Файл: Образовательная программа Компьютерный анализ и интерпретация данных к защите допустить Зав каф. Сиб.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 739
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
1.1. Понятие криптографических протоколов передачи данных
1.2. Анализ существующих криптографических протоколов
1.3. Определение требований к протоколу защищенного обмена сообщениями
1.4. Постановка задачи создания защищенного протокола для обмена сообщениями
ГЛАВА 2. КОМПЬЮТЕРНЫЙ АНАЛИЗ ГЕНЕРАТОРОВ ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ
2.1. Понятие псевдослучайных чисел и генераторов псевдослучайных чисел
2.1. Линейно конгруэнтный метод
2.2. Регистр сдвига с линейной обратной связью
2.3. Алгоритм «Вихрь Мерсенна»
2.4. Построение и тестирование генераторов псевдослучайных чисел
2.5. Сравнительная характеристика генераторов
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ РАЗРАБОТАННОГО АЛГОРИТМА
3.1. Аутентификация пользователей
3.2. Получение сеансового ключа
3.3. Генератор псевдослучайных чисел
3.7. Алгоритм целостности данных
ГЛАВА 4. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ АЛГОРИТМА
4.1. Ограничения времени сеанса
4.2. Ограничения объема передаваемой информации
4.3. Выбор параметров для алгоритма Диффи-Хеллмана
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИфедеральное государственное бюджетное образовательноеучреждение высшего образования«Казанский национальный исследовательскийтехнический университет им. А.Н. Туполева-КАИ»(КНИТУ-КАИ)Институт Компьютерных технологий и защиты информацииКафедра Систем информационной безопасностиНаправление подготовки: 09.04.01 «Информатика и вычислительная техника»Образовательная программа: Компьютерный анализ и интерпретация данныхК защите допуститьЗав. каф. СИБ____________ / И.В. Аникин /«____» _____________ 2023 г.ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТАна тему «Система анализа и выявления взаимосвязей в поисковых запросах на основе сервиса WordStat»ОБУЧАЮЩИЙСЯ Сафаров С.И. __________(подпись)РУКОВОДИТЕЛЬ к.т.н., доцент Шарипов Р.Р. __________(подпись)Казань 2023A system for analyzing and identifying relationships in search queries based on the WordStat serviceBy Safarov Said Ilgar ogluSubmitted to the Department of Information Security Systemsin partial fulfillment of the Requirements for the degree ofMASTER OF SCIENCEat theFederal State Budgetary Educational Institution of Higher Education«Kazan National Research Technical University named after A.N.Tupolev-KAI»(KNRTU-KAI)
Kazan 2023Первый лист заданияВторой лист заданияАННОТАЦИЯВ работе решается задача анализа и взаимосвязей с помощью API Яндекса Wordstat. Фундамент любого интернет-проекта – это семантика. Целевой трафик, звонки и заявки напрямую зависят от того, насколько качественно были подобраны ключевые фразы. Поэтому в этом материале, вернемся к истокам – статистике Яндекс Вордстат. Именно в ней собираются все поисковые запросы по которым переходят люди. С ее помощью можно не только собрать ключи и определить их популярность, но и составить структуру для будущего проекта. Об этом и поговорим далее. Статья получилось большой, но я уверен, что пользу от нее получат не только новички, но и опытные специалисты.ANNOTATIONThe paper solves the problem of analysis and relationships using the Yandex Wordstat API. The foundation of any Internet project is semantics. The target traffic, calls and requests directly depend on how well the keywords were selected. Therefore, in this material, let's go back to the origins – Yandex Wordstat statistics. It is in it that all the search queries that people click on are collected. With its help, you can not only collect keys and determine their popularity, but also create a structure for a future project. We will talk about this further. The article turned out to be a big one, but I am sure that not only beginners, but also experienced specialists will benefit from it.СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ОГЛАВЛЕНИЕ
1.1. Понятие криптографических протоколов передачи данных 12
3.8. Выводы 48
