RANSOMWARE MONITORING WITH ENHANCED BERKELEY PACKET FILTER (EBPF) AND MACHINE LEARNING.

Authors

  • Daniel Zhuravchak Lviv Polytechnic National University, Lviv, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.18372/2310-5461.60.18029

Keywords:

ebpf, cybersecurity, ransomware, threat detection, SVM

Abstract

This paper explores the relevance of protecting information systems from ransomware in the context of the rapid development of cybercrime, especially in the context of the war in Ukraine. The article focuses on the shortcomings of traditional anti-virus solutions and the need to introduce new technological solutions for effective monitoring of network traffic. One of the proposed solutions is the use of an enhanced Berkeley Packet Filter (eBPF), which allows detecting potentially malicious activity without interfering with the operating system kernel. The importance of solving this problem cannot be overestimated, given the severe consequences of ransomware attacks, which can range from the loss of important data to complete paralysis of the enterprise infrastructure. It is also noted that the eBPF can play an important role in developing mechanisms for detecting, analyzing and countering cyber threats, which is significant for both theoretical research and practical application in the field of cybersecurity. The rest of the article reveals the issues of using eBPF to monitor the activities of ransomware and detect it in network traffic. A comprehensive approach to evaluating machine learning algorithms that can be used to analyze data collected by eBPF is proposed, with an emphasis on the support vector machine (SVM) algorithm as the most suitable for detecting ransomware. The paper also evaluates the effectiveness of SVM in comparison to other tools, which emphasizes its advantages for cybersecurity tasks. The article concludes with a discussion of the possibilities of implementing eBPF in the practical field of cybersecurity, in particular, its impact on improving the efficiency of security systems, reducing incident response times, and ensuring more dynamic and flexible security management. The authors emphasize that solving this problem is of significant importance for the scientific community and practical application, suggesting new directions for further research in the field of cybersecurity

Author Biography

Daniel Zhuravchak, Lviv Polytechnic National University, Lviv, Ukraine

Graduate student, assistant

References

Козловська Діана Валеріївна

Diana Valeriivna Kozlovska

Іванов Олександр Володимирович

Oleksandr Volodymyrovych Ivanov

Євсюк Микола Миколайович

Yevsiuk Mykola Mykolayovych

Мельник Ярослав Михайлович

Yaroslav Mykhailovych Melnyk

О. В. Іванов,

Національний авіаційний університет

orcid.org/0000-0002-5941-8714

e-mail: o.ivanov@gmail.com;

Д. В. Козловська,

Національний авіаційний університет, Київ

orcid.org/0000-0002-4138-4464

e-mail: vvkzeos@gmail.com;

М. М. Євсюк, канд. техн. наук, доцент

Луцький національний технічний університет, Луцьк, Україна

Lutsk National Technical University, Lutsk, Ukraine

orcid.org/0000-0002-3768-8959

e-mail: m.yevsiuk@lutsk-ntu.com.ua;

Я. М. Мельник,

Луцький національний технічний університет

Lutsk National Technical University, Lutsk, Ukraine

orcid.org/0000-0001-7428-3064

e-mail: jar9245@gmail.com

Іванов О. В., Козловська Д. В., Євсюк М. М., Мельник Я. М.

БІНАРНА МОДЕЛЬ ЦІЛЬОВОЇ ФУНКЦІЇ РАДІОТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ

Задача визначення раціонального складу складних радіотехнічних структур відноситься до класу оптимізаційних задач, більшість з яких не мають стандартних роз в’язків і вимагають використання спеціалізованих алгоритмів пошуку рішень. Складність математичного аналізу, аналізу стабільності і оптимального рішення вимагає використання числових методів а також застосування методів перевірки незалежності цільової функції та функцій зв’язку, наприклад, перевірки функцій на випуклість для визначення одномодальності задачі.

Запропоновано підхід до дослідження цільових функцій радіотехнічних систем у формі двохальтернативних бінарних функцій. Такий підхід дозволяє визначити нам ціль системи, представленої у вигляді трирівневої ієрархічної структури, що досягається в тому випадку, коли вхідні впливи і достовірність їх фіксації відповідають наперед заданим межам. Сформована концепція трирівневої системи функцій системної інженерії як об’єкту синтезу. Визначено нормалізовані функції вхідних впливів окремих підсистем та оцінка достовірності реакції системи вцілому. Показана цільова функція системи, що формується на верхньому рівні. В запропонованій моделі цільових функцій враховується відповідність нормі всіх фізичних впливів, незалежно від їх характеру. Метою використання запропонованого підходу є визначення оптимальних параметрів проектованої системи, що варіюються в заданій області обмежень, при яких досягається максимум (або мінімум) цільової функції (тобто здійснюється оптимізація цільової функції).

Ключові слова: синтез, радіотехнічна система, декомпозиція, цільова функція.

Ivanov O., Kozlovska D., Yevsyuk M., Melnyk Y.

BINARY MODEL OF THE RADIO ENGINEERING SYSTEMS OBJECTIVE FUNCTION

The problem of determining the rational composition of complex radio engineering structures belongs to the class of optimization problems, most of which do not have standard solutions and require the use of specialized algorithms for finding solutions. The complexity of mathematical analysis, stability analysis and optimal solution requires the use of numerical methods, as well as the use of methods for checking the independence of the objective function and connection functions, for example, checking functions for convexity to determine the unimodality of the problem.

An approach to the study of target functions of radio engineering systems in the form of two-alternative binary functions is proposed. This approach allows us to determine the goal of the system, presented in the form of a three-level hierarchical structure, which is achieved in the case when the input influences and the reliability of their fixation correspond to predetermined limits. The concept of a three-level system of system engineering functions as an object of synthesis is formed. The normalized functions of the input influences of individual subsystems and the assessment of the reliability of the response of the system as a whole are determined. The objective function of the system formed at the upper level is shown. The proposed model of target functions takes into account compliance with the norm of all physical influences, regardless of their nature. The purpose of using the proposed approach is to determine the optimal parameters of the designed system, which vary in a given area of limitations, at which the maximum (or minimum) of the objective function is achieved (that is, the optimization of the objective function is carried out).

Keywords: synthesis, radio engineering system, decomposition, objective function.

Альошин Г.В., Коломійцев О.В., Акулінін Г.В., Клівець С.І. Параметричний та структурний оптимальний синтез багатошкальних радіотехнічних інформаційно-вимірювальних систем. Системи обробки інформації. 2020. № 2(161). С. 114-21. https://doi.org/10.30748/soi.2020.161.13.

Алешин Г.В., Богданов Ю.А. Эфективність складних радіотехнічних систем. К., 2008. 288 с.

Борисенко М., Декадін В., Чекунова О., Трофименко А. Метод оптимального синтезу параметрів уніфікованої контрольно-діагностичної апаратури для контролю технічного стану радіотехнічних систем. InterConf. 2020. (30).

Волосюк В.К., Тимощук Е.Н. Особливості використання функцій когерентності в широкосмугових радіометричних комплексах. Системи управління, навігації та зв'язку. 2015. № 4(36). С. 22 – 26.

Лісовий І.П. Особливості моделювання процесу керування багатопараметровим об'єктом на основі теорії нечітких множин. Наукові праці ОНАЗ ім. О.С. Попова. 2003. № 2. С. 59-65.

Джалладова І.А., Андрущенко Я.В. Елементи теорії статистичного синтезу оптимальних радіотехнічних пристроїв. КНЕУ. Київ. 2019. С. 128-137

Борщ В.И., Донец В.А., Коваль В.В., Лейбзон А.Я. Оптимизация структур больших систем. К.: Наукова думка, 2000. 191 с.

Глушик М.М., Копич І.М., Сороковський В.М. Математичне програмування. ISBN 978-966-418-103-4. Львів: Новий Світ, 2014. 280 с.

Зайченко Ю.П. Дослідження операцій. К.: Видавничий дім «Слово», 2006. 816с.

Ладієва Л.Р. Оптимальне керування системами. 2019. 162 с.

Гостев В.І., Баранов О.А., Лісовий І.П., Шматок С.О. Оптимальне керування складними об’єктами. К.: Радіоаматор, 2000. 208 с.

Пасхін А. М. Синтез оптимальних структур медичних телекомунікаційних систем. Наукові праці [Чорноморського державного університету імені Петра Могили]. Сер.: Комп’ютерні технології. 2018. Т. 90, Вип. 7. С. 235-241. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/

Npchduct_2008_90_77_27

Sage E.P, White C.S. Optimal systems control. 2d View all formats and editions. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J, 2006. 392p.

Ravindran A., Ragsdell K.M., Reklaitis G.V. Engineering Optimization Methods and Application. Publication John Willy and sons, Inc, NJ, 2006, 2nd ed. 688p.

Pavlenko M., Shapran Yu. & Stakhova M. Arithmetic model «radiotechnical facilities – control system» according to Petri net model. Science and technology of the Air Force of the Armed Forces of Ukraine, № 1, 2018. P. 66–72.

Bakhovskyy P., Yevsiuk M., Zabolotnyi O., Cagáňová D., Tkachuk A. Stages of the Virtual Technical Functions Concept Networks Development. In: D. Cagáˇnová et al. (eds.), Advances in Industrial Internet of Things, Engineering and Management, EAI / Springer Innovations in Communication and Computing, 2021. pp. 119-135. https://doi.org/10.1007/978-3-030-69705-1_7.

Kostiuchko, S., Polishchuk, M., Zabolotnyi, O., Tkachuk, A., Twarog, B. The Auxiliary Parametric Sensitivity Method as a Means of Improving Project Management Analysis and Synthesis of Executive Elements. In: Miraz M.H., Southall G., Ali M., Ware A., Soomro S. (eds) Emerging Technologies in Computing. iCETiC 2021. Lecture Notes of the Institute for Computer Sciences, Social Informatics and Telecommunications Engineering, vol 395 pp 174-184 Springer, Cham (2021). https://doi.org/10.1007/978-3-030-90016-8_12.

Adamski, Marian & Titarenko, L. & Wiśniewski, Remigiusz. Synthesis Of Microprogram Control Units For Telecommunication Systems. 2006. 10.1109/TCSET.2006.4404602.

Відомості про авторів

Собчук Валентин Володимирович, доктор технічних наук, професор. Професор кафедри інтегральних та диференціальних рівнянь механіко-математичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка, м. Київ, Україна

Коло наукових інтересів: якісна теорія диференціальних рівнянь, теорія функціональної стійкості інформаційних систем складних технічних систем, індустріальна інформатика, інформаційні технології, кібербезпека.Кількість публікацій: 128

Циганівська Ірина Миколаївна, кандидат фізико-математичних наук, доцент кафедри алгебри і комп’ютерної математики механіко-математичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка, м. Київ, Україна.

Коло наукових інтересів: теорія графів та структурна теорія кілець. Кількість публікацій: 12

Лаптєв Олександр Анатолійович, доктор технічних наук, старший науковий співробітник, доцент кафедри кібербезпеки та захисту інформації Факультету інформаційних технологій Київського Національного університету імені Тараса Шевченка, місто Київ, Україна.

Коло наукових інтересів: захист інформаційних ресурсів підприємств, блокування каналів витоку інформації, пошук та блокування засобів негласного отримання інформації.

Кількість публікацій: 117.

Журавльов Віктор Миколайович, кандидат фізико-математичних наук, доцент кафедри алгебри і комп’ютерної математики механіко-математичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка, м. Київ, Україна.

Коло наукових інтересів: теорія кілець та модулів. Кількість публікацій: 14

Valentyn Sobchuk, doctor of Engineering Sciences, professor.

Professor of the Department of Integral and Differential Studies of the Faculty of Mechanics and Mathematics of the Kyiv National Taras Shevchenko University,Kiev, Ukraine

A number of scientific interests: differential equations, the theory of functional stability of information systems, industrial informatics, information technology, cybersecurity.

Number of publications: 128

Iryna Tsyganivska, Ph.D. in Mathematics.

Associate Professor Department of Algebra and Computer Mathematics Faculty of Mechanics and Mathematics Taras Shevchenko National University of Kyiv, Kyiv, Ukraine.

Research interests: graph theory and structural ring theory.

Information about the availability of printed papers in national and international databases: 12

Oleksandr Laptiev, Doctor of technical science, senior researcher, associate professor of department of cyber security and information protection Faculty of information technology Taras Shevchenko National University of Kyiv, Kyiv, Ukraine.

The circle of scientific interests: protection of information resources of enterprises, blocking of information leakage channels, search and blocking of means illegal obtaining information.

Number of publications: 117.

Viktor Zhuravlyov, Ph.D. in Mathematics,

Associate Professor of the Department of Algebra and Computer Mathematics, Faculty of Mechanics and Mathematics, Taras Shevchenko National University of Kyiv, Kyiv, Ukraine.

Circle of scientific interests: theory of rings and modules. Number of publications: 14

Відомості про авторів

Собчук Валентин Володимирович, доктор технічних наук, професор. Професор кафедри інтегральних та диференціальних рівнянь механіко-математичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка, м. Київ, Україна

Коло наукових інтересів: якісна теорія диференціальних рівнянь, теорія функціональної стійкості інформаційних систем складних технічних систем, індустріальна інформатика, інформаційні технології, кібербезпека.Кількість публікацій: 128

Циганівська Ірина Миколаївна, кандидат фізико-математичних наук, доцент кафедри алгебри і комп’ютерної математики механіко-математичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка, м. Київ, Україна.

Коло наукових інтересів: теорія графів та структурна теорія кілець. Кількість публікацій: 12

Лаптєв Олександр Анатолійович, доктор технічних наук, старший науковий співробітник, доцент кафедри кібербезпеки та захисту інформації Факультету інформаційних технологій Київського Національного університету імені Тараса Шевченка, місто Київ, Україна.

Коло наукових інтересів: захист інформаційних ресурсів підприємств, блокування каналів витоку інформації, пошук та блокування засобів негласного отримання інформації.

Кількість публікацій: 117.

Журавльов Віктор Миколайович, кандидат фізико-математичних наук, доцент кафедри алгебри і комп’ютерної математики механіко-математичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка, м. Київ, Україна.

Коло наукових інтересів: теорія кілець та модулів. Кількість публікацій: 14

Valentyn Sobchuk, doctor of Engineering Sciences, professor.

Professor of the Department of Integral and Differential Studies of the Faculty of Mechanics and Mathematics of the Kyiv National Taras Shevchenko University,Kiev, Ukraine

A number of scientific interests: differential equations, the theory of functional stability of information systems, industrial informatics, information technology, cybersecurity.

Number of publications: 128

Iryna Tsyganivska, Ph.D. in Mathematics.

Associate Professor Department of Algebra and Computer Mathematics Faculty of Mechanics and Mathematics Taras Shevchenko National University of Kyiv, Kyiv, Ukraine.

Research interests: graph theory and structural ring theory.

Information about the availability of printed papers in national and international databases: 12

Oleksandr Laptiev, doctor of technical science, senior researcher, associate professor of department of cyber security and information protection Faculty of information technology Taras Shevchenko National University of Kyiv, Kyiv, Ukraine.

The circle of scientific interests: protection of information resources of enterprises, blocking of information leakage channels, search and blocking of means illegal obtaining information.

Number of publications: 117.

Viktor Zhuravlyov, Ph.D. in Mathematics,

Associate Professor of the Department of Algebra and Computer Mathematics, Faculty of Mechanics and Mathematics, Taras Shevchenko National University of Kyiv, Kyiv, Ukraine.

