Skip navigation
Please use this identifier to cite or link to this item: http://ela.kpi.ua/handle/123456789/2327
Title: Методи підвищення ефективності захисту інформації та корекції помилок при її передачі з застосуванням алгебри поліноміального множення
Authors: Махмалі Саїдреза
Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут "
Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"
інформатики та обчислювальної техніки
Issue Date: 2012
Abstract: Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05– Комп’ютерні системи та компоненти. – Національний технічний університет України ”Київський політехнічний інститут”, Київ, 2012. Дисертація присвячена проблемі підвищення ефективності захисту інформації в комп’ютерних системах і корекції помилок обміну даними між їх компонентами за рахунок прискорення обчислень, пов’язаних з реалізацією захисту даних та корекції помилок їх передачі. Прискорення досягається за рахунок використання кодування на основі алгебри множення без переносів. Відсутність необхідності обробки переносів дозволяє спростити та прискорити програмну та апаратну реалізації. На основі досліджень властивості поліноміального квадрату запропоновано метод прискореного експоненціювання на полях Галуа. Завдяки виключенню редукції та використанню передобчислень обчислювальна складність запропонованого методу в чотири рази менша в порівнянні з відомими. Запропоновано новий підхід до прискорення ідентифікації на основі концепції “нульових знань” абонентів шляхом застосування множення без переносів на полях Галуа. На основі запропонованого підходу розроблені модифікації методів FFSIS, Шнора та Гіллоу-Квіскватера. Доведено, що запропонований підхід дозволяє прискорити процеси ідентифікації. Запропоновано модифікацію способу формування цифрового підпису DSS на основі використання арифметики кінцевих полів. Розроблено технології генерації ключів, формування цифрового підпису та його перевірки. Запропоновано новий метод для корекції пачки помилок в каналах зі спектральною модуляцією, особливістю якого є використання математичних операцій без міжрозрядних переносів. Доведено, що запропонований метод забезпечує суттєве прискорення кодування, виявлення та корекції “пачки” помилок, а також спрощення схеми апаратної реалізації.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.05 – Компьютерные системы и компоненты.- Национальный технический университет Украины ”Киевский политехнический институт”, Киев, 2012. Диссертация посвящена проблеме повышения эффективности защиты информации в компьютерных системах и коррекции ошибок, возникающих при обмене данными между их компонентами, за счет ускорения вычислений, связанных с реализацией защиты данных и коррекции ошибок при их передаче. Ускорение достигается за счет применения в средствах защиты информации и коррекции ошибок передачи данных кодирования, которое базируется на алгебре умножения без переносов. Отсутствие необходимости обработки переносов позволяет упростить и ускорить программную и аппаратную реализацию. Теоретически исследованы циклические свойства операции экспоненцирования на полях Галуа с разложимым образующим полиномом, а также свойства полиномиального возведения в квадрат. На основе исследований свойств полиномиального возведения в квадрат предложен новый метод ускоренного экспоненцирования на полях Галуа, в котором реализуется объединение операций полиномиального возведения в квадрат и умножения на постоянное число, кроме того, за счет использования результатов предвычислений исключается редукция. Теоретически и экспериментально доказано, что за счет этого вычислительная сложность предложенного способа в четыре раза меньше по сравнению с известными технологиями экспоненцирования на полях Галуа. Предложен новый подход к ускоренной реализации основанных на теоретически строгой концепции “нулевых знаний” схем идентификации абонентов многопользовательских систем, который состоит в использовании мультипликативных операций на полях Галуа вместо традиционных мультипликативных операций модулярной арифметики. На основе предложенного подхода выполнена разработка модификаций наиболее известных технологий строгой идентификации: FFSIS, Шнора и Гиллоу-Квискватера, которая включает создание методики генерации открытых и закрытых ключей, а также разработку процедуры косвенной проверки знания абонентов закрытого ключа. Теоретически доказано и экспериментально подтверждено, что применение предложенного подхода в рамках разработанных модификаций позволяет на порядок ускорить процесс идентификации на основе концепции “нулевых знаний” при программной реализации и на два порядка при аппаратной, при этом существенно упростить схему аппаратной реализации. Теоретически обоснована и разработана модификация механизма