123 "Комп'ютерна інженерія"
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Зараз показуємо 1 - 3 з 3
- ДокументМетод підвищення безпеки програмного забезпечення на основі технологій тестування на проникнення(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Цао, ВейліньДисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії зі спеціальністі 123 «Комп'ютерна інженерія». – Національний технічнийуніверситет «Харківський політехнічний інститут». – Харків, 2023. Предмет дослідження – метод підвищення безпеки програмного забезпечення. Об'єкт дослідження – процес забезпечення безпеки програмного забезпечення. Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-технічної задачі розробки методу підвищення безпеки програмного забезпечення (ПЗ) з урахуванням можливостей синтезу технологій автоматизованого тестування безпеки ПЗ та глибокого машинного навчання. Дослідження життєвого циклу програмного забезпечення та процесів тестування, що супроводжують цей цикл, виконано за допомогою теорії графів(GERT modeling). Розробка і дослідження методу автоматизованого тестування безпеки проводилися з використанням методу глибокого навчання з підкріпленням. Удосконалення методу оцінки ефективності розробленого методу здійснювалося з використанням методу динаміки середніх величин. Оцінка достовірності теоретичних і практичних результатів проводилася з використанням положень теорії ймовірностей і математичної статистики. Наукова новизна отриманих результатів обумовлена теоретичним узагальненням і новим вирішенням важливої науково-технічної проблеми, що полягає в розробці методу підвищення безпеки програмного забезпечення на основі технологій тестування на проникнення. Отримано такі наукові результати: – вперше був розроблений метод автоматизованого тестування вторгнень з використанням пошукової системи Shodan, платформи аналізу мережевої безпеки MulVal та даних вразливостей програмного забезпечення CVE для введення та побудови реалістичних сценаріїв атаки та перевірки для глибокого навчання за допомогою технології підкріплення. Це дозволило згенерувати дерево атак для різних навчальних процедур, оптимізувати відповідні сценарії автоматичного тестування безпеки програмного забезпечення, і таким чином підвищити ефективність процесу безпеки програмного забезпечення; – удосконалена математична модель процесу тестування на проникнення в комп'ютерні системи, відмінна від відомих можливостей тестування захищеності спеціалізованих інформаційних платформ комп'ютерних систем, що дозволило оцінити ймовірність тестування часу на проникнення в заданий інтервал; – математична модель процесу тестування на проникнення в комп'ютерні системи отримала подальший розвиток. Відмінною особливістю цієї моделі є використання розподілу Ерланга в якості основного при математичній формалізації процесів переходу від стану до стану. Це дозволило, з одного боку, уніфікувати математичну модель і представити процес тестування на більш високому рівні ієрархії тестування, з іншого – спростити його. Практична значимість отриманих результатів полягає в адаптації процесу тестування програмного забезпечення до підвищених вимог безпеки і можливостей тестування засобів автоматизації, з використанням технологій глибокого навчання з підкріпленням. Практичне значення отриманих результатів полягає в наступному: – комплекс математичних моделей процесу тестування на проникнення в комп'ютерних системах з використанням мережевого підходу моделювання GERT спростив схему тестування на проникнення в 1,7 рази з урахуванням можливих змін процедур (включаючи додавання нових процедур і послуг) для оцінки імовірнісно-часових характеристик і можливостей його масштабування при збільшенні обсягу і складності розв'язуваних задач; – синтез основних компонентів методу автоматичного тестування на проникнення дозволив підвищити ефективність процесу безпеки програмного забезпечення (знизити відносні пошкодження на всіх етапах життєвого циклу програмного забезпечення до 6 разів). Результати дисертації впроваджені та використовуються в діяльності Компанії "Line Up", Науково-дослідного центру судової експертизи з питань інтелектуальної власності, а також використовується в навчальному процесі Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут»". У вступі обґрунтовується актуальність теми дисертації, формулюються основна мета і завдання роботи, викладається наукова новизна і практична цінність отриманих результатів. Перший розділ присвячено аналізу та порівняльним дослідженням методів тестування на проникнення програмного забезпечення. У другому розділі описаний процес тестування на проникнення складних математичних моделей.У третьому розділі розроблено метод автоматизованого тестування на проникнення з використанням технології глибокого машинного навчання. Четвертий розділ присвячено дослідженню ефективності методупідвищення безпеки програмного забезпечення та обґрунтуванню практичних рекомендацій щодо його використання.