Circle of scientific interests: theory of rings and modules. Number of publications: 14

В. В. Собчук, д-р техн. наук, професор,

Київський національний університет

імені Тараса Шевченка

orcid.org/0000-0002-4002-8206

e-mail: sobchuk@knu.ua;

І. М. Циганівська, канд. фіз.-мат. наук,

Київський національний університет

імені Тараса Шевченка

orcid.org/0000-0001-7632-3410

e -mail: itsy8009@knu.ua;

О. А. Лаптєв, д-р техн. наук, ст. наук. спів.,

Київський національний університет

імені Тараса Шевченка

orcid.org/0000-0002-4194-402X

e -mail: alaptev64@ukr.net;

В. М. Журавльов, канд. фіз.-мат. наук,

Київський національний університет

імені Тараса Шевченка

orcid.org/0009-0004-8806-2130

e -mail: vnzhur@knu.ua

Собчук В. В., Циганівська І. М., Лаптєв О. А., Журавльов В. М.

ПЛАНУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ЛАНЦЮЖКІВ ЗАСОБАМИ СКІНЧЕННО ЧАСТКОВО ВПОРЯДКОВАНИХ МНОЖИН

Автоматизація та інформатизація бізнес-процесів сучасних виробничих підприємств ґрунтується на концепції об’ємного виробничого і фінансового планування, управління логістичними ланцюжками, задач обліку тощо. Інформаційні системи підприємств будуються з врахуванням реалізації в них процесного підходу до управління підприємством, що є основою загальноприйнятої міжнародної практики створення систем управління промисловими підприємствами. Стрімкий розвиток інформаційних технологій спонукає розвиток математичного апарату, який описує логіку прийняття рішень базами знань інтегрованих автоматизованих систем управління сучасних підприємств. Зручний абстрактний апарат для опису систем та їхніх взаємозв’язків забезпечується використанням теорії категорій. Це дозволяє моделювати різні аспекти підприємств, такі як виробничі процеси, ресурси, взаємодії між підрозділами та співробітниками, а також залежності між задачами та проектами. Водночас теорія категорій підтримує композиційність, що означає, що складні системи можуть бути побудовані з більш простих компонентів. Це дає можливість розглядати підприємство як систему, що складається з різних підсистем, процесів та ресурсів, і визначати оптимальні стратегії використання цих компонентів. В роботі описані механізми обліку та планування, які реалізовані інформаційних системах автоматизованого управління сучасних підприємств. Для виробничих підприємств з обмеженою кількість виробничих підрозділів чи виробничих центрів окремого підрозділу (виробничої дільниці) досліджено математичний апарат для планування виробничих процесів та розподілу затрат при формуванні собівартості готової продукції. Показано, що для реалізації стратегії оптимального завантаження виробничих центів (структурних підрозділів) підприємства можуть використовувати довільний з визначених у роботі 11 варіантів завантаженості виробничих центів (структурних підрозділів) відповідно до властивості для сагайдака відповідного вигляду. Встановлено, що всі 11 варіантів є еквівалентними і від їх вибору не залежайте ні виконання плану випуску продукції ні ефективність завантаження технологічних ресурсів підприємства.

Ключові слова: автоматизовані системи управління; виробниче планування; теорія категорій; сагайдак; стратегія планування технологічних процесів.

Sobchuk V., Tsyganivska I., Laptiev O., Zhuravlev V.

THE PLANNING OF TECHNOLOGICAL CHAINS BY MEANS FINITE PARTIALLY ORDERED SETS

Automation and informatization of business processes of modern production enterprises is based on the concept of comprehensive production and financial planning, supply chain management, accounting tasks, etc. Information systems of enterprises are built taking into account the implementation of a process approach to industrial enterprise management, which is the basis of the generally accepted international practice of creating industrial enterprise management systems. The rapid development of information technologies prompts the development of a mathematical apparatus that describes the decision-making logic of knowledge bases of integrated automated management systems of modern enterprises. A convenient abstract apparatus for describing systems and their relationships is provided by the use of category theory. It allows you to model various aspects of enterprises, such as production processes, resources, interactions between departments and employees, as well as dependencies between tasks and projects. At the same time, category theory supports compositionality, which means that complex systems can be built from simpler components. This makes it possible to consider the enterprise as a system consisting of various subsystems, processes and resources, and to determine optimal strategies for the use of these components. The work describes the mechanisms of accounting and planning, which are implemented in the information systems of automated management of modern enterprises. For manufacturing enterprises with a limited number of production divisions or production centers of a separate division (production site), a mathematical apparatus for planning production processes and cost allocation when forming the cost of finished products was investigated. It is shown that in order to implement the strategy of optimal loading of production centers (structural divisions), enterprises can use any of the 11 load options of production centers (structural divisions) defined in the work in accordance with the quiver property of the corresponding form. It was established that all 11 options are equivalent and neither the execution of the production plan nor the efficiency of loading the company's technological resources depend on their choice.

Keywords: automated control systems; production planning; theory of categories; quiver; strategy for planning technological processes.

Pichkur V., Sobchuk V. Mathematical Model and Control Designofa Functionally Stable Technological Process. Journal Of Optimization, Differential Equations And Their Applications (JODEA). 2021. Vol. 29, Issue 1. Р. 32–41. DOI http://dx.doi.org/10.15421/142102

Собчук В.В. Методика створення єдиного інформаційного простору на виробничому підприємстві з функціонально стійким виробничим процесом. Наукове періодичне видання «Системи управління, навігації та зв’язку». 2019. Вип. 6 (58). С. 84 – 91.

Mikell P. Groover, G. Jayaprakash Automation, Production Systems, and Computer-integrated Manufacturing. Pearson Education Limited, 2015. 816 р.

Umeda S., Nakano M., Cieminski G. and all. Advances in Production Management Systems: Innovative Production Management Towards Sustainable Growth. Published in IFIP Advances in Information. 2015. DOI:10.1007/978-3-319-22759-7

Собчук В.В., МусієнкоА.П., Ільїн О.Ю. Аналіз використання ієрархічної структури для забезпечення функціональної стійкості автоматизованої системи управління підприємством. Телекомунікаційні та інформаційні технології. 2018. № 4 (61). С.53 – 61. DOI: 10.31673/2412-4338.2018.045361

SobchukA.V., Sobchuk V.V., Barabash O.V., Lyashenko I.O. Functionally sustainable wireless sensor network technologies aspects analysis. Scienceand Education a New Dimension. Naturaland Technical Sciences, 2019. VII (23), Issue193, Budapest, Hungary, pp. 46 – 48. https://doi.org/10.31174/SEND-NT2019-193VII23-11

Собчук В.В., Замрій І.В., Олімпієва Ю.І., Лаптєв С.О. Функціональна стійкість технологічних процесів на основі нелінійної динаміки із застосуванням нейромереж. Сучасні інформаційні системи. 2021. Т.5. No2. P. 49–57. DOI: 10.20998/2522-9052.2021.2.08

Барабаш О.В., Мусієнко А.П., Собчук В.В. Основи забезпечення функціональної стійкості інформаційних систем підприємств в умовах впливу дестабілізуючих факторів: монографія. Київ: Міленіум, 2022. 272 с.

Замрій І.В., Собчук А.В., Лаптєв С.О., Лаптєва Т.О., Копитко С.Б. Алгоритм контролю та прогнозування функціональної стійкості складних інформаційно-технічних систем. Телекомунікаційні та інформаційні технології. 2022. № 1 (74). С.4-15. DOI: 10.31673/2412-4338.2022.010414

Собчук В.В., Замрій І.В., Власик Г.В., Зінченко О.В., Кравець В.І. Функціональна стійкість технологічних процесів та формування індивідуальної стратегії управлінням експлуатацією виробничих центрів. Телекомунікаційні та інформаційні технології. 2021, № 1 (70). С.4-16. DOI: 10.31673/2412-4338.2021.010416

Oleksandr Laptiev, Valentyn Sobchuk, Yurii Shcheblanin, Oleg Barabash, Andrii Musienko, Valerii Kozlovskyi Evaluation of Efficiency of Application of Functionally Sustainable Generalized Information System of the Enterprise. 4th International Congress on Human-Computer Interaction, Optimization and Robotic Applications (9-11 June 2022, Ankara, Turkey). DOI: 10.1109/HORA55278.2022.9800037

Kirichenko V.V., Chernousova Zh.T., Dokuchaev M.A., Khibina M.A., Miroshnichenko S.G., Zhuravlev V.N. Tiled orders over discretevaluation rings, finite Markov chains and partially orderedsets. II.Algebra and Discrete mathematics. 2002. №1. С. 32-63.

Kirichenko V.V., Chernousova Zh.T., Dokuchaev M.A., Khibina M.A., Miroshnichenko S.G., Zhuravlev V.N. Tiled order sover discretevaluation rings, finite Markov chain sand partially ordered sets II. Algebra and Discrete mathematics. 2003. № 2. С. 47-86.

Kirichenko V.V., Zelensky A.V., Zhuravlev V.N. Exponent matrices and their quivers Buletinul Academiei de Stiinte a Republicii Moldova. Matematica. 2004. №1(44). p. 57-66.

Журавльов В.М., Циганівська І.М. -еквівалентні скінчені частково впорядковані множини. Вісник Київського університету. Серія: фізико-математичні науки. 2005. №1. С.47-51.

Перепеліцин Сергій Олександрович, к.т.н, снс

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

orcid.org/ 0000-0002-3705-7305

е-mail: sergpsa@inbox.lv

Терещенко Ярослав Васильович, д.ф., нс

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

orcid.org/ 0000-0002-8451-7634

е-mail: yter2016@gmail.com

Шевченко Анатолій Михайлович, Начальник військового інституту

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

orcid.org/0000-0003-2723-0378

е-mail: viknu@univ.kiev.ua

Лоза Віталій Миколайович, к.т.н,, старший дослідник

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

orcid.org/0000-0002-8050-3614

е-mail: lozich@ukr.net

Терещенко Василь Миколайович, д.ф-м.н., професор

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

orcid.org/ 0000-0002-0139-6049

е-mail: vtereshch@gmail.com

Serhii Perepelitsyn, Ph.D., Ph.D

Kyiv National University named after Taras Shevchenko

orcid.org/ 0000-0002-3705-7305

e-mail: sergpsa@inbox.lv

Tereshchenko Yaroslav, Ph.D., MSc

Kyiv National University named after Taras Shevchenko

orcid.org/ 0000-0002-8451-7634

e-mail: yter2016@gmail.com

Anatoly Shevchenko, Head of the military institute

Kyiv National University named after Taras Shevchenko

orcid.org/0000-0003-2723-0378

e-mail: viknu@univ.kiev.ua

Vitaly Loza, Ph.D., senior researcher

Kyiv National University named after Taras Shevchenko

orcid.org/0000-0002-8050-3614

e-mail: lozich@ukr.net

Vasyl Tereshchenko, Ph.D., professor

Kyiv National University named after Taras Shevchenko

orcid.org/ 0000-0002-0139-6049

e-mail: vtereshch@gmail.com

е-mail: vtereshch@gmail.com

Перепеліцин С.О., Терещенко Я.В., Шевченко А.М., Лоза В.М., Терещенко В.М.

ТАКТИЧНІ СЕНСОРНІ РАДІОМЕРЕЖІ - МУЛЬТИСЕНСОРНЕ ВИЯВЛЕННЯ ТА ЛОКАЛІЗАЦІЯ РУХОМИХ ОБ’ЄКТІВ

На даний час в системі протиповітряної оборони підрозділів сектору національної безпеки і оборони України, не зважаючи на постійне оновлення (поповнення) парку сучасними зразками, все ще існують недоліки в системі виявлення повітряних цілей приземного шару з малою та надмалою ефективною поверхнею розсіювання. Одним із найефективніших та маловитратних, з точки зору фінансового та часового ресурсів, підходів є створення сучасної інформаційної платформи тактичного рівня. Така платформа заснована на використанні пасивних (сейсмічних, акустичних, оптико-електронних, магнітних, інфрачервоних та інших) сенсорів у військових радіомережевих структурах сумісних із геоінформаційною системою (ГІС), для виявлення цілей приземного шару, що становлять загрози військовим та інфраструктурним об'єктам України. Дана стаття присвячена глибокому аналізу алгоритму управління маршрутизацією в сенсорних радіомережах, з акцентом на підвищення їх стійкості та надійності. Автори зосереджуються на викликах, пов'язаних зі складними умовами експлуатації мереж, такими як нестабільність мережевих інтерфейсів, відмови обладнання та різноманітні зовнішні та внутрішні перешкоди, які можуть негативно впливати на роботу мережі. Особлива увага приділяється використанню Гаусівської суміші моделей (GMM) для моделювання мультимодальних даних, що дозволяє підвищити точність та ефективність управління маршрутизацією. Результати, представлені в статті, показують, що запропонований алгоритм має високу точність, що підтверджується порівнянням з даними, отриманими за допомогою імітаційного моделювання. Це свідчить про практичну застосовність алгоритму в реальних умовах. Дослідження відкриває нові перспективи для покращення стабільності та надійності сенсорних радіомереж, що є особливо актуальним у контексті широкого використання бездротових технологій. Запропонований алгоритм може бути використаний для розробки більш надійних та ефективних систем управління маршрутизацією, що забезпечить кращу адаптацію до змінних умов та викликів, з якими стикаються сучасні бездротові мережі.

Ключові слова: тактична сенсорна радіомережа, пасивні та активні сенсори, технології штучного інтелекту, мультимодальний розподіл вузлів.

Perepelitsyn S., Tereshchenko Y., Shevchenko A., Loza V., Tereshchenko V.

TACTICAL SENSORY RADIO MEASURES - MULTISENSORY DETECTION AND LOCALIZATION OF AROUND OBJECTS

Currently, in the air defense system of units of the national security and defense sector of Ukraine, despite the constant updating (replenishment) of the park with modern models, there are still shortcomings in the system of detecting air targets of the surface layer with a small and ultra-small effective scattering surface. One of the most effective and cost-effective, from the point of view of financial and time resources, approaches is the creation of a modern tactical level information platform. Such a platform is based on the use of passive (seismic, acoustic, optical-electronic, magnetic, infrared, and other) sensors in military radio network structures compatible with the geographic information system (GIS) to identify targets of the surface layer that pose threats to military and infrastructure facilities of Ukraine. This article is dedicated to a thorough analysis of the routing management algorithm in sensor radio networks, with a focus on enhancing their stability and reliability. The authors concentrate on challenges associated with complex network operating conditions, such as instability of network interfaces, equipment failures, and various external and internal interferences that can negatively impact network performance. Special attention is given to the use of Gaussian Mixture Models (GMM) for modeling multimodal data, which allows for increased accuracy and efficiency in routing management. The results presented in the article demonstrate that the proposed algorithm has high accuracy, as confirmed by comparison with data obtained through simulation modeling. This indicates the practical applicability of the algorithm in real-world conditions. The research opens new perspectives for improving the stability and reliability of sensor radio networks, which is particularly relevant in the context of widespread use of wireless technologies. The proposed algorithm can be used to develop more reliable and efficient routing management systems, ensuring better adaptation to the changing conditions and challenges faced by modern wireless networks.

Keywords: tactical sensor radio network, passive and active sensors, artificial intelligence technologies, multimodal distribution of nodes.

Думітраш В., Бондаренко О., Думітраш О., Гетьман А. Аналіз напрямків розвитку систем радіозв'язку НАТО: Збірник наукових праць ВІТІ. 2020. № 1. 22 с.

Чому засоби радіоелектронної боротьби та розвідки набувають дедалі більшого значення. Defense Express, 15 січня 2022, https://defence-ua.com/weapon_and_tech/oslipiti_voroga-5857.html (дата звернення 30.11.2023)

Сема Е. О. Електронні сенсори магнітного поля: технологічні і фізичні параметри: кваліфікаційна робота магістра, Суми, 2021, С. 13-17, 26-27.

Аccelerometers for health & usage monitoring systems (hums), каталог компанії PCB Piezotronics, 2022, стр. 3-7.

Осадчук В. С., Осадчук О. В. Мікроелектронні сенсори магнітного поля з частотним виходом. Монографія - ВНТУ, 2013, С. 35-41, 240.

