У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, зазначено зв’язок роботи з науково-технічними проектами, сформульовано мету і завдання дослідження, визначено об’єкт, предмет та методи дослідження, показано наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, наведено інформацію про практичне використання доробку, особистий внесок здобувача, апробацію результатів дослідження та їх висвітлення у наукових публікаціях.
У розділі 1 виконано аналіз відкритих джерел і встановлено, що захист електронної інформації – це одна з актуальних проблем в галузі інформаційної безпеки, яка тісно пов’язана зі станом розвитку та впровадженням засобів машинної обробки даних та фактично залежить від нього. Визначено, що для захисту електронної інформації використовують різноманітні пристрої та методи, зокрема програмні. Зазначено, що поява атак, які ґрунтуються на застосуванні примусу до користувачів інформаційних систем, призводить до зменшення рівня захисту механізмів класичної криптографії та стеганографії, оскільки надійність їх захисту ґрунтується лише на обчислювальній стійкості алгоритмів перетворення даних. Тому розвиток перспективних напрямів програмного захисту даних, зокрема криптографії, позбавлених вказаних недоліків є актуальною проблемою в теперішній час. Аналіз існуючих алгоритмів перетворення даних дозволив виділити найбільш перспективні напрями розвитку криптографії.
У розділі 2 наведено опис розробленої блокової моделі перетворення даних, використання якої дозволяє досягти швидкості необхідної для виконання криптографічних перетворень, покладених в основу алгоритмів заперечуваного шифрування. Зазначено, що вказана модель стала фундаментом для розробок у подальших розділах. В її основі лежить комбінація елементів симетричної криптографії та криптографічних перетворень з відкритим ключем. Результатом застосування даного підходу стали збільшення розміру вихідних даних і зростання швидкості криптографічних перетворень. У порівнянні з існуючими рішеннями, використання запропонованої моделі дозволило збільшити швидкість перетворень та виключити необхідність внесення змін у вихідні алгоритми заперечуваного шифрування. Також у контексті вивчення елементів симетричної криптографії розглянуто можливість використання режимів шифрування. Для цього були розроблені адаптивні схеми режимів перетворення даних призначені для застосування в алгоритмах заперечуваного шифрування. Однак аналіз їх структури дозволив встановити, що для вихідних алгоритмів заперечуваного шифрування на практиці доцільною є імплементація саме режимів ЕСВ і СВС, оскільки їх механізми дозволяють захисти саме дані. Окрім того, експериментами встановлено, що показники сумарної швидкодії вихідної моделі в значній мірі залежать від апаратного забезпечення кінцевих пристроїв.
У розділі 3 виконано подальший аналіз структури алгоритмів заперечуваного шифрування, результати якого продемонстрували, що перетворення вказаних алгоритмів ґрунтуються на вирішенні великої кількості складних задач за одиницю машинного часу. При цьому вирішення власне складних задач за рахунок розпаралелення обчислень ускладнене через лінійність обчислювальних алгоритмів (зокрема алгоритму Тоннелі-Шенкса та подібних до нього). Для вирішення цієї проблеми удосконалено вихідну модель перетворення даних за допомогою паралельних обчислень. Для отримання більш високого показника прискорення розроблено механізм попередньої обробки вихідних даних, який ґрунтується на використанні принципу «розділяй та володарюй».
У розділі 4 зазначено, що швидкість криптографічних перетворень в алгоритмах заперечуваного шифрування залежить від розміру вихідних даних, розміру та кількості блоків з даними. Управління вказаними характеристиками у попередньому розділі дозволило позитивно вплинути на кінцеву продуктивність моделі. В зв’язку з цим розроблено адаптивний механізм кодування даних, який ґрунтується на: прогнозуванні коефіцієнту компресії файлів з даними; управлінні рівнем компресії даних; компресії/декомпресії даних за допомогою алгоритмів кодування LZMA2 і Deflate.
У розділі 5 зазначено, що можливість збільшення швидкості криптографічних перетворень на кінцевих пристроях обмежена обчислювальними потужностями локальних пристроїв. Акцентовано увагу на тому, що не усі кінцеві пристрої мають однаково високі обчислювальні потужності, у зв’язку з чим сумарна швидкість перетворення даних для кожного кінцевого пристрою буде відрізнятися. Для отримання більш стабільних показників швидкодії та можливості перетворення файлів з даними більшого розміру розроблено розподілену модель заперечуваного перетворення даних, в основу якої покладено метод статичного балансування навантаження.