- ДокументМетод підтримки прийнятих рішень щодо безпеки програмного забезпечення(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Чжан, ЛіцзянДисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії зі спеціальністю 123 «Комп'ютерна інженерія». – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2023. Предмет дослідження – метод підтримки прийняття рішень щодо безпеки програмного забезпечення. Об’єкт дослідження – процес захисту програмного забезпечення. Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-технічної задачі розробки методу підтримки прийняття рішень щодо безпеки прорамного забезпечення (ПЗ) з урахуванням факторів невизначеності вхідних та проміжних даних тестування. Широкий попит на програмне забезпечення комп'ютерних систем різного рівня та призначення викликає необхідність додаткових заходів, спрямованих на підвищення якості. Ціна помилки у програмних продуктах зростає, що потребує додаткових перевірок та тестування. Особливо важливою дана проблема виглядає у питаннях та завданнях інформаційної безпеки. Наукова новизна отриманих результатів обумовлена теоретичним узагальненням і новим вирішенням важливої науково-технічної проблеми, яка полягає в розробці програмного забезпечення безпеки підтримки прийняття рішень для підвищення точності тестування результатів. Отримано такі наукові результати: – вперше розроблено нечітку GERT-модель для вивчення вразливостей програмного забезпечення. Відмінною особливістю цієї моделі є те, що вона враховує імовірнісні характеристики переходів зі стану в стан поряд з часовими характеристиками. Це дозволило знизити нечіткість вихідних характеристик часу на проведення досліджень вразливостей програмного забезпечення і підвищити точність моделювання; – удосконалено математичну модель процесу підготовки до тестування безпеки, яка відрізняється від відомих теоретично обґрунтованим вибором генеруючих функцій моментів при описі переходів зі стану в стан, а також з урахуванням етапу перевірки вихідного коду на криптографічні та інші методи захисту даних, що дозволило отримати аналітичні вирази для розрахунку імовірнісних характеристик для дослідницьких і більш складних комп'ютерних систем математичними методами; – метод підтримки прийняття рішень з безпеки програмного забезпечення отримав подальший розвиток. Відмінною особливістю методу є синтез вдосконаленого методу генерації навчальної вибірки в процесі навчання штучної нейронної мережі. Це дозволило підвищити ефективність методу і підвищити точність класифікації та прийняття рішень з безпеки програмного забезпечення. Практична значимість отриманих результатів полягає в підвищенні точності прийняття рішень з приводу безпеки програмного забезпечення, використовуючи технології нечіткого моделювання і нечіткої множини. Практичне значення отриманих результатів полягає в наступному: – процес дослідження вразливостей програмного забезпечення, використання нечіткої моделі GERT дозволив підвищити точність моделювання до 13%. – cпрощення еквівалентних перетворень, удосконалене використання алгоритму в моделюванні дозволило знизити нечіткість вихідних характеристик часу на проведення досліджень вразливостей програмного забезпечення до 1,12 рази; – впровадження методу навчання штучних нейронних мереж в загальний метод підтримки прийняття рішень з програмної безпеки дозволило підвищити точність класифікації та прийняття рішень в 1,6 рази для позитивних елементів у вибірці та в 1,2 рази для негативних елементів у вибірці. – використання методу підтримки прийняття рішень дозволило підвищити ефективність оцінки безпеки програмного забезпечення до 1,2 рази. Результати дисертації впроваджені та використовуються в діяльностіКомпанії "Line Up", Науково-дослідного центру судової експертизи з питань інтелектуальної власності, а також використовується в навчальному процесі Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут»". У вступі обґрунтовується актуальність теми дисертації, формулюються основна мета і завдання роботи, викладається наукова новизна і практична цінність отриманих результатів. Перший розділ присвячено аналізу та порівняльним дослідженням методів підвищення безпеки програмного забезпечення. У другому розділі розпочато розробку математичної моделі длятестування безпеки програмного забезпечення першого етапу. У третьому розділі розробляється нечітка GERT модель для дослідження поширених вразливостей програмного забезпечення. Четвертий розділ присвячений розробці методу підтримки прийняття рішень з безпеки програмного забезпечення.
