Similar presentations:
Презентация
1.
МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ,СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»
(СПбГУТ)
Санкт-Петербургский колледж телекоммуникаций им. Э.Т. Кренкеля
Специальность: 09.02.07 Информационные системы и программирование (программист)
Дипломная работа
«Разработка виртуального тренажера по
кибербезопасности»
Дипломник
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна
Руководитель
Русанова Наталья Сергеевна
Санкт-Петербург 2026
1
2. Постановка задач
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Постановка задач
Цель:
Проектирование и разработка программного комплекса
виртуального тренажера по кибербезопасности для интерактивного
обучения и контроля знаний.
Задачи:
• Провести анализ предметной области и существующих аналогов.
• Сформировать требования к системе и спроектировать архитектуру.
• Разработать серверную часть (FastAPI) и базу данных (PostgreSQL).
• Реализовать веб-интерфейс (React) и мобильное приложение (React
Native).
• Провести тестирование и оценить экономическую эффективность
проекта.
2
3. Актуальность проекта
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Актуальность проекта
3
4. SWOT
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»SWOT
Сильные стороны:
• Изолированная
безопасная среда
кроссплатформенность
(Web + Mobile)
• Элементы геймификации
• Гибкая архитектура
Слабые стороны:
• Зависимость от серверных
мощностей для
виртуализации
• Необходимость
регулярного обновления
базы уязвимостей
Возможности:
• Внедрение в учебные
процессы вузов и
колледжей (B2B сегмент)
• Монетизация через
подписку
• Расширение каталога
сценариев атак
Угрозы:
• Появление сильных
конкурентов
• Быстрое устаревание
текущих сценариев из-за
развития новых методов
кибератак.
4
5. PEST
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»PEST
Политические:
• Курс на импортозамещение в
сфере ИТ;
• Государственная поддержка
ИБ-отрасли;
• Строгие требования
регуляторов (ФСТЭК,
Роскомнадзор).
Экономические:
• Рост рынка
кибербезопасности;
• Потребность компаний в
снижении затрат на обучение
персонала.
Социальные:
• Популяризация ИТпрофессий;
• Тренд на непрерывное
образование (Life-long
learning) и удаленный формат
работы/учебы.
Технологические:
• Развитие технологий
контейнеризации и
виртуализации;
• Доступность современных
фреймворков (React, FastAPI)
для быстрой разработки.
5
6. Постановка задачи : функциональные требования
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Постановка задачи : функциональные
требования
Разграничение прав доступа: реализация
ролевой модели (Администратор,
Преподаватель, Студент).
Управление контентом: инструменты создания
и редактирования тестов, вопросов и лекций.
Контроль времени: запуск и проверка таймера
тестирования строго на стороне сервера.
Автоматизация оценки: мгновенная проверка
ответов и расчет итогового балла.
Геймификация: автоматическая выдача
трофеев за достижения.
Аналитика: сбор статистики и формирование
отчетов об успеваемости.
6
7. Постановка задачи : нефункциональные требования
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Постановка задачи : нефункциональные
требования
Технологический стек: Python (FastAPI),
PostgreSQL 18, React 18, React Native (Expo).
Информационная безопасность: защищенный
протокол HTTPS, авторизация через JWT-токены,
криптографическое хеширование паролей.
Производительность: время отклика сервера на
запросы — не более 1–2 секунд.
Надежность: обеспечение транзакционной
целостности данных и механизмы локального
кэширования ответов.
Масштабируемость: модульная архитектура кода и
гибкая структура БД для добавления новых
сценариев.
Кроссплатформенность: корректная работа во всех
современных браузерах и на мобильных ОС Android.
7
8. Программно-аппаратные средства для разработки
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Программно-аппаратные средства для
разработки
Программный стек
Язык: Python 3.12,
TypeScript.
Backend: FastAPI,
SQLModel (ORM).
База данных: PostgreSQL
18.
Web-Frontend: React 18,
Vite, TailwindCSS.
Mobile: React Native, Expo.
Аппаратные средства
Процессор: AMD Ryzen 5
5500 (6 ядер, 3.6 ГГц).
ОЗУ: 16 ГБ DDR4 (3200
МГц).
Видеокарта: NVIDIA
GeForce GTX 1660 Ti (6
ГБ).
Накопитель: SSD 1 ТБ +
HDD 1 ТБ.
8
9. Архитектура программного обеспечения
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Архитектура программного обеспечения
9
10. Моделирование программного обеспечения
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Моделирование программного обеспечения
10
11. Моделирование программного обеспечения
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Моделирование программного обеспечения
Реализация: библиотека SQLModel (ORM).
11
12. Моделирование ПО: Сценарий авторизации
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Моделирование ПО: Сценарий авторизации
12
13. Моделирование ПО: Сценарий прохождения тестирования
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Моделирование ПО: Сценарий прохождения
тестирования
13
14. Моделирование ПО: Сценарий управления доступом
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Моделирование ПО: Сценарий управления
доступом
14
15. Хранение данных
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Хранение данных
СУБД: PostgreSQL 18.
Модель: реляционная, приведена
к 3-й нормальной форме (3NF).
Целостность: каскадная логика
обработки данных и строгая
типизация.
Безопасность: хранение паролей
в виде хеш-сумм и ведение
системных логов.
Количество таблиц – 10.
15
16. Графический интерфейс пользователя
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Графический интерфейс пользователя
Стек: React 18 + TailwindCSS (адаптивная верстка).