DSS контроля аутентичности и целостности электронных документов, в основе которой лежит использование операций экспоненцирования на полях Галуа вместо традиционного модулярного экспоненцирования. Приведено математическое обоснование, разработана методика генерации ключей, формирования цифровой подписи и ее проверки с использованием ускоренного экспоненцирования на полях Галуа. Доказано, что применение разработанной модификации механизма формирования и проверки цифровой подписи позволяет при программной реализации на порядок ускорить процесс контроля подлинности и целостности электронных документов. Показано, что применение предложенной схемы формирования и проверки цифровой подписи особенно эффективно для систем, терминальными компонентами которых являются малоразрядные портативные мобильные вычислительные устройства. Предложен и исследован простой и эффективный метод коррекции одиночной “пачки ошибок”, возникающей при передаче информации в линиях со спектральной модуляцией. Подход основан на раздельном решении двух задач: локализации начала компактной группы искаженных канальных символов и определения векторов искажений каждого из символов. Предложенный метод предполагает формирование контрольного кода в виде четырех составляющих, первая и вторая из которых представляют собой логические суммы канальных символов с нечетными и четными порядковыми номерами в блоке соответственно, а третья и четвертая компоненты вычисляется как логические суммы произведений без переносов канальных символов соответственно с четными и нечетными номерами в блоке на их весовые коэффициенты. Операция локализации начала компактной группы искаженных канальных символов в предложенном методе сводится к операции полиномиального деления. Время выполнения этой операции не зависит от длины контролируемого блока и, соответственно, вычислительная сложность предложенного метода коррекции “пачки ошибок” на 2-3 порядка, в зависимости от длины блока, меньше, чем при использовании кодов Рида-Соломона. Доказано, что число контрольных разрядов, используемых в предложенном методе, и в кодах Рида-Соломона одинаково. Разработаны программные средства, реализующие предложенный метод коррекции одиночной “пачки ошибок” в каналах со спектральной модуляцией. Теоретически и экспериментально доказано, что достигаемое в разработанных методах уменьшение вычислительной и временной сложности по сравнению с кодами Рида-Соломона позволяет существенно упростить и ускорить выполнение контроля и исправления “пачки ошибок” возникающей при передаче информации между компонентами компьютер¬ных систем и сетей.
Thesis for a Ph.D. degree by specialty 05.13.05 – Computer system and components. National Technical University of Ukraine “Kiev Polytechnic Institute”, Kiev, 2012. Thesis is dedicated to a problem of increasing of efficiency of data protection in computer system and correcting of errors which appearances during data transmission between of system components by accelerating of calculation necessitates for data protection and transmission errors correction implementation. Acceleration is achieved by using data coding method based on algebra of multiplication without carry. The lack of necessity of carry processing make possible to simplify and speed up software and hardware implementation. Based on a study of polynomial squaring properties the new method of shortcut exponentiation on Galois fields is proposed. By including of reduction and using of precomputations the computational complexity of this method is less by four times in compare to known exponentiation on Galois fields method. The approach to speed up of zero-knowledge identification of abonents by using of multiplication without carry on Galois fields is proposed. Base on ones modifications of FFSIS, Schnorr and Guillou-Quisquater identification schemes are worked out. It was proved that approach allows to speed up of identification. The modification of DSS techniques based on novel application of arithmetic of finite fields are presented. The techniques of keys generation, forming and verification of signature based of finite fields arithmetic are worked out. The method for burst error correction in spectral modulation channels is proposed, feature of one is use of mathematical operations without carry. It has been shown that proposed method provides a significant acceleration bust errors coding, detection and correction and simplifies hardware implementation.
URI: http://ela.kpi.ua/handle/123456789/2327
Appears in Collections:Автореферати

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Makhmali Saiedreza_aref.doc
  Restricted Access
251.5 kBMicrosoft WordView/Open
Show full item record


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.