Алгоритм защиты информации на основе тригонометрических функций

• Автор: Сизов, Владимир Петрович
• Шифр специальности: 05.13.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1, Анализ способов повышения достоверности информационного обеспечения систем автоматизации испытаний
1.1. Особенности современных систем автоматизации испытаний
1.2. Способы повышения достоверности информации
в системах автоматизации испытаний
1.3. Основы теории кодирования для построения невскрывае-
мых и защищенных систем
1.3.1. Основные понятия и определения
1.3.2. Расстояние единственности кода
1.3.3. Соотношение избыточностей по входу и выходу
1.4. Основные подходы к построению способа эффективного специального кодирования
1.4.1.Быстрое кодирование с использованием генератора случайных чисел
1.4.2.Качественные показатели идеального генератора случайных чисел
1.4.2.1. Детерминированные ГПСЧ
1.4.2.2.ГПСЧ с источником энтропии
1.4.2.3. ГПСЧ в системах кодирования
1.4.2.4. Аппаратные ГПСЧ
1.5. Выводы
2.Разработка метода специального кодирования для повышения достоверности информации на основе тригонометрических
функций

2.1. Метод тригонометрического кодирования
2.2.Свойства и применимость для кодирования тригонометрических функций
2.3. Реализация метода кодирования уровня FAN САИ для систем «реального» времени
2.4.Вывод ы
3 Построение эффективного генератора случайных чисел
3.1. Задачи, возникающие при использовании физических генераторов случайных чисел
3.2.Эффективная нумерация множеств
3.2.1 Постановка задачи
3.2.2.Нумерация сочетаний
3.3. Эффективная генерация произвольно распределенных случайных величин
3.3.1.Постановка задачи
3.3.2.Быстрая генерация случайных величин
3.3.3.Генерация случайных величин на основе тригонометрический функций
3.4. Выводы
4, Анализ характеристик метода кодирования для повышения
достоверности информации
4.1. Основные определения и постановка задачи анализа
4.2. Оценка метода кодирования на базе тригонометрических функций
4.2.1. Требования к алгоритмам кодирования в САИ
4.2.2. Тесты для проверки генераторов случайных и псевдослучайных чисел
4.2.2.1.Тест «Регистровый сдвиг»
4.2.2.2,Тест «Разброс символов»

4.2.2.3.Тест «Статистика сочетаний байтов в кодировке»
4.2.2.4.Способ оценивания по закону распределения
символов
4.2.2.5.Способ оценивания по количеству сочетаний знаков
4.2.2.6.Прочие характеристики
4.3. Выводы
5. Разработка и реализация алгоритма кодирования в составе системы автоматизации испытаний
5.1. Описание аппаратурного и программного обеспечения системы автоматизации испытаний
5.1.1. Характеристика объекта автоматизации
5.1.2.Назначение системы
5.1.3. Структура системы
5.1.4. Функционирование системы
5.1.5. Результаты опытной эксплуатации САИ
5.2.Анализ производительности ЬОМ-системы
5.2.1.Измерение производительности систем коммуникации
5.2.2. Оценка разработанных алгоритмов кодирования информации в сетях ЬОЫ С АИ
5.3. Выводы
6. Заключение
Литература
Приложение А Листинг программы расчета спектра распределения символов
Приложение Б Листинг программы расчета распределения сочетания знаков
Приложение В Листинг программы расчета числа повторений сочетаний знаков
Приложение Г Листинг программы расчета числа «нулей» и «единиц» в кодированном тексте

Полагаем, что действительные вероятности источника, например Р(и), неизвестны, и кодер использует некоторые оценки этих вероятностей. Избыточность кодера на символ определяется как
г - Е(п) - Щи). (1.12)
Сложность метода кодирования (декодирования) измеряется в терминах времени и объема памяти. Сложность по времени Т выражается числом битовых операций, которые необходимо выполнять при кодировании (декодировании) одного символа источника. Сложность по памяти S - это объем памяти кодера (декодера) в битах. Чтобы можно было судить об эффективности различных методов, естественно рассматривать показатели сложности как функции от кодовой избыточности г.
В теории информации известно [10], что если избыточность кода г
0, то кодовая последовательность не отличимая от последовательности равновероятных и независимых бит, т.е. распределена равномерно и для каждого кодового бита х мы имеем Рг(х = 0) = Рг (рс = 1) = 1/2. Энтропия бита кода Н(х)
1, т.е. достигает максимума, и энтропия кодовой последовательности хп составляет п бит. Если г > 0, то кодовая последовательность получается не равномерно распределенной: нули и единицы зависимы и/или имеют разные вероятности. Энтропия кодовой последовательности Н(хп) < п.
Поэтому естественно определить выходную избыточность кодера для 72-битовой кодовой последовательности как
рп = п-Н(хп). (1-13)
Выходная избыточность на один бит
р= limp„/w = l- НтН(хп)/п = 1-Н(х),
И—»со «—>оо
(1.14)