Registration Number
0826U004432, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
02-09-2026
popup.evolution
o
Title
Methods and means of organizing data processing in private cloud services based on byte-oriented hashing
Author
Dmytro Kysiuk,
popup.head Volodymyr Luzhetskyi
popup.head Serhii Zakharchenko
popup.opponent Nataliia V. Korshun
popup.opponent Andrii O. Fesenko
popup.opponent Yevheniia V. Ivanchenko
popup.review Yurii V. Baryshev
popup.rada
Vinnytsia national technical university
Description
Дисертаційна робота присвячена розв'язанню актуального науково-прикладного завдання підвищення ефективності захисту даних у приватних хмарних сервісах шляхом удосконалення методів байт-орієнтованого гешування та розроблення спеціалізованої апаратно-програмної архітектури криптографічного процесора. Загальний обсяг роботи становить 174 сторінки, з яких основний зміст викладено на 158 сторінках. Дисертація містить 32 рисунки та 21 таблицю. Робота виконувалась відповідно до тематичних планів наукових досліджень кафедр обчислювальної техніки та захисту інформації Вінницького національного технічного університету. Основні наукові результати та висновки дисертаційної роботи отримані автором самостійно та викладені у 5 наукових працях та 19 тезах доповідей на конференціях.
Актуальність дослідження зумовлена стрімким розвитком хмарних технологій, зростанням обсягів даних, необхідністю забезпечення їх цілісності, автентичності та ефективної обробки в умовах обмежених обчислювальних ресурсів, а також підвищеними вимогами до продуктивності сучасних кіберфізичних систем, IoT-пристроїв та edge-обчислень.
Об'єктом дослідження є процеси забезпечення цілісності даних у приватних хмарних сервісах. Предметом дослідження виступають методи, моделі та засоби байт-орієнтованого гешування, а також архітектурні рішення для їх апаратної реалізації.
Метою дисертаційної роботи є підвищення продуктивності процесів контролю цілісності даних у приватних хмарних сервісах шляхом розроблення методів байт-орієнтованого гешування та спеціалізованої архітектури криптографічного процесора, що забезпечують зменшення часу обробки повідомлень при збереженні необхідного рівня криптографічної стійкості.
У роботі проведено аналіз сучасних методів криптографічного гешування, визначено їх переваги та обмеження щодо використання в ресурсно-обмежених інформаційних системах. Запропоновано нові методи байт-орієнтованого гешування, засновані на попередньому формуванні характеристичних структур повідомлення та їх подальшому ущільненні, що дозволяє зменшити обсяг проміжних обчислень і підвищити швидкодію алгоритму. Удосконалено математичну модель процесу гешування, яка враховує особливості організації байтових потоків даних та забезпечує ефективну паралельну обробку.
Розроблено багатошарову апаратно-програмну архітектуру криптографічного процесора, адаптовану до реалізації на FPGA, яка забезпечує конвеєризацію операцій, паралельне виконання окремих етапів обробки та масштабованість залежно від вимог прикладної системи. Запропоновані архітектурні рішення дозволяють зменшити затримки при обчисленні геш-значень, підвищити пропускну здатність системи та забезпечити ефективне використання апаратних ресурсів.
У процесі дослідження розроблено структурні та функціональні моделі криптографічного процесора, виконано їх програмне моделювання та апаратну реалізацію на FPGA. Проведено експериментальні дослідження продуктивності, які підтвердили працездатність запропонованих методів і архітектурних рішень. Отримані результати демонструють скорочення часу обробки даних та підвищення продуктивності порівняно з програмною реалізацією криптографічних алгоритмів загального призначення при раціональному використанні логічних ресурсів програмованої логіки.
Наукова новизна одержаних результатів полягає у розробленні нових методів байт-орієнтованого гешування, удосконаленні моделей організації процесу обробки даних та створенні спеціалізованої багатошарової архітектури криптографічного процесора для забезпечення контролю цілісності інформації у приватних хмарних сервісах. Подальшого розвитку набули підходи до апаратного прискорення криптографічних перетворень на основі FPGA із застосуванням конвеєрної та паралельної обробки даних.
Практичне значення отриманих результатів полягає у можливості використання розроблених методів та архітектурних рішень під час створення високопродуктивних засобів контролю цілісності інформації у приватних хмарних інфраструктурах, центрах обробки даних, системах резервування та дедуплікації інформації, кіберфізичних системах, IoT- та edge-пристроях і спеціалізованих інформаційно-комунікаційних комплексах. Результати дослідження можуть бути використані при проєктуванні апаратних криптографічних модулів, а також у навчальному процесі закладів вищої освіти під час викладання дисциплін, пов'язаних із криптографією, комп'ютерною інженерією та інформаційною безпекою.
Основні положення дисертаційної роботи апробовано на міжнародних та всеукраїнських науково-практичних конференціях. Результати дослідження опубліковано у наукових працях, зокрема у фахових виданнях України та виданнях, що індексуються міжнародними наукометричними базами даних.
Registration Date
2026-08-07
popup.nrat_date
2026-08-07 / 2026-09-21
