Alfaiomi K. Methods for Improving Information Security Based on Concealed Transmission of Signal-Code Constructions

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0824U003752

Thesis Registration Form

0824U003752.pdf

Applicant for

Specialization

  • 125 - Кібербезпека та захист інформації

Specialized Academic Board

PhD 7492

State University of Intellectual Technologies and Telecommunications

Essay

The subject of research: sets of noise-like signals based on methods of integrating timer coding processes, statistical encryption, and noise-like signal synthesis to increase the concealment of signal constructions. Research methods. To solve the tasks set in the dissertation, methods of systematic and comparative analysis were used to determine the relevance of the work and formulate the scientific problem. Correlation analysis and the theory of probabilistic analysis were applied when analyzing and studying the variation capabilities of discrete chaos generators. When developing the information protection method based on the combined use of statistical encryption, noise-resistant coding, and decorrelation, the theories of statistical modeling, noise-resistant coding, concealment, and cryptography were employed. The scientific novelty of the obtained results is as follows: 1. The theory of dynamic chaos for information protection and confidential information transmission systems was further developed, allowing an assessment of the variation capabilities of discrete chaos generators for forming a multitude of pseudo-random sequences with specified mutual correlation properties. These sequences are applicable in stream encryption systems, direct spectrum expansion of timer signals, and manipulation systems where chaotic oscillations mask the transmission process of non-positional digital combinations. 2. The methods for enhancing information concealment and noise resistance in information transmission were further developed based on integrated data transformation methods: combining statistical encryption, noise-resistant coding, and error decorrelation. This allowed the integration of information protection processes against unauthorized access and accidental noise in communication channels. 3. The theory of noise-like signal synthesis was further developed to expand the spectrum of non-positional signal-code constructions, enabling modifications to timer combination structures and their error detection and correction capabilities. 4. A method for synthesizing noise-like signals based on spectrum expansion of non-positional timer signals using linear frequency modulation was proposed for the first time. This method improved the noise resistance, energy, and structural concealment of transmitted signal constructions. The practical significance of the dissertation results lies in increasing the energy and structural concealment of signal constructions through the application of chaotic oscillations in modulation systems for transmitting non-positional timer signals and in stream encryption systems. Minor parameter changes in the discrete generator enable the creation of quasi-orthogonal number sequences with mutual correlation coefficients ranging between 6,9 × 10⁻⁴ and 8,1 × 10⁻³. The combined use of statistical encryption, noise-resistant coding and error correction made it possible to combine the protection of information from unauthorised access and accidental interference in the communication channel into a single process. At each step of information transformation, information concealment and noise immunity increase. Thus, the use of error correction made it possible to reduce the error rate in code combinations and use the high error rate detection mode tвияв = 2 … 3 in combination with error correction with a multiplicity of tвип = 1. The results of the research carried out in this work allowed us to establish the following: the possibility of synthesising noise-like non-positional timer signals based on the LFM; the use of correlation reception to isolate the TSC fronts at the signal-to-noise ratio at the input the receiver h=P_c⁄(P_i=0,25); ensuring energy concealment, i.e., the possibility of transmission provided that the noise outweighs the useful transmitted signal by a factor of 2-4. The use of timer signals made it possible to increase the structural concealment compared to the bit-digital code. The results obtained in the dissertation have been implemented in the educational process of the Department of Cybersecurity and Technical Information Protection at the State University of Intellectual Technologies and Telecommunications, as evidenced by the relevant act of implementation. The practical value of the work lies in the applicability of the obtained results for the engineering design of radio and telecommunication systems, confirmed by the act of implementing the main research results at the enterprise LLC "IСYBERO".

Read more

Research papers

Сталий розвиток і цифрові інновації : монографія / за заг. ред. Буркинського Б.В. та ін. ; НАН України, МОН України, ДУ «Ін-т ринку та екон.-екол. дослідж.», Держ. ун-т інтелект. технологій і зв’язку. – Одеса : ДУ «ІРЕЕД НАНУ», 2024. – С. 543.

Volodymyr Korchynskyi, Valerii Hordiichuk, Vitalii Kildishev, Oleksandr Riabukha, Sergii Staikutsa, Khaled Alfaiomi. Method of information protection based on the integration of probabilistic encryption and noise immune coding. – Radioelectronic and computer systems, 2023.4.13, P.184-185. http://nti.khai.edu/ojs/index.php/reks/article/view/reks.2023.4.13. (SCOPUS)

Корчинський В.В. Методи підвищення прихованості передавання інформації на основі розширення спектра таймерних сигналів / Корчинський В.В., Назаренко О.А., Степанов В.О., Аль-Файюми Халед // Науковий журнал «Інфокомунікаційні та комп’ютерні технології» – Київ, «Відкритий міжнародний університет розвитку людини «Україна». № 2 (02) 2022, – С.25-31. https://www.viti.edu.ua/files/science/II_konf_2022/II_konf_2022_theses.pdf

Корчинський Володимир Дослідження варіаційних можливостей генераторів хаосу по формуванню псевдовипадкових послідовностей / Корчинський Володимир, Рябуха Олександр, Аль-Файюмі ХАЛЕД, Гавель Сергій // Міжнародний науково-технічний журнал «Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах», 2023, № 1 – С. 180-186. https://vottp.khmnu.edu.ua/index.php/vottp/issue/view/9.

