№ 5 (2024)

Рассматривается симметричная вероятностная гомоморфная криптосистема Доминго-
Феррера, основанная на задаче факторизации чисел. В настоящее время актуальны гомоморфные
криптосистемы двух типов: типа Джентри и основанные на задаче факторизации чисел. Отли-
чительной особенностью последних по сравнению с криптосистемами типа Джентри является
меньшая трудоёмкость выполнения гомоморфных операций, что значительно расширяет область
их применения на практике. Однако, поскольку гомоморфные криптосистемы, основанные на за-ЯСясчЯСячСяЧСЯС
даче факторизации чисел, не получили широкого распространения и не были в достаточной мере
проанализированы, в отличие от криптосистем типа Джентри, требуется их тщательное все-
стороннее исследование. Для рассматриваемой симметричной гомоморфной криптосистемы До-
минго-Феррера приводятся описания операций генерации ключа, шифрования, расшифрования и
выполнения гомоморфных вычислений. Для операций шифрования, расшифрования и выполнения
гомоморфных вычислений приводится оценка сложности, выраженная в количестве базовых ма-
тематических операций, а также графики, иллюстрирующие зависимости количества операций
от выбранных параметров криптосистемы. Целью исследования является оценка сложности
выполнения процессов шифрования, расшифрования и выполнения гомоморфных вычислений сим-
метричной вероятностной гомоморфной криптосистемой Доминго-Феррера, основанной на зада-
че факторизации чисел. Основным результатом настоящей работы является оценка сложности
и определение наиболее трудоёмких этапов шифрования, расшифрования и выполнения гомоморф-
ных вычислений с помощью шифра Доминго-Феррера, подтвержденных рядом экспериментальных
исследований. Проведенное исследование представляет собой важный шаг в развитии крипто-
графической системы Доминго-Феррера, основанной на задаче факторизации чисел, имеет прак-
тическую значимость реализации алгоритмов с возможностью определения временных затрат
шифрования, расшифрования и выполнения гомоморфных вычислений. Полученные результаты
могут быть использованы исследователями и программи

Статья посвящена разработке алгоритма оптимального комплексирования оценок состоя-
ний в дискретно-непрерывных системах. Целью исследования является создание эффективного
метода объединения данных, получаемых от непрерывных и дискретных источников информации,
для повышения точности и надежности оценки состояния сложных динамических систем.
В статье подробно рассматриваются теоретические основы предложенного метода, включая
математическое описание непрерывной и дискретной моделей системы, формулировку критерия
оптимальности и вывод уравнений для вычисления весовых коэффициентов комплексирования.
Особое внимание уделяется анализу условий, при которых предложенный алгоритм обеспечивает
улучшение точности оценки по сравнению с использованием только непрерывного или только дис-
кретного фильтра. Авторы приводят результаты численного моделирования, демонстрирующие
эффективность разработанного алгоритма на примере оценки параметров движения автоном-
ного подводного аппарата. Показано, что предложенный метод комплексирования позволяет
существенно снизить ошибки оценивания по сравнению с использованием отдельных фильтров,
особенно в условиях неполноты и зашумленности измерений. В заключение делаются выводы о
перспективности применения разработанного алгоритма в различных областях, связанных с об-
работкой информации в сложных технических системах, таких как навигация, управление движе-
нием, мониторинг состояния объектов и процессов. Отмечается, что предложенный подход мо-
жет быть обобщен на случай комплексирования данных от большего числа источников информа-
ции и адаптирован к различным типам дискретно-непрерывных систем. Статья представляет
интерес для специалистов в области теории управления, обработки сигналов и информации, а
также разработчиков систем навигации и управления движением. Результаты исследования мо-
гут найти практическое применение при создании высокоточных систем оценивания состояния в
различных технических приложениях

Основной объём требований в системах раннего обнаружения объектов предъявляется к
производительности алгоритмов цифровой обработки изображений, которые реализуются на
встраиваемых устройствах с ограниченным вычислительным ресурсом. В задаче раннего обнару-
жения объекты на изображениях представлены малым количеством пикселей. Поэтому чтобы
обеспечить требуемые характеристики точности алгоритмов поиска и распознавания объектов
на изображениях применяют алгоритмы предварительной обработки последовательности видео-
кадров для расширения исходного признакового пространства. Обработка изображений высокого
разрешения алгоритмами предварительной обработки изображений приводит к неприемлемой
временной задержке выполнения алгоритма и является «узким местом» всего алгоритма. В рабо-
те предложен алгоритм предварительной обработки последовательности видеокадров для ней-
ронного ускорителя с целью расширения признакового пространства, который позволяет увели-
чить скорость обработки данных. Это достигается за счет слияний алгоритма предварительной
обработки изображений с экстрактором признаков свёрточной нейронной сети и переносом вы-
полнения нового экстрактора признаков на вычислительные мощности нейронного ускорителя.
Произведена апробация разработанного алгоритма путём проведения вычислительного экспери-
мента. На вычислительных устройствах NVIDIA Jetson и Rockchip реализован алгоритм предва-
рительной обработки дважды на центральном процессоре и нейронном ускорителе, согласно раз-
работанному алгоритму. Получены оценки времени выполнения алгоритмов, которые показыва-
ют, что предложенный алгоритм предварительной обработки изображений для нейронного уско-
рителя позволяет увеличить скорость обработки данных в 1.4–4 раз в зависимости от типа раз-
рядности вычислений. Однако, переход к целочисленному типу вычислений модели СНС с модифи-
цированным экстрактором признаков приводит к снижению метрики Mean Average Precision на
5–19.4%, характеризующей интегральную среднюю точность поиска и распознавания объектов на
изображениях.

