Способ динамического преобразования данных при хранении и передаче



Способ динамического преобразования данных при хранении и передаче
Способ динамического преобразования данных при хранении и передаче
Способ динамического преобразования данных при хранении и передаче

Владельцы патента RU 2699589:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") (RU)

Изобретение относится к области преобразования двоичной информации при ее хранении и передаче. Техническим результатом является обеспечение многопоточной обработки информации для ее последующей передачи и хранения. Способ заключается в том, что преобразование данных осуществляют с использованием набора параллельно расположенных матриц, каждая из которых содержит элементы, образующие столбцы и строки, каждому элементу предварительно присваивают индекс соответствующих ему номера строки и номера столбца, каждый элемент первой матрицы со своим индексом последовательно соединяют с элементом такого же индекса последующих параллельных матриц, вводят ключ, сформированный предварительно случайным образом для выбора одной из матриц и одного из ее элементов, на выбранной матрице осуществляют перемещение выбранного элемента на место элемента первой матрицы, имеющего индекс строки и столбца равный единице, путем последовательного смещения других элементов, для получения выходных битовых последовательностей производят преобразование входных битовых последовательностей на каждом из элементов строк или столбцов на каждой матрице или на каждом из элементов с одинаковым индексом на каждой из параллельно расположенных матриц. 2 ил.

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в системах связи, вычислительных и информационных системах для преобразования двоичной информации при ее хранении и передаче.

Известен способ динамического преобразования данных при хранении и передаче (см. патент РФ №2497277, опубликованный 27.10.2013, авторы: Мартынов А.П., Николаев Д.Б.), в котором символы представлены битовыми последовательностями одинакового фиксированного размера. Для осуществления преобразования производят подсчет частоты повторяемости символов, затем для обозначения часто и редко встречающихся символов входного потока двоичных данных производят соответственно выработку более короткой и более длинной битовых последовательностей, которые объединяют в совокупную битовую последовательность переменного размера. При этом из совокупной битовой последовательности исключают битовые последовательности, соответствующие повторяющимся символам входного потока двоичных данных. Способ позволяет проводить операции кодирования и декодирования, используя малый объем памяти для реализации соответствующих преобразований.

Указанный способ является наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и поэтому выбран в качестве прототипа.

Недостатком указанного способа является недостаточно высокое быстродействие прямого и обратного преобразования информации, невозможность распараллеливания процессов обработки и ограниченное множество преобразований, обусловленное фиксированной последовательностью входных данных. Таким образом, представленный способ невозможно использовать для параллельного преобразования информационных блоков с динамически изменяемой структурой преобразования.

Решаемой задачей является создание способа динамического преобразования данных при хранении и передаче с расширенными функциональными возможностями за счет высокой скорости обработки, возможности распараллеливания информационных потоков в процессе обработки и повышенной стойкости к злоумышленным действиям.

Достигаемым техническим результатом является обеспечение многопоточной обработки информации для ее последующей передачи и хранения, отсутствие возможности анализа структуры и параметров используемого преобразования и расширение функциональных возможностей.

Для достижения технического результата в способе динамического преобразования данных при хранении и передаче, заключающемся в том, что для их преобразования используют входной поток двоичных данных, представляющий собой входные битовые последовательности, результатом преобразования которых являются выходные битовые последовательности, новым является то, что преобразование данных осуществляют с использованием набора параллельно расположенных матриц, каждая из которых содержит элементы, образующие столбцы и строки, каждому элементу предварительно присваивают индекс соответствующих ему номера строки и номера столбца, при этом элементы каждой строки и каждого столбца на каждой матрице соединяют между собой последовательно, каждый элемент первой матрицы со своим индексом последовательно соединяют с элементом такого же индекса последующих параллельно расположенных матриц, при этом элементы являются некоммутативными функциями преобразования, дополнительно вводят ключ, сформированный предварительно случайным образом для выбора одной из матриц и одного из ее элементов, на выбранной матрице осуществляют перемещение выбранного элемента на место элемента первой матрицы, имеющего индекс строки и столбца равный единице, путем последовательного смещения других элементов для получения выходных битовых последовательностей производят преобразование входных битовых последовательностей на каждом из элементов строк или столбцов на каждой матрице или на каждом из элементов с одинаковым индексом на каждой из параллельно расположенных матриц.

Указанная совокупность существенных признаков позволяет расширить функциональные возможности динамического преобразования данных при хранении и передаче за счет применения произвольного количества некоммутативных функций преобразования, обеспечения многопоточной обработки информации и динамического изменения структуры и параметров преобразований в процессе обработки.

