Проскурін Д. П. Інформаційна технологія оцінювання якості генераторів послідовностей псевдовипадкових чисел на основі машинного навчання

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0824U003031

Здобувач

Спеціальність

  • 122 - Комп’ютерні науки

30-08-2024

Спеціалізована вчена рада

Разова спеціалізована вчена рада №6641

Національний авіаційний університет

Анотація

Запропонована в дисертації інформаційна технологія базується на використанні сучасних методів машинного навчання, зокрема гібридних та згорткових нейронних мереж, що дозволяє суттєво підвищити точність і швидкість оцінювання якості генераторів ПВЧ навіть за умов обмеженої кількості вхідних даних. Використання гібридних моделей дозволяє поєднувати переваги різних типів нейронних мереж, що забезпечує більш ефективне виявлення патернів у даних і покращує якість передбачення. Зокрема, використання згорткових нейронних мереж дозволяє аналізувати локальні патерни в послідовностях, тоді як рекурентні нейронні мережі ефективні для аналізу послідовностей з довготривалими залежностями. Удосконалено модель передбачення наступної послідовності ПВЧ, яка за рахунок використання гібридної нейронної мережі та обмеженої кількості вхідних даних для навчання дозволяє передбачати чергові послідовності для неякісних генераторів ПВЧ. Отримав подальшого розвитку метод оцінювання якості послідовностей ПВЧ, який, використовуючи одновимірну рекурентну нейронну мережу та датасети, сформовані різними генераторами ПВЧ, дозволяє швидше оцінювати якість генераторів для криптографічних та інших застосувань у галузі комп'ютерних наук. Практичне значення дисертації полягає у можливості застосування отриманих результатів у реальних умовах, де доступ до великої кількості даних обмежений, а вимоги до надійності та безпеки є надзвичайно високими. Наприклад, розроблені моделі та технології можуть бути використані у сфері мобільних комунікацій, зокрема для забезпечення безпеки мереж LTE/5G/6G, а також у сфері захисту критичної інфраструктури, де інформаційна безпека є питанням національної важливості. Окрім цього, результати дослідження можуть знайти застосування у багатьох інших галузях, включаючи фінансовий сектор, державне управління та військову справу, де якість та випадковість генераторів ПВЧ має вирішальне значення. Результати дослідження були впроваджені в освітній процес на кафедрі комп'ютерних інформаційних технологій Національного авіаційного університету, а також у науково-дослідну роботу, що проводиться в рамках Науково-дослідної лабораторії протидії кіберзагрозам в авіаційній галузі. Крім того, практичні результати були впроваджені в діяльність Головного управління розвідки Міністерства оборони України, що підкреслює значущість дослідження для національної безпеки.

Публікації

1. Proskurin D., Gnatyuk S., Okhrimenko T., Iavich M. ML-Based Cryptographic Keys Quality Assessment for 5G / 6G Networks Privacy and Security, Proceedings of the IEEE International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications, IDAACS. 2023. С. 1025-1030.

2. Gnatyuk S., Okhrimenko A., Navrotskyi D., Proskurin D., Horbakha B. Dataset of Cryptographic Algorithms for UAV Image Encryption based on Artificial Neural Networks, CEUR Workshop Proceedings. 2023. Ed. 3504. С. 63-71.

3. Hu Z., Ryabyy M., Prystavka P., Janisz K., Proskurin D. Advanced Method for Compressing Digital Images as a Part of Video Stream to Pre-processing of UAV Data Before Encryption, Lecture Notes on Data Engineering and Communications Technologies. 2023. Ed. 181. С. 371-381.

4. Proskurin D., Gnatyuk S., Okhrimenko T. Predicting Pseudo-Random and Quantum Random Number Sequences using Hybrid Deep Learning Models, CEUR Workshop Proceedings. 2023. Ed. 3426. С. 77-88.

5. Proskurin D., Gnatyuk S., Bauyrzhan M. Distributive Training Can Improve Neural Network Performance based on RL-CNN Architecture, CEUR Workshop Proceedings. 2021. Вип. 3187. С. 48-57.

6. Рябий М., Кінзерявий О., Проскурін Д., Сорокопуд В. An advanced method of compressing digital images as part of a video stream to pre-process the data before encrypting, Проблеми інформатизації та управління. 2023. Т. 1, № 73. С. 128-137.

7. Гнатюк С.О., Поліщук Ю.Я., Кінзерявий В.М., Горбаха Б.М., Проскурін Д.П. Формування датасету криптоалгоритмів для забезпечення конфіденційності даних, які передаються з розвідувально-пошукового БПЛА, Кібербезпека: освіта, наука, техніка. 2023. № 4 (20). С. 205–219.

8. Проскурін Д.П., Явіч М.П., Гнатюк С.О. Модель ідентифікації джерела послідовностей псевдовипадкових чисел на основі гібридної нейронної мережі, Проблеми інформатизації та управління. 2024. Т. 1, № 73. С. 54-62.

9. Proskurin D. P. Assessing Randomness in Number Sequences in Cryptography: A Comparative Study of the Chi-Squared Test and Neural Network-Based Approaches, EEML 2023: Eastern European Machine Learning Conference, June 2023.

Файли

Схожі дисертації