Засоби вимірювань (датчики) в ІоТ. Лекція. С. 9-18. https://learn.ztu.edu.ua/pluginfile.php/68843/ mod_resource/content/1/%D0%9B-3.pdf (дата звернення 30.11.2023)

Наконечна А. В. Мультиспектральний пірометр. Дипломний проєкт, НТУ «КПІ імені Ігоря Сікорського». Київ, 2021. С. 24-31, 35-38.

Фастиковський П. П., Лепіх Я. І. Портативні сейсмічни системи (огляд). Sensor Electronics and Мicrosystem Technologies. 2021. T. 18, No 4, С. 30-38.

Перепеліцин С. О. Технологія налаштовування радіомережі в умовах завад інтеграцією маршрутизації та самонавчання. Кваліфікаційна наукова праця на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук. НАУ, Київ. 2021, С. 58-61, 86-96.

Slyusar V. I., Perepelitsyn S. O. Analysis of the topology of multi-rank networks based on the end product of matrices. Radio Technical Fields, Signals, Devices and Systems : IX International Scientific and Technical Conference. 2020 November 16–22, Kyiv : NTUUKPI, р. 114–116.

DOI: 10.13140/RG.2.2.26965.04329.

Слюсар В.І., Перепеліцин С.О. Аналіз топології багаторангових мереж на основі торцевого добутку матриць. Міжнародна науково-технічна конференція «Радіотехнічні поля, сигнали, апарати та системи». К. КПІ ім. Ігоря Сікорського, (16–22 листопада 2020 р. Київ, Україна). С. 114-116.

Перепеліцин С.О. Аналіз можливості застосування туманних обчислень у військових бездротових мережах управління тактичного рівня. - К. Сучасна спеціальна техніка. 2020. No 2 (61). С. 47-58.

Слюсар В.І., Перепеліцин С. О., Писаренко Р.В. Вплив топології на конфігурацію рухомих мультирангових мереж. XII Міжнародна науково - практична конференція “Advancing in research and education” (07–10 грудня 2020 р., Ля-Рошель, Франція). С. 558-563.

Slyusar, V. I., Perepelitsyn, S. A. Application of the end product of matrices in problems of analysis of routing topologies of multi-rank networks. 2021. 56–63 p.

Кучеров Д. П. Реконфігурація мультисенсорної системи за умови впливу дестабілізуючих факторів. Sensor Electronics and Мicrosystem Technologies. 2016. No 2. С. 101-112.

Kucherov D.P., Tkachenko V. G., Kashkevych, I.F., Androshchuk A. O., Perepelitsyn S. O. Recognition of text phrases distorted by interference by back propagation neural network. Electronics and Control Systems. 2020. N 3(65). С. 46–54.

Alhmiedat T., Taleb A.Abu, Bsoul M. A Study on Threats Detection and Tracking Systems for Military Applications using WSNs. International Journal of Computer Applications. 2012. 0975 – 8887. Vol. 40. No.15.

Alhmiedat, T. A, and Yang, S.. Tracking Mobile Targets through Wireless Sensor Networks. Lap Lambert Academic Publishing AG & Co Kg, ISBN 13: 9783844334609. 2011, Р. 76–117.

М. Умар Афтаб, О. Ашраф, М. Ірфан, М. Маджид, А. Нісар, М. Асиф Хабиб. Оглядове дослідження безпроводових сенсорних мереж та їх безпеки. Комунікації та мережі. 2015. №7. С. 72-179.

Винар А.А. Автоматизація розміщення датчиків системи пасивної акустичної локації на основі платонових тіл. Автореферат, Чорноморський національний університет імені Петра Могили; Миколаїв. 2021, С. 2-10.

Побудова та алгоритми функціонування бездротових сенсорних мереж. Лекція. Державний університет Житомирська політехніка - https://learn.ztu.edu.ua/pluginfile.php/206951/mod_resource/content/0/%D0%9B7__%D0%A1%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%BE%D1%80%D0%BD%D1%96%20%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B6.pdf (дата звернення 30.11.2023).

Сайт компанії GeeksforGeeks https://www.geeksforgeeks.org/mac-protocol-used-in-wireless-sensor-networks/?ref=rp (дата звернення 30.11.2023).

A. Manjeshwar, D. Agrawal. ARouting Protocol for Enhanced Efficiency in Wireless Sensor Networks. Conference: Proceedings of the 15th International Parallel & Distributed Processing Symposium (IPDPS-01), San Francisco, CA, April 23-27, 2001.

Chen, J.; Adebomi, 0.E.; Olusayo, O.S.; Kulesza, W.. The Evaluation of the Gaussian Mixture Probability Hypothesis Density approach for multi-target tracking. IEEE International Conference on Imaging Systems and Techniques, 2010. doi:10.1109/IST.2010.5548541

Стеклов В.К., Беркман Л.Н. Проектування телекомунікаційних мереж. Підручник., Київ: Техніка, 2002. 345 с.

Petro Stanko, PhD

National aviation university

orcid.org/0000-0002-2659-7586

e-mail: petro.stanko@npp.nau.edu.ua;

Olena Ohremchuk

National aviation university

orcid.org/0000-0003-2239-0524

e-mail: olena.okhremchuk@npp.nau.edu.ua;

Daria Salamatina

National aviation university

orcid.org/0009-0006-3451-3930

e-mail: 6872386@stud.nau.edu.ua;

Daria Sverdlova

National aviation university

orcid.org/0009-0005-5425-1336

e-mail: 6884094@stud.nau.edu.ua;

Cтанко П. О., Охремчук О. С., Саламатіна Д. Р., Свердлова Д. І.

ОПТИМІЗАЦІЯ ПЛАНУВАННЯ ЗАВДАНЬ В РОЗПОДІЛЕНИХ ОБЧИСЛЮВАЛЬНИХ СИСТЕМАХ РЕАЛЬНОГО ЧАСУ

Розподілені обчислювальні структури для виробничих та спеціальних цілей представляють ресурси м'яких або жорстких систем реального часу. Проблема планування завдань полягає в визначенні оптимального розподілу згідно із загальним критерієм корисності системи. У статті розглядаються методи побудови графіка, засновані на теорії планування. Показано, що найефективнішим кроком у цьому процесі є оптимізація діяльності підприємств або організацій на всіх рівнях - економічному, технічному, інформаційному і т.д., в умовах природних обмежень часових ресурсів. Оскільки оптимізація планування розкладу займає фундаментально важливе місце в процесі організації ефективної роботи розподіленої багатопроцесорної обчислювальної системи, розглядаються можливості використання цієї теорії при створенні оптимального розкладу на основі теорії черг зі звичайними і позначеними заявками. Теоретичною основою проблеми оптимізації планування є багаторівнева система з M блоками пам'яті та набором послуг N×M. З метою організації критеріїв оптимальності розкладу для забезпечення зручності опису, зберігання та програмної реалізації запропоновано умовний розподіл критеріїв на географічні, технічні або транзитні категорії із вказівкою відповідного пріоритетного значення. Враховуючи ці компоненти, отримано вираз для середнього часу очікування в черзі на заявку з позначкою. Представлена схема концептуального підходу до створення багатоядерного комп'ютера з розподілом періодичних та спорадичних завдань. Також представлена схема системи реального часу (СРЧ) в апаратній та програмній реалізації. Задачі в фоновому режимі в СРЧ активуються командами операційної системи реального часу (ОСРЧ) і вбудовуються в основні потоки. Вищезазначене демонструє універсальність запропонованого підходу до планування багатопроцесорної обчислювальної структури та його здатність відповідати вимогам користувача в реальному часі.

Ключові слова: теорія планування; багатокритеріальна оптимізація; теорія черг; оптимальний розклад; позначені заявки.

Stanko P., Ohremchuk O., Salamatina D., Sverdlova D.

TASK SCHEDULING OPTIMISATION OF DISTRIBUTED REAL-TIME COMPUTING SYSTEMS

Distributed computing structures for production and special purposes represent the resources of soft or hard real-time systems. The problem of task planning is to determine the optimal distribution according to the generalized criterion of system utility. The article discusses the methods of building a schedule, based on the theory of planning. It is shown that the most effective step in this process is the optimisation of the activity of the enterprises or organizations at all levels - economic, technical, informational, etc., under the conditions of natural limitations on time resources. Since the optimisation of schedule planning occupies a fundamentally important place in the process of organizing the effective operation of a distributed multiprocessor computing system, the possibilities of using this theory in creating an optimal schedule based on the theory of queues with ordinary and marked applications are considered. The theoretical basis of the planning optimisation problem is a multistage system with M storage units and a set of NM services. In order to organize the schedule optimality criteria to ensure ease of description, storage and software implementation, a conditional division of criteria into geographic, technical or transit categories with a description of the corresponding priority value is proposed. Taking into account these components, an expression for the average waiting time in the queue for a marked demand is derived. The scheme of the conceptual approach to the construction of a multi-core computer with the distribution of periodic and sporadic tasks is presented. The scheme of the real-time system (RTS) in hardware and software implementation is also presented. Background streams in RTS are activated by RT operating system (RT OS) commands and are embedded in primary streams. The above demonstrates the versatility of the proposed approach to scheduling a multiprocessor computing structure and its ability to meet the user's work requirements in real time.

Keywords: scheduling theory; multi-criteria optimisation; queuing theory; optimal schedule; marked applications.

Dziyauddin, R. A., Niyato, D., Luong, N. C., Mohd Atan, A. A. A., Mohd Izhar, M. A., Azmi, M. H., & Mohd Daud, S. Computation offloading and content caching and delivery in Vehicular Edge Network: A survey. Computer Networks. 2021. 197. 108228. - 22 p. https://doi.org/10.1016/j.comnet.2021.108228

Levner E. (Ed.) Multiprocessor Scheduling: Theory and Applications. - I-Tech Education and Publishing, Vienna, Austria, 2007. - 436 p.

Gawiejnowicz S. Models and Algorithms of Time-Dependent Scheduling, Second Ed. Springer-Verlag GmbH Germany, part of Springer Nature 2008, 2020. 538 p.

Okhremchuk O.S. Scheduling Optimisation Under Contradictions in Criteria Functions. Science-Based technologies, 2019. Vol. 2(42). p. 184 - 188. doi.10.18372/2310-5461.42.13750

Pinedo M.L. Scheduling: Theory, Algorithms, and Systems, Sixth Ed. Springer Nature Switzerland, 2022. 698 p.

Slomka F. Beyond the limitations of real-time scheduling theory: a unified scheduling theory for the analysis of real-time systems. Software-Intensive Cyber-Physical Systems, 2021. 35. p. 201–236. https://doi.org/10.1007/s00450-021-00429-1

Tanaev V.S., Sotskov Y.N., Strusevich V.A. Scheduling Theory. Multi-Stage Systems. Springer Science+Business Media, Dordrecht, 1994. 404 p.

Sinnen O. Task Scheduling for Parallel Systems, John Wiley & Sons, Inc., 2007. 296 p.

Chakrabarti A., Chakrabarti A., Sharma N., Balas V. (Eds.) Advances in Computing Applications. Springer Singapore, 2016. 299 p.

Tan D. Automatic determining optimal parameters in multi-kernel collaborative fuzzy clustering based on dimension constraint. Neurocomputing. 2021. 443. p. 58–74. doi.10.1016/j.neucom. 2021.02.0

Baruah S. Mixed-criticality scheduling theory: scope, promise, and limitations. IEEE Xplore Digital library, 2017. – 5 p. http://ieeexplore.ieee.org/Xplore

Xu, S., & Hall, N. G. Fatigue, personnel scheduling and operations: Review and research opportunities. European Journal of Operational Research. 2021. 295(3), 807–822. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2021.03.036

Blazewicz J., Ecker K., Pesch E., Schmidt G., Sterna M., Weglarz J. Handbook on Scheduling: From Theory to Practice, Second Ed. Springer Nature Switzerland AG, 2019. 833 p.

Baital K. Dynamic Scheduling of Tasks for Multi-core Real Time Systems based on Optimum Energy and Throughput. ReView by River Valley Technologies - IET Review Copy, 2018. 12 p.

Baital, K. A. Dynamic Scheduling of Real-Time Tasks in Heterogeneous Multicore Systems. IET Comput. Digit. Tech. 2019. Vol. 13 Iss. 2, pp. 93-100. https://doi.org/10.1049/iet-cdt.2018.5114 .

Jinyi Xu J. Real-time task scheduling for FPGA-based multicore systems with communication delay. Microprocessors and Microsystems. 2022. Vol. 90. P. 104468.

Kohútka L. A New FPGA-Based Task Scheduler for Real-Time Systems. Electronics. 2023, 12(8), 1870. https://doi.org/10.3390/electronics12081870

Capota, E. A., Stangaciu, C. S., Micea, M. V., & Curiac, D.-I. Towards mixed criticality task scheduling in cyber physical systems: Challenges and perspectives. Journal of Systems and Software. 2019. 156. 204–216. https://doi.org/10.1016/j.jss.2019.06.099

Ben Messaoud, M. A thorough review of aircraft landing operation from practical and theoretical standpoints at an airport which may include a single or multiple runways. Applied Soft Computing. 2020. 106853. 88 p. https://doi.org/10.1016/j.asoc.2020.106853

Gerofi B. Performance and Scalability of Lightweight Multi-Kernel based Operating Systems. 2018 IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium. p. 116 - 125. doi.10.1109/IPDPS.2018.00022

Jansen K. Total Completion Time Minimization for Scheduling with Incompatibility Cliques Proceedings of the Thirty-First International Conference on Automated Planning and Scheduling (ICAPS 2021). p. 192 - 200.

Yu. Balanyuk, Ph.D., associate professor

National Aviation University

orcid.org/0000-0003-3036-5804

e-mail: lalink@ukr.net

Balanyuk Yu.

THE USE OF TWO FREQUENCY VARIABLES IN THE DISTRIBUTED CIRCUITS SYNTHESIS

One of the approaches to the design of filters from segments of non-uniform lines is the use of NLs connected by a quadrupole between the generator and the load. In this case, the required characteristic of selectivity is achieved by changing the wave resistance of the line according to a certain law. However, the input op of the NL loaded with an active resistance cannot be purely reactive at real frequencies, so the reflection coefficient cannot be equal to unity at any of them. Therefore, it is fundamentally impossible to obtain a significant attenuation at least at one point outside the passband of the filter. Only by choosing a certain class of complex loads can significant attenuation be achieved outside the passband. Another principle of filter construction is based on the use of the simplest heterogeneous lines that perform the functions of resonators. The necessary selective characteristic of the filter is achieved by selecting the parameters of resonators and communication circuits. This method of building filters is more rational. In addition, in the process of synthesis, you can use ideas and techniques characteristic of circles from segments of uniform lines.

It is shown that in the synthesis of distributed circuits based on transmission lines, complex functions of two frequency variables should be used, which allows the construction arbitrary circuit functions and fully cover the classes of physically realized transfer functions. A description of the elements "inductance" and "capacitance" in the class of functions of two complex frequency variables was obtained, which allows synthesizing circuits using the ideas and methods of Richards’s circuit theory.

Keywords: quadripole, transmission matrix, wave resistance, conductivity, convergent-divergent line (CDL), divergent-convergent line (DCL)

Баланюк Ю. В.