На фиг. 1 представлена схема заявляемого способа динамического преобразования данных при хранении и передаче на примере трехмерного множества ƒ(azyx), у=0…m, х=0…n, которое состоит из одномерных множеств (фиг. 2). Операции в трехмерном множестве выполняются по трем осям (х, у, z). На фиг. 2 представлена схема некоммутативного произведения функций преобразования, представляющее собой циклическую группу одномерного множества криптографических функций ƒ(ах) (ось х), при котором пространственно-групповое перемещение элементов множества осуществляется в одной строке влево. При циклическом сдвиге элементов множества на 1 шаг все элементы множества сдвигаются на одну позицию влево, ƒ(а0) переходит в конец множества.

Способ реализуется следующим образом.

Преобразование потоков исходных сообщений осуществляют с использованием набора параллельно расположенных матриц z0, z1, … представляющих ось каждая из матриц содержит элементы, образующие столбцы (ось у=0…m) и строки х=0…n, каждому элементу предварительно присваивают индекс соответствующих ему номера строки и номера столбца, при этом элементы каждой строки (а00, а01 … a0n, … am0, am1 … amn) и каждого столбца (а00, а10, … am0, …, a0n, a1n, … amn) на каждой матрице (z0, z1, …, ) соединяют между собой последовательно, каждый элемент со своим индексом (а00, …, amn) первой матрицы z0 последовательно соединяют с элементом такого же индекса (а00, …, amn) последующих параллельно расположенных матриц (z1, ), при этом элементы являются некоммутативными функциями преобразования ƒ(azyx).

Потоки исходных сообщений (входных битовых последовательностей) (фиг. 1) поступают на соответствующие строки, столбцы матриц или на элементы с одинаковым индексом на каждой из параллельно расположенных матриц для последующего преобразования. В процессе преобразования каждого бита потока исходных сообщений (входных битовых последовательностей) происходит пространственное групповое перемещение криптографических функций ключу, выбранному случайным образом.

Пространственное групповое перемещение криптографических функций заключается в следующем. Получение множества функций, при котором исходная битовая последовательность подвергается преобразованию. Результирующее множество криптографических функций представляется как m-n-матрица из z-матриц из у-столбцов х-строк. ƒ(azyx), у=0…m, х=0…n,

Элементами множества являются функций объединенные в циклические группы двухмерных матриц (оси х и у), в которых осуществляются циклические сдвиги элементов по столбцам и по строкам множества. Циклическое преобразование элементов групп происходит сначала по оси z, затем по оси у, а затем по оси х. Последовательность операций в общем случае может быть произвольной.

При циклической перестановке (фиг. 2) ключ задается индексом элемента, который необходимо сдвинуть на исходную (нулевую) позицию, к началу координатных осей (х, у, z). В этом случае величина сдвига равна номеру элемента множества. Для множества ƒ(azyx) ключ циклического сдвига k(azyx), у=0…m, х=0…n,

Для каждой z-матрицы, входящей в состав m-n-матрицы, сначала выполняется циклический сдвиг функций по ключу, а затем преобразование потока исходных сообщений (входных битовых последовательностей) в криптограммы (выходные битовые последовательности). Преобразование криптограмм (выходных битовых последовательностей) в исходные сообщения (входные битовые последовательности) производится в обратном направлении, при том же состоянии криптографической системы.

Предложенный способ может быть реализован непосредственно в аппаратных средствах, в программном модуле, выполняемом посредством процессора, или в их комбинации.

Реализация данного способа позволяет увеличить скорость обработки, повысить стойкость к внешним несанкционированным воздействиям и расширить функциональные возможности за счет параллельного преобразования всей совокупности управляющих последовательностей, что позволяет создавать универсальные многофункциональные системы преобразования, подстраивающиеся под структуру и состав динамически изменяющихся управляемых объектов.

Программная и программно-аппаратная реализации данного способа подтвердили осуществимость и практическую ценность заявленного способа.

Способ динамического преобразования данных при хранении и передаче, заключающийся в том, что для их преобразования используют входной поток двоичных данных, представляющий собой входные битовые последовательности, результатом преобразования которых являются выходные битовые последовательности, отличающийся тем, что преобразование данных осуществляют с использованием набора параллельно расположенных матриц, каждая из которых содержит элементы, образующие столбцы и строки, причем каждому элементу предварительно присваивают индекс соответствующих ему номеров строки и столбца, при этом элементы каждой строки и каждого столбца на каждой матрице соединяют между собой последовательно, каждый элемент первой матрицы со своим индексом последовательно соединяют с элементом такого же индекса последующих параллельно расположенных матриц, при этом элементы являются некоммутативными функциями преобразования, дополнительно вводят ключ, сформированный предварительно случайным образом для выбора одной из матриц и одного из ее элементов, на выбранной матрице осуществляют перемещение выбранного элемента на место элемента первой матрицы, имеющего индекс строки и столбца равный единице, путем последовательного смещения других элементов, для получения выходных битовых последовательностей производят преобразование входных битовых последовательностей на каждом из элементов строк или столбцов на каждой матрице или на каждом из элементов с одинаковым индексом на каждой из параллельно расположенных матриц.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно - области средств введения идентификационной информации в средства вычислительной техники. Техническим результатом является упрощение ввода идентификационной информации с одновременным повышением защищенности вводимой информации.