- ДокументМоделі, методи та програмні компоненти комп'ютерної системи тягового рухомого складу(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Главчев, Дмитро МаксимовичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії (PhD) за спеціальністю 123 – Комп’ютерна інженерія – Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, Харків, 2020. Об’єктом дослідження є процеси управління тяговим рухомим складом за допомогою бортової комп’ютерної системи, що використовується у дизель-потягах серії ДЕЛ-02. Предметом дослідження є моделі, методи та відповідні програмні компоненти, які використовуються в комп’ютерній системі тягового рухомого складу, та розширюють область застосування геометричної теорії управління при синтезі оптимальних керувань рухомим складом, а також методи і засоби розробки сучасних програмних комплексів в рамках розробки комп’ютерної системи підтримки прийняття рішень машиніста дизель-потяга серії ДЕЛ-02. У вступі акцентовано увагу та обгрунтовано актуальність теми, що досліджується, показано зв’язок роботи з науковими програмами, планами та темами, наведено наукову новизну, а також, сформульовано практичне значення отриманих результатів. В першому розділі здійснено аналітичний огляд моделей, методів та програмних компонентах, що використовуються в комп’ютерних системах управління тяговим рухомим складом. Розглянуто особливості структури та роботи подібних систем на залізничному транспорті в Україні та світі (Китай, Індія, Німеччина, країни СНД). На прикладі роботи таких систем було розглянуто їх структуру, технічні характеристики, області застосування та особливості використання. В рамках першого розділу, також, було розглянуто математичну модель об’єкта управління, приклад методу лінеаризації даної математичної моделі, метод пошуку функцій перетворення, що пов’язують змінні лінійної та нелінійної математичної моделей. Також, було розглянуто можливості використання нейромережевої асоціативної пам’яті в системах управління та проаналізовано методи синтезу оптимальних систем управління. В результаті, було обрано основні напрямки досліджень та поставлено основні задачі дисертаційної роботи. В другому розділі було розглянуто питання перетворення нелінійних математичних моделей в еквівалентні лінійні математичні моделі в формі Бруновського. Також, було розглянуто методи спрощення аналітичних перетворень під час виконання процесу лінеаризації за рахунок перетворення до лінійного виду нелінійних систем з різною кількістю одночленів в правих частинах диференційних рівнянь початкового об’єкту, а також, відокремлення лінійного рівняння від системи в цілому. Дані методи було перевірено шляхом моделювання руху по відрізку шляху початкового об’єкту у вигляді нелінійної системи диференційних рівняннь та об’єкту перетвореного у лінійну форму Бруновського, з подальшим порівнянням отриманих результатів, які показали співпадіння, що свідчить про те, що у разі використання даного методу лінеаризації отримується лінійна математична модель, що є повністю еквівалентною початковій недінійній моделі. Додатково, було виконано лінеаризацію більш складної нелінійної математичної моделі, що описує роботу потяга з двома окремими двигунами, перевірка результатів моделювання лінійної моделі показала повну еквівалентність її початковій формі. Результати досліджень дозволили отримати ряд наукових результатів: − визначено залежність кількості та складності розрахунків під час проведення лінеаризації та пошуку функцій перетворень від кількості одночленів в правій частині рівнянь нелінійної математичної моделі; − запропоновано два нових методи пошуку функцій перетворення, що пов’язують змінні лінійної та нелінійної моделей, що дозволяють розширити область застосування ГТУ на об’єкти, праві частини диференційних рівнянь яких містять більше двох одночленів; − запропоновано метод зниження кількості обчислень при виконанні лінеаризації за рахунок відокремлення лінійного рівняння від системи; − виконано перевірку даного методу, який показа свою роботоспроможність на більш складних математичних моделях, зокрема на моделі, що описує роботу потяга з використанням двох еквівалентних двигунів. В третьому розділі розглянуто питання створення нового методу для пошуку функцій перетворення з використанням нейронних мереж. В рамках даного розділу запропоновано нову нейронну мережу, яка може бути використана для пошуку функцій перетворення. Наряду з цим в даному розділі було запропоновано новий табличний метод пошуку функцій перетворення, який є простим та наочним, там може використовуватися для швидкого отримання результатів при виконанні розрахунків. Дослідження, проведені в даному розділі дозволили отримати наступні наукові результати: − створено та запропоновано нову нейронну мережу для пошуку функцій перетворення, що пов’язують змінні нелінійної та лінійної моделей об’єкта управління, а це, в свою чергу, розширює область застосування геометричної теорії управління; − запропоновано новий табличний метод для пошуку функцій перетворення, який є досить простим для сприйняття та достатньо наочним. В рамках цього, запропоновано систему рівнянь в частинних похідних з обмеженнями у вигляді диференціальних нерівностей представляти у вигляді відповідної таблиці, яка дає змогу в наочному вигляді отримувати залежність функцій