Implementation of two-factor authentication in parallel computing systems

Abstract

Relevance of the research. The growing complexity of cyber threats and the widespread deployment of parallel computing architectures have significantly increased the demand for reliable authentication mechanisms capable of operating under high computational loads and distributed environments. This makes the enhancement of user account protection and cryptographic reliability in such systems particularly relevant. The subject of the research is two-factor and multi-factor authentication mechanisms and their application within parallel computing systems. The purpose of the article is to justify, design, and evaluate an improved two-factor authentication mechanism adapted for parallel computing systems to enhance their security and resilience to modern cyber threats. Results. The study examines various authentication methods used to ensure information protection, including evaluation criteria for biometric systems and existing multi-factor authentication practices in high-security environments such as banking, finance, public services, passport control, customs, and border security. A comparative analysis of different multi-factor authentication approaches is presented, highlighting their use cases, strengths, and limitations. Based on this analysis, a modified authentication model is proposed to improve the security level of user accounts. Conclusions. The results demonstrate that the proposed approach increases the cryptographic robustness and operational reliability of authentication processes in parallel computing systems. The conclusion emphasizes the practical value of the improved two-factor authentication mechanism and its potential application in critical infrastructures requiring a high level of information security.

Актуальність дослідження. Зростаюча складність кіберзагроз та широке розгортання архітектур паралельних обчислень значно підвищили попит на надійні механізми автентифікації, здатні працювати в умовах високих обчислювальних навантажень та розподілених середовищ. Це робить особливо актуальним підвищення захисту облікових записів користувачів та криптографічної надійності в таких системах. Предметом дослідження є механізми двофакторної та багатофакторної автентифікації та їх застосування в паралельних обчислювальних системах. Метою статті є обґрунтування, розробка та оцінка вдосконаленого механізму двофакторної автентифікації, адаптованого для паралельних обчислювальних систем, для підвищення їхньої безпеки та стійкості до сучасних кіберзагроз. Результати. У дослідженні розглядаються різні методи автентифікації, що використовуються для забезпечення захисту інформації, включаючи критерії оцінки біометричних систем та існуючі практики багатофакторної автентифікації в середовищах з високим рівнем безпеки, таких як банківська справа, фінанси, державні послуги, паспортний контроль, митниця та прикордонна безпека. Представлено порівняльний аналіз різних підходів до багатофакторної автентифікації, з висвітленням їх варіантів використання, сильних сторін та обмежень. На основі цього аналізу запропоновано модифіковану модель автентифікації для підвищення рівня безпеки облікових записів користувачів. Висновки. Результати демонструють, що запропонований підхід підвищує криптографічну стійкість та операційну надійність процесів автентифікації в паралельних обчислювальних системах. У висновку наголошується на практичній цінності вдосконаленого механізму двофакторної автентифікації та його потенційному застосуванні в критичних інфраструктурах, що потребують високого рівня інформаційної безпеки.