Популярность контейнерных систем привлекает внимание многих исследователей в области
информационных технологий. Технология контейнеризации позволяет сократить расходы вычис-
лительных ресурсов при разворачивании и поддержке сложных инфраструктурных решений.
Обеспечение безопасности контейнерных систем и контейнеризации в целом, а также примене-
ние злоумышленниками методов реализации "умных" атак на основе искусственного интеллекта,
является серьезной проблемой на пути безопасного и устойчивого функционирования контейнер-
ных систем. В статье предлагается подход к обнаружению не только ранее неизвестных отдель-
ных аномальных процессов, но и аномальных последовательностей процессов в контейнерных сис-
темах. Предлагаемый подход и его реализация на основе платформы Docker основываются на
трассировке системных вызовов, построении гистограмм выполняемых процессов и использова-
нии нейронной сети AE-LSTM. Процесс построения гистограмм базируется на учете количества
выполненных системных вызовов для каждого отдельного процесса. Это решение предоставляет
возможность не только идентифицировать любой процесс в системе, но и эффективно обнару-
живать аномальные последовательности процессов с высокой степенью точности. Созданные
последовательности используются в качестве входных данных для нейронной сети. После завер-
шения процесса обучения, нейронная сеть приобретает способность обнаруживать аномальные
последовательности, сравнивая заданный порог ошибки реконструкции с фактическим уровнем
ошибки входного вектора данных. Когда нейронная сеть сталкивается с новым входным векто-
ром данных, она вычисляет уровень ошибки реконструкции — разницу между ожидаемым и фак-
тическим значением. Если эта ошибка превышает заранее установленный порог, система сигна-
лизирует о наличии аномалии в последовательности. Эксперименты показывают, что предло-
женный подход демонстрирует достаточно высокую точность обнаружения аномальных про-
цессов при низком уровне ложноположительных результатов обнаружения. Такие результаты
подтверждают эффективность предложенного подхода. Затраты вычислительных ресурсов на
обучение модели нейронной сети находятся на достаточно низком уровне. Это позволяет исполь-
зовать менее мощные аппаратные средства без значительных потерь в производительности.
Разработанный прототип может быть обучен и внедрен в новую инфраструктуру в достаточно
сжатые сроки.

Современные запросы общества требуют решения целого ряда вычислительно трудоемких
задач в режиме реального времени. Для подобных решений необходимы огромные вычислительные
мощности, широкополосные высокоскоростные каналы передачи данных и внушительные объемы
памяти. Обеспечить подобные запросы можно за счет разработки и внедрения новых технологий,
наращивания технической инфраструктуры, что потребует значительных финансовых и временных
затрат. Облегчить подобный переход, используя существующую техническую базу, можно за счет
использования алгоритмов сжатия данных в реальном времени. Средства сжатия данных в темпе
поступления могут повысить скорость вычислений, передачи данных, снизить занимаемый объем
при хранении, используя имеющуюся инфраструктуру. Современные технические платформы на
базе CPU не способны обеспечить потоковую обработку данных в темпе их поступления, реальная
производительность подобных систем не превышает 10 % от пиковой. Новой платформой для сис-
тем сжатия данных без потерь в темпе поступления могут стать реконфигурируемые вычисли-
тельные системы (РВС) на базе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Однако
для эффективной работы подобных систем требуется разработка новых методов с применением
структурных вычислений, позволяющих полностью раскрыть потенциал ресурса ПЛИС. В данной
работе представляется реализация на РВС модификации динамического алгоритма кодирования
Хаффмана, которая позволяет создавать префиксные коды оптимальной длины и обрабатывать
плотные потоки данных в темпе поступления с пропускной способностью не менее 128 Гбит\с. Про-
изводительность разработанной модификации в 5 раз превосходит наилучшую известную компле-
ментарную реализацию на базе FPGA на один вычислительный конвейер

Технологии искусственного интеллекта (ИИ) являются одной из наиболее динамично разви-
вающихся областей обработки информации. Технологии ИИ используются как для обеспечения
защиты информации, так и для организации атак на средства ее защиты. Сами системы ИИ
могут содержать уязвимости и быть подвержены атакам различного рода. В статье анализи-
руются некоторые аспекты применения технологий ИИ в задачах защиты информации. В рамках
задачи биометрической идентификации рассматриваются угрозы подделки биометрических
идентификационных признаков с целью получения прав доступа, и способы противодействия та-
ким угрозам. Анализируются преимущества использования ИИ при защите информации в компь-
ютерных системах и сетях по сравнению с традиционными средствами защиты. На примере аку-
стического канала утечки информации от клавиатуры иллюстрируется использование техноло-
гий ИИ для обработки данных из технических каналов утечки. Рассматриваются методы повы-
шения информативности таких каналов, использующие временные сверточные сети и модели
классификации изображений, а также способы противодействия им. Отдельное внимание уделе-
но вопросам информационной безопасности в набирающих популярность системах сжатия и пе-
редачи информации без значительных смысловых потерь (направление Semantic Communications).
Рассматриваются ряд вопросов информационной безопасности, возникающих при использовании
больших языковых моделей типа ChatGPT, способных массово генерировать уникальный «челове-
коподобный» контент и использовать его для организации фишинговых и других атак социальной
инженерии. Описана атака на системы ИИ с использованием скрытого канала. Уделено внимание
необходимости развития технологий доверенного искусственного интеллекта

Операция поиска вхождений образца в тексте является общезначимой в современных вы-
числительных средствах при решении проблемно-поисковых задач. Наибольший интерес пред-
ставляют аппаратно-программные решения, имеющие однородную структуру и регулярные связи
между вычислительными блоками. Целью работы является сокращение временных затрат на
поиск вхождений на основе применения параллельного поиска в ассоциативной памяти и метода
распараллеливания по итерациям. Предлагаемый метод использует ассоциативную память для
параллельного поиска вхождений и динамическую реконфигурации структуры исходной строки из
одномерного вида в матричную форму. Вовлечение в реконфигурацию всех элементов влечет из-
быточные затраты внутренней блочной памяти на последовательный просмотр частичных вхо-
ждений по одному множеству стартовых позиций, кратных длине образца (второй символьный
операнд. Вместо этого предложен метод совмещения во времени поиска частичных вхождений по
двум наборам подстрок, кратных длине образца, с одновременным пропорциональным уменьшени-
ем элементов разрядного среза ассоциативной памяти по каждому набору, что позволяет на те-
кущем шаге поиска обрабатывать несколько символов образца. Количественные оценки времени
поиска определяются количеством операций сравнения и записи подстрок в общем цикле работы,
а также пропорциями времени данных операций. Показано, что для образцов более 10 элементов
временной выигрыш составляет примерно в 1,8-2 раза. Данный эффект получен за счет исключе-
ния шагов последовательного сдвига с переходами между граничными элементами строк. Разра-
ботанный метод обеспечивает конвейерную обработку потока строковых операндов с совмеще-
нием просмотра на текущем шаге поиска неединичного множества символов обрабатываемой
строки. Сокращение времени поиска обеспечивается введением конвейера, количество ступеней которого зависит от коэффициента редукции размера разрядного среза, что позволяет аппарат-
но реализовать структурно-процедурный подход, применяемый в реконфигурируемых вычисли-
тельных системах

