Розробка принципів функціонування автоматизованої системи передавання даних безпровідними каналами зв’язку для забезпечення захисту інформації

Автор(и)

  • Сергій Петрович Євсеєв Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0003-1647-6444
  • Станіслав Валерійович Мілевський Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0001-5087-7036
  • Владислав Євгенович Сокол Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0009-0009-9446-2049
  • Владислав Вікторович Єманов Національна академія Національної гвардії України, Україна https://orcid.org/0000-0001-5055-8852
  • Анатолій Петрович Волобуєв Центральний науково-дослідний інститут Збройних Сил України, Україна https://orcid.org/0000-0001-9415-0736
  • Ларіса Валеріївна Дакова Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій, Україна https://orcid.org/0000-0001-6104-8217
  • Микола Миколайович Браіловський Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна https://orcid.org/0000-0002-3148-1148
  • Irada Rahimova Azerbaijan Technical University, Азербайджан https://orcid.org/0000-0003-3278-3225
  • Владислав Ігорович Кравченко Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій, Україна https://orcid.org/0000-0002-4758-7027
  • Олег Юрійович Чернявський Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0002-9388-4604

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.310547

Ключові слова:

система передачі даних, випромінювач радіосигналу, магнітне поле, радіомоніторинг, соціокіберфізична система

Анотація

Розвиток систем передавання даних на основі безпровідних каналів радіозв’язку дозволив будування принципово нових мереж – mesh-мереж, які використовуються не тільки в смарт-технологіях, а є основою побудови кіберфізичних та соціокіберфізичних систем (об’єктів критичної інфраструктури). Об’єктом є процес забезпечення надійної та безпечної передачі даних на основі використання безпровідних каналів радіозв’язку. Для забезпечення ознак завадостійкості та безпеки автоматизованої системи передачі даних запропонована математична модель функціонування системи захисту інформаційних ресурсів. Для визначення загроз використовується уніфікований класифікатор та методика оцінки потокового стану, які враховують гібридність та синергію цільових (змішаних) атак на канали зв’язку. Визначається критичні точки елементів інфраструктури, а також інформація, яка циркулює та/або зберігається. Враховується оцінка виконання вимог регуляторів, як міжнародних, так й державних нормативних актів, та наявність та спроможність елементів системи безпеки забезпечити необхідний рівень захисту елементів інфраструктури. Запропонований підхід дозволяє визначати: коефіцієнти інформаційної та внутрішньої доступності безпровідного каналу радіозв’язку, векторний потенціал магнітного поля, що запізнюється, як результат роботи на передачу даних. При оцінюванні коефіцієнту внутрішньої доступності безпровідного каналу радіозв’язку запропоновано враховувати когерентне приймання сигналу. При цьому коефіцієнт завадозахищеності безпровідного каналу радіозв’язку набагато більше 1, що забезпечує достатній захист інформації. Запропоновано технічне рішення, яке дозволить наблизити рівні конфіденційності, цілісності, автентичності та достовірності безпровідного каналу радіозв’язку до 100 %

Біографії авторів

Сергій Петрович Євсеєв, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Доктор технічних наук, професор

Кафедра кібербезпеки

Станіслав Валерійович Мілевський, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Кандидат економічних наук, доцент

Кафедра кібербезпеки

Владислав Євгенович Сокол, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Кандидат технічних наук

Кафедра кібербезпеки

Владислав Вікторович Єманов, Національна академія Національної гвардії України

Доктор наук з державного управління, старший науковий співробітник

Анатолій Петрович Волобуєв, Центральний науково-дослідний інститут Збройних Сил України

Доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Начальник науково-дослідного відділу

Ларіса Валеріївна Дакова, Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра мобільних та відеоінформаційних технологій

Микола Миколайович Браіловський, Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра кібербезпеки та захисту інформації

Irada Rahimova, Azerbaijan Technical University

PhD in Technology, Assistant Professor

Department of Computer Technologies

Владислав Ігорович Кравченко, Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій

Кандидат технічних наук, доцент

Заступник директора

Навчально-науковий інститут телекомунікацій

Олег Юрійович Чернявський, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Аспірант

