Ukrainian Journal of Information Technology. – 2021. – Vol. 3, No. 2

Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/61529

Науковий журнал

Видання "Український журнал інформаційних технологій" засновано у 2018 р. за рішенням вченої ради Інституту комп'ютерних наук та інформаційних технологій від 23 квітня 2018 р. Журнал є правонаступником збірника наукових праць "Вісник Національного університету "Львівська політехніка". Серія: Комп'ютерні науки та інформаційні технології", який входить до переліку фахових видань ВАК України, в яких можна друкувати матеріали дисертаційних робіт у галузі технічних наук.

Український журнал інформаційних технологій. – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2021. – Том 3, № 2. – 98 с. : il.

Український журнал інформаційних технологій

Зміст (том 3, № 2)


1
15
21
27
33
39
45
51
58
66
74
81
87
94

Content (Vol. 3, No 2)


1
15
21
27
33
39
45
51
58
66
74
81
87
94

Browse

Has files: Yes

Search Results

Now showing 1 - 10 of 14
  • Thumbnail Image
    Item
    Евристичний метод для bitsliced подання випадково згенерованих 8×8 криптографічних S-Box
    (Видавництво Львівської політехніки, 2021-02-28) Совин, Я. Р.; Хома, В. В.; Sovyn, Ya. R.; Khoma, V. V.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Розглянуто питання щодо підвищення безпеки та ефективності програмної реалізації симетричних блокових шифрів. Використано bitslice-підхід до безпечної імплементації криптоалгоритмів, який має такі потенційні переваги, як високу швидкодію і невимогливість до обчислювальних ресурсів. Проте, відомі bitsliced-методи мають обмеження, оскільки працюють з детермінованими S-Box або розраховують S-Box менших розмірів. Запропоновано новий евристичний метод bitsliced-подання криптографічних 8×8 S-Box, що містять випадково згенеровані значення. Метод засновано на декомпозиції таблиці істинності, яка описує S-Box, на дві частини. Одна частина таблиці формує логічні маски, а інша – розбивається на бітові вектори, для знаходження логічного опису яких застосовано вичерпний пошук. Після знаходження опису всіх векторів ці дві частини таблиці об'єднуються в одну за допомогою логічних операцій. Використання запропонованого методу, орієнтованого на програмну реалізацію в логічному базисі {AND, OR, XOR, NOT}, забезпечує мінімізацію довільних 8×8 S-Box. Цей метод допускає імплементацію з використанням стандартних логічних інструкцій на будь-яких 8/16/32/64-бітних процесорах. Також можливе використання логічних SIMD-інструкцій із розширень SSE, AVX, AVX-512 для х86-64 процесорів, що забезпечує високу швидкодію завдяки використанню довгих регістрів. Розроблено відповідне програмне забезпечення, яке реалізує метод пошуку bitsliced-подання заданого S-Box, а також автоматично формує для нього С++ код на базі SSE, AVX і AVX-512 інструкцій. Досліджено ефективність методу на S-Box відомих блокових шифрів, зокрема Національного стандарту шифрування "Kalyna". Встановлено, що розроблений алгоритм потребує майже вдвічі менше вентилів для bitsliced-опису довільного S-Box, ніж кращий відомий алгоритм (370 вентилів проти 680 відповідно). Для шифрів, у яких використовуються дві або чотири таблиці S-Box, внаслідок спільної мінімізації можна отримати до 330 або 300 вентилів на таблицю відповідно.
  • Thumbnail Image
    Item
    Аналіз методів захисту персональних даних за українським законодавством та GDPR
    (Видавництво Львівської політехніки, 2021-02-28) Шабатура, М. М.; Салашник, Р. О.; Shabatura, M. M.; Salashnyk, R. O.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Розглянуто та охарактеризовано проблему стрімкого розвитку сучасних технологій, через які є актуальне питання щодо захисту персональних даних користувачів мережі Інтернет. Проаналізовано сучасний стан забезпечення захисту персональних даних за вимогами українського законодавства та Загального регламенту про захист персональних даних (англ. General Data Protection Regulation, GDPR). Визначено, які саме дані належать до персональних даних та чому підлягають захисту. З'ясовано, що персональні дані – це вид інформації з обмеженим доступом, тому обробляти ці дані потрібно тільки у системах, на яких встановлено комплексну систему захисту інформації, що має сертифікат відповідності. Оскільки Україна – одна з перших країн, яка впровадила електронний паспорт, розглянуто додаток "Дія". Проаналізовано Кодекс України про адміністративні правопорушення та Кримінальний Кодекс України за порушення вимог та недотримання закону щодо захисту персональних даних, описано штрафні санкції. Проаналізовано вимоги до оброблення та захисту персональних даних за Європейським стандартом GDPR, а саме: процедуру псевдонімізації, анімізації, шифрування та ін. Розглянуто комплекс технічних рішень та інструментів кібербезпеки для впровадження відповідності нормам GDPR. Підкреслено важливість організаційних заходів безпеки, таких як: навчання персоналу, створення політики конфіденційності, правильна організація процесів, надання доступу до персональних даних тільки уповноваженим працівникам та інші. З'ясовано міру покарання за порушення недотримання вимог GDPR. Наголошено, що для покращення рівня захищеності персональних даних важливим фактором є підвищення рівня обізнаності, які часто ігнорують проблеми, пов'язані зі захистом особистих даних, зокрема через неповне розуміння законодавчих стандартів та вимог у цій сфері.
  • Thumbnail Image
    Item
