Е. С. Митяков

МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОБЪЕКТА КРИТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ И ЕГО ЦИФРОВОГО ДВОЙНИКА ПРИ ОБНАРУЖЕНИИ УГРОЗ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Резюме: В статье рассматривается проблема повышения эффективности обнаружения киберугроз для объектов критической информационной инфраструктуры. С целью решения данной проблемы предлагается концептуальная модель двустороннего взаимодействия между физическим объектом и его цифровым двойником. Модель представляет собой замкнутую динамическую систему, состоящую из двух контуров: подсистемы прогнозирования и симуляции угроз, которая использует актуальное состояние двойника для анализа уязвимостей и моделирования атак, и подсистемы обеспечения безопасности самого цифрового двойника, отвечающей за обнаружение аномалий в его работе и верификацию целостности. Ключевым элементом является итеративный процесс коррекции и актуализации состояния цифрового двойника, направленный на минимизацию расхождений с физическим объектом и повышение достоверности его прогнозов. Динамика модели формализована с помощью системы уравнений в дискретном времени. Проведенная экспериментальная апробация на синтетических данных подтвердила принципиальную реализуемость модели, продемонстрировав ее способность к обнаружению аномальных состояний и последующей самокоррекции параметров цифрового двойника для поддержания его репрезентативности.

Ключевые слова: критическая информационная инфраструктура, цифровой двойник, информационная безопасность, обнаружение угроз, моделирование атак, машинное обучение, синхронизация данных, адаптивная защита, киберфизические системы.

E.S. Mityakov

A MODEL FOR INTERACTION BETWEEN A CRITICAL INFORMATION INFRASTRUCTURE FACILITY AND ITS DIGITAL TWIN FOR INFORMATION SECURITY THREAT DETECTION

Summary: The article addresses the problem of enhancing the efficiency of cyber threat detection for critical information infrastructure facilities. To solve this problem, a conceptual model of bilateral interaction between a physical object and its digital twin is proposed. The model is a closed-loop dynamic system consisting of two circuits: a threat forecasting and simulation subsystem, which uses the current state of the twin to analyze vulnerabilities and model attacks, and a subsystem for ensuring the security of the digital twin itself, responsible for detecting anomalies in its operation and verifying its integrity. A key element is the iterative process of correcting and updating the state of the digital twin, aimed at minimizing discrepancies with the physical object and increasing the reliability of its forecasts. The model’s dynamics are formalized using a system of equations in discrete time. Experimental testing on synthetic data confirmed the fundamental feasibility of the model, demonstrating its ability to detect anomalous states and subsequently self-correct the parameters of the digital twin to maintain its representativeness.

Keywords: critical information infrastructure, digital twin, information security, threat detection, attack simulation, machine learning, data synchronization, adaptive protection, cyber-physical systems.

DOI: 10.34219/2078-8320-2026-16-1-134-141