЙ ІНФРАСТРУКТУРІ З УРАХУВАННЯМ ПРОДУКТИВНОСТІ, ВАРТОСТІ ТА БЕЗПЕКИ

Анотація

Хмарні системи (ХС), які наразі стали часткою бізнес-процесів багатьох компаній та установ, стикаються зі складними викликами, включаючи цілеспрямовані атаки, експлуатацію вразливостей програмного забезпечення, та ризики витоку конфіденційних даних, що суттєво підвищує вимоги до безпеки та ефективності розподілу ресурсів. В умовах інтенсифікації кіберзагроз та зростання вимог до ефективності ХС релевантною є розробка нових моделей розподілу обчислювальних задач, які одночасно враховують критерії безпеки, продуктивності та вартості хмарної інфраструктури. Наявні теоретичні підходи часто аналізують ці фактори ізольовано. При цьому не враховується взаємодія між атакуючим і захисником ХС. А це обмежує практичну придатність таких моделей. У цій статті запропоновано гібридну модель, яка поєднує теорію антагоністичних ігор для оцінки ризиків хмарним системам із багатокритеріальною оптимізацією на основі модифікованого алгоритму NSGA-II. Стратегії атакуючого формалізуються через параметр агресивності λ, що впливає на ймовірність атаки вузлів, а захисника – через адаптивні механізми розподілу задач. Оптимізаційна задача мінімізує три цільові функції – сумарний ризик розміщення задач (безпека ХС), сумарний час обробки задач (продуктивність ХС), та сумарна вартість використання ресурсів (економічність ХС). Симуляція в моделі середовищі Python підтвердила ефективність підходу. Значення метрик якості дорівнює IGD = 0.2263, Spacing = 0.0106, Hypervolume ≈ 1.3310. Такі результати свідчать про збіжність, рівномірність розподілу та різноманітність Парето-оптимальних рішень для захищеної ХС. Запропонована модель забезпечує гнучкий компроміс між конфліктними критеріями та адаптується до різних сценаріїв поведінки зловмисника.