Анотація до роботи:

Абу Усбах Олексій Нідалійович. Методи синтезу та спосіб обчислення булевих функцій спеціального класу для засобів захисту інформації. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.21 – Системи захисту інформації. – Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є.Пухова НАН України, Київ, 2004.

Дисертація присвячена дослідженню шляхів підвищення ефективності засобів захисту даних за рахунок використання булевих функціональних перетворень, основаних на функціях спеціального класу.

Запропоновано новий клас булевих функцій, який характеризується інваріантністю до лінійних перетворень та має властивості важливі для його використання в булевих функціональних перетвореннях засобів захисту даних.

Запропоновано новий метод синтезу нелінійних балансних булевих функцій, що задовольняють критерію чіткого лавинного ефекту, а також каскадний метод побудови булевих функціональних перетворень на основі таких функцій.

Запропоновано новий таблично-паралельний спосіб обчислення булевих функціональних перетворень для блокових засобів захисту інформації. Спосіб має лінійну обчислювальну складність і дозволяє підвищити ефективність засобів захисту даних шляхом використання в них перетворень великої розрядності.

Ключові слова: булеві функції, булеві функціональні перетворення, чіткий лавинний ефект, нелінійність, захист інформації, блокові засоби захисту інформації.

В дисертаційній роботі здійснено теоретичне обґрунтування і отримано нове вирішення наукових задач синтезу і організації обчислення булевих функцій спеціального класу та перетворень на їх основі для блокових засобів захисту інформації. Результати проведеного дослідження дозволяють підвищити ефективність проектування нових і модифікації існуючих засобів захисту інформації.

Основні наукові і практичні результати полягають у наступному:

1. Проведено аналіз існуючих підходів до побудови булевих функціональних перетворень для засобів захисту інформації. Показані технологічні обмеження відомих методів, які зумовлені експоненціальною складністю використаних в них операцій.

2. Для підвищення ефективності булевих функціональних перетворень було запропоновано використовувати класи булевих функцій, які інваріантні до лінійних перетворень та мають певні властивості, важливі для їх застосування у засобах захисту інформації. Основним ефектом такого застосування є стабільність характеристик будь-яких лінійних комбінацій функцій, що складають перетворення. Додатковим ефектом використання функцій детермінованого класу, що мають однакову структуру є можливість ефективної організації їх обчислення за рахунок уніфікації операцій.

3. Виділено замкнений відносно лінійних операцій клас булевих функцій, чіткий лавинний ефект котрих досягається шляхом кон’юнктивної суперпозиції елементів лінійного базису. Доведено, що на основі булевих функцій виділеного класу можливо будувати ортогональні системи, що мають якісні лінійні та диференційні профілі.

4. Запропоновано формалізований метод синтезу нелінійних булевих функцій виділеного класу. Реалізація методу має лінійну обчислювальну складність, що підвищує ефективність процесів проектування булевих функціональних перетворень для блокових засобів захисту інформації.

5. Запропоновано каскадний метод побудови бієктивних функціональних перетворень на основі ортогональних систем булевих функцій виділеного класу. Синтезовані запропонованим методом перетворення характеризуються стійкістю до лінійного та диференційного аналізу. На відміну від відомих, запропонований метод дозволяє гнучко змінювати нелінійність синтезованих перетворень та обчислювальну складність їх реалізації шляхом варіювання кількості каскадів.

6. Розроблено таблично-паралельний спосіб організації обчислення функціональних перетворень, що базуються на булевих функціях виділеного класу. Цей спосіб забезпечує лінійну складність обчислення таких перетворень.

7. Запропоновані методи синтезу та спосіб організації обчислення булевих функціональних перетворень доведені до рівня готових до використання програмних модулів, що пройшли апробацію в ході експериментальних досліджень.