ГЛАВА 4. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ АЛГОРИТМА 49
4.5. Выводы 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
Conclusion 54
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 56
Актуальность. В настоящее время огромную значимость имеет защита конфиденциальных данных. Существующие протоколы шифрования хорошо известны и широко используются в Интернете. Однако, они также известны и злоумышленникам, которые могут использовать обнаруженные в этих протоколах уязвимости с целью получения конфиденциальной информации. Создание собственных протоколов шифрования сообщений позволило бы обеспечить максимальную безопасность передачи данных и защитить их от несанкционированного доступа. Кроме того, это также позволит полностью контролировать процесс шифрования и дешифрования данных, что может быть особенно важно для организаций и структур, которые хранят важную конфиденциальную информацию. Данная тема не могла не стать объектом изучения исследователей разных научных направлений. Представляют интерес современные исследования, которые с позиции технологического знания позволяют дать представление о данной проблематике. Среди наиболее интересных выделяются работы А. В. Бабаша [1, 2], Е. К. Барановой [1], М.А. Иванова [9, 10, 11], И.В. Чугункова [10, 11] и других.Одним из наиболее популярных и удобных способов общения в сети в настоящее время являются мессенджеры, но информация, передаваемая через них, может быть украдена или просмотрена третьими лицами. Однако мессенджеры можно использовать в качестве готового и быстрого канала связи, в котором будет использоваться разработанный протокол защиты сообщений. По мере развития информационных технологий и возможностей общения в сети проблема безопасности хранимой и пересылаемой информации будет все более возрастать. В этой связи научный интерес к данной проблеме, несомненно, будет высоким и в будущем.Цель работы: разработка эффективного протокола для обмена информацией. Эффективность определяется высокой криптографической стойкостью протокола, а также высокой скоростью обработки сообщений.
Для достижения указанной цели решаются следующие задачи:1) анализ предметной области и постановка задачи разработки протокола защищенного обмена сообщениями для мессенджеров;2) компьютерный анализ генераторов псевдослучайных чисел;3) математическое описание разработанного алгоритма;4) выбор оптимальных значений параметров алгоритма.Объект исследования: защищенная передача данных.Предмет исследования: методы и алгоритмы защиты при передаче данных, протоколы аутентификации пользователей, алгоритмы выработки псевдослучайных последовательностей, алгоритмы кодирования и проверки целостности данных.Методы исследования. Для решения обозначенных задач использованы методы аутентификации и симметричного шифрования, алгоритмы выработки псевдослучайных последовательностей, а также методы объектно-ориентированного программирования. Достоверность результатов. Предложенные в работе оригинальные методы и алгоритмы теоретически обоснованы и не противоречат известным положениям других авторов. Достоверность полученных результатов обеспечена математически строгим выполнением расчетов, подтверждена исследованиями и результатами практического использования.Научная новизна работы заключается в разработке эффективного и безопасного протокола для шифрования сообщений, основанного на базе методов симметричного шифрования.Теоретическая значимость работы заключается в разработке метода кодирования символов и анализе существующих генераторов псевдослучайных чисел.Практическая ценность работы. Полученные результаты выполненного исследования по созданию математического обеспечения в виде протокола защищенного обмена сообщениями для мессенджеров могут быть полезны для ученых, преподавателей, аспирантов и студентов высших учебных заведений. Прикладной характер данной научно-исследовательской работы позволит представителям банковского и военного дела, а также техническим специалистам сферы интернет-безопасности и государственной безопасности использовать разработанный протокол для защиты конфиденциальной информации.