Цель работы – исследование возможности повышения эффективности реагирования на ин-
циденты информационной безопасности (ИБ). Это может быть достигнуто путем разработки
системы, способной быстро локализовать инцидент, обеспечивающей автоматизацию реагиро-
вания на угрозу ИБ, предпринимающей заранее заданные действия в зависимости от деталей реа-
лизуемого сценария угрозы. Предложена архитектура построения IRP-системы, основными моду-
лями которой являются база знаний сценариев реагирования, база знаний сценариев угроз, модули
определения статуса инцидента и принятия решений по формированию командной информации.
Решена задача разработки сценариев угроз для создания базы знаний сценариев, на основе кото-
рой могут быть разработаны адекватные сценарии реагирования, уникальные для каждой цепоч-
ки последовательности действий киберпреступника, событий и задействованных объектов. Фор-
мализован метод разработки базы знаний сценариев угроз на основе построения EPC-диаграмм
сценариев, отображающих многокомпонентные атаки с учетом тактик, техник, используемых
уязвимостей, угроз безопасности информации (УБИ), приведенных в нормативных документах и
базах данных. Сформулированы правила построения EPC-диаграмм сценариев угроз и методика
EPC-моделирования для объектов воздействия в АСУ ТП. Рассмотрен пример сценария атаки на
промышленную сеть из глобальной сети в случае, когда киберпреступник, атаковав компьютер
удаленного пользователя, в первую очередь осуществляет несанкционированный доступ в корпо-
ративный сегмент, закрепляется в нем для дальнейшего проникновения за периметр технологиче-
ской сети. Приведена разработанная EPC-диаграмма сценария угрозы с указанием используемых
тактик, техник, промежуточных УБИ, некоторых уязвимостей. Формализована оценка вероят-
ности реализации сценария

Статья посвящена решению актуальной научной проблемы повышения эффективности об-
работки и анализа текстовой информации при решении задач поиска и приобретения знаний. Ак-
туальность данной задачи связана с необходимостью создания эффективных средств обработки
накапливаемого огромного количества слабо структурированных данных, содержащих важные,
иногда скрытые знания, необходимые для построения эффективных систем управления сложны-
ми объектами различной природы. Предлагаемый автором алгоритм поиска и приобретения зна-
ний при обработке и анализе текстовой информации, отличается применением низкоуровневых
детерминированных правил, позволяющих провести качественное упрощение текста на основе
исключения из текстовой информации слов, инвариантных к смыслу. Алгоритм опирается на до-
менную проработку, позволяющую сформировать списки доменно-специфичных слов, что позволя-
ет обеспечить высокое качество упрощения текста. В данной задаче исходными данными явля-
ются потоки текстовой информации (описание профилей), извлеченных из онлайн платформ для
рекрутинга, выходная информация представляется предложениями, сформированными в виде
тройки «субъект-глагол-объект», отражающих гранулы знаний, полученных в процессе обработ-
ки текста. Использование данного порядка единиц, составляющих предложение, обусловлено тем
фактом, что данный порядок наиболее распространен в русском языке, хотя в самих текстах
возможны иные вариации порядка без потери общего смысла. Основная идея алгоритма заключа-
ется в разбиении большого корпуса текста на предложения с последующей фильтрацией получен-
ных предложений на основании введенных пользователем ключевых слов. В последствии предло-
жения разделяются на компоненты и упрощаются в зависимости от вида поступившей компо-
ненты (глагольная, именная). В качестве примера в данной работе использовалась сфера марке-
тинга, а ключевыми словами выступили «социальные сети». Автором разработан алгоритм поис-
ка и приобретения знаний на основе технологий обработки и анализа текстов на естественном
языке, а также была выполнена программная реализация предложенного алгоритма. В качестве
методов оценки эффективности использовался ряд метрик: индекс Флэша-Кинкейда; индекс Колман-Лиау; автоматический индекс удобочитаемости. Проведенные вычислительные эксперимен-
ты подтвердили эффективность предложенного алгоритма по сравнению с аналогами, исполь-
зующими нейронные сети для решение подобных задач

Целью работы является разработка метода синтеза оптимальных псевдо-динамических
функций PD-sbox-ARX-32, размерностью 32 бита, в соответствие с противоречивыми требова-
ниями к криптографическим характеристикам, рассматриваемой структуры. Рассмотрены ме-
тоды синтеза классических sbox, в том числе с использованием эволюционного и генетического
методов. Представлены требования к криптографическим характеристикам, как к функциям
PD-sbox, так и к их составным элементам (классические sbox и ARX-функции). Предложен метод
синтеза псевдо-динамических функций PD-sbox-ARX-32, включающий два этапа: 1) эвристический
поиск структуры, соответствующей противоречивым требованиям к результирующим крипто-
графическим характеристикам, потребляемым программным и аппаратным ресурсам, а также
скорости работы представленной функции; 2) поиск оптимальных параметров основного эле-
мента PD-sbox-ARX-32 – ARX-функций, при помощи эволюционного метода, суть которого заклю-
чается в подборе значений циклических сдвигов в ARX-функциях. В результате получен набор че-
тырёх ARX-функций для псевдо-динамического преобразования PD-sbox-ARX-32, имеющего вес
линейных характеристик равный и разностных характеристик равный (при этом эмпи-
рический вес составляет ). Для определения весов криптографических характеристик в рабо-
те применены методы на основе использования SAT-решателей. Приведены выводы о том, что
подобранная структура 32-битной ARX-функции в составе PD-sbox позволяет обеспечить крити-
ческий путь (максимальное количество последовательных операций сложения по модулю ) в
четыре раза меньше чем 8-итерационная 32-битная Alzette-подобная структура, при двухкрат-
ном увеличении количества операций и при сопоставимых максимальных значениях весов разност-
ных и линейных характеристик. Аналогичный результат получается при сравнении 32-битной
ARX-функции с 8-итерационным 32-битным преобразованием из блочного криптоалгоритма
Speck32. Предложенный метод синтеза параметров 32-битной ARX-функции позволяет миними-
зировать количество затрачиваемых ассемблерных инструкций на операции циклического сдвига
при реализации на малоресурсных 8-битных микроконтроллерах AVR (например, ATmega328P