ВИКОРИСТАННЯ ДВОХ ЧАСТОТНИХ ЗМІННИХ ПРИ СИНТЕЗІ РОЗПОДІЛЕНИХ КАНАЛІВ

Одним із підходів до проектування фільтрів із сегментів неоднорідних ліній є використання НЛ, з’єднаних чотириполюсником між генератором і навантаженням. У цьому випадку необхідна характеристика вибірковості досягається зміною хвильового опору лінії за певним законом. Однак вхідний опі НЛ, навантаженого активним опором, не може бути чисто реактивним на реальних частотах, отже на жодному з них коефіцієнт відбиття не може дорівнювати одиниці. Тому принципово неможливо отримати значне загасання хоча б в одній точці за межами смуги пропускання фільтра. Тільки при виборі певного класу комплексних навантажень можна досягти значного загасання за межами смуги пропускання. Інший принцип побудови фільтрів заснований на використанні найпростіших неоднорідних ліній, які виконують функції резонаторів. Необхідна селективна характеристика фільтра досягається підбором параметрів резонаторів і ланцюгів зв'язку. Такий спосіб побудови фільтрів більш раціональний. Крім того, в процесі синтезу можна використовувати ідеї та прийоми, характерні для кіл із відрізків однорідних ліній.

У статті показано, що при синтезі розподілених схем на основі ліній передачі необхідно використовувати комплексні функції двох частотних змінних, що дозволяє побудувати довільні схемні функції та повністю охопити класи фізично реалізованих передавальних функцій. Отримано опис елементів «індуктивність» і «ємність» в класі функцій двох комплексних частотних змінних, що дозволяє синтезувати схеми з використанням ідей і методів теорії схем Річардса.

Ключові слова: чотириполюсник, матриця пропускання, хвильовий опір, провідність, збіжно-розбіжна лінія (CDL), збіжно-збіжна лінія (DCL).

Richards P. I. Resistor – transmission – line circuits. Proc. IRE. 1948. Vol. 36. P. 217-220.

Microwave filters and Circuits. Editor: Akio Matsumoto. 1970. 246 p.

Richard C. Dorf, James A. Svoboda. Introduction to Electric Circuits. John Wiley & Sons, 2010 . 886 p.

Pozar D. M. Microwave engineering: 4th ed. New York: John Wiley & Sons, 2012. 756 p.

Kenneth S. K. Yeo. Advanced RF/microwave filter design using microwave circuit simulators. AIP Conference Proceedings 2643, 040025. 2023. https://doi.org/10.1063/5.0114388.

An Unsupervised Microwave Filter Design Optimization Method Based on a Hybrid Surrogate Model-Assisted Evolutionary Algorithm IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2023.

SHF Communication Technologies AG. RF & Microwave Passive Components. URL: https://www.shf-communication.com/products/rf-passive-components/. (access data 31.05.2023)

Ng, J. W. Microwave filter synthesis. Final Year Project (FYP), Nanyang Technological University, Singapore. 2022. https://hdl.handle.net/10356/157846

Gowrish B. & Shiban K. Koul. Designing RF and Microwave Band Pass Filters Using Coupled Resonators. IETE Journal of Education. 2021. Volume 62, Issue 1. P. 6-11. https://doi.org/10.1080/09747338.2021.1909503

S. C. Mejillones, M. Oldoni, S. Moscato, G. Macchiarella, M. D'Amico, G. G. Gentili, and G. Biscevic. Unified Analytical Synthesis of Cascaded n-Tuplets Filters Including Nonresonant Nodes. IEEE Transactions on Microwave Theory and Tech. 2021. 69. 3275-3286,

Z. Zhang, H. Chen, Y. Yu, F. Jiang, and Q. S. Cheng. Yield-constrained optimization design using polynomial chaos for microwave filters. IEEE Access 9. 2021. 22408-22416.

Dubovik I. A., Boykachev P. V., Isaev V. O., Dmitrenko A. A. Methods for synthesis of matching circuits for broadband radio devices with unstable load impedance. Doklady BGUIR. 2021. Vol.19(1). Р. 61–69.

W. Zhang et al. Advanced parallel space-mapping-based multiphysics optimization for high-power microwave filters. IEEE Trans. Microw. Theory Techn. 2021. Vol. 69, no. 5, P. 2470-2484.

Y. Yu, B. Liu, Y. Wang, M. J. Lancaster and Q. S. Cheng. A general coupling matrix synthesis method for all-resonator diplexers and multiplexers. IEEE Trans. Microw. Theory Techn., 2020. Vol. 68, no. 3, P. 987-999.

G. Pan, Y. Wu, M. Yu, L. Fu and H. Li.Inverse modeling for filters using a regularized deep neural network approach. IEEE Microw. Wireless Compon. Lett. 2020. Vol. 30, no. 5, P. 457-460.

Mathematical Handbook for Scientists and Engineers: Definitions, Theorems, and Formulas for Reference and Review.Granino Arthur Korn, Theresa M. Korn. 2000. 1154 p.

В. В. Бараннік, д-р техн. наук, проф.

Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна

orcid.org/0000-0002-2848-4524

e-mail: vvbar.off@gmail.com;

С. С. Шульгін, канд. техн. наук

Харківський національний університет радіоелектроніки

orcid.org/0000-0001-5174-290X

e-mail: sssh.sergey@gmail.com;

Р. С. Онищенко

Харківський національний університет радіоелектроніки

orcid.org/0000-0002-2332-5196

e-mail: roman1990onishenko@gmail.com;

М. В. Бабенко канд. техн. наук, доцент,

докторант кафедри інформаційно-мережевої інженерії

Харківський національний університет радіоелектроніки

orcid.org/ 0000-0003-2385-2786;

e-mail: mvbab@ukr.net;

Є. С. Єлісєєв

Харківський національний університет радіоелектроніки

orcid.org/0000-0002-0953-4397

e-mail: paradox0670@gmail.com

Бараннік В. В., Шульгін С. С., Онищенко Р. С., Бабенко М. В., Єлісєєв Є. С.

КОНЦЕПЦІЯ ІНТЕГРУВАННЯ ІНФОКОМУНІКАЦІЙНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ КОДУВАННЯ ВІДЕОСЕГМЕНТІВ ДО СТАНДАРТИЗОВАНИХ ПЛАТФОРМ

В статті доводиться необхідність створення та розвитку вітчизняних інфокомунікаційних технологій кодування. Це зумовлено наявністю в процесі використання існуючих технологій кодування відеоінформаційних ресурсів проблематики Вона пов’язана з виникненням дисбалансу між : постійно зростаючим рівнем інтенсивності бітового опису інформаційних потоків та обмеженістю характеристик продуктивності телекомунікаційних технологій, що можливо використовувати в кризових умовах. Доводиться підхід до вирішення дисбалансу. Це можливе на основі застосування більш ефективних технологій кодування відеоданих. Такі технології дозволяють зменшити бітовий об’єм відеоінформаційних потоків. Однак, як показано в статті, існуючим концепціям притаманні системні недоліки. Вони зумовлені наявністю дисбалансу. З одного боку основний фактор зменшення бітового об’єму відеоданих визначається кількістю психовізуальної (ПСВ) надмірності. З іншого боку кількість такої надмірності є обмеженою для відеозображень в певних прикладних застосувань. В статті пропонується здійснювати вдосконалення технологій кодування відеозображень за сегментно-орієнтовною концепцією на основі додаткового встановлення та скорочення кількості структурної надмірності. Стверджено, що відповідний напрямок стосується розробки та використання технологій усічено-позиційного кодування в процесі скорочення надмірності трансформованих відеосегментів. Однак дана концепція стосується обробки окремих відеосегментів. Виникає питання необхідності її інтеграції до стандартизованих платформ. Обґрунтовано можливість інтеграції створеної технології на рівень кодування відеосегментів стандартизованого процесу обробки відеокадрів. Це забезпечується наявністю потенціалу щодо : забезпечення сумісності між створеною технологією кодування відеосегментів та стандартизованою платформою обробки відеокадрів; можливості для побудови технології кодування сукупностей допоміжних компонент усічено-позиційного простору. Це створює умови для забезпечення параметричної сумісності між специфічними сукупностями службових відомостей кожної технологічної концепції.

Ключові слова: інфокомунікаційні технології кодування, відеоінформаційний ресурс, усічено-позиційне число, діагональ трансформанти.

Barannik V., Shulgin S., Onyshchenko R., Babenko M., Elіseev E.

THE CONCEPT OF INTEGRATING INFOCOMMUNICATION TECHNOLOGY FOR ENCODING VIDEO SEGMENTS INTO STANDARDIZED PLATFORMS

The article proves the necessity of creation and development of domestic infocommunication coding technologies. This is due to the presence in the process of using existing technologies for encoding video information resources of the problems It is associated with the emergence of an imbalance between: the constantly increasing level of intensity of the bit description of information flows and the limited performance characteristics of telecommunication technologies, which can be used in crisis conditions. An approach to resolving imbalances is proved. This is possible through the use of more efficient video encoding technologies. Such technologies make it possible to reduce the bit volume of video information streams. However, as shown in the article, existing concepts are characterized by systemic shortcomings. They are due to the presence of an imbalance. On the one hand, the main factor in reducing the bit volume of video data is determined by the amount of psychovisual (PSV) redundancy. On the other hand, the amount of such redundancy is limited for video images in certain applications. The article proposes to improve the technologies of video image encoding according to the segment-oriented concept on the basis of additional establishment and reduction of the number of structural redundancy. It is argued that the relevant direction concerns the development and use of truncated-positional coding technologies in the process of reducing the redundancy of transformed video segments. However, this concept refers to the processing of individual video segments. The question arises of the need to integrate it into standardized platforms. The possibility of integration of the created technology at the level of encoding of video segments of the standardized process of video frame processing is substantiated. This is ensured by the availability of the capacity to: ensure interoperability between the created video segment encoding technology and the standardized video frame processing platform; possibilities for constructing a technology for encoding sets of auxiliary components of truncated-positional space. This creates conditions for parametric compatibility between specific sets of service information of each technological concept.

Keywords: іnfocommunication technologies of coding, video information resource, truncated-positional number, diagonal transformants.

ЛІТЕРАТУРА

Одарченко Р., Іванова М., Рябенко М., Аль-Мудхафар Акіл Абдулхусейн М. Метод аналізу взаємодії параметрів QOE та QOS на основі алгоритмів керування машинами. Наукоємні технології. 2022. № 4 (56). С. 305 – 316. DOI: https://doi.org/ 10.18372/2310-5461.56.17130.

Козловський В., Савченко А., Толстікова О., Клобукова Л. Критерії вибору спектрально-ефективних сигналів у бездротових інформаційних мережах. Наукоємні технології. 2022. № 4 (56). С. 286 – 273. DOI: https://doi.org/ 10.18372/2310-5461.56.17125.

Odarchenko R., Gnatyuk V., Gnatyuk S., Abakumova A. Security key indicators assessment for modern cellular networks. System Analysis & Intelligent Computing (SAIC): proceedings of the IEEE First International Conference, 2018. P 1-7. https://doi.org/10.1109/SAIC.2018.8516889.

Бараннік В.В., Бабенко Ю.М., Бараннік В.В., Колесник В.О. Метод кодування значимих за впливом на семантичну цілісність відеосегментів для забезпечення доступності. Наукоємні технології. 2022. № 2 (54). С. 118 – 126. DOI: https://doi.org/10.18372/2310-5461.54.16749.

Huang, S.-Y. XOR-Based Meaningful (n, n) Visual Multi-Secrets Sharing Schemes [Text] / S.-Y. Huang, A.-h. Lo, J.S.-T. Juan. Applied Sciences, MDPI. 2022. Vol. 12, iss. 20. Id. 10368. P. 1-22. DOI: 10.3390/app122010368.

Latif, A. A Novel Image Encryption Scheme Based on Reversible Cellular Automata [Text] / A. Latif, Z. Mehrnahad. Journal of Electronic & Information Systems. 2019. Vol. 1, iss. 1. P. 18-25. DOI: 10.30564/jeisr.v1i1.1078.

Survey on image encryption techniques using chaotic maps in spatial, transform and spatiotemporal domains [Text] / U. Zia, M. McCartney, B. Scotney et al. International Journal of Information Security. 2022. Vol. 21. P. 917–935. DOI: 10.1007/s10207-022-00588-5.

Content and Privacy Protection in JPEG Images by Reversible Visual Transformation [Text] / X. Cao, Y. Huang, H.-T. Wu, Y.-m. Cheung. Applied Sciences, MDPI. 2020. Vol. 10, iss. 19. Id. 6776. P. 1-12. DOI: 10.3390/app10196776.

T. Belikova and S. Sidchenko, "The Method Drawing up the Text with the Set Suggestive Orientation to Create a Hidden Channel," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 106-110, doi: 10.1109/ATIT58178.2022.10024206.

В. Бараннік, С. Шульгін, О. Ігнатьєв, Р. Онищенко, Ю. Бабенко, В. Бараннік Концепція функціональних перетворень для формування синтаксичного опису діагоналей трансформанти. Інфокомунікаційні технології та електронна інженерія. 2023. Вип. 3. № 1. С. 24–34.

Valerii Barannik, "Technology of Structural-Binomial Coding to Increase the Efficiency of the Functioning of Computer Systems," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 96-100, doi: 10.1109/ATIT58178.2022.10024205.

Chen T.-H., Wu Ch.-S. Efficient multi-secret image sharing based on Boolean operation. Signal Processing. 2011. Vol. 91, Iss. 1. P. 90–97. DOI: 10.1016/j.sigpro.2010.06.012.

R. Onyshchenko, D. Barannik, A. Krasnorutsky, and V. Barannik, "The Methods of Intellectual Processing of Video Frames in Coding Systems in Progress Aeromonitor to Increase Efficiency and Semantic Integrity," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 53-56, doi: 10.1109/ATIT58178.2022.10024208.

В. Бараннік, С. Шульгін, Д. Бараннік, Р. Онищенко Динамічне кодування трансформант відеозображень з уточненням системи основ. Інфокомунікаційні технології та електронна інженерія. 2022. Вип. 2. № 2. С. 22–32.

A. Berchanov, A. Krasnorutsky, V. Kolesnyk, V. Barannik, N. Kharchenko and O. Malko, "Method of Structural-Statistical Coding of Video Segments in Spectral-Cluster Space," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 32-37, doi: 10.1109/ATIT58178.2022.10024240.

Баранник В.В., Шульгін С.С., Онищенко Р.С., Ревва К.В., Ігнатьєв О.О. Метод формування інформативно-позиційної ваги для усічено-позиційної кодової системи представлення трансформованих відеосегментів. Наукоємні технології. 2023. №2. С. 34 – 45.

Hsu W.-L., Tsai Ch.-L., Chen Ch.-J., Multi-morphological image data hiding based on the application of Rubik's cubic algorithm. Carnahan Conference on Security Technology (ICCST): proceedings of the IEEE International Conference. 2012. P. 135–139. DOI: 10.1109/CCST.2012.6393548.

R. Onyshchenko, O. Slobodyanyuk, A. Krasnorutsky, V. Bezruk, V. Kolesnyk and S. Podlesny, "Approach to Coding with Improved Integrity of Video Information for Transmission in Wireless Infocommunication Networks," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 38-42, doi: 10.1109/ATIT58178.2022.10024245.

Information technology – JPEG 2000 image coding system: Secure JPEG 2000 [Text]. International Standard ISO/IEC 15444-8, ITU-T Recommendation T.807, 2007. 108 p.

Qi X., Minemura K., Moayed Z., Wong K., Tanaka K. JPEG image scrambling without expansion in bitstream size. Image Processing: proceedings of the 19 th IEEE International Conference, 2012. P. 261–264. https://doi.org/10.1109/ICIP.2012.6466845.

Бараннік В.В., Шульгін С.С., Онищенко Р.С., Ігнтатьєв О.О. Методологія кодування трансформованих відеосегментів в усічено-позиційному просторі. Вчені записки Таврійського національного університету імені В.І. Вернадського, Серія: Технічні науки. 2023. Том 34 (73). № 1. С 38 – 42.

Barannik V., Khimenko V., Barannik N., Method of indirect information hiding in the process of video compression. Radioelectronic and Computer Systems. 2021. №. 4. PP. 119–131. https://doi.org/10.32620/reks.2021.4.