Изобретение относится к области защиты сети спутниковой связи. Технический результат заключается в усилении защиты системы спутниковой связи.

Изобретение относится к системам передачи оптических сигналов с шифрованным состоянием структуры информационного потока и может быть использовано при разработке оптико-электронных модулей специального назначения, имеющих незащищенные участки канала передачи информации.

Изобретение относится к системе цифровой широковещательной передачи. Технический результат изобретения заключается в надежном приеме множества оригинальных потоков, когда множество потоков синтезируют и передают как один поток.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах радионавигации и радиосвязи, построенных на базе шумоподобных фазоманипулированных сигналов, в которых информация должна быть конфиденциальной.

Изобретение относится к шифрованию информации. Технический результат - повышение криптозащиты информации.

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к генераторам псевдослучайных функций (ПСФ), и может быть использовано в цифровых вычислительных устройствах, а также в системах защиты информации.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении безопасности шифрования данных.

Изобретение относится к технике цифровой связи и может быть использовано в сетях синхронной цифровой иерархии/синхронных оптических сетях. Скремблирующее устройство для параллельной кадровой синхронизации включает блок управления, используемый, для последовательного считывания псевдослучайной последовательности из устройства хранения данных и получения контента, соответствующего параллельным данным в этой псевдослучайной последовательности, устройство хранения данных, сконфигурированное для хранения псевдослучайной последовательности, которая является заранее заданной, и введения контента, соответствующего параллельным данным в псевдослучайной последовательности, в блок XOR, который выполняет обработку XOR поочередно для параллельных данных, которые вводятся последовательно, с контентом, соответствующим параллельным данным в псевдослучайной последовательности, и затем выводит скремблированные данные.

Изобретение относится к средствам обеспечения возможности прямого доступа и совместного использования оценки безопасности. Технический результат заключается в повышении защищенности сети предприятия.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Техническим результатом является обеспечение генерации криптографически стойкой ПСП и повышение качества вычисления инициализатора псевдослучайных последовательностей (ПСП).

Изобретение относится к маркировке готового изделия, содержащего контейнер и крышку для контейнера. Технический результат - обеспечение проверки подлинности готовых изделий.

Изобретение относится к выполнению замаскированных арифметических действий в коммутативном кольце. Технический результат – повышение эффективности выполнения замаскированных арифметических действий.

Группа изобретений относится к области вычислительной техники и может быть использована для выполнения обфускационных арифметических операций в коммутативном кольце.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в устранении уязвимостей для кражи данных у поставщиков идентификационной информации.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в определении факта компрометации данных за счет анализа различий между вычисленными на основании упомянутых данных имитовставками.

Изобретение относится к области беспроводной связи. Технический результат – повышение защищенности уровня управления логическим каналом, действующим в сети беспроводной связи.

Изобретение относится к области защищенных информационных сетей с квантовым распределением криптографических ключей. Техническим результатом является повышение защищенности передаваемого сообщения.

Изобретение относится к области связи, а именно к защите сообщений. Технический результат – повышение безопасности передачи сообщений в системе беспроводной связи.

Изобретение относится к области криптографии. Технический результат – повышение криптостойкости модели белый ящик.

Группа изобретений относится к области вычислительной техники и может быть использована для выполнения обфускационных арифметических операций в коммутативном кольце.

Изобретение относится к области преобразования двоичной информации при ее хранении и передаче. Техническим результатом является обеспечение многопоточной обработки информации для ее последующей передачи и хранения. Способ заключается в том, что преобразование данных осуществляют с использованием набора параллельно расположенных матриц, каждая из которых содержит элементы, образующие столбцы и строки, каждому элементу предварительно присваивают индекс соответствующих ему номера строки и номера столбца, каждый элемент первой матрицы со своим индексом последовательно соединяют с элементом такого же индекса последующих параллельных матриц, вводят ключ, сформированный предварительно случайным образом для выбора одной из матриц и одного из ее элементов, на выбранной матрице осуществляют перемещение выбранного элемента на место элемента первой матрицы, имеющего индекс строки и столбца равный единице, путем последовательного смещения других элементов, для получения выходных битовых последовательностей производят преобразование входных битовых последовательностей на каждом из элементов строк или столбцов на каждой матрице или на каждом из элементов с одинаковым индексом на каждой из параллельно расположенных матриц. 2 ил.

Наверх