Публікації автора:

1. Абу Усбах А.Н. Таблично-параллельная организация вычислений систем булевых функций специальных классов.// Вісник Національного технічного університету України “КПІ”. Інформатика, управління та обчислювальна техніка. – Київ: ВЕК+.– 2002.– №38.– С.81-92. (Дисертантом запропоновано таблично-паралельний спосіб обчислення булевих функціональних перетворень для блокових засобів захисту інформації).

2. Марковский А.П., Бардис Николас, Абу Усбах А.Н., Кищенко А.В. Анализ защищенности криптографических алгоритмов с использованием булевых функций.// Вісник Національного технічного університету України “КПІ”. Інформатика, управління та обчислювальна техніка. – Київ: ВЕК+. – 1998. – №31. – С.24-34. (Дисертантом запропоновано результати аналізу використання булевих функціональних перетворень в засобах захисту інформації).

3. Марковский А.П., Абу Усбах А.Н., Аль-Омар Салех. Получение систем ортогональных булевых SAC-функций для систем защиты информации. // Вісник Національного технічного університету України “КПІ”. Інформатика, управління та обчислювальна техніка. – Київ: ВЕК+. – 2001. –№36. – С.94-108. (Дисертантом запропоновано методи синтезу булевих функцій спеціального класу та побудови на їх основі функціональних перетворень для блокових засобів захисту інформації).

4. Самофалов К.Г., Абу Усбах А.Н., Стефанская В.А. Организация вычислений нелинейных систем взаимно ортогональных булевых функций специальных классов.// Вісник Національного технічного університету України “КПІ”. Інформатика, управління та обчислювальна техніка. – Київ: ВЕК+. – 2002. – №37. – С.3-14. (Дисертантом запропоновані підходи до організації процесів обчислення булевих функцій та функціональних перетворень для засобів захисту інформації).

5. Марковский А.П., Виноградов Ю.Н., Абу Усбах А.Н. Некоторые свойства булевых функций и их использование для построения алгоритмов защиты информации. Моделювання та інформаційні технології.// Збірник праць. – Київ: ІПМЕ НАН України. – 2002. – Вип.12. – С.79-84. (Дисертантом запропоновано замкнений відносно лінійних операцій клас булевих функцій та теоретичне обґрунтування властивостей функцій такого класу).

6. Марковский А.П., Абу Усбах А.Н., Иваненко Я.П. К вопросу об определении нелинейности булевых функций специальных классов.// Вісник Національного технічного університету України “КПІ”. Інформатика, управління та обчислювальна техніка. – Київ: ВЕК+. – 2002. – №37. – С.14-25. (Дисертантом запропоновано результати аналізу відомих методів побудови булевих функціональних перетворень для блокових засобів захисту інформації).

7. Абу Усбах А.Н. Булевы функции специальных классов для систем защиты информации.// Тези IV Міжнародної науково-практичної конференції ”Системний аналіз та інформаційні технології.” . – м. Київ. 2002. – С. 85-86. (Дисертантом запропоновано замкнений відносно лінійних операцій клас булевих функцій для побудови перетворень в засобах захисту інформації).

8. Абу Усбах А.Н. Построение генераторов булевых функций для систем статистического моделирования.// Тези Міжнародної науково-практичної конференції ” Комп’ютери. Програми. Інтернет. 2003.”. – м. Київ. 2003. – С. 76-77. (Дисертантом запропоновано каскадний метод побудови булевих функціональних перетворень).

9. Абу Усбах А.Н. Синтез и организация вычисления булевых функций.// Труды IV Международной научно практической конференции ”Современные информационные и электронные технологии.” . – м. Одеса. 2003. – С. 84-85. (Дисертантом запропоновано метод синтезу та спосіб обчислення булевих функцій спеціального класу в засобах захисту інформації).

10. Абу Усбах А.Н. Повышение эффективности систем моделирования за счет использования булевых функциональных преобразований специальных классов.// Тези V Міжнародної науково-практичної конференції ”Системний аналіз та інформаційні технології”. – м. Київ. 2002.– С.131-132. (Дисертантом запропоновано спосіб організації обчислення булевих функціональних перетворень).