К защите представляются следующие результаты:1) сравнительный анализ генераторов псевдослучайных чисел;2) методика идентификации вводимых пользователем символов;3) алгоритм шифрования сообщений.Структура и объем выпускной квалификационной работы. Выпускная квалификационная работа изложена на 57 страницах машинописного текста, содержит 20 рисунков, 10 таблиц, состоит из введения, четырех глав, заключения, а также списка литературы из 30 наименований.Вклад автора в работу. Личный вклад автора состоит в исследовании криптографических методов и алгоритмов защищенной передачи данных, а также в разработке нового эффективного протокола обмена сообщениями для мессенджеров на базе уже существующих методов симметричного шифрования с использованием генераторов псевдослучайных чисел. Кроме того, содержание работы и все представленные в ней результаты получены лично автором.Во введении обоснована актуальность темы исследования, приведены основные научные положения и результаты.В первой главе проводится анализ предметной области и рассматриваются общие вопросы и задачи формирования и защищенного обмена данными. Описываются способы защиты и передачи данных. Проводится анализ существующих методов безопасного обмена данными. С целью получения простого и при этом надежного практического способа защищенного обмена ставится задача разработки собственного протокола защищенного обмена сообщениями для мессенджеров.Во второй главе описываются существующие генераторы псевдослучайных чисел. Описывается алгоритм работы каждого генератора, моделируется их работа, проводится тестирование. В результате проводится анализ для выбора наилучшего генератора, который будет использоваться в дальнейшей работе.В третьей главе разрабатывается математическое обеспечение для реализации алгоритма шифрования сообщения. Для выполнения данной задачи предлагается использоваться ряд уже существующих криптографических решений: протокол CHAP (Challenge-Handshake Authentication Protocol) для аутентификации пользователей, протокол Диффи-Хеллмана для выработки общего сеансового ключа, генератор псевдослучайных чисел Вихрь Мерсенна. Также непосредственно для шифрования строится таблица замен символов, которая для каждого набранного пользователем символа определяет уникальный двоичный код.
| Author | | | Safarov Said Ilgar oglu |
| (signature) | | | |
| Supervisor | | | Sharipov Rifat Rashatovich |
| (signature) | | Dr.Sc., Docent of Information Security Systems Department | |
| Certified by | | | Anikin Igor Vyacheslavovich |
| (signature) | | Dr.Tech.Sc., Professor, Head of Information Security Systems Department | |
| date | | | |
| |
Kazan 2023Первый лист заданияВторой лист заданияАННОТАЦИЯВ работе решается задача анализа и взаимосвязей с помощью API Яндекса Wordstat. Фундамент любого интернет-проекта – это семантика. Целевой трафик, звонки и заявки напрямую зависят от того, насколько качественно были подобраны ключевые фразы. Поэтому в этом материале, вернемся к истокам – статистике Яндекс Вордстат. Именно в ней собираются все поисковые запросы по которым переходят люди. С ее помощью можно не только собрать ключи и определить их популярность, но и составить структуру для будущего проекта. Об этом и поговорим далее. Статья получилось большой, но я уверен, что пользу от нее получат не только новички, но и опытные специалисты.ANNOTATIONThe paper solves the problem of analysis and relationships using the Yandex Wordstat API. The foundation of any Internet project is semantics. The target traffic, calls and requests directly depend on how well the keywords were selected. Therefore, in this material, let's go back to the origins – Yandex Wordstat statistics. It is in it that all the search queries that people click on are collected. With its help, you can not only collect keys and determine their popularity, but also create a structure for a future project. We will talk about this further. The article turned out to be a big one, but I am sure that not only beginners, but also experienced specialists will benefit from it.СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
| ГПСЧ | – | Генератор псевдослучайных чисел |
| ЛКМ | – | Линейно конгруэнтный метод |
| ПСП | – | Псевдослучайная последовательность |
| ПСЧ | – | Псевдослучайное число |
| РСЛОС | – | Регистр сдвига с линейной обратной связью |
| CHAP | – | Challenge-Handshake Authentication Protocol |
| IPSec | – | Internet Protocol Security |
| MTProto | – | Mobile Protocol Telegram |
| NIST | – | National Institute of Standards and Technology |
| OTR | – | Off-the-Record |
| PGP | – | Pretty Good Privacy |
| SSL | – | Secure Sockets Layer |
| SSH | – | Secure Shell |