Исследуются методы повышения качества изображений, получаемых из гетерогенных ис-
точников информации на основе многомодальной интеграции. Дополнительная информация из
нескольких модальностей позволяет использовать признаки, которые невозможно правильно ин-
терпретировать, если анализировать информацию отдельно от одного источника. В качестве
подтверждения актуальности темы рассматриваются современные исследования в данной об-
ласти. Целью работы является повышение информативности изображений, получаемых в ре-
зультате слияния данных от разнородных источников, и получение высококачественных изобра-
жений, пригодных для корректной работы алгоритмов машинного обучения. Для достижения
поставленной цели авторами решается ряд задач: создание подхода к измерению качества изо-
бражений, в рамках которого необходимо разработать ряд алгоритмов, описывающих процесс
оценки качества результатов слияния на основе многомодальной информации; реализация полу-
ченных алгоритмов в программной среде для валидации предлагаемого подхода; проведены оценоч-
ных экспериментов на основе представленных алгоритмов, в частности, вычисления мер инфор-
мативности изображений и влияния шумов и размытости на энтропию объединённого изображе-
ния. Результаты экспериментальных исследований на наборах данных из открытых источников
показали, что предложенный метод позволяет определить наилучший вариант слияния изобра-
жений, при котором данные будут иметь максимальную информативность. Использование эн-
тропии по Шеннону дает возможность вычислить количество информации, передаваемой в изо-
бражениях, а коэффициент полезной информации Хартли позволяет оценить количество присут-
ствующих шумов в изображении. Также, в статье проводится сравнение результатов при раз-
личных уровнях шума и степени размытости изображений, демонстрирующее различные резуль-
таты алгоритмов при оценке качества изображений. Предложенный подход проиллюстрирован
на примере анализа изображений, полученных путём слияния данных от двух типов приборов –
инфракрасной камеры и видеокамеры, снимающей изображения в видимом диапазоне

Решение задачи определения оптимального пространственного размещения пожарных под-
разделений представляет собой достаточно сложную научно-техническую проблему, включаю-
щую, как показали предыдущие исследования, обширный перечень факторов, в том числе необхо-
димость оценки ожидаемых частот возникновения пожаров в разных частях населенных пунктов
в зависимости от характера застройки. В настоящее время в Российской Федерации подходы и
методы, позволяющие решать эту проблему, не достаточно проработаны. Как правило исследо-
ватели ограничиваются фактом существования пространственного распределения пожаров, не
углубляясь в причины, приведшие к тому или иному характеру такого распределения. Между тем
их понимание позволит строить модели оценки ожидаемых плотностей потоков пожаров в раз-
личных районах городов. В статье предложен подход, основанный на методе оценки простран-
ственной плотности случайных событий (KDE, Kernel Density Estimation) и алгоритме имитации
отжига для подбора значений расчетных частот возникновения пожаров в зданиях различных
классов функциональной пожарной опасности. Существующая классификация расширена за счет
добавления класса Ф1.5 для садовых домиков и дач. Подход апробирован на имеющихся данных о
пожарах за период 2010-2020 годов и городской застройке города Красноярск. Подход реализован
в виде программного решения на языке программирования Python с использованием инструментов
ГИС, пространственного и сетевого анализа. Исследование показало, что предложенный подход
позволяет получить такие значения частот возникновения пожаров, при которых их прогнози-
руемая плотность будет максимально близка к фактической. Полученные результаты расширя-
ют набор исследовательских инструментов в области оценки как фактической, так и прогнози-
руемой пожарной обстановки и направлены на развитие методов и алгоритмов определения оп-
тимальных мест размещения пожарных подразделений. Предложенный подход также может
быть использован и при решении иных задач пространственной оптимизации в области обеспече-
ния общественной безопасности, безопасности дорожного движения, защиты населения от чрез-
вычайных ситуаций, а также в области урбанистики и градостроительства

Статья посвящена актуальной проблеме извлечения ключевых фраз из текстов на естест-
венном языке, что является критически важной задачей в области обработки естественного
языка и интеллектуального анализа текста. В ней подробно рассматриваются основные подходы
к извлечению ключевых фраз (ключевых слов), включая как традиционные методы, так и совре-
менные подходы на основе искусственного интеллекта. В статье рассматривается набор широко
используемых методов в этой области, таких как TF-IDF, RAKE, YAKE и методы, основанные на
лингвистических анализаторах (парсерах). Эти методы опираются на статистические принципы
и графовые структуры, но часто сталкиваются с проблемами, связанными с недостаточной спо-
собностью учитывать контекст текста. Большая языковая модель GPT-3 демонстрирует пре-
восходное понимание контекста по сравнению с традиционными методами извлечения ключевых
фраз. Эта продвинутая способность позволяет GPT-3 более точно идентифицировать и извле-
кать релевантные ключевые фразы из текста. Сравнительный анализ с использованием эталон-
ного набора данных Inspec показывает значительно более высокую производительность GPT-3 с
точки зрения средней точности (Mean Average Precision, MAP). Однако следует отметить, что,
несмотря на высокую точность и качество извлечения, использование больших языковых моделей
может быть ограничено в реальном времени из-за их более длительного времени отклика по срав-
нению с классическими статистическими методами. Таким образом, статья подчеркивает необ-
ходимость дальнейших исследований в этой области для оптимизации алгоритмов извлечения
ключевых фраз с учетом требований реального времени и контекста текстов

