Реєстраційний номер
0516U000268, Докторська дисертація
На здобуття
д.т.н.
Дата захисту
25-03-2016
Статус
Захищена
Назва роботи
Моделі і методи синтезу складних сигналів з необхідними властивостями для захищених телекомунікаційних систем
Здобувач
Замула Олександр Андрійович,
Керівник Горбенко Іван Дмитрович
Опонент Бондаренко Олег Володимирович
Опонент Климаш Михайло Миколайович
Опонент Кучук Георгій Анатолійович
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Український державний університет залізничного транспорту
Опис
Об'єктом дослідження є процеси інформаційного обміну та управління цим обміном, що протікають в ТКС та мережах. Метою роботи є покращення показників завадозахищеності та інформаційної безпеки захищеної ТКС в умовах зовнішніх і внутрішніх впливів на основі розвитку теорії та практики інформаційного обміну, а також методів синтезу складних нелінійних дискретних сигналів з необхідними властивостями. Методи дослідження: положення теорії інформації і завадостійкого кодування, теорії систем зв'язку та теорії систем сигналів, теорії криптографічного захисту інформації, теорії ймовірностей і випадкових процесів, методи аналізу та синтезу, теорії чисел, груп, кілець, полів, методи теорії цифрових автоматів, математичного та імітаційного моделювання, теорії ймовірності та математичної статистики. Наукові результати: Вперше отримано: 1. метод синтезу нелінійних криптографічних дискретних складних сигналів, який використовує випадкові (псевдовипадкові) процеси, і дозволяє створювати сигнали з необхідними ансамблевими, структурними та кореляційними властивостями, що дає можливість покращити показники завадозахищеності та інформаційної безпеки ТКС в умовах зовнішніх і внутрішніх впливів; 2. математичну модель структури складних нелінійних дискретних сигналів у кінцевих полях, що визначає залежність характерів елементів мультиплікативної групи поля Галуа і символів дискретних послідовностей, синтезованих з використанням характерів елементів мультиплікативної групи поля, що дозволяє визначити значення показників завадозахищеності (структурної скритності) дискретних сигналів; 3. метод реалізації арифметичних модульних операцій додавання і віднімання, заснований на табличному принципі реалізації арифметичних операцій за допомогою використання спеціального коду табличного множення, що дозволяє підвищити швидкодію виконання модульних операцій додавання і віднімання; 4. метод реалізації арифметичної модульної операції множення, заснований на використанні табличного принципу шляхом використання процедури порозрядного визначення результату операції, що дозволяє підвищити швидкодію виконання модульних операцій модульного множення. Удосконалено: 1. метод синтезу нелінійних дискретних складних сигналів, у якому, на відміну від відомих, використовується залежність між елементами та індексами елементів кінцевого поля, що дозволяє підвищити швидкодію синтезу сигналів; 2. метод синтезу нелінійних дискретних складних сигналів, у якому, на відміну від відомих, використовуються механізми спрямованого (обмеженого) перебору сигналів для відбору сигналів, які відповідають певним вимогам, що дозволяє підвищити продуктивність синтезу системи сигналів з необхідними властивостями; 3. метод оцінки властивостей нелінійних дискретних складних сигналів, у якому на відміну від відомих, використано алгебраїчні властивості елементів кінцевого поля, що дозволяє збільшити швидкодію процесу дослідження властивостей сигналів, і, таким чином, підвищити продуктивність синтезу системи сигналів з необхідними властивостями; 4. метод синтезу всієї системи нелінійних дискретних сигналів, у якому, на відміну від відомих, використовується процедура зчитування та запису (за певним правилом) символів сигналу для формування всієї множини сигналів, що відноситься до цієї системи сигналів, що дозволяє підвищити продуктивність синтезу сигналів; 5. метод інформаційного обміну даними, в якому, на відміну від відомих, застосовується зміна відповідності: біт повідомлення складний сигнал і, як складні сигнали, застосовуються нелінійні дискретні сигнали з необхідними ансамблевими, структурними та кореляційними властивостями, що дозволяє покращити показники інформаційної безпеки та завадозахищеності; 6. метод реалізації арифметичних модульних операцій додавання і віднімання, який, на відміну від відомих, заснований на використанні принципу кільцевого зсуву, за допомогою представлення залишків числа двійковим кодом, за рахунок використання властивостей циклічних перестановок вмісту кільцевого регістра, що дозволяє підвищити швидкодію виконання модульних операцій. Практичне значення: 1. Практичне використання складних нелінійних завадозахищених сигналів (НС) (метод синтезу яких вперше отримано в роботі), дозволить підвищити скритність функціонування ТКС. Так, для періоду сигналу порядку 1000 елементів структурна скритність НС перевищує даний показник для лінійних класів сигналів (М-послідовностей) більш ніж в 30 разів. 