Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0825U002834, Дисертація доктора філософії На здобуття Доктор філософії Дата захисту 27-08-2025 Статус Наказ про видачу диплома Назва роботи Метод підвищення кібербезпеки безпілотних літальних апаратів iз вбудованою системою ADS-B Здобувач Чжан Міньцзян Чжан, Керівник Черних Олена Петрівна Опонент Трубчанінова Карина Артурівна Опонент Фесенко Герман Вікторович Рецензент Гавриленко Світлана Юріївна Рецензент Кучук Ніна Георгіївна Опис Дисертація присвячена розв’язанню актуальної науково-прикладної задачі забезпечення кібербезпеки безпілотних літальних апаратів (БПЛА) шляхом розробки методів прихованого вбудовування ідентифікаторів у повідомлення формату ADS-B на базі спектрального стеганографічного підходу. Об’єкт дослідження: Процес захисту ідентифікаційних даних безпілотних літальних апаратів у форматі ADS-B. Предмет дослідження: Метод підвищення кібербезпеки БПЛА шляхом стеганографічного вбудовування ідентифікаторів формату ADS-B. Мета дослідження: Метою дисертаційної роботи є підвищення кібербезпеки БПЛА з вбудованою системою ADS-B шляхом розробки методу прихованого вбудовування ідентифікаторів з використанням методу прямого розширення спектра та модифікації частотних компонентів сигналу. У вступі обґрунтовано актуальність проблеми захисту систем ADS-B, зростаючу кількість атак на безпілотну авіацію, вразливість каналів передачі даних та необхідність підвищення прозорості й прихованості ідентифікаційної інформації. У першому розділі проаналізовано сучасні підходи до захисту ADS-B, класифіковано типи кіберзагроз, виявлено відсутність ефективних практичних рішень щодо прихованого вбудовування даних у широкомовні канали. У другому розділі побудовано математичну модель процесу передачі ADS-B даних у стеганосистемі на основі китайської теореми про остачі та кільця цілих чисел. Запропоновано формальний опис параметрів прихованої передачі ідентифікаторів та використання GERT-схем для обчислення часових характеристик (W-функцій) системи кодування/декодування. У третьому розділі розроблено метод вбудовування ідентифікатора в спектральні компоненти ADS-B сигналу з використанням дискретного перетворення Фур’є. Вдосконалено підхід до адаптивного вибору частот із врахуванням локальної потужності сигналу, що забезпечує прихованість і мінімальні спотворення. У четвертому розділі проведено експериментальні дослідження та чисельну оцінку ефективності: встановлено, що метод знижує ймовірність виявлення до 0,5%, покращує коефіцієнт кореляції між оригінальним та вбудованим сигналами до 0,9999999999, зменшує NMSE у 10 разів, а максимальна амплітудна різниця не перевищує 0,06. Результати протестовано на SDR-платформі PXI 1062. У висновках наведено основні результати наукової роботи щодо вирішення поставлених наукових задач дослідження. За результатами дослідження отримано такі наукові результати: 1. Уперше розроблено математичну модель процесу стеганографічного вбудовування ідентифікатора БПЛА в дані формату ADS-B. Модель базується на китайській теоремі про остачі та теоремі про кінцеве цілісне кільце. Комплексна математична формалізація дозволила оцінити еквівалентні W-функції часу стеганографічного кодування та декодування ідентифікаторів БПЛА із вбудованою системою ADS-B. 2. Уперше розроблено метод стеганографічного вбудовування ідентифікаторів в дані формату ADS-B з використанням перетворення Фур'є. Відмінною особливістю розробленого методу є комплексне використання алгоритмів адаптивної модифікації спектральних компонентів сигналу для зменшення спотворень даних формату ADS-B. Це дозволило до 4 разів підвищити рівень скритності вбудованої інформації. 3. Вдосконалено спосіб адаптивного вибору спектральних компонентів сигналу ADS-B для вбудовування ідентифікатора, який відрізняється від відомих динамічним регулюванням амплітуди вбудовування у кожному фрагменті сигналу. Це дозволило зменшити ймовірність помилок розпізнавання прихованої інформації до 2 разів. Практичне значення отриманих результатів полягає в наступному: - знижено ймовірності помилок розпізнавання вбудованої інформації (Bit Error Rate, BER) до менше ніж 0,5% при силі вбудовування Ls = 5·10⁻⁵; - забезпечено високого ступеня прозорості – коефіцієнт кореляції між оригінальним і модифікованим сигналом досяг 0,9999999999, що свідчить про практично непомітні зміни сигналу; - зменшено NMSE (нормалізованої середньої квадратичної помилки) в 10 разів порівняно з відомим методом mp3stego; - при використанні розробленого методу максимальна амплітудна різниця (MD) не перевищує 0,06, а середня абсолютна різниця (AD) – 0,0028 для сили вбудовування Ls = 20%; - досягнуто зменшення часу кодування стеганографічної інформації в режимі реального часу до середнього значення 1,18 умовних одиниць, що підтверджено GERT-моделюванням; - експериментальні результати показали зниження дисперсії часу стеганографічного перетворення до 1,56 при використанні китайської теореми про остачі; - забезпечено адаптивність методу, що дозволяє уникнути візуального або статистичного виявлення прихованої інформації у понад 95% тестових випадків. Дата реєстрації 2025-07-10 Додано в НРАТ 2025-07-10 Закрити