Использование методов искусственного интеллекта для учета объектов связано с рядом
трудностей, таких как вариативность объектов, влияние условий съемки, перекрытие объектов в
сложных сценах, необходимость работы с разными масштабами и высокой точностью, а также
наличие шумовых искажений в данных. В статье предлагается основанный на динамическом обу-
чении и адаптации к входным данным подход к организации настройки и эксплуатации адаптив-
ных систем учета объектов на базе методов искусственного интеллекта, включающий в себя
несколько последовательных этапов. Первым этапом является семантический анализ запроса
пользователя, в основе которого лежит применение векторно-графовой структуры данных, что
обеспечивает выделение семантически важных элементов запроса, позволяющий системе понять
контекст задачи и адаптировать стратегию поиска и классификации объектов. Далее следует
этап автоматического сбора и предобработки данных из открытых источников, что обеспечи-
вает расширение обучающей выборки и повышение устойчивости модели. Следующим важным
этапом является формирование обучающей выборки. Этот процесс включает поиск изображений
на основе семантики запроса, ручную валидацию и разметку данных, а также первичное обучение
системы для автоматической разметки. Выполнение перечисленных этапов повторяется до тех
пор, пока не будут достигнуты требуемые характеристики системы. Итеративный процесс
дообучения, основанный на чередовании автоматической разметки и ручной корректировки, по-
зволяет сократить временные затраты на формирование обучающих выборок. Преимущество
использования векторно-графовой структуры заключается в формировании более точного се-
мантического представления информации. Для повышения обобщающей способности модели при-
меняется аугментация данных, включающая поворот, отражение, масштабирование, изменение
яркости и контрастности, а также добавление шума. Предложенный подход предназначен для
повышения эффективности (как отношения времени работы системы ко времени её настройки)
систем учета объектов, обеспечивая их адаптивность к различным задачам и условиям съемки

Анализ стойкости реализаций средств защиты информации к атакам по побочным каналам
является актуальной задачей при разработке криптографических модулей. Первым этапом в ис-
следовании стойкости по побочным каналам рассматривается оценка наличия статистических
утечек в различных параметрах работы устройств в ходе выполнения криптографических алго-
ритмов. Универсальным источником, оцениваемым как побочный канал, рассматривается анализ
энергопотребления устройства в ходе криптографических вычислений. В исследовательской ра-
боте с помощью инструмента ELMO получены трассы энергопотребления для алгоритмов шиф-
рования «Магма» и «Кузнечик», выявлены инструкции, содержащие статистические утечки по
энергопотреблению для исследуемых алгоритмов. Для моделирования трасс энергопотребления в
ELMO реализован на языке С алгоритм шифрования ГОСТ Р 34.12—2015 (n=64 «Магма» и n=128
«Кузнечик»). Полнораундовая версия алгоритмов шифрования «Магма» и «Кузнечик» составляет
соответственно 15400 инструкций (из них 4450 инструкций содержит потенциальную утечку по
энергопотреблению) и 7167 инструкций (из них 4833 инструкций содержит потенциальную утеч-
ку по энергопотреблению). Выявление побочного канала (соответствующего обрабатываемым
данным) может быть осуществлено с помощью статистического t-теста. Для выполнения этой
задачи формируются два независимых набора трасс энергопотребления устройств: трассы при
фиксированном значении входных векторов и трассы при произвольных (не совпадающих с фикси-
рованными) значениях входных векторов. Выполнено моделирование утечек по энергопотреблению
для различного числа раундов шифрования «Магма» и «Кузнечик» на о снове статистического
t-теста. Определены инструкции, содержащие наибольшую статистическую зависимость на базе
проведенного тестирования. Для шифра Магма выделены инструкции adds r3,r4,r3 и ldrb
r3,[r3,r1], для шифра Кузнечик - lsls r5,r3,#0x0 и str r7,[r3,#0x20000888]. Выявленные инструкции
являются оптимальными для последующего проведения дифференциальных или корреляционных
атак по энергопотреблению на исследуемые алгоритмы шифрования.

Рассматриваются варианты организации подсистемы коммутации цифровых фотонных
вычислительных устройств, основной задачей которой является обеспечение возможности орга-
низации эффективных вычислений при решении задач различных проблемных областей. По мнению
авторов, цифровые фотонные вычислители должны обрабатывать информацию в структурной
парадигме вычислений. Данная парадигма принципиально отличается от классической фон-
Неймановской парадигмы, поскольку в ней передача данных между функциональными элементами
не расторжима с обработкой. Поэтому проблематика построения подсистемы коммутации в
разрабатываемых цифровых фотонных вычислительных устройствах – одна из ключевых. Данная
подсистема должна обрабатывать информационные зависимости между выполняемыми опера-
циями не только во времени, но и в пространстве. Только в этом случае обработка данных в фо-
тонных вычислительных системах будет выполняться с производительностью, превосходящей на
два и более десятичных порядка производительность самых современных электронных вычисли-
тельных систем. Рассматриваются вопросы обеспечения потокового обмена данными между
функциональными устройствами в цифровом фотонном вычислителе. Авторы разработали и
проанализировали в базисе фотонной логики модели коммутационных устройств и способы орга-
низации коммутационной подсистемы при выполнении последовательной обработки данных.
В ходе исследований было установлено, что структурная организация вычислений в цифровых
фотонных вычислителях возможна при обеспечении обмена данными посредством пространст-
венной коммутации входных и выходных каналов функциональных устройств. При реализации
цифровых фотонных вычислителей как универсальных устройств, ориентированных на широкий
класс задач, наиболее удобными для организации вычислительных структур будут иерархический
и иерархическо-кольцевой варианты подсистемы коммутации. Однако данные варианты харак-
теризуются высокими накладными расходами на построение коммутаторов. Поэтому в проблем-
но-ориентированных фотонных вычислителях, предназначенных для решения сильносвязанных
задач с высокой удельной производительностью, более предпочтительно применение ортогональ-
ной или тороидальной подсистемы коммутации. В этом случае должна обеспечиваться непосред-
ственная пространственная коммутация между функциональными устройствами одной группы, а также между группами. Данные варианты характеризуются более высокими требованиями к
качеству формирования физических каналов между коммутаторами и функциональными устрой-
ствами, а также между самими коммутаторами.