Кафедра тактико-спеціальних дисциплін

Посилання

  1. Yevseiev, S., Hryshchuk, R., Molodetska, K., Nazarkevych, M., Hrytsyk, V., Milov, O. et al.; Yevseiev, S., Hryshchuk, R., Molodetska, K., Nazarkevych, M. (Eds.) (2022). Modeling of security systems for critical infrastructure facilities. Kharkiv: РС ТЕСHNOLOGY СЕNTЕR, 196. https://doi.org/10.15587/978-617-7319-57-2
  2. Yevseiev, S., Kuznietsov, O., Herasimov, S., Horielyshev, S., Karlov, A., Kovalov, I. et al. (2021). Development of an optimization method for measuring the Doppler frequency of a packet taking into account the fluctuations of the initial phases of its radio pulses. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (9 (110)), 6–15. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.229221
  3. Sokolov, A. Y. (1999). Algebraic approach on fuzzy control. IFAC Proceedings Volumes, 32 (2), 5386–5391. https://doi.org/10.1016/s1474-6670(17)56917-7
  4. Yevseiev, S., Ponomarenko, V., Laptiev, O., Milov, O., Korol, O., Milevskyi, S. et al.; Yevseiev, S., Ponomarenko, V., Laptiev, O., Milov, O. (Eds.) (2021). Synergy of building cybersecurity systems. Kharkiv: РС ТЕСHNOLOGY СЕNTЕR, 188. https://doi.org/10.15587/978-617-7319-31-2
  5. Shao, R., Ding, C., Liu, L., He, Q., Qu, Y., Yang, J. (2024). High-fidelity multi-channel optical information transmission through scattering media. Optics Express, 32 (2), 2846. https://doi.org/10.1364/oe.514668
  6. Dao, V. A., Thanh Thuy, T. T., Quoc Bao, V. N., Dung, T. C., Quyen, N. X. (2024). Design of A Chaos-based Digital Radio over Fiber Transmission Link using ASK Modulation for Wireless Communication Systems. EAI Endorsed Transactions on Industrial Networks and Intelligent Systems, 11 (1). https://doi.org/10.4108/eetinis.v11i1.4530
  7. M, S., Kandasamy, R., Kumar, S. S. (2022). A Novel Approach on Cognitive Radio Sensor Networks for Efficient Data Transmission. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-1735166/v1
  8. Lacey, K. (2024). Communication in the Radio Century. The Oxford Handbook of Radio and Podcasting, 733–748. https://doi.org/10.1093/oxfordhb/9780197551127.013.34
  9. Ren, Y., Wu, Y., Tu, Z. (2024). A Multi-Channel Chromatic Dispersion Compensation for 15-km Front-Haul Transmission. Optical Fiber Communication Conference (OFC) 2024. https://doi.org/10.1364/ofc.2024.w2b.11
  10. Park, J., Choi, D. (2023). Improvement and Utilization of Auxiliary Radio Communication System. Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation, 23 (3), 83–93. https://doi.org/10.9798/kosham.2023.23.3.83
  11. Soliman, N. F., Fadl-Allah, F. E., El-Shafai, W., Aly, M. I., Alabdulhafith, M., El-Samie, F. E. A. (2024). A Hybrid Cybersecurity Algorithm for Digital Image Transmission over Advanced Communication Channel Models. Computers, Materials & Continua, 79 (1), 201–241. https://doi.org/10.32604/cmc.2024.046757
  12. Youvan, D. (2024). Silent Waves: The Role of Ham Radio in a Fictional Communication Blackout Scenario. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.23193.19044
  13. Kolawole, W. (2024). Enhancing Data Security through Chaotic Encryption for Secure Transmission. Available at: https://www.researchgate.net/publication/380179574_Enhancing_Data_Security_through_Chaotic_Encryption_for_Secure_Transmission
  14. Renteria, L., Jínez, J., Torres, K., Ramos, J. (2023). Data transmission system through FM radio applying Data over Sound techniques. Novasinergia, 6 (2), 129–139. https://doi.org/10.37135/ns.01.12.08
  15. Soni, V. (2024). ED-SS based Cognitive Radio (CR) over Various Fading Channels for Modern Wireless Communications. Journal of Electrical Systems, 20 (7s), 1406–1423. https://doi.org/10.52783/jes.3713
  16. Mak, B., Arya, S., Wang, Y., Ashdown, J. (2023). Characterization of Low-Latency Next-Generation eVTOL Communications: From Channel Modeling to Performance Evaluation. Electronics, 12 (13), 2838. https://doi.org/10.3390/electronics12132838