перетворень від аргументів, також формувати системи лінійних однорідних рівнянь, за допомогою яких можна буде звужувати область пошуку функцій перетворення. В четвертому розділі присвячено увагу програмним компонентом бортової комп’ютерної системи, а також розробленому програмному забезпеченню, що дозволяє розширити область застосування геометричної теорії управління. А саме, було розглянуто нові функціональні можливості розробленого програмного забезпечення, та описано його основні характеристики та структуру. В рамках опису розробленого програмного забезпечення особливу увагу приділено структурі та опису роботи окремих функціональних блоків програми, розробці структури інтерфейсу, надійності програмного забезпечення, компонентів для вирішення завдань управління за допомогою геометричної теорії управління, оцінці якості програмного забезпечення. Також, в даному розділі приведено приклад роботи розробленого програмного забезпечення. Крім того, в даному розділі приведено результати рішення завдання оптимального руху дизель-потягу по маршруту його прямування, в рамках чого було виконано моделювання руху потяга по маршруту та та порівняння отриманих даних з даними руху реального потяга, а також виконано спробу підвищити ефективність руху потяга за рахунок оптимізації окремих множин перегонів з урахуванням особливостей маршруту прямування. В рамках даного розділу були отримані наступні наукові результати: − розроблено нове програмне забезпечення, яке отримало подальший розвиток завдяки використанню можливостей сучасних мов програмування. Розроблене програмне забезпечення є більш стабільним завдяки блоку тестування, більш зручним завдяки створеному графічному інтерфейсу користувача, більш функціональним, адже воно може виконувати процес лінеаризації та пошуку функцій перетворення, але при цьому багато функціональних можливостей є автоматизованими, в вихідних даних наявні коментарі та пояснення, що збільшує рівень зручності користування даним програмним забезпеченням, крім того, характеристики програми відповідають вимогам стандарту з якості програмного забезпечення; − було виконано дослідження залежності кількості спожитого палива під час руху потяга від особливостей рельєфу місцевості, стилю ведення потяга та розкладу його руху. − було запропоновано та протестовано метод зниження кількості спожитого палива, використовуючи особливості рельєфу місцевості, допустимі відставання чи випередження графіку руху потяга, а також визначення оптимального стилю руху як для маршруту в цілому, так і для його окремих частин; − було виконано моделювання руху потяга по реальному маршруту, а результати порівняні з реальним потягом, що курсує цим маршрутом, результати показали правильність моделювання. Отже, дисертаційна робота присвячена розвязанню науково-прикладної задачі, а саме, розробки моделей, методів та програмних компонентів компютерної системи тягового рухомого складу, яка створена на основі узагальнених математичних моделей, розробленого програмного забезпечення, а також засобів оптимізації управління рухомими об’єктами з використанням нових методів, а також використання нової стуктури нейронних мереж для пошуку функцій перетворення, що дозволило розширити область застосування геометричної теорії управління, що створює передумови для розробки автоматичних систем управління потягом та дозволяє поліпшити характеристики, повязані з об’ємами споживання енергоресурсів. Вдосконалена модель дизель-потяга враховує основні види взаємодії потяга та профілю шляху, а саме, повороти, нахили, а також роботу двигунів потяга, що адекватно відображає протікаючі в реальному дизель-потязі процеси. Було створено спеціалізоване програмне забезпечення, що має графічний інтерфейс користувача, а також відповідає вимогам оцінки якості програмного забезпечення. Дане програмне забезпечення реалізує вдосконалену структуру людино-машинної системи, дає можливість виконати автоматизацію аналітичних перетворень геометричної теорії управління у формі Бруновського. Нова структура нейронних мереж, базується на нейронних мережах типу АРТ, що дозволяє вирішувати завдання, що мають декілька рішень. Це дозволило виконати розробку нового методу пошуку функцій перетворення, які зв’язують змінні нелінійних та лінійних моделей у формі Бруновського. Для збільшення ефективності процесу лінеаризації було запропоновано декілька методів спрощення процесу розрахунків за рахунок зменшення кількості елементів в правій частині початкової системи диференційних рівнянь, та за рахунок відокремлення першого рівняння, яке саме по собі вже є лінійним, від загальної системи в цілому. Виконані дослідження та розробки дозволили вдосконалити структуру бортової компютерної системи підтримки прийняття рішень машиніста дизель потяга, що дозволило, в реальних умовах руху динамічного об’єкту, під час змін дорожніх умов, виконувати перерахунки та видавати машиністу нові закони керування, які дозволять продовжити рух по маршруту з дотриманням графіку та мінімальними витратами паливо-енергетичних ресурсів. Проведені дослідження на реальному обєкті та математичних моделях. Результати досліджень підтвердили правильність використовуваних інструментів, методів та алгоритмів, на основі яких були запропоновані відповідні рішення, які лягли в основу розробленого програмного забезпечення.