Фотонные кристаллы – полупроводниковые структуры с фотонной запрещенной зоной –
вызывают большой интерес у научного сообщества. Они представляют собой новый класс опти-
ческих материалов, обладающих пространственной периодической модуляцией диэлектрической
проницаемости с периодом, близким к длине волны излучения. Интерес к этим структурам объяс-
няется их значимостью для фундаментальных исследований взаимодействия излучения с вещест-
вом и потенциалом создания оптоэлектронных устройств следующего поколения. В данной рабо-
те представлены результаты моделирования компактного оптического логического компаратора
на фотонном кристалле GaAs, работающем во втором окне прозрачности оптического волокна
(длина волны 1.3 мкм). Модельный компаратор представляет собой среду с двумя входными и
двумя выходными оптическими каналами. При вводе излучения в один из входов компаратора со-
ответствующий выходной канал пропускает излучение, символизируя логическую единицу. В слу-
чае отсутствия сигналов на входных каналах либо ввода сигналов в оба входа, оба выходных кана-
ла не пропускают излучение, символизируя логические нули. Каналы в компараторе создаются с
помощью пересекающихся волноводов, сформированных в двумерном фотонном кристалле GaAs,
который состоит из набора цилиндрических кристаллов (столбцов) GaAs с диаметром от 130 до
170 нм, встроенных в вакуумную среду с периодом от 450 до 750 нм. Для обеспечения затухания
электромагнитных волн, вводимых в компаратор в оба входных канала, в месте пересечения вол-
новодов встроены дефектные столбцы GaAs с меньшим диаметром. Проведено исследование
влияния диаметра столбцов и периода между столбцами фотонного кристалла GaAs на законо-
мерности распространения электромагнитного излучения в среде оптического компаратора. На
основании анализа отношения уровней интенсивности сигналов на входах и выходах устройства,
установлено, что оптимальный диаметр столбцов GaAs и расстояние между ними, при которых
структура в наибольшей степени соответствует требованиям работы оптического логического
компаратора, составляет 155 и 600 нм соответственно.

Подробно рассматриваются методы и подходы к применению квантовых алгоритмов для
решения задач оптимизации и обработки изображений. Особое внимание уделено квантовой при-
ближённой оптимизации (КПО) и применению квантовых сетей для задач сжатия и реконструк-
ции данных. КПО представляет собой гибридный алгоритм, который объединяет квантовые и
классические вычислительные процессы, позволяя эффективно решать сложные комбинаторные
задачи. Основой КПО являются параметризованные унитарные операции, которые подвергаются
оптимизации в ходе итераций. Этот подход даёт возможность учитывать уникальные особен-
ности квантовой природы информации, что в ряде случаев позволяет достичь более высокой про-
изводительности, чем при использовании исключительно классических методов. В процессе реали-
зации КПО одним из главных препятствий остаётся проблема шума, который может возникать,
например, при использовании CNOT-гейтов. В статье обсуждаются различные стратегии сни-
жения уровня шума, что является важной задачей для обеспечения стабильности и повышения
точности работы квантовых алгоритмов. Например, рассматриваются методы изоляции от-
дельных операций и коррекции ошибок, что позволяет минимизировать влияние шума на резуль-
таты вычислений и улучшить точность квантовой оптимизации. Авторы также предлагают
графовую интерпретацию квантовых моделей, которая основана на применении тензорных се-
тей. Такой подход позволяет эффективно упрощать вычислительные графы, за счёт чего удаётся
оптимизировать ресурсы, требуемые для выполнения сложных квантовых операций. Этот метод
также демонстрирует высокую эффективность в задачах сжатия и восстановления изображе-
ний, что открывает новые перспективы для применения квантовых сетей в области обработки
данных. В статье описывается структура квантовых сетей, включающая многослойные кванто-
вые гейты, которые позволяют более глубоко и детализированно обрабатывать изображения,
обеспечивая как эффективное сжатие, так и качественное восстановление данных. Также был
проведён анализ различных типов квантовых гейтов, таких как Адамар, Паули-X, Паули-Y и
T-гейты. Эти гейты играют ключевую роль в эффективности квантовых алгоритмов, так как
каждый из них вносит свой вклад в квантовую динамику и в способ манипуляции квантовыми со-
стояниями.

Исследован элемент плоской антенной решетки Вивальди, предназначенной для работы на
двух линейных поляризациях. Излучатели антенной решетки представляют диэлектрические под-
ложки с двусторонней металлизацией и состоят из расширяющегося щелевого раскрыва, распре-
деленного симметрирующего трансформатора и короткого отрезка микрополосковой линии. При
этом длина симметрирующего трансформатора уменьшена за счёт придания ему формы сину-
соиды и, таким образом, уменьшен продольный размер излучателей и высота профиля всей ан-
тенной решетки. Соединение соседних излучателей осуществляется при помощи металлических
столбиков, расположенных на металлическом экране. Представлены результаты численного ис-
следования характеристик согласования и излучения элементарной ячейки с периодическими гра-
ничными условиями на гранях. Показано, что несмотря на уменьшение длины излучателей Виваль-
ди, за счёт миниатюризации распределенного симметрирующего трансформатора, в антенной
решетке не происходит сужения полосы рабочих частот. Расчётный коэффициент усиления эле-
ментарной ячейки близок к теоретически достижимому коэффициенту направленного действия
апертуры такой же площади, что и элементарная ячейка. Коэффициент полезного действия при
излучении по нормали не опускается ниже 75% во всей полосе рабочих частот. Проведенное ис-
следование характеристик излучения при сканировании луча диаграммы направленности в E-, H- и
D-плоскостях показало возможность отклонения луча на 60º без появления эффекта «ослепления»
антенной решетки. Установлено влияние развязки между ближайшими ортогональными элемен-
тами антенной решетки на КПД при сканировании луча в диагональной плоскости. Представлен-
ные результаты исследования кросс-поляризационных характеристик элемента при отклонении
луча на угол 45º в D-плоскости показывают, что коэффициент усиления элементарной ячейки на
кросс-поляризации меньше коэффициента усиления на ко-поляризации на значение от 6 до 15 дБ.
Полоса рабочих частот, определяемая по уровню КСВН≤3, составила от 915 до 7500 МГц.

