Библиотека пользователя MathCad для экспериментов по оценке эффективности защиты информации

Компьютерная программа Mathcad представляет собой универсальную программную среду решения различного рода задач при помощи широкого набора инструментов анализа исходных данных и визуализации полученных результатов. Mathcad позволяет задавать формулы высокой степени сложности и обрабатывать большие объемы данных. В рамках разрабатываемого на кафедре информационных систем Санкт-Петербургского университета МВД России проекта по анализу защиты информации в речевых каналах связи возникла необходимость расширения функциональности стандартных средств Mathcad. Проводимые эксперименты по оценке эффективности защиты информации в звуковом потоке требовали предоставления возможности респонденту в ходе эксперимента давать ответ путем нажатия на соответствующей кнопке диалогового окна, а позднее - возможность мгновенного отображения результата при ответе респондента, что вносит элемент обучения при проведении эксперимента.

В самом общем виде процесс проведения эксперимента выглядит следующим образом. Имеется некий исходный набор аудио фрагментов с различного рода искажениями звуковой информации. Коэффициент искажения k изменяется от 1 до n. Респонденту в произвольной последовательности воспроизводятся аудио фрагменты. Воспринимая на слух аудио фрагмент респондент должен указать степень искажения звука путем выбора соответствующей кнопки диалогового окна. Полученное значение r заносится в матрицу m. В матрице m колонке соответствует k, а ряду - r. Например, когда пользователь выбирает ответ 1 и реальное искажение k равно 1, то в ячейку первой колонки первого ряда матрицы добавляется единица. Когда пользователь выбирает ответ 2, а реальное искажение k равно 1, то в ячейку первой колонки второго ряда матрицы добавляется единица. Пользовательская библиотека содержит функцию vr_OperAnswer(k,n,m,h), которая возвращает матрицу ответов. Если параметр h равен 1, то после каждого ответа диалоговое окно будет отмечать символом "+" кнопку с реальным значением искажения, а символом "-" - выбранный вариант респондента. В этом случае, если пользователь точно указал степень искажения, цвет фона диалогового окна будет зеленым, иначе - красным.

В случае организации цикла вызовов функции возможно накопление результатов в матрице. Дальнейший их анализ будет строиться на том основании, что если бы респондент мог идеально указывать степень искажения звукового сигнала, то все ответы выравнивались бы по диагонали из левого верхнего в правый нижний угол матрицы. Но так как различные респонденты выбирают уровень искажения исходя из субъективной оценки, то результаты будут распределяться вокруг указанной идеальной линии. Учитывая то, что при неоднократном повторении эксперимента с различными респондентами значения соответствующих ячеек матрицы будут увеличиваться, то в последствии на основе распределившихся ответов в матрице можно будет проследить удельный вес отклонений от идеальной линии, а, следовательно, оценить эффективность защиты информации.

Разработанная библиотека пользователя позволяет расширить стандартные функции MathCad. При помощи библиотеки пользователя реализуется интерфейс взаимодействия респондентов с MathCad, что является одним из необходимых условий успешного проведения экспериментов по оценке эффективности защиты информации в речевых каналах связи, осуществляемых на кафедре информационных систем Санкт-Петербургского университета МВД России.