В ЮУрГУ эффективно защитили данные «умных» устройств - Южно-Уральский государственный университет

Интернет вещей — новая технология, изучением которой занимаются в Южно-Уральском государственном университете. Популярность концепции, в которой несколько устройств связаны между собой и могут управляться удаленно, объясняется ее комфортностью для современной жизни. Одна из главных задач для специалистов, работающих с Интернетом вещей, — защитить передающиеся через Сеть данные. Схему передачи, шифрования и хранения информации, превосходящую по надежности имеющиеся аналоги, предложила команда ученых, в числе которых сотрудники ЮУрГУ. Статья о разработке новой схемы опубликована в одном из самых престижных журналов в области компьютерных наук «IEEE Internet of Things Journal».

«Умные» устройства нуждаются в защите данных

«Умные» дома, автомобили и города уже давно не примета будущего, а индикатор настоящего времени. Технологии позволяют сделать жизнь человека комфортнее, обеспечив взаимодействие нескольких устройств вычислительной сети, датчиков и механизмов. Концепция такого «умного» пространства называется Интернет вещей (IoT). В скором времени, считают эксперты, количество устройств Интернета вещей может превысить количество мобильных телефонов в мире — настолько будет оценено удобство технологии.

Однако процесс коммуникации устройств между собой приводит к высоким рискам нарушения конфиденциальности, целостности и доступности данных. Поскольку все они передаются с одного предмета на другой посредством Сети, информацию могут перехватить злоумышленники. Например, «умный» электросчетчик может передавать информацию о том, когда свет в доме включают и выключают. Проанализировав ее, легко вычислить время, в которое хозяева отсутствуют, и проникнуть в квартиру. Угрозы могут быть масштабнее и серьезнее, поэтому специалисты работают над проектированием надежной инфраструктуры IoT. Она должна предупреждать потерю информации, сбой в системе, препятствовать нарушению безопасности данных — все, что сложно предвидеть заранее. Для достижения этой цели международная команда ученых, в которую входят директор Высшей школы электроники и компьютерных наук (ВШ ЭКН) Южно-Уральского государственного университета Глеб Радченко и руководитель Международной лаборатории проблемно-ориентированных облачных сред ВШ ЭКН Андрей Черных, а также их коллеги из Российской академии наук, Московского физико-технического института, университета Цинхуа (КНР) и Центра научных исследований и высшего образования в Энсенаде (Мексика), предложила свой вариант шифрования и хранения данных от устройств «Интернета вещей».

Ученые представили архитектуру хранения, называемую WA-MRC-RRNS. Уникальность ее в том, что вместо одного облачного хранилища специалисты предлагают использовать несколько. Они могут принадлежать разным владельцам, а предложенный метод шифрования позволяет разделить информацию на независимые части, которые загружаются в различные облака.

«Естественно, когда мы наблюдаем масштабное внедрение системы Интернета вещей во всех областях жизни, угрозы могут быть очень масштабными. Потерю информации, отказ в доступе, утечку информации, сговор, технические сбои и нарушения безопасности данных трудно предсказать и предвидеть заранее. Вместо того чтобы собирать все данные в одном „облаке“, мы предложили другую схему шифрования. Она позволит разместить части данных в разных облачных хранилищах, принадлежащих разным владельцам. Даже если некоторая часть данных будет перехвачена, то злоумышленник не сможет восстановить информацию из частичного набора данных. Если же часть данных будет вовсе потеряна в результате сбоя, такая схема позволит восстановить данные из тех частей, которые были отправлены в другие хранилища», — рассказал Глеб Радченко.

Схему будут совершенствовать

Чтобы доказать эффективность предложенного способа шифрования данных, международная команда исследователей провела теоретический анализ потери информации, избыточности данных, скорости кодирования и декодирования. Выяснилось, что при использовании архитектуры хранения WA-MRC-RRNS вероятность потери данных меньше, чем в уже существующих схемах, а скорость передачи данных — выше.

В дальнейших исследованиях ученые намерены проверить работоспособность предложенной ими схемы в условиях простоя, неисправностей, а также изменения параметров. WA-MRC-RRNS ждет сравнение с уже известными подходами шифрования и хранения данных, основанными на кодах стирания, регенерации и секретных схемах совместного использования.

Отметим, что перспективное направление Интернет вещей в ЮУрГУ изучают несколько лет. В 2018 году было подписано соглашение с мировым лидером в области информационных технологий и радиоэлектроники — компанией Samsung — об открытии «IoT Академия Samsung» и уникальной учебной лаборатории для изучения технологий Интернета вещей на базе Высшей школы электроники и компьютерных наук.

В Южно-Уральском государственном университете достигнуты значительные результаты в области создания Цифровой индустрии. Активно развиваются исследования с применением суперкомпьютерного моделирования в области искусственного интеллекта, обработки, хранения и интеллектуального анализа Big Data.

Исследования в области цифровой индустрии являются одними из трех стратегических направлений развития научной и образовательной деятельности Южно-Уральского государственного университета наряду с экологией и материаловедением.

ЮУрГУ — участник Проекта «5-100», призванного повысить конкурентоспособность российских университетов среди ведущих мировых научно-образовательных центров.

СМИ о нас:

Дарья Цымбалюк, фото: pixabay.com, архив Г. Радченко, Олег Игошин

Контактное лицо по новости:

Дарья Цымбалюк, тел. 272-30-11