Шульгін С. Технологія кодування трансформованих відеосегментів в нерівноваговому діагонально-позиційному просторі. Наукоємні технології. 2022. №2(54), С. 147-154.

Шульгін С. Метод динамічного кодування сегментів відео потоку шляхом з'ясування структурних змін у нерівноваговому діагонально-позиційному просторі. Наукоємні технології. 2022. №3(55). С. 238-243.

V. Barannik, S. Shulgin, D. Barannik and Y. Sidchenko, "Quadrature Compression Technology in Two-Level Polyadic Space for Infocommunication Systems," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 84-87, doi: 10.1109/ATIT58178.2022.10024217.

V. Barannik, N. Barannik S. Shulgin, and V. Barannik, "Method of Coding Subbands of Non-Homogeneous Spectrum of Video Segments in Uneven Diagonal Space," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 72-75, doi: 10.1109/ATIT58178.2022.10024236.

Barannik, V. et al. (2023). Processing Marker Arrays of Clustered Transformants for Image Segments. In: Klymash, M., Luntovskyy, A., Beshley, M., Melnyk, I., Schill, A. (eds) Emerging Networking in the Digital Transformation Age. TCSET 2022. Lecture Notes in Electrical Engineering, vol 965. Springer, Switzerland, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-24963-1_25.

S. Shulgin, N. Barannik, V. Barannik, "Dynamic Coding Method of Video Segments Stream by Specifying Structural Changes," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 76-79, doi: 10.1109/ATIT58178.2022.10024179.

Шульгін С.С., Бараннік В.В., Онищенко Р., Ушань В., Ігнатьєв О. Модель інформативного опису спектрального простору відеосегментів діагонально нерівномірною текстурою. Наукоємні технології. 2022. № 4 (56). С. 259 – 267. DOI: https://doi.org/ 10.18372/2310-5461.56.17124.

Vladimir Barannik, Sergii Shulgin, Roman Onyshchenko, Valerii Kozlovskyi, Tatyana Belikova, Oleksandr Ihnatiev, Viacheslav Khlopiachyi Method of recurrent truncated-positional coding video segments in uneven diagonal space. Radioelectronic and Computer Systems. 2023. no 2(102). pp. 129-142. DOI: https://doi.org/10.32620/reks.2023.2.11.

Д. В. Бараннік,

Харківський національний університет радіоелектроніки

orcid.org/0000-0003-4235-300Х

e-mail: d.v.barannik@gmail.com;

Бараннік Д.В.

ТЕХНОЛОГІЯ ПРИХОВУВАННЯ ІНФОРМАТИВНОГО КОНТЕНТУ В ДИНАМІЧНОМУ ПОТОЦІ ВІДЕОСЕГМЕНТІВ

В статті показано, що в умовах воєнного часу, інформаційного протиборства важливим є своєчасне надання достовірної інформації з обмеженим часом актуальності. Прикладами таких ситуацій є організація «живого» доступу до дистанційної інформації в режимі реального часу з використанням безпілотних платформ на значної відстані від центрів прийняття рішень. Обґрунтовується наявність випадків появи дисбалансу між вимогами до забезпечення потрібного рівня категорій інформаційної безпеки та обмеженими можливостями щодо продуктивності дистанційних інфокомунікаційних систем. Наслідками є : втрата доступності та цілісності відеоресурсів; обмежена можливість забезпечити потрібний рівень конфіденційності в умовах жорстких вимог щодо організації доступності відеоінформації. Отже в статті доводиться те, що актуальним є забезпечення потрібного рівня інформаційної безпеки відеоінформаційних ресурсів з використанням інфокомунікаційних технологій на базі безпілотних платформ. Показано, що існуючі концепції реалізації питань інформаційної безпеки відеоданих для бортових комплексів ґрунтуються на концепції послідовною схеми. Водночас така концепція має певні недоліки. В статті в якості альтернативного підходу пропонується в комплексі з методами криптографічного захисту додатково використовувати технології стеганографічного перетворення. В цьому випадку з’являється можливість приховувати найбільш значимі інформативні ресурси в загальному відео інформаційному потоці. Водночас стверджено, що існуючі технології стеганографічних перетворень мають певні недоліки, які проявляються у протиріччі між групами базових показників якості вбудовування інформації. Викладається створення правила приховування інформативного контенту в процесі структурного стеганокомпресійного кодування. Вперше розроблено структурне стеганокомпресійне кодування на основі імплантації біту приховуваного контенту на другу позицію в стегано-послідовності з модифікованим базисом. Відмінною рисою методу є те, що без внесення спотворень в стегано-кодограму забезпечується усунення ознак наявності кількості стеганографічної структурної надмірності. Розроблено стеганографічне декодування на основі одночасного відновлення елементів відеопослідовності та вбудованого на другій її позиції елементу прихованого контенту.

Ключові слова: інформаційна безпека, відеозображення, стеганокомпресійне кодування, стеганографічна надмірність.

Barannik D.

TECHNOLOGY FOR HIDING INFORMATIVE CONTENT IN THE DYNAMIC STREAM OF VIDEO SEGMENTS

The article shows that in the conditions of wartime, information confrontation, it is important to provide timely reliable information with limited time of relevance. Examples of such situations are the organization of "live" access to remote information in real time using unmanned platforms at a considerable distance from decision-making centres. The existence of cases of imbalance between the requirements for ensuring the required level of information security categories and limited capabilities for the performance of remote infocommunication systems is substantiated. The consequences are: loss of availability and integrity of video resources; limited ability to ensure the required level of confidentiality in the face of strict requirements for the organization of the availability of video information. Thus, the article proves that it is important to ensure the necessary level of information security of video information resources using infocommunication technologies based on unmanned platforms. It is shown that the existing concepts of implementation of issues of information security of video data for on-board complexes are based on the concept of a sequential scheme. At the same time, this concept has certain disadvantages. As an alternative approach, the article proposes to additionally use steganographic conversion technologies in combination with cryptographic protection methods. In this case, it becomes possible to hide the most significant informative resources in the general video information flow. At the same time, it is argued that the existing technologies of steganographic transformations have certain shortcomings, which are manifested in the contradiction between the groups of basic indicators of the quality of information embedding. The creation of a rule for hiding informative content in the process of structural steganocompression coding is outlined. For the first time, structural steganocompression coding was developed based on the implantation of a bit of concealed content in the second position in the quilted sequence with a modified basis. A distinctive feature of the method is that without introducing distortions into the stegano-codogram, it is ensured that the signs of the presence of a number of steganographic structural redundancy are eliminated. Steganographic decoding based on the simultaneous restoration of elements of the video sequence and the element of hidden content embedded in its second position has been developed.

Keywords: information security, video imaging, steganocompression coding, steganographic redundancy.

ЛІТЕРАТУРА

Бурячок В.Л. Основи формування державної системи кібернетичної безпеки: Монографія. К.: НАУ, 2013. 432 с.

ДСТУ 7624:2014. Інформаційні технології. Криптографічний захист інформації. Алгоритм симетричного блокового перетворення. Чинний від 01.03.2016. Вид. офіц. Київ, Держспоживстандарт України, 2016. 228 c.

Ільяшов О.А., Бурячок В.Л. До питання захисту інформаційно-телекомунікаційної сфери від стороннього кібернетичного впливу. Наука і оборона. 2010. №4. С.35 – 41.

Valeri Barannik, "Technology of Structural-Binomial Coding to Increase the Efficiency of the Functioning of Computer Systems," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), (Kyiv, Ukraine, 2022), pp. 96-100, doi: 10.1109/ATIT58178.2022.10024205.

Конахович Г.Ф., Пузиренко А.Ю. Комп’ютерна стенографія. Теорія та практика. Київ: МК-Пресс, 2016. 288 с.

Роман Одарченко, Марина Іванова, Максим Рябенко, Аль-Мудхафар Акіл Абдулхусейн М. Метод аналізу взаємодії параметрів qoe та qos на основі алгоритмів керування машинами. Наукоємні технології. 2022. № 4 (56). С. 305 – 316. DOI: https://doi.org/ 10.18372/2310-5461.56.17130.

Бараннік В., Сидченко С., Бараннік Д., Бараннік В. Оцінка впливу недетермінованих характеристик на ефективність криптокомпресійного кодування зображень в диференційованому базисе. Безпека інформації. 2020. Том 26. № 3. С. 168–180.

ДСТУ ГОСТ 28147:2009. Система обробки інформації. Захист криптографічний. Алгоритм криптографічного перетворення (ГОСТ 28147-89). Чинний від 01.02.2009. Вид. офіц. Київ, Держспоживстандарт України, 2009. 20 c.

Бараннік В.В. та ін. Обґрунтування значимих загроз безпеки відеоінформаційного ресурсу систем відеоконференцзв‘язку профільних систем управління. Інформаційно-управляючі системи на залізничному транспорті. 2014. №3. С. 24 – 31.

Валерій Козловський, Аліна Савченко, Олена Толстікова, Лариса Клобукова Критерії вибору спектрально-ефективних сигналів у бездротових інформаційних мережах. Наукоємні технології. 2022. № 4 (56). С. 286 – 273. DOI: https://doi.org/ 10.18372/2310-5461.56.17125.

A. Krasnorutsky, R. Onyshchenko, D. Barannik and V. Barannik, "The Methods of Intellectual Processing of Video Frames in Coding Systems in Progress Aeromonitor to Increase Efficiency and Semantic Integrity," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 53-56, doi: 10.1109/ATIT58178.2022.10024208.

Бараннік В.В., Сидченко С.А., Бараннік Д.В. Метод криптокомпресійного представлення зображень на основі двокаскадного узагальненого позиційного кодування в базисі по верхнім межам. Радіоелектроніка та інформатика. 2017. № 1(76). С. 22–27.

Barannik V., Sidchenko S., Barannik D. Technology for protecting video information resources in the info-communication space. Advanced Trends in Information Theory (ATIT 2020): proceedings of IEEE 2nd Intern. Conf. Kyiv, 2020. P. 29–33.

Tsai Ch.-L., Chen Ch.-J., Hsu W.-L. Multi-morphological image data hiding based on the application of Rubik's cubic algorithm. Carnahan Conference on Security Technology (ICCST): proceedings of the IEEE International Conference. 2012. P. 135–139. DOI: 10.1109/CCST.2012.6393548.

T. Belikova and S. Sidchenko, "The Method Drawing up the Text with the Set Suggestive Orientation to Create a Hidden Channel," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 106-110, doi: 10.1109/ATIT58178.2022.10024206.

Задирака В.К., Никитенко Л.Л. Нові підходи до розробки алгоритмів приховування Штучний інтелект. 2008. №4. С.353-357.

Barannik V., Sidchenko S., Barannik D., Shulgin S., Barannik V., Datsun A. Devising a conceptual method for generating cryptocompression codograms of images without loss of information quality. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2021. Vol. 4. No. 2(112). P. 6–17.

D. Barannik, V. Barannik, S. Korotin, A. Bekirov, O. Veselska, L. Wieclaw Method of safety of informational resourses on the basis of use of the indirect steganography The Technology of Structural Classification of Video Frames in Intelligent Info-Communication Systems. Proceeding of the VIII International Conference of Students, PhD Students and Young Scientists, Springer Nature Switzerland AG2020, editors S. Zawislak, Volume 70, ISSN 2211-0984. “Development of technology analys for the content semantics,” in Engineer of XXI Century - We Design the Future, Bielsko-Biała, Poland: ATH, 2020. Р.195 202. doi.org/10.1007/978-3-030-13321-4_17.

D. Barannik and V. Barannik, "Steganographic Coding Technology for Hiding Information in Infocommunication Systems of Critical Infrastructure," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 88-91, doi: 10.1109/ATIT58178.2022.10024185.

Конахович Г.Ф. та ін. Сучасні методи квантової стеганографії. Захист інформації. №2 (51), 2011. С.5-9.

Конахович Г.Ф Оцінка ефективності методів стеганографічного вбудовування інформації в спектральну область зображень. АСУ та прилади автоматики. 2014. Вип.168. С. 23 29.

Information technology – JPEG 2000 image coding system: Secure JPEG 2000 [Text]. International Standard ISO/IEC 15444-8, ITU-T Recommendation T.807, 2007. 108 p.

Minemura K., Moayed Z., Wong K., Qi X., Tanaka K. JPEG image scrambling without expansion in bitstream size. Image Processing: proceedings of the 19 th IEEE International Conference, 2012. P. 261–264. https://doi.org/10.1109/ICIP.2012.6466845.

Задирака В.К., Кошкина Н.В. , Никитенко Л.Л. Статистичний аналіз систем з цифровими водяними знаками. Штучный інтелект. 2008. №3. С.315-324.

Barannik, V. et al. (2023). A Method of Scrambling for the System of Cryptocompression of Codograms Service Components. In: Klymash, M., Luntovskyy, A., Beshley, M., Melnyk, I., Schill, A. (eds) Emerging Networking in the Digital Transformation Age. TCSET 2022. Lecture Notes in Electrical Engineering, vol 965. Springer, Switzerland, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-24963-1_26.

Dmitry Barannik, Mikolaj Karpiinski, Natalia Barannik, Elіseev Evgenіy, Olga Veselska, Aigul Shaikhanova, Balzhan Smailova Technology Of Improving Data Transfer With The Use Of The Steganographic Approach In Automated Specialized Control Systems. System IEEE IDAACS-SWS 2020. 5th IEEE International Symposium on Smart and Wireless «Systems within the International Conferences On Intelligent Data Acquisition And Advanced Computing Systems» 17-18 September, 2020, Dortmund University of Applied Sciences and Arts, Dortmund, Germany.

Бараннік В.В., Баранник Д.В., Бекиров А.Е. Основи теорії структурно-комбинаторного стеганографічного кодування: монография. Х.: В-во «Лідер», 2017. 256 с.

Barannik, V. and Barannik, N. and Barannik, D.: Indirect Steganographic Embedding Method Based On Modifications of The Basis of the Polyadic System. In.: 15th IEEE International Conference on Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science (TCSET’2020), pp. 699-702 (2020). DOI: 10.1109/TCSET49122.2020.235522.

Barannik V., Alimpiev A., Barannik D., Barannik N. Detections of sustainable areas for steganographic embedding // East-West Design & Test Symposium (EWDTS). – IEEE, 2017. P. 555-558. DOI: 10.1109/EWDTS.2017.8110028.

Barannik D., Barannik V., Shatun O., Dodukh O., Tverdokhleb V. The indirect method of steganographic embedding of data in an image container based on the information of the contour // 2018 International Scientific-Practical Conference Problems of Infocommunications. Science and Technology. – 2018. – p. 490–494. DOI: 10.1109/INFOCOMMST.2018.8632155

V. Barannik, D. Barannik, S. Korotin, Olga Veselska Method of Safety of Informational Resources Utilizing the Indirect Steganography. “Development of technology analys for the content semantics,” in Engineer of XXI Century - We Design the Future, Bielsko-Biała, Poland: ATH, 2020. Р.195 202.

V. Barannik, D. Barannik, A. Lekakh "A steganographic method based on the modification of regions of the image with different saturation", Advanced Trends in Radioelecrtronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET), 2018 14th International Conference on,2018, pp. 542-545. DOI: 10.1109/TCSET.2018.8336260

Barannik, D. Stegano-Compression Coding in a Non-Equalible Positional Base // IEEE 2 nd International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT 2020), 2020, pp. 83-86.

Бараннік Д.В. Метод стеганокомпресійного кодування на основі поліадичного базису. Наукоємні технології. №3. 2023. С. 17 – 26.