Паттерн: Dashboard (интуитивное управление учебным процессом).
Принцип: Функциональный минимализм для снижения когнитивной
нагрузки.
16
17. Графический интерфейс пользователя
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Графический интерфейс пользователя
Стек: React Native.
Паттерн: Dashboard (интуитивное
управление учебным процессом).
Принцип: Функциональный
минимализм для снижения
когнитивной нагрузки.
17
18. Структура проекта
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Структура проекта
Backend: Серверная логика,
модели данных и API-роутеры
(Python/FastAPI).
Frontend: Веб-интерфейс
администратора и преподавателя
(React/Vite).
Mobile: Мобильное приложение
для студентов (React
Native/Expo).
Разделение ответственности:
Независимая разработка
клиентских и серверных
модулей.
18
19. Тестирование программного обеспечения: объекты тестирования
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Тестирование программного
обеспечения: объекты тестирования
ОБЪЕКТ
ПРОВЕРКИ
ОПИСАНИЕ ТРЕБОВАНИЯ / ОЖИДАЕМОЕ ПОВЕДЕНИЕ
РЕЗУЛЬТАТ
Верстка и UI
Адаптивность веб-панели при различных разрешениях экрана (от 1024х768
до 1920х1080) с использованием TailwindCSS.
Успешно
Бизнес-логика
Корректная работа таймера обратного отсчета экзаменационного курса с
валидацией строго на стороне сервера.
Успешно
Безопасность
Изоляция ролей (RBAC): блокировка попыток доступа к эндпоинтам
администрирования (/admin) под ролью student.
Успешно
Целостность
данных
Исключение передачи правильных ответов в JSON-ответах при получении
списка вопросов через эндпоинт API.
Успешно
Мобильный клиент
Локальное отслеживание и сохранение достижений в SecureStore
мобильного устройства студента.
Успешно
19
20. Тестирование программного обеспечения: тест-кейсы
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Тестирование программного
обеспечения: тест-кейсы
НАЗВАНИЕ ТЕСТА
Успешная авторизация
Изоляция ролевой модели
Безопасность API-запросов
СУТЬ ПРОВЕРКИ И ОЖИДАЕМЫЙ
РЕЗУЛЬТАТ
Отправка учетных данных; генерация
сервером JWT-токена и корректное
перенаправление в Dashboard.
Запрос студента к эндпоинтам
администратора; сервер FastAPI
надежно отклоняет запрос (HTTP 403
Forbidden).
Анализ тела ответа при запросе списка
вопросов; подтверждено полное отсутствие
правильных ответов в JSON.
РЕЗУЛЬТАТ
Успешно
Успешно
Успешно
Завершение по таймеру
Истечение лимита времени на клиенте;
автоматическая блокировка отправки новых
ответов в мобильном приложении.
Успешно
Управление доступом
Назначение курса студенту
администратором; корректное создание
связи в
таблице course_access (PostgreSQL).
Успешно
20
21. Техническая документация
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Техническая документация
Для работы с проектом были разработаны:
• Руководство пользователя
• Руководство администратора
• Политика безопасности
21
22. Технико-экономическое обоснование проекта
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Технико-экономическое обоснование
проекта
Наименование показателя
Единица измерения
Величина
1. Общая трудоемкость разработки
чел.-дн.
65
2. Общий фонд оплаты труда (с учетом доп. выплат)
руб.
289 575,00
3. Отчисления на социальные нужды (34 %)
руб.
98 455,50
4. Затраты на материалы и электроэнергию
руб.
13 690,00
5. Накладные расходы (60 % от осн. ЗП)
руб.
157 950,00
6. Полная себестоимость разработки (С_р)
руб.
586 308,53
7. Рентабельность (плановая прибыль)
%
20
8. Итоговая отпускная цена (с учетом НДС)
руб.
844 284,29
22
23. Выводы
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Выводы
Цель работы достигнута: разработана и протестирована ИС «Cyber
Trainer».
Реализована надежная архитектура с разделением ролей (Admin, Teacher,
Student).
Подтверждена высокая эффективность использования выбранного стека
технологий (FastAPI, React, PostgreSQL).
23
24. Распределение задач
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна. «Разработка виртуального тренажера по кибербезопасности»Распределение задач
Ищенко Владимир Александрович:
Макарова Есения Сергеевна:
Разработка серверной части и архитектуры REST
API.
Проектирование и разработка мобильного
приложения.
Реализация механизмов безопасности.
Разработка интерактивных компонентов вебинтерфейса.
Системная интеграция и комплексная отладка
модулей.
Разработка клиентской части проекта (Веб и
дизайн)
Анализ предметной области и сравнительный
обзор аналогов.
Проектирование логической модели и структуры
базы данных (PostgreSQL).
Функциональное тестирование системы и
составление тест-кейсов.
Разработка технической документации
(руководства пользователя и админа).
24
25.
МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ,СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»
(СПбГУТ)
Санкт-Петербургский колледж телекоммуникаций им. Э.Т. Кренкеля
Специальность: 09.02.07 Информационные системы и программирование (программист)
Дипломная работа
«Разработка виртуального тренажера по
кибербезопасности»
Дипломник
Ищенко Владимир Александрович, Макарова Есения Сергеевна
Руководитель
Русанова Наталья Сергеевна
Санкт-Петербург 2026
25