Харін О. О. Методи та засоби інтегрованого захисту інформації в телекомунікаційних системах множинного доступу на основі факторіального кодування даних

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0820U100271

Здобувач

Спеціальність

  • 123 - Комп’ютерна інженерія

09-10-2020

Спеціалізована вчена рада

ДФ 73.052.002

Черкаський державний технологічний університет

Анотація

Дисертаційна робота спрямована на вирішення актуальної науково-технічної задачі, що полягає в підвищенні достовірності передавання інформації, забезпеченні її конфіденційності та цілісності на основі використання факторіального кодування даних. Ця задача передбачає необхідність удосконалення існуючих методів факторіального кодування, створення методу побудови телекомунікаційних систем на основі нероздільного факторіального кодування з динамічним розподілом ресурсів між користувачами системи в режимі реального часу. У роботі проведено аналіз існуючих методів факторіального кодування, зокрема факторіального коду з відновленням даних за перестановкою, який показав, що вони вразливі до помилок парної кратності, таких, що призводять до трансформації однієї перестановки з дозволеної множини в іншу перестановку, що належить цій же множині. З метою підвищення стійкості факторіальних кодів до помилок парної кратності, сформульовано задачу роботи, яка полягає у розробці методів підвищення достовірності передавання даних у системах з нероздільним факторіальним кодуванням. Ще одним напрямком досліджень, пов’язаним з факторіальним кодуванням, є процес формування сигнально-кодової конструкції для нероздільних методів факторіального кодування, зокрема факторіального кодування з відновленням даних за перестановкою, що дозволило б виявляти та виправляти помилки малої кратності. З метою забезпечення бажаного рівня достовірності передавання даних та максималізації швидкості коду, було сформульовано наступну задачу дисертаційної роботи, яка полягає у розробці методу формування сигнально-кодової конструкції для систем з факторіальним кодування з відновленням даних за перестановкою. Проаналізовано методи кодування на основі згорткових кодів та методи на основі каскадних кодів. Аналіз згорткових кодів показав, що сформована кодова послідовність містить інформаційні символи у відкритому вигляді, а також мають швидкість коду, яка не перевищує 1/2. У той же час, каскадні коди, за рахунок послідовного використання декількох кодів, дозволяють вирішити проблему захисту інформації від несанкціонованого читання, але вносять додаткову надлишковість, а також збільшують апаратні витрати. Виконаний аналіз дає змогу чітко сформулювати наступну задачу дисертаційного дослідження, яка полягає у розробці методів декодування факторіальних кодів з відновленням даних за перестановкою для систем передавання мовленнєвої інформації реального часу. Виконано аналіз існуючих методів побудови телекомунікаційних систем з множинним доступом на базі мультиплексування пакетів та часового розподілу. Аналіз цих методів показав, що більшість з них передбачають наявність службових пакетів для реалізації механізму резервування / звільнення часових інтервалів під передачу даних, що зменшує загальну пропускну здатність каналу. Також у цих методах не реалізовано єдину процедуру забезпечення інтегрованого захисту інформації. Виходячи з цього, сформульовано ще одну задачу даної роботи, яка полягає в розробці методу побудови телекомунікаційних систем множинного доступу з використанням нероздільного факторіального кодування. В рамках дисертаційного дослідження вперше розроблено методи підвищення достовірності передавання даних у системах з факторіальним кодування з відновленням даних за перестановкою, які за рахунок доповнення перестановки бітами ознак та комбінування завадостійких кодів дозволяють підвищити здатність нероздільних факторіальних кодів до виявлення помилок. Вперше розроблено метод формування сигнально-кодової конструкції для систем з факторіальним кодування з відновленням даних за перестановкою, який за рахунок побудови решіток з високою щільністю розташування сигнальних векторів дозволяє максимізувати швидкість коду для заданого рівня достовірності передавання даних та відповідної мінімальної відстані між вузлами решітки. Крім того, отримав подальший розвиток метод факторіального кодування з відновленням даних за перестановкою, який за рахунок відновлення даних з втратами на основі метрики Хеммінга або методу лінійної інтерполяції дозволяє забезпечити захист мовленнєвої інформації від помилок каналу зв’язку та несанкціонованого доступу в телекомунікаційних системах реального часу. Розроблено структурні схеми пристроїв декодування та алгоритми виправлення помилок в метриці Хеммінга та методом лінійної інтерполяції. В заключній частині дисертаційного дослідження вперше розроблено метод побудови систем множинного доступу на основі нероздільного факторіального кодування, який забезпечує інтегрований захист інформації, а також циклову синхронізацію по робочому сигналу. Розроблено структурну схему та алгоритм роботи канального мультиплексора на основі факторіальних кодів. Розроблено структурну схему телекомунікаційної системи з множинним доступом з використанням канального мультиплексора на основі факторіальних кодів, а також алгоритм керування мережевими ресурсами.

Файли

Схожі дисертації