  17. Guan, K., Kürner, T., Rupp, M., Nekovee, M. (2024). Guest Editorial: Channel Modeling and Signal Processing for Terahertz Communications. IEEE Communications Magazine, 62 (2), 14–15. https://doi.org/10.1109/mcom.2024.10439199
  18. Yakovlev, M., Volobuev, A., Pribyliev, Yu. (2024). Mathematical modeling of the processes of functioning of automated military radio communication systems in terms of their protection against radio reconnaissance. The Collection of Scientific Works of the National Academy of the National Guard of Ukraine, 1 (43), 130–144. https://doi.org/10.33405/2409-7470/2024/1/43/307934
  19. Makhmudov, F., Privalov, A., Privalov, A., Kazakevich, E., Bekbaev, G., Boldinov, A. et al. (2024). Mathematical Model of the Process of Data Transmission over the Radio Channel of Cyber-Physical Systems. Mathematics, 12 (10), 1452. https://doi.org/10.3390/math12101452
  20. Luat, P. N., Taparugssanagorn, A., Kaemarungsi, K., Phoojaroenchanachai, C. (2024). Spatial Simultaneous Functioning-Based Joint Design of Communication and Sensing Systems in Wireless Channels. Applied Sciences, 14 (12), 5319. https://doi.org/10.3390/app14125319
  21. Kumar, P., Saxena, V. (2024). Nested Levels of Hybrid Cryptographical Technique for Secure Information Exchange. Journal of Computer and Communications, 12 (02), 201–210. https://doi.org/10.4236/jcc.2024.122012
  22. Mikoni, S. V. (2023). Approach to assessing the level of intelligence of an information system. Ontology of Designing, 13 (1), 29–43. https://doi.org/10.18287/2223-9537-2023-13-1-29-43
  23. Ramsden, J. (2023). The Transmission of Information. Bioinformatics, 75–91. https://doi.org/10.1007/978-3-030-45607-8_7
  24. Laue, F., Jamali, V., Schober, R. (2023). RIS-Assisted Device Activity Detection With Statistical Channel State Information. IEEE Transactions on Wireless Communications, 22 (12), 9473–9487. https://doi.org/10.1109/twc.2023.3271365
  25. Vähä-Savo, L., Veggi, L., Vitucci, E. M., Icheln, C., Degli-Esposti, V., Haneda, K. (2023). Analytical Characterization of a Transmission Loss of an Antenna-Embedded Wall. https://doi.org/10.36227/techrxiv.170244520.01558910/v1
  26. Elzinga, R., Janssen, M. J., Wesseling, J., Negro, S. O., Hekkert, M. P. (2023). Assessing mission-specific innovation systems: Towards an analytical framework. Environmental Innovation and Societal Transitions, 48, 100745. https://doi.org/10.1016/j.eist.2023.100745
  27. Kramer, G. (2023). Information Rates for Channels with Fading, Side Information and Adaptive Codewords. Entropy, 25 (5), 728. https://doi.org/10.3390/e25050728
  28. dos Santos, A., Barros, M. T. C. de, Correia, P. F. (2015). Transmission line protection systems with aided communication channels – Part II: Comparative performance analysis. Electric Power Systems Research, 127, 339–346. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2015.05.010
  29. Enquist, M., Ghirlanda, S., Lind, J. (2023). Acquisition and Transmission of Sequential Information. The Human Evolutionary Transition, 167–176. https://doi.org/10.23943/princeton/9780691240770.003.0012
  30. Menezes, T. S., Barra, P. H. A., Dizioli, F. A. S., Lacerda, V. A., Fernandes, R. A. S., Coury, D. V. (2023). A Survey on the Application of Phasor Measurement Units to the Protection of Transmission and Smart Distribution Systems. Electric Power Components and Systems, 52 (8), 1379–1396. https://doi.org/10.1080/15325008.2023.2240320
  31. Ribeiro, E. P. A., Lopes, F. V., Silva, K. M., Martins-Britto, A. G. (2023). Assessment of communication channel effects on time-domain protection functions tripping times. Electric Power Systems Research, 223, 109589. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2023.109589
  32. Shmatko, O., Herasymov, S., Lysetskyi, Y., Yevseiev, S., Sievierinov, О., Voitko, T. et al. (2023). Development of the automated decision-making system synthesis method in the management of information security channels. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (9 (126)), 39–49. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.293511