О. В. Зуєв, канд. техн. наук, доцент

Національний авіаційний університет

orcid.org/0000-0002-4520-3288

e-mail: 0801zuiev@gmail.com;

М. Ю. Заліський, д-р техн. наук, професор

Національний авіаційний університет

orcid.org/0000-0002-1535-4384

e-mail: maximus2812@ukr.net;

О. О. Соломенцев,

Національний авіаційний університет

orcid.org/0009-0004-8247-3879

e-mail: solomentsev@ukr.net

Зуєв О.В., Заліський М. Ю., Соломенцев О. O.

ПРОЦЕДУРА ФОРМУВАННЯ УПРАВЛІНСЬКИХ РІШЕНЬ ПРИ КЛАСИФІКАЦІЇ З ПРОГНОЗУВАННЯМ СТАНУ ЗАСОБІВ ЗВ’ЯЗКУ, НАВІГАЦІЇ ТА СПОСТЕРЕЖЕННЯ

Стаття присвячена питанням побудови моделей формування рішень при класифікації з прогнозуванням засобів зв’язку, навігації та спостереження. Аналіз теоретичних результатів та практика експлуатації сучасних засобів зв’язку, навігації та спостереження свідчать про необхідність широкого застосування інформаційних технологій для обробки експлуатаційних даних щодо роботи цих засобів та подальшої модернізації системи експлуатації . На цей час виникає необхідність застосування адекватних методів обробки статистичних даних і побудов спеціальних адаптивних алгоритмів моделей для прийняття рішень з управління експлуатаційною надійністю конкретних типів обладнання . Впровадження сучасних регламентів ТО передбачає застосування апарату теорії керованих випадкових процесів в умовах стохастичної невизначеності інформації про параметри обладнання, створює необхідні умови для розробки моделей для класифікації технічного стану з подальшим прогнозуванням подій у системі експлуатації. Процес класифікації об'єктів розглядається у статті, як сукупність елементарних операцій, призначених для виконання певних функцій, у певній послідовності відповідно до обраного алгоритму класифікації. Ступінь деталізації на елементарні операції визначається метою дослідження. У запропонованій моделі, класифікація розглядається, як послідовність перетворення вектору станів у вектор реалізацій внаслідок спільної дії сукупності елементарних операцій. Якість виконання класифікації засобів зв’язку, навігації та спостереження визначається якістю виконання кожної з досліджуваної сукупності елементарних операцій та математична модель формування рішення при класифікації ґрунтуватиметься на математичній моделі кожної з досліджуваних операцій. При здійсненні прогнозуючого контролю в процесі класифікації досліджуваних засобів, прийняття рішення про технічний стан здійснюється на певному інтервалі прогнозування. Прогнозуючий контроль , усуває суттєвий недолік поточного контролю , який полягає у розбіжності часу прийняття рішення про стан засобів та часу його використання за призначенням, збільшуючи тим самим ефективність контролю, та, відповідно, і ефективність використання засобів. У статті розроблено покрокову методику визначення ймовірностей прийняття рішення за результатами класифікації з прогнозуванням, про належність засобу до певного класифікованого стану. Проаналізовано стохастичні графи формування рішень при обраному алгоритмі класифікації з прогнозуванням та урахуванням похибок. Отримано аналітичні співвідношення, що описують процес класифікації технічного стану засобів з подальшим прогнозуванням. Такі співвідношення загалом можуть бути використані для вирішення задач підвищення достовірності прийняття рішень під час реалізації прогнозуючого контролю. Результати досліджень можуть бути використані в процесі проектування та вдосконалення системи експлуатації засобів зв’язку, навігації та спостереження під час процесів моніторингу технічного стану.

Ключові слова: система експлуатації, засоби зв’язку, навігації та спостереження, класифікація, прогнозування, прийняття рішень

Zuiev O.V., Zaliskyi M. Yu., Solomentsev О. O.

CONTROL DECISIONS FORMATION PROCEDURE FOR CLASSIFICATION WITH PREDICTION OF THE STATE OF COMMUNICATION, NAVIGATION AND SURVEILLANCE EQUIPMENT

The article is devoted to the issue of building decision-making models for the classification and forecasting of communication, navigation and surveillance equipment. The analysis of theoretical results and the practice of operation of modern devices of communication, navigation and surveillance testify to the need for wide application of information technologies for processing operational data regarding the operation of these devices and further modernization of the operation system. At this time, there is a need to apply adequate methods of processing statistical data and building special adaptive algorithms of models for making decisions on operational reliability management of specific types of equipment. The implementation of modern maintenance regulations involves the application of the tools of the theory of controlled random processes in the conditions of stochastic uncertainty of information about equipment parameters, creates the necessary conditions for the development of models for the classification of the technical condition with further forecasting of events in the system operation. The object classification process is considered in the article as a set of elementary operations designed to perform certain functions in a certain sequence according to the chosen classification algorithm. The degree of detailing into elementary operations is determined by the purpose of the study. In the proposed model, classification is considered as a sequence of transformation of a vector of states into a vector of realizations as a result of the joint action of a set of elementary operations. The quality of performance of the classification of communication, navigation and surveillance equipment is determined by the quality of performance of each of the studied set of elementary operations, and the mathematical model of decision-making during classification will be based on the mathematical model of each of the studied operations. When performing predictive control in the process of classifying the researched devices, a decision about the technical condition is made at a certain forecasting interval. Predictive control eliminates a significant drawback of current control, which consists of the discrepancy between the time of making a decision about the condition of equipment and the time of its use as intended, thus increasing the effectiveness of control and, accordingly, the effectiveness of the use of equipment. The article has developed a systematic method for determining the probabilities of making a decision based on the results of classification with forecasting, about the belonging of a devices to a certain classified state. The stochastic graphs of decision formation with the chosen classification algorithm with forecasting and taking into account errors were analyzed. Analytical ratios describing the process of classification of the technical condition of the means with subsequent forecasting were obtained. Such ratios can generally be used to solve the problems of increasing the reliability of decision-making during the implementation of predictive control. The results of the research can be used in the process of designing and improving the system of operation of communication, navigation and surveillance equipment during the processes of monitoring the technical condition.

Keywords: operation system, devices of communication, navigation and surveillance, classification, forecasting, decision-making.

Dhillon B.S. Maintainability, Maintenance, and Reliability for Engineers. New York, Taylor & Francis Group, 2006, 214 p.

Smith D. J. Reliability, Maintainability and Risk. Practical Methods for Engineers. 10th edition, London, Elsevier, 2021, 516 p.

Грищенко Ю. В. Оцінка якості техніки пілотування екипажу в авіакомпанії. Наукоємні технології. 2020. Вип. 2(46). С. 245 – 263.

Соломенцев О. В., Мелкумян В. Г., Заліський М. Ю. Системи експлуатації радіоелектронних засобів. Вісник Інженерної академії України. 2015. № 3. С. 149-154.

Rausand M. System Reliability Theory: Models, Statistical Methods and Applications. New York: John Wiley & Sons, Inc., 2004. 458 p.

Stark J. Product Lifecycle Management, Volume 1: 21st Century Paradigm for Product Realization. Third Edition. London, Springer, 2019, 1032 p.

Jardine A. K. S., Tsang A. H. C. Maintenance, Replacement, and Reliability: Theory and Applications. Second Edition. Boca Raton: CRC Press, 2017,364 p.

Ren H., Chen X., Chen Y. Reliability Based Aircraft Maintenance Optimization and Applications. Academic Press, 2017, 260 p.

Заліський М. Ю., Соломенцев О. В., Зуєв О. В., Петрова Ю. В. Аналіз процесів погіршення технічного стану складних телекомунікаційних та радіоелектронних систем. Наукоємні технології. 2021. № 3 (Том 51). С. 229-236.

Zaliskyi M. Yu. Reliability parameters estimation in case of aviation radio electronic devices technical state deterioration. Electronics and Control Systems. 2015. № 3 (45). pp. 18 – 22.

Taranenko A.G., Gabrousenko Ye.I., Holubnychyi A.G., Slipukhina I.A. Estimation of redundant radionavigation system reliability. Methods and Systems of Navigation and Motion Control. Proceedings of the IEEE 5th International Conference. October 16-18, 2018. Kyiv, Ukraine, pp. 28–31.

Solomentsev O. V., Zaliskyi M. Yu., Kozhokhina O. V., Herasymenko T. S. Data Processing During Condition Based Maintenance of Radio Electronic Equipment. Electronics and control systems. 2017. № 4. pp. 11 – 17.

Nakagawa T. Maintenance theory of reliability. London: Springer-Verlag, 2005. 270 p.

Tartakovsky A., Nikiforov I., Basseville M. Sequential analysis. Hypothesis testing and changepoint detection. Boca Raton: Taylor & Francis Group, 2015. 580 p.

Ulansky V., Terentyeva I. Availability assessment of a telecommunications system with permanent and intermittent faults. Proceedings of 2017 IEEE Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON). P. 908–911.

Zuiev O.V. Problems of Radio Navigation Systems Adaptive Operation. Proceedings of the 2016 IEEE International Conference on Methods and Systems of Navigation and Motion Control. P.193–198.

Zuiev O.V. Ground Radio Navigation Systems Maintenance Processes Improvement. Electronics and Control Systems. № 4(50). 2016. P.78–83.

Zuiev O.V. Instrument Landing Systems’ Control Processes Investigation. Proceedings of Signal Processing Symposium 2017 (SPS 2017). P.1–4.

Ю. В. Цімура

Військовий інститут телекомунікацій

та інформатизації імені Героїв Крут, Київ, Україна

Military Institute of Telecommunications

and informatization of the name of Heroes Krut, Kyiv, Ukraine

orcid.org/0000-0002-6269-3821

e-mail: tsimur@ukr.net;

О. К. Юдін, д-р техн. наук., проф.

Кафедра кібербезпеки. Навчально-науковий інститут інформаційної безпеки та стратегічних комунікацій, Київ, Україна

Department of cyber security. Educational and Scientific Institute of Information

Security and Strategic Communications, Kyiv, Ukraine

orcid.org/0000-0002-6417-0768

е-mail: yudin.ок8@gmail.com;

О. Є. Мельников

Харківський національний

університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба

Kharkiv National University of the Air Force named after Ivan Kozhedub, Kharkiv, Ukraine

orcid.org/0009-0007-3403-5147

e-mail: melnikoff1234@gmail.com;

Ю. Ю. Коляденко, д-р техн. наук., проф.

Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, Україна

orcid.org/0000-0002-0247-2736

e-mail: tsimur@ukr.net;

П. М. Гуржій

Військовий інститут телекомунікацій

та інформатизації імені Героїв Крут

Military Institute of Telecommunications

and informatization of the name of Heroes Krut, Kyiv, Ukraine

orcid.org/0000-0001-0239-2950

e-mail: pavel.nik.563@gmail.com

Цімура Ю. В., Юдін О. К., Коляденко Ю. Ю., Мельников О. Є., Гуржій П.М.

МОДЕЛЬ ОЦІНЮВАННЯ ІНФОРМАТИВНОСТІ СПЕКТРАЛЬНО-ПАРАМЕТРИЧНОГО ОПИСУ ТРАНСФОРМОВАНИХ ВІДЕОФРАГМЕНТІВ

В статті обґрунтовано, що в сучасних умовах більший розвиток мають інфокомунікаційні технології, які використовують бездротовий принцип передачі даних. Показано підходи щодо застосування таких технологій для організації обміну інформацією з безпілотними платформами. Це підвищує ефективність процесів інформування в системах підтримки та прийняття рішень. Водночас в статті стверджується наявність проблемних аспектів. Вони продиктовані дисбалансом між певним рівнем інтенсивності інформаційного потоку, який потрібно передати з борта безпілотного комплексу, та рівнем пропускної спроможності бортових телекомунікаційних засобів. Для вирішення даної проблематики в статті ґрунтовно пропонується використовувати технології стиснення відеоінформаційних потоків. Проводиться дослідження сучасних методів стиснення відеоінформаційних потоків. Показано, що вони використовують платформи, які базуються на кодування трансформованих відео фрагментів (ВФР). Одним з апробованих напрямком тут є формування спектрально-параметричного опису трансформант. Прикладом такого підходу є побудова двох структурних складових : вектор довжин спектральних полос та вектор їх значущих рівнів. Однак, існуючі технології компресії зображень на базі JPEG-платформи не забезпечують необхідної оперативності доставки стиснутих відеопотоків для заданого рівня візуальної якості їх візуального сприйняття після декомпресії. Розроблено модель оцінювання інформативності трансформанти, яка представляється в спектрально-параметричному описі за двома складовими : вектором довжин ССП; вектором значущих рівнів ССП. В цьому випадку враховується обмежена кількість допустимих станів СПОТ на основі обліку поточної потужності алфавітів її двох структурних складових. Обґрунтовано, що в результаті встановленні обмежень на компоненти структурних складових СПОТ створюються умови для скорочення кількості надмірності. Показано, що кількість надмірності, яку можна скоротити, буде збільшуватись у разі : зменшення кількості спектральних субполос; зниження поточної потужності алфавіту значущих компонент СПП.

Ключові слова : безпілотний авіаційний комплекс, відео фрагмент, трансформанта, спектрально-параметричний опис трансформанти, кодування відеоданих.

Tsimura Yu., Yudin O., Melnykov О., Koliadenko Yu., Hurzhii P.

MODEL FOR EVALUATING THE INFORMATIVENESS OF SPECTRAL-PARAMETRIC DESCRIPTION OF TRANSFORMED VIDEO FRAGMENTS

The article substantiates that in modern conditions infocommunication technologies that use the wireless principle of data transmission are more developed. Approaches to the use of such technologies for the organization of information exchange with unmanned platforms are shown. This increases the efficiency of information processes in support and decision-making systems. At the same time, the article asserts the presence of problematic aspects. They are dictated by an imbalance between a certain level of intensity of the information flow that needs to be transmitted from the unmanned system and the level of throughput of on-board telecommunications facilities. To solve this problem, the article thoroughly proposes to use technologies for compressing video information flows. A study of modern methods of compression of video information streams is carried out. It is shown that they use platforms that are based on the encoding of transformed video fragments (VFR). One of the tested directions here is the formation of a spectral-parametric description of transformants. An example of such an approach is the construction of two structural components: the vector of the lengths of spectral bands and the vector of their significant levels. However, existing image compression technologies based on the JPEG platform do not provide the necessary efficiency of delivery of compressed video streams for a given level of visual quality of their visual perception after decompression. A model for estimating the informativeness of the transformer has been developed, which is presented in the spectral-parametric description by two components: the vector of the length of the SSB; vector of significant levels of the SSB. In this case, a limited number of permissible states of the SPT is taken into account on the basis of taking into account the current power of the alphabets of its two structural components. It is substantiated that as a result of the establishment of restrictions on the components of the structural components of SPT, conditions are created to reduce the amount of redundancy. It is shown that the amount of redundancy that can be reduced will increase in the case of: a decrease in the number of spectral subbands; decrease in the current power of the alphabet of significant components of the SSB.

Keywords: unmanned aerial system, video fragment, transformant, spectral-parametric description of the transformer, video data encoding.

Одарченко Р., Іванова М., Рябенко М., Аль-Мудхафар Акіл Абдулхусейн М. Метод аналізу взаємодії параметрів QOE та QOS на основі алгоритмів керування машинами. Наукоємні технології. 2022. № 4 (56). С. 305 – 316. DOI: https://doi.org/ 10.18372/2310-5461.56.17130.

Козловський В., Савченко А., Толстікова О., Клобукова Л. Критерії вибору спектрально-ефективних сигналів у бездротових інформаційних мережах. Наукоємні технології. 2022. № 4 (56). С. 286 – 273. DOI: https://doi.org/ 10.18372/2310-5461.56.17125.

Odarchenko R., Gnatyuk V., Gnatyuk S., Abakumova A. Security key indicators assessment for modern cellular networks. System Analysis & Intelligent Computing (SAIC): proceedings of the IEEE First International Conference, 2018. P 1-7. https://doi.org/10.1109/SAIC.2018.8516889.