Разработка и проектирование арсенид-галлиевых (GaAs) аналоговых функциональных узлов в
современной микроэлектронике (операционных усилителях, выходных каскадах, и др.) находится
на начальном этапе развития. Это связано с тем, что GaAs широкозонные полупроводники в на-
стоящее время позиционируются преимущественно для сильноточной и сверхвысокочастотной
электроники (например, применения в источниках питания, усилителях мощностии т.п.). Для соз-
дания микромощной аналоговой компонентной базы, работающей в тяжелых условиях эксплуа-
тации, например, при воздействии высоких температур (+300…+350°С) и радиации, необходима
разработка специальных GaAs схемотехнических решений, учитывающих параметры и ограниче-
ния соответствующих технологических процессов. Предлагается семейство выходных каскадов,
защищенных 5 патентами РФ, для различных модификаций GaAs микромощных операционных
усилителей, которые могут быть реализованы на совмещенном GaAs технологическом процессе,
позволяющем создавать n-канальные полевые транзисторы с управляющим p-n переходом и GaAs
биполярные p-n-p транзисторы. Рассматриваемые схемы выходных каскадов отличаются друг
от друга величинами входных и выходных сопротивлений, статическим током потребления, схе-
мотехникой цепей установления статического режима, частотным диапазоном, максимальными
амплитудами положительного и отрицательного выходного напряжения и т.п. Приведены ре-
зультаты сравнительного компьютерного моделирования статического режима, амплитудных и
амплитудно-частотных характеристик выходных каскадов в среде LTspice. Предлагаемые схе-
мотехнические решения рекомендуются для применения в GaAs микромощных операционных уси-
лителях нового поколения, а также для использования в составе различных GaAs аналоговых мик-
роэлектронных устройств, в т.ч. работающих в тяжелых условиях эксплуатации: воздействия
проникающей радиации и низких температур. При мелкосерийном производстве предложенных
выходных каскадов рекомендовано их выполнение на GaAs технологическом процессе, осваиваемом
Минским Научно-Исследовательским Институтом Радиоматериалов (ОАО «МНИИРМ»,
г. Минск, Республика Беларусь), который допускает работу предлагаемых схем в условиях высоких
температур (до +300…+350 оС), а также при воздействии проникающей радиации с поглощенной
дозой гамма-квантов (до 1 Мрад) и потока нейтронов (до 1013 н/см2).

Исследовано влияние эллиптических вырезов на кромке компактного излучателя Вивальди,
рассчитанного в составе бесконечной фазированной антенной решетки (ФАР) и конечной антен-
ной решетки (АР), на его характеристики излучения. Оценены коэффициент стоячей волны по
напряжению (КСВН) и коэффициент усиления (КУ) излучателя. Для излучателя в составе беско-
нечной ФАР характеристики излучения получены в секторе углов ±60° в плоскостях Е и Н. Опре-
делено, что введение вырезов эллиптической формы размером 3 × 2 мм на кромке излучателя Ви-
вальди в составе бесконечной ФАР позволяет расширить рабочую полосу частот по уровню
КСВН ≤ 3 в обеих плоскостях, а также улучшить средний уровень КСВН в Е–плоскости. В режи-
ме сканирования в секторе углов ±60° в Е–плоскости коэффициент перекрытия по уровню
КСВН ≤ 3 увеличивается с 2,86 до 3,41, а в Н–плоскости в режиме сканирования в секторе углов
±45° коэффициент перекрытия по уровню КСВН ≤ 3 (≤ 3,05 при 45°) увеличивается с 2,74 до 3,15.
Исследована 16-элементная АР компактных сверхширокополосных (СШП) излучателей Вивальди с
эллиптическими вырезами на кромке и без них. При добавлении эллиптических вырезов в конструк-
цию излучателей АР конечного размера коэффициент перекрытия увеличивается с 2,07 до 2,37.
Определено, что АР, также как и излучатель в составе бесконечной ФАР, является СШП и мо-
жет работать в диапазоне от 283,8 до 671,3 МГц по уровню КСВН ≤ 3, чему соответствует
коэффициент перекрытия  2,37. Средний уровень КСВН при включении всех излучателей распо-
лагается по уровню КСВН = 4, а при подключении одного ряда излучателей на согласованные нагрузки – по уровню КСВН = 1,6. В основном практически во всей рабочей полосе частот в этом
случае значение КСВН ниже уровня КСВН = 2,3. КУ в рабочей полосе частот располагается в
пределах от 3,82 до 9,50 дБ.