  33. Herasymov, S., Tkachov, A., Bazarnyi, S. (2024). Complex method of determining the location of social network agents in the interests of information operations. Advanced Information Systems, 8 (1), 31–36. https://doi.org/10.20998/2522-9052.2024.1.04
  34. Kozhushko, Ya., Karlov, D., Klimishen, O., Bortsova, M., Herasymov, S., Hrichanuk, O., Bykov, V. N. (2018). Comparison of the Efficiency of Some Images Superposition Algorithms Used in Aircraft Map-Matching Navigation Systems. 2018 IEEE 17th International Conference on Mathematical Methods in Electromagnetic Theory (MMET). https://doi.org/10.1109/mmet.2018.8460319
  35. Fedushko, S., Molodetska, K., Syerov, Y. (2023). Analytical method to improve the decision-making criteria approach in managing digital social channels. Heliyon, 9 (6), e16828. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e16828
  36. Mookerjee, R., Samuel, J. (2023). Managing the security of information systems with partially observable vulnerability. Production and Operations Management, 32 (9), 2902–2920. https://doi.org/10.1111/poms.14015
  37. Marabissi, D., Abrardo, A., Mucchi, L. (2023). A new framework for Physical Layer Security in HetNets based on Radio Resource Allocation and Reinforcement Learning. Mobile Networks and Applications, 28 (4), 1473–1481. https://doi.org/10.1007/s11036-023-02149-z
  38. Yevseiev, S., Khokhlachova, Yu., Ostapov, S., Laptiev, O., Korol, O., Milevskyi, S. et al.; Yevseiev, S., Khokhlachova, Yu., Ostapov, S., Laptiev, O. (Eds.) (2023). Models of socio-cyber-physical systems security. Kharkiv: РС ТЕСHNOLOGY СЕNTЕR, 184. https://doi.org/10.15587/978-617-7319-72-5
  39. Framework for assessing the current state of protection. Available at: http://skl.khpi.edu.ua/
  40. Shmatko, O., Balakireva, S., Vlasov, A., Zagorodna, N., Korol, O., Milov, O. et al. (2020). Development of methodological foundations for designing a classifier of threats to cyberphysical systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (9 (105)), 6–19. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.205702
  41. Aragon, N., Barreto, P. S. L. M., Bettaieb, S., Bidoux, L., Blazy, O., Deneuville, J.-C. et al. (2020). BIKE: Bit Flipping Key Encapsulation. Available at: https://bikesuite.org/files/v4.1/BIKE_Spec.2020.10.22.1.pdf
  42. Bos, J., Ducas, L., Kiltz, E., Lepoint, T., Lyubashevsky, V., Schanck, J. M. et al. (2018). CRYSTALS - Kyber: A CCA-Secure Module-Lattice-Based KEM. 2018 IEEE European Symposium on Security and Privacy (EuroS&P). https://doi.org/10.1109/eurosp.2018.00032
  43. Supersingular Isogeny Key Encapsulation (2022). Available at: https://sike.org/files/SIDH-spec.pdf
  44. HQC: Hamming Quasi-Cyclic An IND-CCA2 Code-based Public Key Encryption Scheme. NIST 4 th PQC Standardization Conference. Available at: https://csrc.nist.gov/csrc/media/Presentations/2022/hqc-update/images-media/session-4-gaborit-hqc-pqc2022.pdf
Розробка принципів функціонування автоматизованої системи передавання даних безпровідними каналами зв’язку для забезпечення захисту інформації

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-08-30

Як цитувати

Євсеєв, С. П., Мілевський, С. В., Сокол, В. Є., Єманов, В. В., Волобуєв, А. П., Дакова, Л. В., Браіловський, М. М., Rahimova, I., Кравченко, В. І., & Чернявський, О. Ю. (2024). Розробка принципів функціонування автоматизованої системи передавання даних безпровідними каналами зв’язку для забезпечення захисту інформації. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(9 (130), 18–33. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.310547

Номер

Том 4 № 9 (130) (2024): Інформаційно-керуючі системи

Розділ

Інформаційно-керуючі системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Serhii Yevseiev, Stanislav Milevskyi, Vladyslav Sokol, Vladyslav Yemanov, Anatolii Volobuiev, Larysa Dakova, Mykola Brailovskyi, Irada Rahimova, Vladyslav Kravchenko, Oleg Cherniavskiy

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.