Preview

Известия Юго-Западного государственного университета

Расширенный поиск

Рекурсивный алгоритм формирования структурированных множеств информационных блоков для повышения скорости выполнения процедур определения их источника

https://doi.org/10.21869/2223-1560-2021-25-2-51-64

Полный текст:

Аннотация

Цель исследования. Для некоторых классов современных информационных систем выполнение известных алгоритмов преобразования данных при проведении процедур идентификации и аутентификации источника данных затруднено из-за ограничений на длительность полного цикла обработки данных. В статье рассматривается алгоритм выполнения процедуры определения источников для группы блоков данных, позволяющий за счёт изменения порядка выполнения типовых операций обнаруживать возникающие ошибки раньше, чем обычные итерационные алгоритмы формирования древовидных структур. Целью работы является снижение вычислительных и ресурсных затрат на выполнение приёмником процедур идентификации источников групп блоков данных, каждый из которых обладает размером, не превышающим несколько байтов .
Методы. В основе рассматриваемого метода идентификации лежит рекурсивный алгоритм формирования древовидной структуры из блоков поступающей информации и последующий анализ ветвей такой структуры. Это позволяет определить подмножество блоков, сформированных целевым источником. В статье приведено формальное математическое описание алгоритма, а также представлены результаты проведённого имитационного моделирования процедур определения источника. При этом характеристики рекурсивного алгоритма сравнивались с аналогичными, полученными для известного итерационного.
Результаты. Полученные в результате имитационного моделирования зависимости между средним числом типовых операций сравнения хешей, средним числом сформированных ветвей древовидной структуры блоков и числом принятых блоков позволили сформулировать критерии применения рекурсивного и итерационного алгоритмов.
Заключение. В работе показано, что применение рекурсивного алгоритма формирования древовидной структуры кадров позволяет снизить среднее число выполняемых приёмником типовых операций на 5 – 10 % и уменьшить затраты памяти для хранения ветвей такой структуры на величину до 30% .

Об авторах

М. О. Таныгин
Юго-Западный государственный университет
Россия

Таныгин Максим Олегович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Информационная безопасность» 

ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040



Х. Я. А. Алшаиа
Юго-Западный государственный университет
Россия

Хайдер Яхья Алшаиа, аспирант кафедры «Информационная безопасность» 

ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040



В. П. Добрица
Юго-Западный государственный университет
Россия

Добрица Вячеслав Порфирьевич, доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры «Информационная безопасность» 

ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040



О. Г. Добросердов
Юго-Западный государственный университет
Россия

Добросердов Олег Гурьевич, доктор технических наук, старший научный сотрудник

ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040



Список литературы

1. Мальчуков А.Н., Осокин А.Н. Система автоматизированного проектирования кодеков помехоустойчивых кодов короткой длины // Известия Томского политехнического университета. 2008. Т. 312. № 5. С. 70-75.

2. Мыцко Е.А., Мальчуков А.Н., Иванов С.Д. Исследование алгоритмов вычисления контрольной суммы CRC8 в микропроцессорных системах при дефиците ресурсов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2018. № 6. С. 22-29.

3. Xie J., Pan X. An improved rc4 stream cipher // International Conference on Computer Application and System Modeling.2010. https://doi.org:10.1109/IC-CASM.2010.5620800

4. Zhang W., Gong X., Han G. An improved ant colony algorithm for path planning in one scenic area with many spots // Mathematical Problems in Engineering. 2016. https://doi.org:10.1155/2016/7672839

5. Allouch A., Cheikhrouhou O., Koubaa A. MAVSec: Securing the MAVLink Protocol for Ardupilot/PX4 Unmanned Aerial Systems // International Wireless Communications and Mobile Computing Conference (IWCMC). Morrocco. 2019. https://doi.org:10.1109/IWCMC.2019.8766667

6. Iwata T., Kurosawa K. OMAC: one-key CBC MAC // Fast Software Encryption. 2003. P. 129 – 53.

7. Liu C., Ji J., Liu Z. Implementation of DES Encryption Arithmetic based on FPGA // AASRI Procedia. 2013. Vol. 5. P. 209–213.

8. Black J., Rogaway P. CBC MACs for arbitrary-length messages: The three-key constructions // J. Crypto. 2015. Vol. 18. №2. P. 111–131.

9. Stallings W. NIST Block Cipher Modes of Operation for Confidentiality // Cryptologia. 2010. № 34(2). P. 163 – 175.

10. Ben Othman S., Alzaid H., Trad A., & Youssef, H. An efficient secure data aggregation scheme for wireless sensor networks. IISA 2013. https://doi.org:10.1109/iisa.2013.6623701

11. Fangfang Dai, Yue Shi, Nan Meng, Liang Wei and Zhiguo Ye From Bitcoin to Cybersecurity: a Comparative Study of Blockchain Application and Security Issues // The 2017 4th International Conference on Systems and Informatics (ICSAI 2017). Hangzhou, China 2017.

12. Левитин А. В. Алгоритмы. Введение в разработку и анализ. М.: Вильямс, 2006. 576 с.

13. Алгоритмы. Построение и анализ / Т. Х. Кормен, Ч. И. Лейзерсон, Р. Л. Ривест, К. Штайн. М.: Вильямс, 2019. 1328 с.

14. Таныгин М.О., Алшаиа Х.Я., Алтухова В.А. Об одном методе контроля целостности передаваемой поблоково информации // Телекоммуникации. 2019. № 3. С. 12-21.

15. Таныгин М.О., Алшаиа Х.А., Добрица В.П. Оценка влияния организации буферной памяти на скорость выполнения процедур определения источника сообщений // Труды МАИ. 2020. № 5(114). С.15.

16. Таныгин М.О. Теоретические основы идентификации источников информации, передаваемой блоками ограниченного размера. Курск, 2020. 198 с.

17. Кельтон В., Лоу А. Имитационное моделирование. СПб.: Питер, 2004. 874 c.

18. Строгалев В.П., Толкачева И.О. Имитационное моделирование. М.: МГТУ им. Баумана, 2008. 279 с.

19. Хоровиц П. Искусство схемотехники. Т. 1. M.: Медиа, 2012. 600 с.

20. Таненбаум Э., Остин Т. Архитектура компьютера. СПб. : Питер, 2012. 816 с.

21. Предварительный национальный стандарт РФ. Информационные технологии. Интернет вещей. Протокол обмена для высокоемких сетей с большим радиусом действия и низким энергопотреблением. URL: http://docs.cntd.ru/document/554596382 (дата обращения 15.03.2021).


Рецензия

Для цитирования:


Таныгин М.О., Алшаиа Х.Я., Добрица В.П., Добросердов О.Г. Рекурсивный алгоритм формирования структурированных множеств информационных блоков для повышения скорости выполнения процедур определения их источника. Известия Юго-Западного государственного университета. 2021;25(2):51-64. https://doi.org/10.21869/2223-1560-2021-25-2-51-64

For citation:


Tanygin M.O., Alshaea H.Y., Dobritsa V.P., Dobroserdov O.G. Recursive Algorithm for Forming Structured Sets of Information Blocks to Increase the Speed of Their Source Determination Procedures. Proceedings of the Southwest State University. 2021;25(2):51-64. (In Russ.) https://doi.org/10.21869/2223-1560-2021-25-2-51-64

Просмотров: 143


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2223-1560 (Print)
ISSN 2686-6757 (Online)