| S/MIME | – | Secure / Multipurpose Internet Mail Extensions |
| TLS | – | Transport Layer Security |
ОГЛАВЛЕНИЕ
1.1. Понятие криптографических протоколов передачи данных 12
3.8. Выводы 48
ГЛАВА 4. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ АЛГОРИТМА 49
4.5. Выводы 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
Conclusion 54
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 56
Для достижения указанной цели решаются следующие задачи:1) анализ предметной области и постановка задачи разработки протокола защищенного обмена сообщениями для мессенджеров;2) компьютерный анализ генераторов псевдослучайных чисел;3) математическое описание разработанного алгоритма;4) выбор оптимальных значений параметров алгоритма.Объект исследования: защищенная передача данных.Предмет исследования: методы и алгоритмы защиты при передаче данных, протоколы аутентификации пользователей, алгоритмы выработки псевдослучайных последовательностей, алгоритмы кодирования и проверки целостности данных.Методы исследования. Для решения обозначенных задач использованы методы аутентификации и симметричного шифрования, алгоритмы выработки псевдослучайных последовательностей, а также методы объектно-ориентированного программирования. Достоверность результатов. Предложенные в работе оригинальные методы и алгоритмы теоретически обоснованы и не противоречат известным положениям других авторов. Достоверность полученных результатов обеспечена математически строгим выполнением расчетов, подтверждена исследованиями и результатами практического использования.Научная новизна работы заключается в разработке эффективного и безопасного протокола для шифрования сообщений, основанного на базе методов симметричного шифрования.Теоретическая значимость работы заключается в разработке метода кодирования символов и анализе существующих генераторов псевдослучайных чисел.Практическая ценность работы. Полученные результаты выполненного исследования по созданию математического обеспечения в виде протокола защищенного обмена сообщениями для мессенджеров могут быть полезны для ученых, преподавателей, аспирантов и студентов высших учебных заведений. Прикладной характер данной научно-исследовательской работы позволит представителям банковского и военного дела, а также техническим специалистам сферы интернет-безопасности и государственной безопасности использовать разработанный протокол для защиты конфиденциальной информации.
К защите представляются следующие результаты:1) сравнительный анализ генераторов псевдослучайных чисел;2) методика идентификации вводимых пользователем символов;3) алгоритм шифрования сообщений.Структура и объем выпускной квалификационной работы. Выпускная квалификационная работа изложена на 57 страницах машинописного текста, содержит 20 рисунков, 10 таблиц, состоит из введения, четырех глав, заключения, а также списка литературы из 30 наименований.Вклад автора в работу. Личный вклад автора состоит в исследовании криптографических методов и алгоритмов защищенной передачи данных, а также в разработке нового эффективного протокола обмена сообщениями для мессенджеров на базе уже существующих методов симметричного шифрования с использованием генераторов псевдослучайных чисел. Кроме того, содержание работы и все представленные в ней результаты получены лично автором.Во введении обоснована актуальность темы исследования, приведены основные научные положения и результаты.В первой главе проводится анализ предметной области и рассматриваются общие вопросы и задачи формирования и защищенного обмена данными. Описываются способы защиты и передачи данных. Проводится анализ существующих методов безопасного обмена данными. С целью получения простого и при этом надежного практического способа защищенного обмена ставится задача разработки собственного протокола защищенного обмена сообщениями для мессенджеров.Во второй главе описываются существующие генераторы псевдослучайных чисел. Описывается алгоритм работы каждого генератора, моделируется их работа, проводится тестирование. В результате проводится анализ для выбора наилучшего генератора, который будет использоваться в дальнейшей работе.В третьей главе разрабатывается математическое обеспечение для реализации алгоритма шифрования сообщения. Для выполнения данной задачи предлагается использоваться ряд уже существующих криптографических решений: протокол CHAP (Challenge-Handshake Authentication Protocol) для аутентификации пользователей, протокол Диффи-Хеллмана для выработки общего сеансового ключа, генератор псевдослучайных чисел Вихрь Мерсенна. Также непосредственно для шифрования строится таблица замен символов, которая для каждого набранного пользователем символа определяет уникальный двоичный код.