Бараннік В.В., Бабенко Ю.М., Бараннік В.В., Колесник В.О. Метод кодування значимих за впливом на семантичну цілісність відеосегментів для забезпечення доступності. Наукоємні технології. 2022. № 2 (54). С. 118 – 126. DOI: https://doi.org/10.18372/2310-5461.54.16749.

Huang, S.-Y. XOR-Based Meaningful (n, n) Visual Multi-Secrets Sharing Schemes [Text] / S.-Y. Huang, A.-h. Lo, J.S.-T. Juan. Applied Sciences, MDPI. 2022. Vol. 12, iss. 20. Id. 10368. P. 1-22. DOI: 10.3390/app122010368.

Latif, A. A Novel Image Encryption Scheme Based on Reversible Cellular Automata [Text] / A. Latif, Z. Mehrnahad. Journal of Electronic & Information Systems. 2019. Vol. 1, iss. 1. P. 18-25. DOI: 10.30564/jeisr.v1i1.1078.

Survey on image encryption techniques using chaotic maps in spatial, transform and spatiotemporal domains [Text] / U. Zia, M. McCartney, B. Scotney et al. International Journal of Information Security. 2022. Vol. 21. P. 917–935. DOI: 10.1007/s10207-022-00588-5.

Content and Privacy Protection in JPEG Images by Reversible Visual Transformation [Text] / X. Cao, Y. Huang, H.-T. Wu, Y.-m. Cheung. Applied Sciences, MDPI. 2020. Vol. 10, iss. 19. Id. 6776. P. 1-12. DOI: 10.3390/app10196776.

T. Belikova and S. Sidchenko, "The Method Drawing up the Text with the Set Suggestive Orientation to Create a Hidden Channel," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 106-110, doi: 10.1109/ATIT58178.2022.10024206.

В. Бараннік, С. Шульгін, О. Ігнатьєв, Р. Онищенко, Ю. Бабенко, В. Бараннік Концепція функціональних перетворень для формування синтаксичного опису діагоналей трансформанти. Інфокомунікаційні технології та електронна інженерія. 2023. Вип. 3. № 1. С. 24–34.

Valerii Barannik, "Technology of Structural-Binomial Coding to Increase the Efficiency of the Functioning of Computer Systems," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 96-100, doi: 10.1109/ATIT58178.2022.10024205.

Chen T.-H., Wu Ch.-S. Efficient multi-secret image sharing based on Boolean operation. Signal Processing. 2011. Vol. 91, Iss. 1. P. 90–97. DOI: 10.1016/j.sigpro.2010.06.012.

R. Onyshchenko, D. Barannik, A. Krasnorutsky, and V. Barannik, "The Methods of Intellectual Processing of Video Frames in Coding Systems in Progress Aeromonitor to Increase Efficiency and Semantic Integrity," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 53-56, doi: 10.1109/ATIT58178.2022.10024208.

В. Бараннік, С. Шульгін, Д. Бараннік, Р. Онищенко Динамічне кодування трансформант відеозображень з уточненням системи основ. Інфокомунікаційні технології та електронна інженерія. 2022. Вип. 2. № 2. С. 22–32.

A. Berchanov, A. Krasnorutsky, V. Kolesnyk, V. Barannik, N. Kharchenko and O. Malko, "Method of Structural-Statistical Coding of Video Segments in Spectral-Cluster Space," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 32-37, doi: 10.1109/ATIT58178.2022.10024240.

Баранник В.В., Шульгін С.С., Онищенко Р.С., Ревва К.В., Ігнатьєв О.О. Метод формування інформативно-позиційної ваги для усічено-позиційної кодової системи представлення трансформованих відеосегментів. Наукоємні технології. 2023. №2. С. 34 – 45.

Hsu W.-L., Tsai Ch.-L., Chen Ch.-J., Multi-morphological image data hiding based on the application of Rubik's cubic algorithm. Carnahan Conference on Security Technology (ICCST): proceedings of the IEEE International Conference. 2012. P. 135–139. DOI: 10.1109/CCST.2012.6393548.

R. Onyshchenko, O. Slobodyanyuk, A. Krasnorutsky, V. Bezruk, V. Kolesnyk and S. Podlesny, "Approach to Coding with Improved Integrity of Video Information for Transmission in Wireless Infocommunication Networks," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 38-42, doi: 10.1109/ATIT58178.2022.10024245.

Information technology – JPEG 2000 image coding system: Secure JPEG 2000 [Text]. International Standard ISO/IEC 15444-8, ITU-T Recommendation T.807, 2007. 108 p.

Qi X., Minemura K., Moayed Z., Wong K., Tanaka K. JPEG image scrambling without expansion in bitstream size. Image Processing: proceedings of the 19 th IEEE International Conference, 2012. P. 261–264. https://doi.org/10.1109/ICIP.2012.6466845.

Бараннік В.В., Шульгін С.С., Онищенко Р.С., Ігнтатьєв О.О. Методологія кодування трансформованих відеосегментів в усічено-позиційному просторі. Вчені записки Таврійського національного університету імені В.І. Вернадського, Серія: Технічні науки. 2023. Том 34 (73). № 1. С 38 – 42.

Barannik V., Khimenko V., Barannik N., Method of indirect information hiding in the process of video compression. Radioelectronic and Computer Systems. 2021. №. 4. PP. 119–131. https://doi.org/10.32620/reks.2021.4.

Шульгін С. Технологія кодування трансформованих відеосегментів в нерівноваговому діагонально-позиційному просторі. Наукоємні технології. 2022. №2(54), С. 147-154.

Шульгін С. Метод динамічного кодування сегментів відео потоку шляхом з'ясування структурних змін у нерівноваговому діагонально-позиційному просторі. Наукоємні технології. 2022. №3(55). С. 238-243.

V. Barannik, S. Shulgin, D. Barannik and Y. Sidchenko, "Quadrature Compression Technology in Two-Level Polyadic Space for Infocommunication Systems," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 84-87, doi: 10.1109/ATIT58178.2022.10024217.

V. Barannik, N. Barannik S. Shulgin, and V. Barannik, "Method of Coding Subbands of Non-Homogeneous Spectrum of Video Segments in Uneven Diagonal Space," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 72-75, doi: 10.1109/ATIT58178.2022.10024236.

Barannik, V. et al. (2023). Processing Marker Arrays of Clustered Transformants for Image Segments. In: Klymash, M., Luntovskyy, A., Beshley, M., Melnyk, I., Schill, A. (eds) Emerging Networking in the Digital Transformation Age. TCSET 2022. Lecture Notes in Electrical Engineering, vol 965. Springer, Switzerland, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-24963-1_25.

S. Shulgin, N. Barannik, V. Barannik, "Dynamic Coding Method of Video Segments Stream by Specifying Structural Changes," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 76-79, doi: 10.1109/ATIT58178.2022.10024179.

Шульгін С.С., Бараннік В.В., Онищенко Р., Ушань В., Ігнатьєв О. Модель інформативного опису спектрального простору відеосегментів діагонально нерівномірною текстурою. Наукоємні технології. 2022. № 4 (56). С. 259 – 267. DOI: https://doi.org/ 10.18372/2310-5461.56.17124.

Vladimir Barannik, Sergii Shulgin, Roman Onyshchenko, Valerii Kozlovskyi, Tatyana Belikova, Oleksandr Ihnatiev, Viacheslav Khlopiachyi Method of recurrent truncated-positional coding video segments in uneven diagonal space. Radioelectronic and Computer Systems. 2023. no 2(102). pp. 129-142. DOI: https://doi.org/10.32620/reks.2023.2.11

Li Haoyang, PhD,

Department of Aeronautical System

National Aviation University

China

orcid.org/0009-0008-8515-7256

e-mail: lihaoyang1211@126.com

Li Haoyang, PhD,

Department of Aeronautical System

National Aviation University

China

orcid.org/0009-0008-8515-7256

Хаоян Лі

ОГЛЯД СТАНУ РОЗВИТКУ ТА МАЙБУТНІХ ТЕНДЕНЦІЙ МІКРОБПЛА

Стаття «Статус розвитку та майбутні тенденції розвитку мікро-БПЛА» представляє поглиблений аналіз еволюції та перспективних досягнень мікро-безпілотних літальних апаратів (мікро-БПЛА). Вступ простежує походження мікро-БПЛА до програми DARPA «Мікроповітряні транспортні засоби», зосереджуючись на їхніх компактних розмірах, легкій вазі та багатофункціональних можливостях для таких завдань, як розвідка на полі бою та ситуаційне спостереження.

У розділі про стан розробки описано прогрес від ранніх моделей, таких як «MSI», «Black widow», «Nano Hummingbird» і «Black hornet», до останніх ітерацій, таких як «Black hornet3», «MetaFly» і «RoboBee». X-Wing». Ці моделі демонструють значний прогрес у мікро-нанотехнологіях та системній інтеграції, покращуючи їх застосування в різноманітних середовищах.

У статті також висвітлюються типові дослідницькі проекти, підкреслюючи зростаючий акцент на штучному інтелекті та кластерах мікро-БПЛА. У ньому згадуються важливі ініціативи, такі як проект зграї БПЛА «Сіра куріпка», проект CICADA та швидкий легкий автономний проект (FLA), які зосереджені на дослідженні кластерів, навігації в приміщенні та на відкритому повітрі та уникненні перешкод.

Далі обговорюються ключові технологічні аспекти, включаючи мініатюризацію бортового обладнання, аеродинамічну конструкцію з низьким числом Рейнольдса, а також автономну навігацію та уникнення перешкод у складних умовах. У статті докладно розповідається про те, як малий розмір і висока маневреність мікро-БПЛА придатні для пошуку розвідувальної інформації в обмеженому просторі, і як їх конструкція адаптується до аеродинаміки з низьким числом Рейнольдса та складних навігаційних вимог.

Розділ майбутніх тенденцій передбачає подальший прогрес в інтеграції та узагальненні бортового обладнання, крос-медіа аеродинамічного дизайну та підвищення інтелекту мікро-БПЛА. Він передбачає розробку більш інтелектуальних методів керування, включаючи біометричні технології, для покращення функціональності мікро-БПЛА в складних динамічних середовищах.

На завершення в статті стверджується, що мікро-БПЛА стають все більш придатними для різноманітних застосувань, особливо для внутрішньої та міської розвідки. Проте в ньому вказується, що є можливості для вдосконалення інтеграції та узагальнення бортового обладнання та розробки більш універсальних та адаптивних автономних навігаційних технологій. У статті стверджується, що оскільки мікро-БПЛА стають більш розумними та адаптованими, вони відіграватимуть вирішальну роль у майбутніх інформаційних війнах.

Ключові слова: мікро БПЛА; мініатюризація бортового обладнання; аеродинамічна конструкція з низьким числом Рейнольдса; автономна навігація та уникнення перешкод

Haoyang Li

REVIEW DEVELOPMENT STATUS AND FUTURE TRENDS OF MICRO UAVS

The article "Development Status and Future Trends of Micro UAVs" presents an in-depth examination of the evolution and prospective advancements in micro unmanned aerial vehicles (micro-UAVs). The introduction traces the origin of micro-UAVs to the DARPA's "Micro air vehicles" program, focusing on their compact size, lightweight, and multifunctional capabilities for tasks like battlefield intelligence and situational surveillance.

The development status section outlines the progression from early models like the "MSI," "Black widow," "Nano Hummingbird," and "Black hornet" to more recent iterations such as the "Black hornet3," "Meta Fly," and "Robo Bee X-Wing." These models demonstrate significant advances in micro-nano technology and system integration, enhancing their application in diverse environments.

The article also highlights typical research projects, underscoring the growing emphasis on artificial intelligence and micro-UAV clusters. It mentions significant initiatives like the "Grey Partridge" UAV swarm project, the CICADA project, and the Fast Lightweight Autonomous Project (FLA), which focus on cluster research, indoor and outdoor navigation, and obstacle avoidance.

Key technological aspects are discussed next, including the miniaturization of onboard equipment, low Reynolds number aerodynamic design, and autonomous navigation and obstacle avoidance in complex environments. The article elaborates on how the small size and high maneuverability of micro-UAVs are suitable for intelligence search in restricted spaces, and how their design is adapting to low Reynolds number aerodynamics and complex navigation requirements.

The future trends section predicts further advancements in the integration and generalization of onboard equipment, cross-media aerodynamic design, and increased intelligence of micro-UAVs. It anticipates the development of more intelligent control methods, including biometric technologies, to enhance the functionality of micro-UAVs in complex, dynamic environments.

In conclusion, the article asserts that micro-UAVs are increasingly suitable for varied applications, especially in indoor or urban reconnaissance. However, it points out that there is room for improvement in integrating and generalizing onboard equipment and developing more versatile and adaptive autonomous navigation technologies. The article posits that as micro-UAVs become more intelligent and adaptable, they will play a crucial role in future information warfare.

Keywords: micro UAV; airborne equipment miniaturization; low Reynolds number aerodynamic design; autonomous navigation and obstacle avoidance

Cai Gw Dias J. M., Seneviraten L. A survey of small-scale unmanned aerial vehicles: recent advances and future development trends[J]. Unmanned Systems, 2014,2(2):175-199.

Ps R, Jeyan M L. Mini unmanned aerial systems (UAV)—a review of the parameters for classification of a mini UAV[J]. International Journal of Aviation, Aeronautics and Aerospace, 2020, 7(3): 1-21.

Hassanalian M., Abdelkefi A. Classifications, applications, and design challenges of drones: a review[J]. Progress in Aerospace Sciences, 2017, 91: 99-131.

Elmeseiry N., Alshaer N., Ismail T. A detailed survey and future directions of unmanned aerial vehicles (UAVs) with potential applications[J]. Aerospace, 2021, 8(12): 363.

Aboelezz A., Mohamady O., Hassanalian M., et al. Nonlinear flight dynamics and control of a fixed-wing micro air vehicle: numerical, system identification and experimental investigations[J]. Journal of Intelligent and Robotic Systems, 2021, 101: 64.

Barroso-Barderas Erodríguez-Sevillano Áa., Bardera-Mora R., et al. Design of non-conventional flight control systems for bioinspired micro air vehicles[J]. Drones, 2022, 6(9): 248.

Yoo J., Jang D., Kim H. J., et al. Hybrid reinforcement learning control for a micro quadrotor flight[J]. IEEE Control Systems Letters, 2021, 5(2):505-510.

Cheng C., Wu J. H., Zhang Y. L., et al. Aerodynamics and dynamic stability of micro-air-vehicle with four flapping wings in hovering flight[J]. Advances in Aerodynamics, 2020, 2(1): 88-106.

Hassanalian M., Quintana A., Abdelkefi A. Morphing and growing micro unmanned air vehicle: sizing process and stability[J]. Aerospace Science and Technology, 2018, 78: 130-146.

Ji Y. F., Li W. X., Li X. L., et al. Multi-object tracking with micro aerial vehicle[J]. Journal of Beijing Institute of Technology, 2019, 28(3): 389-398.

Pan N., Zhang R. B., Yang T. K., et al. Fast-tracker 2.0: improving autonomy of aerial tracking with active vision and human location regression[J]. IET Cyber-Systems and Robotics, 2021, 3(4): 292-301.

Liu Y. Z., Meng Z. Y., Zou Y., et al. Visual object tracking and servoing control of a nano-scale quadrotor: system, algorithms, and experiments[J]. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, 2021, 8(2): 344-360.

Haoyang Li

REVIEW DEVELOPMENT STATUS AND FUTURE TRENDS OF MICRO UAVS

The article "Development Status and Future Trends of Micro UAVs" presents an in-depth examination of the evolution and prospective advancements in micro unmanned aerial vehicles (micro-UAVs). The introduction traces the origin of micro-UAVs to the DARPA's "Micro air vehicles" program, focusing on their compact size, lightweight, and multifunctional capabilities for tasks like battlefield intelligence and situational surveillance.

