Рудницька Ю. В. Інформаційна технологія моделювання симетричних операцій криптографічного кодування для захищених інформаційних систем критичної інфраструктури

Дисертаційна робота присвячена підвищенню продуктивності наукових досліджень процесів покращення захищеності інформаційних систем критичної інфраструктури шляхом створення нових методів моделювання та аналізу симетричних операцій криптографічного кодування. У першому розділі визначено, що одним із перспективних напрямів розвитку інформаційних систем і технологіїй є їх удосконалення для забезпечення можливості автоматизації проведення наукових досліджень направлених на підвищення захищеності інформаційних систем критичної інфраструктури. Проведено аналітичний огляду захищених інформаційних систем критичної інфраструктури який показав необхідність її постійного вдосконалення. Аналіз моделей і методів захисту інформації в інформаційних системах критичної інфраструктури показав, що вони як правило аналогічні методіам захисту інформації в інформаційних та телекомунікаційних системах, і не враховують особливості практичного застосування. Наведено результати сучасного стану наукових досліджень пов’язаних із синтезом та аналізом операцій криптографічного кодування. Дані результати показали можливість адаптації систем захисту інформації до особливостей представлення інформації, яка використовується в інформаційних систем управління об’єктами критичної інфраструктури. Встановлено що симетричні двохоперандні операції використовуються при побудові практично всіх криптоалгоритмів, проте процесам автоматизації їх моделювання та дослідження не приділялося достатньої уваги. Формулюється мета і задачі наукового дослідження. Другий розділ присвячений побудові методу синтезу моделей симетричних двохоперандних операцій криптографічного кодування на основі кортежів симетричних однооперандних операцій. Для цього досліджено можливість синтезу моделей симетричних двохоперандних операцій криптографічного кодування на основі об’єднання за модулем моделей симетричних однооперандних операцій. Досліджено можливість синтезу симетричних двохоперандних операцій криптографічного кодування на основі дублювання та об’єднання за модулем моделей симетричних однооперандних операцій. Досліджено можливість синтезу моделей симетричних двохрозрядних двохоперандних операцій криптографічного кодування на основі кортежів симетричних однооперандних операцій перетворення інформації. Під час проведення досліджень було встановлено якісні і кількісні характеристики різних підходів до синтезу симетричних двохоперандних операцій. На основі отриманих результатів побудовано методу синтезу моделей симетричних двохоперандних операцій криптографічного кодування на основі кортежів симетричних однооперандних операцій та розроблено алгоритм його реалізації. Третій розділ присвячений розробленню методу синтезу груп моделей симетричних двохоперандних операцій криптографічного кодування для блокового шифрування на основі заданої симетричної двохоперандної операції. Для цього на основі узагальнення відомих методів аналізу результатів синтезу груп симетричних модифікованих запропоновано концепцію синтезу, яка дозволяє об’єднати методи синтезу груп симетричних двохрозрядних двохоперандних операцій, які досліджувалься. На основі запропонованої концепції синтезовано дві нові групи симетричних двохоперандних операцій. Побудовані групи операцій підтвердили коректність запропонованої концепції синтезу модифікованих двохоперандних операцій. На основі запропонованої концепции синтезу та аналізу синтезованих груп симетричних двохоперандних операцій розроблено метод синтезу моделей симетричних двохоперандних операцій криптографічного кодування, та алгоритм його реалізації. Четвертий розділ присвячено удосконаленню методів побудови інформаційних систем і інформаційних технологій моделювання і дослідження операцій криптографічного кодування. Для цього досліджено особливості реалізації методу синтезу моделей симетричних двохоперандних операцій криптографічного кодування на основі кортежів симетричних однооперандних операцій для систем блокового шифрування. На основі отриманих практичних результатів запропоновано алгоритм пошуку симетричних комутативних двохоперандних операцій. Досліджено особливості реалізації методу синтезу груп симетричних двохоперандних операцій криптографічного кодування на основі вибраної симетричної комутативної операції. На основі отриманих результатів удосконаленно методи побудови інформаційних систем і інформаційних технологій моделювання і дослідження операцій криптографічного кодування. Розроблено структуру інформаційної системи яка забезпечує реалізацію ієрархічної інформаційної технології моделювання симетричних двохоперандних операцій криптографічного кодування. Наведено алгоритми функціонування інформаційної технології на різних рівнях ієрархії. Вертикальні і горизонтальні зв’язки в даній технології реалізовано за допомогою бази даних та бази знань. Побудована інформаційна технологія порівняно з іншими дозволила автоматизувати процес синтезу та дослідження моделей симетричних двохоперандних операцій криптографічного кодування.