«Спецпроект: анализ научных исследований» 2014 год

Гето Ю. А., Лесюк О. В., Лєпіхова М. С., Микитин Н. І., Соляник Б. М.

Національний університет «Львівська політехніка», Україна

РОЗВИТОК ВЕКТОРНИХ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

 

Проектом передбачено дослідження ефективності систем опрацювання векторних даних методом комбінаторної оптимізації. Розробляється комплекс програмних засобів для опрацювання інформації, яка представлена у вигляді масивів векторних даних, оптимізованих за критерієм мінімізації інформаційної надмірності систем, забезпечення їх надійного кодування, пересилання та захисту даних від несанкціонованого доступу . Передбачається створення методів захисту авторських прав відео та аудіо продукції для інформаційної безпеки бізнесу і захисту цінних паперів від підробок, інформаційних мереж та каналів зв’язку від зовнішніх перешкод, забезпечення завадостійкого кодування, декодування та перетворення векторних даних в інформаційно-комунікаційних системах зв’язку. Для захисту даних досліджується можливість застосування багатопозиційних ортогональних кодових послідовностей з поліпшеними автокореляційними властивостями, різновиди шумоподібних, баркероподібних кодів, циклічних кодів з оптимізованими параметрами за критерієм максимальної завадостійкості, а також мінімізованих за критерієм інформаційної надмірності «монолітних» векторних кодів великої розмірності. Досліджується можливість застосування методів комбінаторної оптимізації для якісного опрацювання зображень з використанням вдосконалених цифрових фільтрів.

Об’єкт дослідження – процес опрацювання векторних даних та захисту інформації на основі використання методів комбінаторної оптимізації.

Опис проблеми, що вирішується в основі досліджень – проблема подолання інформаційної надмірності систем, яка пов’язана з розробкою програмно-апаратних методів і засобів, спрямованих на підвищення якісних показників інформаційних систем. Проблема полягає в подоланні інформаційної надмірності алгоритмічно-програмних засобів опрацювання векторних даних в комунікаційних технологіях.

Актуальність проблеми та обґрунтування необхідності результатів проекту для забезпечення потреб ринку – проблема набуває важливого значення у зв’язку зі сьогочасним розвитком новітніх векторних інформаційних технологій, в яких використовуються результати дослідження унікальних властивостей багатовекторних комбінаторних конфігурацій та математичних моделей для створення перспективних інформаційних та комунікаційних технологій з мінімізованою або вигідно збалансованою інформаційною надмірністю систем. В проекті досліджуються принципово нові багатовимірні моделі систем з оптимальним розподілом елементів структури, що відкриває можливість створення ефективних засобів обчислювальної техніки та інформаційних технологій на основі оптимізованої комбінаторної векторної комп’ютерної арифметики. Результати проекту призначені для забезпечення потреб ринку, зокрема вони дадуть змогу поліпшити інформаційні та комунікаційні технології за такими показниками як трансмісійна швидкість, завадостійкість, роздільна здатність, а також надійність захисту інформації.

Мета розробки – створення к омплексу алгоритмічно-програмних засобів для забезпечення надійного захисту інформаційних мереж від зовнішніх перешкод, здійснення завадостійкого кодування, декодування та перетворення форми інформації в інформаційно-комунікаційних системах, зокрема для захисту інформації від несанкціонованого доступу, захисту цінних паперів від підробок, авторських прав на відео та аудіо продукцію.

Завдання, які необхідно вирішити для досягнення мети – 1) науково обґрунтувати теоретичні положення, на основі яких передбачається здійснити розробку; 2) здійснити системний аналіз існуючих методів захисту інформації з урахуванням сучасних вимог щодо надійності інформаційних систем, розробити методи опрацювання оптимізованих векторних даних високих порядків, дослідити ефективність існуючих та опрацьованих методів комбінаторної оптимізації; 3) розробити комплекс алгоритмів та програм для комп’ютерного синтезу багатопозиційних ортогональних векторних послідовностей; здійснити моделювання процесу кодування та перетворення векторних даних каналами зв’язку в умовах завад; 4) опрацювати результати моделювання процесу кодування та перетворення оптимізованих векторних даних каналами зв’язку в умовах завад, вивчити специфіку оцінювання рівня захисту інформації з урахуванням якості та знаходження вигідного компромісу між підвищенням надійності та іншими якісними показниками інформаційних систем, запропонувати метод кодування та перетворення інформації з поліпшеними показниками за надійністю; 5) розробити комплекс програм для кодування векторних даних, захисту документів від підробок, фільтрації зображень математичні моделі інформаційних технологій з поліпшеними показниками; 6) розробити комплекс алгоритмічно-програмних засобів для перетворення форми інформації з використанням багатопозиційних нееквідистантних послідовностей, побудованих на основі оптимальних комбінаторних конфігурацій високих порядків; 7) розробити комплекс алгоритмічно-програмних засобів для кодування векторних даних з використанням багатопозиційних нееквідистантних послідовностей, побудованих на основі оптимальних комбінаторних конфігурацій високих порядків; здійснити порівняльний аналіз розроблених моделей та методів захисту інформації з існуючими; 8) здійснити комп’ютерну верифікацію комплексу розроблених програм.

Метод вирішення завдань проекту . Для вирішення завдань проекту пропонується метод комбінаторної оптимізації інформаційної системи опрацювання векторних даних, у якому використовуються комбінаторні властивості деяких алгебричних структур та відповідні математичні моделі з оптимальним розподілом у просторі-часі елементів. Теоретичні та прикладні дослідження вищезгаданих властивостей здійснюються за комбінаторними векторними конфігураціями, в структурі яких закладена необхідна інформація для визначення оптимального розподілу елементів в просторовій решітці структур, представлених у вигляді числових (одновимірних) і векторних (кортежних) «оптимальних структурних пропорцій» (ОСП). Метод дозволяє аналізувати теоретичні дослідження на обчислювальній техніці з використанням сучасного апарату алгебричної теорії чисел та здійснювати комп’ютерну верифікацію отриманих результатів.