The development status section outlines the progression from early models like the "MSI," "Black widow," "Nano Hummingbird," and "Black hornet" to more recent iterations such as the "Black hornet3," "Meta Fly," and "Robo Bee X-Wing." These models demonstrate significant advances in micro-nano technology and system integration, enhancing their application in diverse environments.

The article also highlights typical research projects, underscoring the growing emphasis on artificial intelligence and micro-UAV clusters. It mentions significant initiatives like the "Grey Partridge" UAV swarm project, the CICADA project, and the Fast Lightweight Autonomous Project (FLA), which focus on cluster research, indoor and outdoor navigation, and obstacle avoidance.

Key technological aspects are discussed next, including the miniaturization of onboard equipment, low Reynolds number aerodynamic design, and autonomous navigation and obstacle avoidance in complex environments. The article elaborates on how the small size and high maneuverability of micro-UAVs are suitable for intelligence search in restricted spaces, and how their design is adapting to low Reynolds number aerodynamics and complex navigation requirements.

The future trends section predicts further advancements in the integration and generalization of onboard equipment, cross-media aerodynamic design, and increased intelligence of micro-UAVs. It anticipates the development of more intelligent control methods, including biometric technologies, to enhance the functionality of micro-UAVs in complex, dynamic environments.

In conclusion, the article asserts that micro-UAVs are increasingly suitable for varied applications, especially in indoor or urban reconnaissance. However, it points out that there is room for improvement in integrating and generalizing onboard equipment and developing more versatile and adaptive autonomous navigation technologies. The article posits that as micro-UAVs become more intelligent and adaptable, they will play a crucial role in future information warfare.

Keywords: micro UAV; airborne equipment miniaturization; low Reynolds number aerodynamic design; autonomous navigation and obstacle avoidance

А. М. Валько,

Національний авіаційний університет

orcid.org/0000-0003-0394-6304

e-mail: pasoshka@ukr.net

Прізвище, ім’я, по-батькові: Валько Алла Миколаївна

Місце основної роботи: Національний авіаційний університет

Адреса місця основної роботи: м. Київ, пр.-т Любомира Гузара, 1

Науковий ступінь, вчене звання, посада: старший викладач кафедри ОАП ФТМЛ

Домашня адреса: м. Київ, бул. Вацлава Гавела 7-А, кв. 60

Моб.тел.: (093)756-78-12

Е-mail: pasoshka@ukr.net

Валько А. М.

МНОЖИННА МОДЕЛЬ ЛІНІЙНОЇ РЕГРЕСІЇ АВІАЦІЙНОЇ БЕЗПЕКИ АЕРОПОРТУ

Безпека в аеропортах завжди має високий пріоритет. Вона включає в себе контроль пасажирів, багажу та транспортних засобів для запобігання можливим загрозам. Актуальність цих заходів не зменшується через постійні зміни в методах загроз та технологій їх запобігання.

В Конвенції про міжнародну організацію цивільної авіації (додаток 19 ) ІКАО було запропоновано "Управління безпекою польотів" в якому зазначені зміни глобального підходу до АНВ. Впровадження на глобальному, регіональному і державному рівнях містять сфери відповідальності організаційних структур, необхідних процедур політичнх аспектів.

Однією з основних проблем аналізу безпеки є вибір відповідного математичного апарату. Відповідно, розвиток і аналіз управління даними авіабезпеки є тим важливим інструментом підвищення рівня контролю і прийняття рішень щодо процесів і процедур, що дозволить гарантувати позитивні результати при прийнятті найбільш ефективних управлінських рішень.

Модель лінійної регресії може бути корисною для аналізу деяких аспектів авіаційної безпеки в аеропортах. Наприклад, вона може бути використана для прогнозування попередньої ймовірності виникнення певних подій на основі певних факторів. За допомогою використання моделі лінійної регресії автором обгрунтован вплив факторів (світовий авіаційний індекс безпеки, пасажиропотік та тарифи) на рівень авіаційної безпеки в аеропортах Однак, безпека в авіації - це складне питання, яке включає в себе багато аспектів, тому для повного забезпечення безпеки може знадобитися комбінація різних моделей та підходів.

Ключові слова: аеропорт, авіаційна безпека, модель лінійної регресії, акт незаконного втручання, світовий авіаційний індекс безпеки, пасажиропотік та тарифи

Valko A.

MULTIPLE LINEAR REGRESSION MODEL OF AIRPORT AVIATION SECURITY

Airport security is always a high priority. It includes the control of passengers, luggage and vehicles to prevent possible threats. The relevance of these measures does not decrease due to constant changes in methods of threats and technologies for their prevention.

In the Convention on the International Organization of Civil Aviation (Appendix 19), the ICAO proposed "Management of Flight Safety" in which changes to the global approach to ANS are indicated. Implementation at the global, regional and state levels includes areas of responsibility of organizational structures, necessary procedures and political aspects.

One of the main problems of security analysis is the choice of the appropriate mathematical apparatus. Accordingly, the development and analysis of air safety data management is an important tool for increasing the level of control and decision-making regarding processes and procedures, which will guarantee positive results when making the most effective management decisions.

A linear regression model can be useful for analyzing some aspects of aviation security at airports. For example, it can be used to predict the prior probability of certain events based on certain factors. Using a linear regression model, the author substantiated the influence of factors (world aviation safety index, passenger traffic and tariffs) on the level of aviation safety at airports. However, safety in aviation is a complex issue that includes many aspects, therefore, to fully ensure safety, it may be necessary a combination of different models and approaches.

Keywords: airport, aviation security, linear regression model, act of unlawful interference, world aviation safety index, passenger flow and tariffs

ЛІТЕРАТУРА

Bugayko D., Isaienko V., Lischinskiy O., Sokolova N., Zamiar Z. Analysis of aviations afetysystem byfractal and statisticaltools. Logistics and Transport - Wroclaw: International School of Logistics and Transportin Wroclaw. 2019. № 4 (44). P. 41-60. Web of Science. URL: http://jeej.wunu.edu.ua/index.php/ukjee/article/download/1523/1514]

Marintseva K.V. Organization of the airtransportationin the conditions of a terroristthreat: aproblemstatement. «AVIATION IN THE XXI-st CENTURY» (28 листопада 2019, Київ). К.: НАУ, 2019. С.12.17–12.22. URL: http://conference.nau.edu.ua/index.php/ Congress/Congress2018/schedConf/presentations]

Cherednichenko K., Sokolova O., Ivannikova V. Mathematical Model of Airport Aviation Security. In the book: TRANSBALTICA XIII: Transport Sciences and Technologies (pp.773–781). Publisher: Springer Cham February. 2023. URL: https://www.researchgate.net/publication/368690412_Mathematical_Model_of_Airport_Aviation_Security_Matematicna_model_aviacijnoi_bezpeki_aeroportu

Юн Г.М., Борець І.В.,Валько Вимірність і суб'єктивність оцінок математичного моделювання при прогнозуванні рівня авіаційної безпеки. Наукоємні технології. 2019. №3. DOI: 10.18372/2310-5461.43.13990

Valko А., Soloviova O. , Volkovska G., Herasymenko I. Constructinga system of integrated management of aviation safetyas a key element of airport service quality. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2021. 4 (3(112), р.13–26.

McFarlane, P.: Developing a systems failure model for aviation security. Saf. Sci. 124, 104571(2020). https://doi.org/10.1016/j.ssci.2019.1045717.

Tamasi, J., Demichela, M.: Risk assessment techniques for civil aviation security. Reliab.Eng. Syst. Saf. 96, 892–899 (2011). https://doi.org/10.1016/j.ress.2011.03.0098.

Соловйова О.О., Валько А.М. Передумови впровадження заходів безпеки в аеропорту. Наукоємні технології. 2020. №3. С.407-414. URL: http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/SBT/issue/current

Валько А.М. Методи кількісної оцінки ризиків авіабезпеки. Міжнародна науково-практична конференція «Проблеми організації перевезень та управління на повітряному транспорті» (26-27 жовтня 2023р, Київ). К.: НАУ, 2023. С.122-127.

Wikipedia Лінійна_регресія. URL: https://uk.wikipedia.org › wiki › (access date 30/10/2023)

Журавчак Д.Ю.

МОНІТОРИНГ ВІРУСІВ-ВИМАГАЧІВ ЗА ДОПОМОГОЮ РОЗШИРЕНОГО БЕРКЛІЙСЬКОГО ПАКЕТНОГО ФІЛЬТРА (EBPF) ТА МАШИННОГО НАВЧАННЯ

У цій роботі досліджено актуальність захисту інформаційних систем від шкідливих програм-вимагачів у контексті стрімкого розвитку кіберзлочинності, особливо в умовах війни в Україні. Стаття фокусується на недоліках традиційних антивірусних рішень та необхідності впровадження нових технологічних рішень для ефективного моніторингу мережевого трафіку. Одним із висунутих рішень є використання розширеного Берклійського Пакетного Фільтра (eBPF), який дозволяє виявляти потенційно шкідливу активність без втручання у ядро операційної системи. Значення вирішення цієї проблеми не може бути переоцінене, враховуючи важкі наслідки атак вірусів-вимагачів, які можуть варіюватися від втрати важливих даних до повного паралічу інфраструктури підприємства. Також зазначено, що eBPF може відіграти важливу роль у розробці механізмів виявлення, аналізу та протидії кіберзагрозам, що є значущим як для теоретичних досліджень, так і для практичного застосування в області кібербезпеки. Подальший зміст статті розкриває проблематику використання eBPF для моніторингу діяльності вірусів-вимагачів та їх виявлення у мережевому трафіку. Пропонується комплексний підхід до оцінювання алгоритмів машинного навчання, що можуть застосовуватися для аналізу даних, зібраних за допомогою eBPF, з акцентом на алгоритм опорних векторів (SVM) як найбільш придатний для виявлення програм-вимагачів. В роботі також оцінено ефективність SVM у порівнянні з іншими інструментами, що підкреслює його переваги для задач кібербезпеки. Завершується стаття обговоренням можливостей впровадження eBPF у практичну сферу кібербезпеки, зокрема його вплив на підвищення ефективності захисних систем, зниження часу реакції на інциденти та забезпечення більш динамічного та гнучкого управління безпекою. Автори підкреслюють, що розв'язання цієї проблеми має значне важливість для наукового співтовариства та практичного застосування, пропонуючи нові напрямки для подальших досліджень у сфері кібербезпеки

Ключові слова: ebpf, кібербезпека, віруси-вимагачі, виявлення загроз, машинне навчання, SVM.

Zhuravchak D. Y.

RANSOMWARE MONITORING WITH ENHANCED BERKELEY PACKET FILTER (EBPF) AND MACHINE LEARNING

This paper explores the relevance of protecting information systems from ransomware in the context of the rapid development of cybercrime, especially in the context of the war in Ukraine. The article focuses on the shortcomings of traditional anti-virus solutions and the need to introduce new technological solutions for effective monitoring of network traffic. One of the proposed solutions is the use of an enhanced Berkeley Packet Filter (eBPF), which allows detecting potentially malicious activity without interfering with the operating system kernel. The importance of solving this problem cannot be overestimated, given the severe consequences of ransomware attacks, which can range from the loss of important data to complete paralysis of the enterprise infrastructure. It is also noted that the eBPF can play an important role in developing mechanisms for detecting, analyzing and countering cyber threats, which is significant for both theoretical research and practical application in the field of cybersecurity. The rest of the article reveals the issues of using eBPF to monitor the activities of ransomware and detect it in network traffic. A comprehensive approach to evaluating machine learning algorithms that can be used to analyze data collected by eBPF is proposed, with an emphasis on the support vector machine (SVM) algorithm as the most suitable for detecting ransomware. The paper also evaluates the effectiveness of SVM in comparison to other tools, which emphasizes its advantages for cybersecurity tasks. The article concludes with a discussion of the possibilities of implementing eBPF in the practical field of cybersecurity, in particular, its impact on improving the efficiency of security systems, reducing incident response times, and ensuring more dynamic and flexible security management. The authors emphasize that solving this problem

S. Miano, M. Bertrone, F. Risso, M. Tumolo, and M. V. Bernal, Creating Complex Network Services with eBPF: Experience and Lessons Learned, 2018 IEEE 19th International Conference on High-Performance Switching and Routing (HPSR), Bucharest, Romania, 2018, pp. 1-8, doi: 10.1109/HPSR.2018.8850758.

L. Deri et al., Combining System Visibility and Security Using eBPF, Italian Conference on Cybersecurity (2019).

Russia was expected to wipe out Ukraine in cyber war. it hasn’t, Moonlock. Accessed: Oct. 2, 2023. URL: https://moonlock.com/russia-ukraine-cyber-war?utm_source=pocket_saves

M. A. M. Vieira, M. S. Castanho, R. D. G. Pacífico, E. R. S. Santos, E. P. M. C. Júnior, and L. F. M. Vieira, Fast Packet Processing with eBPF and XDP, ACM Comput. Surv., vol. 53, no. 1, pp. 1–36, May 2020. URL: https://doi.org/10.1145/3371038

L. Brotherston, Defensive Security Handbook: Best Practices for Securing Infrastructure," 1st Edition, O'Reilly, 2017.

W. Mauerer, Professional Linux Kernel Architecture.

eBPF, What is eBPF?, URL: https://ebpf.io/what-is-ebpf/.

Profisea, eBPF: How DevOps Brings Ultimate Observability and Security to the Linux Kernel, URL: https://www.profisea.com/devops-news/ebpf-how-devops-brings-ultimate-observability-and-security-to-the-linux-kernel/.

Red Canary, eBPF for Security, URL: https://redcanary.com/blog/ebpf-for-security/

Datadog, eBPF, URL: https://www.datadoghq.com/knowledge-center/ebpf/

S. McCanne, V. Jacobson, The BSD Packet Filter: A New Architecture for User-level Packet Capture, Berkeley: Lawrence Berkeley Laboratory, 1992. URL: https://www.tcpdump.org/papers/bpf-usenix93.pdf

R. Bosworth, The Advantages of eBPF for CWPP Applications, 2023. URL: https://www.sentinelone.com/blog/the-advantages-of-ebpf-for-cwpp-applications/?__cf_chl_tk=v6Iv1c1UwTuBEunUiwAqT4zwidsivH4lc.KXINjh9wU-1693063846-0-gaNycGzNC6U

J. Jia et al., Programmable System Call Security with eBPF, IBM Research, Yorktown Heights, NY, USA.

J. Corbet, Systemd gets seccomp filter support, 2012. URL: https://lwn.net/Articles/507067/.

J. Edge, A seccomp overview, 2015. URL: https://lwn.net/Articles/656307.

M. Kerrisk, Using seccomp to Limit the Kernel Attack Surface, in Linux Plumbers Conference (LPC’15), August 2015. URL: https://man7.org/conf/lpc2015/limiting_kernel_attack_surface_with_seccomp-LPC_2015-Kerrisk.pdf.

H.-C. Kuo et al., Verified Programs Can Party: Optimizing Kernel Extensions via Post-Verification Merging, in Proceedings of the 17th European Conference on Computer Systems (EuroSys’22), April 2022.

H.-C. Kuo et al., Verified Programs Can Party: Optimizing Kernel Extensions via Post-Verification Merging, in Proceedings of the 17th European Conference on Computer Systems (EuroSys’22), April 2022.

P. O'Kane, S. Sezer, D. Carlin, Evolution of Ransomware, Iet Networks 7.5 (2018): 321-327.

S. Rouleau, Process Monitor Hands-On Labs and Examples, 2008. URL: https://blogs.technet.microsoft.com/appv/2008/01/24/process-monitor-hands-on-labs-and-examples/.

Downloads

Published

2024-02-02

Issue

Vol. 60 No. 4 (2023)

Section

Information technology, cybersecurity