Korchynskyi V.V. A method for formation parameters of chaos generators based on hash functions / Korchynskyi V.V., Kildishev V.I., K. Alfaion, Smazhenko К.О., Valyhurskyi Y.P., Polishchuk K.V.// Наукові праці ОНАЗ. – Одеса: ОНАЗ, 2020. – № 2, – P. – 65-69. https://ojs.onat.edu.ua/index.php/sbornik_onat/issue/view/84.

Корчинський В.В. Дослідження ефективності застосування гомоморфних криптосистем у рекомендаційними системах веб-сервісів / В.В. Корчинський, В.Й. Кільдішев, В.В. Онищук, Аль-Файюми Халед // Науковий журнал «Інфокомунікаційні та комп’ютерні технології» – Київ, «Відкритий міжнародний університет розвитку людини «Україна». No 2 (02) 2021, – С. 195-201. https://ela.kpi.ua/server/api/core/bitstreams/69ad0866-c78c-47d3-a6d4-00369c3c478d/content.

Корчинський В.В. Ризики інсайдерських загроз у системах захисту інформації підприємств /В.В. Корчинський, Аль-Файюмі Х., Копитін Ю.В., Копитіна М.В.// Наукові праці ОНАЗ ім. О. С. Попова – Одеса: ОНАЗ, 2019, № 2. – С. 112-116.

Volodymyr Korchynskyi. Productivity of Modern Homomorphous Cryptosystems in Recommendation Systems of Web Services / Valentyn Onyshchuk, Vitalii Kildishev, Volodymyr Korchynskyi and Khaled Alfaiomi // Conference Proceedings 16th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET) – Lviv-Slavske, Ukraine February 22-26, 2022 P. 331-334 (SCOPUS).

V. Hordiichuk, V. Korchynskyi, V. Kildishev, B. Molodetskyi, S. Staikutsa and K. Alfaiomi, "Adaptive Synthesis of Wideband Timer Signals in the Conditions of Radio-Electronic Warfare," 2024 IEEE 17th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET), Lviv, Ukraine, 2024, pp. 1-4, doi: 10.1109/TCSET64720.2024.10755658. (SCOPUS)

Корчинський, В., Мар’ян, М., Богданюк, І., & Аль-Файюмі Халед. (2024). Метод захисту інформації від несанкціонованого доступу на основі динамічного хаосу. Scientific Collection «InterConf», (194), 448–453. https://archive.interconf.center/index.php/conference-proceeding/article/view/5775

Корчинський В.В. Методи застосування динамічного хаосу в системах захисту інформації / В.В. Корчинський, Халед Аль-Файюмі // Забезпечення кібероборони держави: збірник матеріалів ІV науково-практичного вебінару 10 листопада 2023 року м. Київ. – К.: НУОУ, 2023. – С 81-83.

Корчинський В.В. Метод захисту інформації на основі ймовірнісного шифрування / В.В. Корчинський, О.М. Рябуха, Х.О. Аль-Файюмі, А.Ю. Василенко // 78-а Науково-технічна конференція професорсько-викладацького складу, науковців, аспірантів та студентів, Одесса, ДУІЗ, 21-22 листопада 2023 року. – С.154-156.

Корчинський В.В. Підвищення прихованості передавання на основі таймерних сигнальних конструкцій і методів модуляції /В.В. Корчинський Кільдішев В.И., Аль-Файюми Халед, Валігурський Ю.П // Перспективні напрямки захисту інформації: матеріали сьомої міжнародної науково-практичної конференції (м. Одеса, 30 серпня – 3 вересня 2021 р., м. Одеса), Державний університет інтелектуальних технологій і зв’язку. – Одеса-Тернопіль: Видавництво "Крок", 2021. – С. 31-33.

Корчинський В.В. Дослідження ефективності таймерних шумоподібних сигналів на основі лінійної частотної модуляції / Корчинський В.В., Рябуха О. М., Бердніков О.М., Аль-Файюми Халед, Поліщук К.В.// Перспективні напрямки захисту інформації: матеріали сьомої міжнародної науково-практичної конференції (м. Одеса, 30 серпня – 3 вересня 2021 р., м. Одеса), Державний університет інтелектуальних технологій і зв’язку. – Одеса-Тернопіль: Видавництво "Крок", 2021. – С. 27-30.

Корчинський В.В. Прогнозування та оцінки ризиків інсайдерських загроз / Корчинський В.В., Аль-Файюми Халед, Копитін Ю.В., Копитіна М.В., Валигурський Ю.П. //«Перспективні напрями захисту інформації: Матеріали шостої міжнародної всеукраїнської наук. пр. конф.», тези доповідей. – м. Одеса, 02-06 вересня 2020 р. – Одеса, Бондаренко М.О. ОНАЗ, 2020. – С.64-65.

Корчинський В.В. Мінімізація ризиків інсайдерських загроз в системах захисту /В.В. Корчинський, Аль-Файюми Халед // Матеріали 74-ї науково-технічної конференції професорсько-викладацького складу, науковців, молодих вчених, аспірантів та студентів, ОНАЗ ім. О.С. Попова. Ч.І., Одеса, 12-14 грудня. – 2019. – C. 139.

Read more

Similar theses

0824U003653

Vladyslav Vilihura

Models and methods for ensuring the security of databases with the universal basis of relations

0824U003606

Olena Vetlytska

"The model of information protection of the individual under the influence of the results of sociological research"

0824U003460

Ievgen Iosifov

Methods and Means of Ensuring Secure Recognition and Parameterization of Speech Information Processing Results.

0824U003108

Roman B. Kuten

Improving Information Protection during Transmission in Wireless Systems

0824U002935

Vitalii Susukailo

Development of a cybercrime investigation system model for information system infrastructure components