2. Застосування удосконаленного в роботі методу синтезу системи НС на основі спрямованого (обмеженого) перебору сигналів для відбору таких, які володіють необхідними ансамблевими та кореляційними властивостями, дозволяє підвищити продуктивність процесу синтезу системи сигналів (від 45 до 60 відсотків). 3. Застосування удосконаленого в роботі методу синтезу систем нелінійних сигналів (НС) у кінцевих полях дозволяє підвищити (за рахунок покращених кореляційних властивостей) завадостійкість прийому. Так, під час використання нелінійних сигналів як синхропослідовностей (для періоду сигналу 256 елементів) завадостійкість прийому НС на 4 дБ вище, ніж у випадку використання лінійних класів сигналів. Застосування запропонованих в дисертації методів синтезу НС дозволить підвищити продуктивність синтезу сигналів. Так, для періоду нелінійного сигналу 10098 елементів (об'єм системи складає 2 880 сигналів) виграш у продуктивность синтезу сигналів на основі використання розробленого методу синтезу сигналів, порівняно з відомим методом, складає більше 720 разів. 4. Методи табличної реалізації модульних операцій в модулярній системі числення (МСЧ) з використанням спеціального коду табличного подання операндів, які отримані в роботі, дозволяють, залежно від величини l-байтового (l = 1 - 4, 8) машинного слова, наприклад, при виконання операції модульного множення, від 64 до 4096 разів скоротити час виконання операцій, порівняно з використанням суматорного методу в позиційній системі числення. 5. На основі розроблених і удосконалених методів синтезу систем НС та методів швидкої реалізації модульних операцій розроблено алгоритми для їх реалізації, відповідно до яких синтезований клас апаратних засобів формування і обробки сигналів у ТКС, на які отримано 14 патентів України, що підтверджує новизну і практичну значущість отриманих у дисертації наукових результатів роботи. 6. Отримано обчислювальні алгоритми і програмний комплекс, які дозволяють реалізувати методи синтезу систем складних нелінійних дискретних сигналів та здійснювати дослідження властивостей (кореляційних, ансамблевих, структурних) вищезазначених систем сигналів. 7. При застосуванні нелінійних дискретних сигналів з періодом 10000 елементів, імітостійкість системи на три порядки вище, ніж під час використання лінійних дискретних сигналів з трирівневою функцією кореляції, які є кращими з погляду ансамблевих і кореляційних властивостей у даному класі сигналів. Отримані в роботі результати знайшли практичне впровадження і використання у процесі побудови телекомунікаційної системи в приватному акціонерному товаристві "Інститут інформаційних технологій" (м. Харків), відповідно до Договору №0003 / 01-15 від 08.07.15. (Акт використання від 28.09. 2015р.); під час виконання науково-дослідних робіт з розробки перспективних засобів зв'язку та визначення шляхів модернізації "малогабаритної завадозахищеної короткохвильової радіостанції малої потужності", яка розроблена і виготовлена в Державному підприємстві "Центральне конструкторське бюро "Протон" (м. Харків) (Акт впровадження від 23.09. 2015р.); під час виконання науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт: "Побудова моделюючого комплексу для управління функціонуванням корабельного з'єднання"; "Дослідження і розробка методів забезпечення живучості комп'ютерних інформаційних мереж для високотехнологічних об'єктів" в Інституті проблем реєстрації інформації Національної Академії наук України (м. Київ), (Акт впровадження від 07.09. 2015р.); у навчальному процесі кафедри безпеки інформаційних систем і технологій Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна під час викладання дисциплін "Управління інформаційною безпекою", "Комплексні системи захисту інформації: проектування, впровадження, супровід", "Нормативно-правове забезпечення інформаційної безпеки", що підтверджується Актом використання від 21.09. 2015р.
Дата реєстрації
2016-04-05
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-03 / 2026-06-29