Предложены некоторые методы обеспечения когерентной обработки данных в системах
радиолокации и связи, включающих фазированные антенные решетки (ФАР). Разработан подход
для сбора оцифрованных данных от антенных элементов ФАР и передачи информации между
распределенными узлами, которые выполняют цифровую обработку сигналов. Для обеспечения
когерентной обработки и передачи данных предлагается использовать сигнал опорной тактовой
частоты и единое машинное время, которые генерируются в центральном узле и распространя-
ются по каналам с одинаковой задержкой. Все управляющие воздействия в узлах обработки осно-
ваны на данных сигналах. Для передачи оцифрованных данных от антенных элементов ФАР в ра-
боте предлагается использовать передачу фрагментами операндов с контролем целостности
информации и привязкой ко времени оцифрованных данных. Проведенные эксперименты на реаль-
ном устройстве формирования диаграммы направленности подтвердили эффективность данного
метода и его пригодность для практического использования. Развитие систем цифровой обра-
ботки сигналов (ЦОС) с ФАР постоянно движется вперед, требуется создание новых радиолока-
ционных систем с высокой разрешающей способностью и достаточной чувствительностью.
Обычно для повышения разрешающей способности увеличивают количество антенных элементов
ФАР. Однако это приводит к увеличению размеров антенны и, следовательно, длины линий связи.
При увеличении длины линии связи могут возникать различия в путях распространения сигнала из-
за разброса характеристик оптических линий связи и воздействия внешних факторов на сигнал
при его передаче через более длинные линии. Это может привести к неоднородности в задержках
между каналами синхронизации и нарушению работы системы когерентной обработки. В связи с
этим в работе предложен новый метод динамической компенсации задержек в каналах системы
единого машинного времени для корректной работы с большими длинами линий связи

Приводится способ обнаружения оптического сигнала синхронизации для участка сети
квантовых коммуникаций. Целью статьи является представление варианта реализации городской
квантовой сети. В работе рассматривается решение задачи конфигурации канала синхронизации
для систем квантовой связи нестандартной топологии. Описывается обобщенный принцип рабо-
ты системы квантового распределения ключей с фазовым кодированием. Предлагается алгоритм
синхронизации, адаптированный для конфигурации городской квантовой сети, содержащей не-
сколько сегментов. Особенностью предлагаемой схемы является наличие одной приемо-
передающей станции, с которой взаимодействуют несколько кодирующих станций. В статье
приведены результаты анализа энергетической модели предлагаемого способа и расчет усреднен-
ных потерь в квантовом канале. В заключении мы рассуждаем о возможных вариантах структу-
ры квантовых сетей и о применимости в них процессов синхронизации. Сети квантовых коммуни-
каций активно масштабируются и используют различные протоколы квантового распределения
ключей, аутентификации и синхронизации. Квантовое распределение ключей (КРК) решает цен-
тральную проблему симметричной криптографии и представляет собой безопасную технологию
генерации идентичной последовательности бит у двух удаленных пользователей. Теоретически,
безопасность (стойкость) такой технологии не зависит от вычислительной мощности взломщи-
ков, которые, например, могут обладать квантовым компьютером. Тем не менее, практическая
реализация теоретических моделей все еще показывает техническое несовершенство, что позво-
ляет злоумышленникам находить уязвимости. При исследовании и проектировании различных
модификаций систем квантового распределения ключей (СКРК), необходимо уделять внимание не
только вопросам стойкости квантовых протоколов, но и компонентам технической реализации
аппаратуры.

Приведены конструкции и характеристики антенных решёток на основе антиподного излу-
чателя Вивальди. Исследуются антенные решётки с TEM-рупорами линейного и эллиптического
профиля. Проведена оптимизация параметров рупоров. Характеристики исследовались в диапазо-
не частот от 4 до 12 ГГц. Антенная решётка с TEM-рупором линейного профиля имеет лучший
КСВН в диапазоне от 4 до 5 ГГц (для крайних излучателей максимум равен 4,75, а для остальных –
3,33). Рабочая полоса частот антенной решётки находится в диапазоне от 4,90 до 12,00 ГГц (ко-
эффициент перекрытия kп=2,45). Частотная характеристика реализованного коэффициента
усиления (КУ) имеет провалы. Антенная решётка с TEM-рупор эллиптического профиля с узким
основанием имеет минимальную рабочую полосу частот (от 7,06 до 12,00 ГГц (kп=1,70)) и плав-
ную характеристику реализованного КУ. Антенная решётка с увеличенной шириной основания
TEM-рупора эллиптического профиля имеет лучший КСВН в диапазоне от 5,3 до 12,0 ГГц (для
крайних излучателей максимум равен 2,51, а для остальных – 2,15), но характеристика реализо-
ванного КУ плавная только до 9 ГГц. Рабочая полоса частот антенной решётки находится в диа-
пазоне от 4,84 до 12,00 ГГц (kп=2,48). Лучшие характеристики у антенной решётки с
TEM-рупором эллиптического профиля с расширенным основанием и увеличенной высотой. Увели-
чение высоты рупора приводит к увеличению значений реализованного КУ на частотах более
9,25 ГГц, где были провалы. Рабочая полоса частот находится в диапазоне от 4,72 до 12,00 ГГц
(kп=2,54). В рабочей полосе частот значения реализованного КУ находятся в диапазоне от 11,9 до
20,6 дБ. Таким образом, выбором формы и параметров рупора можно улучшить частотные ха-
рактеристики антенной решётки.

Освоение месторождений в районах Крайнего Севера относится к глобальным проектам,
которые реализует Российская Федерация. Эффективный контроль и мониторинг состояния
необслуживаемых объектов (НО), занимающихся промыслом углеводородов, достоверное доведе-
ние до них команд управления возможно только с помощью низкоорбитальных спутников (НС),
объединенных в одну группировку. Однако по мере расширения числа стран, участвующих в раз-
работке месторождений в районах Крайнего Севера, будет расти и количество группировок НС.
В результате этого приемник, расположенный на НО, будет видеть сразу несколько спутников-
ретрансляторов. При этом НС-злоумышленник (НСЗ) может попытаться навязать приемнику
перехваченную ранее команду управления, что может привести к выходу из строя НО. Предот-
вратить возможность навязывания такой спуфинг-помехи можно с помощью системы опознава-
ния низкоорбитального спутника (СОНС). Эффективность работы СОНС во многом зависит от
протокола опознавания. Для повышения скорости проведения аутентификации НС в ряде работ
предлагается использовать протокол с нулевым разглашением знаний, который выполняется в
модулярных кодах (МК). Данный результат достигается за счет параллельного выполнения
арифметических операций по основаниям кода. Однако это свойство МК можно использовать для
повышения помехоустойчивости СОНС, которая должна функционировать в различной погодных
условиях. Цель – разработка помехоустойчивого протокола опознавания НС-ретранслятора, вы-
полняемого в модулярном коде и требующего меньшего времени на коррекцию ошибок