    The use of cellular automata in modeling the processes of wood drying in a stack
    (Видавництво Львівської політехніки, 2021-02-28) Соколовський, Я. І.; Сінкевич, О. В.; Sokolovskyy, Ya. I.; Sinkevych, O. V.; Національний університет “Львівська політехніка”; Національний лісотехнічний університет України; Lviv Polytechnic National University; National Forestry University of Ukraine
    Досліджено можливості використання моделі клітинних автоматів при вирішені завдання тепло- і вологоперенесення в камері сушіння деревини періодичної дії. Також досліджено процеси тепло- і вологообміну між деревиною та її агентом сушіння. Дослідження проведено з використанням CAD-моделі штабеля висушуваної деревини. Для використання клітинних автоматів запропоновано подання досліджуваної CAD-моделі у вигляді масиву кубів, кожен з яких має шість граней (клітин). Також в роботі запропоновано використання різних зон дослідження, кожна з яких дає змогу обчислювати значення температури та вологовмісту в різних місцях досліджуваної CAD-моделі, зокрема всередині деревини, на її межі чи в агенті її сушіння. Запропонована клітинно-автоматна модель містить локальні взаємозв’язки між клітинами, які описують їх загальну поведінку. Окрім опису загальної поведінки клітин, в моделі передбачена можливість задавання фізичних характеристик матеріалу. Це дає змогу апроксимувати процеси та визначити нові значення фізичних характеристик матеріалу, у т. ч. температуру та вологовміст. Запропонований алгоритм використання клітинних автоматів дає можливість отримувати достовірний результат без потреби проводити складні та дороговартісні практичні експерименти. Для пришвидшення процесу розрахунку використовується багатошаровість, яка полягає в отриманні числових значень фізичних характеристик матеріалу в декількох сусідніх клітинах, які розташовані на одному напрямку взаємодії. В роботі також наведено графіки зміни температури та відносної вологості агенту сушіння деревини. Окрім цього, наведено графіки зміни температури та вологовмісту деревини всередині та на її межі. Для перевірки адекватності та достовірності, проводиться порівняння отриманих результатів із результатами іншого експерименту. Для цього порівняння обчислюється середня абсолютна похибка між значеннями температури та вологості обох експериментів. Значення цієї похибки дають можливість визначити перспективи використання клітинних автоматів під час моделюваняі процесів тепло- і вологоперенесення в камерах сушіння деревини.
  • Thumbnail Image
    Item
    Метод та імітаційна модель синтезу баркероподібних кодових послідовностей
    (Видавництво Львівської політехніки, 2021-02-28) Цмоць, І. Г.; Різник, О. Я.; Балич, Б. І.; Львовський, Ч. З.; Tsmots, I. G.; Riznyk, O. Ya.; Balych, B. I.; Lvovskij, Ch. Z.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    З’ясовано, що завадостійкість є однією з істотних характеристик сучасних систем бездротового прийому/передачі даних. Визначено, що задачі управління безпілотними апаратами та мобільними робототехнічними комплексами підвищення завадостійкості каналів передачі даних є актуальною проблемою. Досліджено, що баркероподібні кодові послідовності, на підставі ідеальних кільцевих в'язанок, забезпечують збільшення потужності отриманих послідовностей завдяки оптимізації параметрів використовуваних ідеальних кільцевих в'язанок. Визначено, що підвищення завадостійкості під час прийому та передачі даних досягається за рахунок вибору оптимальних співвідношень параметрів ідеальної кільцевої в'язанки. Показано, що такі переваги баркероподібних кодових послідовностей, як оптимальне співвідношення між довжиною послідовності та її коригувальною здатністю, можливість змінювати довжину послідовності залежно від рівня завад мають широке практичне використання в сучасних системах бездротового зв'язку та телекомунікації. Вдосконалено метод синтезу баркероподібних кодових послідовностей з використанням ідеальних кільцевих в'язанок, який завдяки врахуванню співвідношень параметрів ідеальних кільцевих в'язанок забезпечує вибір мінімальної розрядності кодової послідовності, яка враховує рівень завад. Розроблено, на базі вдосконаленого методу синтезу баркероподібних кодових послідовностей, імітаційну модель синтезу баркероподібних кодових послідовностей, формування завад і виправлення помилок. Використано розроблену імітаційну модель для дослідження процесів кодування, декодування, виявлення та виправлення помилок в отриманих баркероподібних кодових послідовностях. Досліджено, що використання синтезованих баркероподібних кодових послідовностей на підставі ідеальних кільцевих в'язанок забезпечує відновлення даних пошкоджених не більш, ніж 25 % розрядів кожного кодового слова, та виявляє до 50 % пошкоджених розрядів у кожному кодовому слові.
  • Thumbnail Image
    Item
    Прогнозування третинної структури білка на двомірній трикутній ґратці гібридним еволюційним алгоритмом
    (Видавництво Львівської політехніки, 2021-02-28) Фефелова, І. М.; Литвиненко, В. І.; Фефелов, А. О.; Fefelova, I. M.; Lytvynenko, V. I.; Fefelov, A. O.; Херсонський національний технічний університет; Kherson National Technical University
    Розглянуто завдання прогнозування третинної структури білка з урахуванням його первинної послідовності. Проблема в тому, що науковці, з усією своєю обчислювальною потужністю і набором експериментальних даних, не навчилися будувати моделі, які описують процес згортання молекул білка і прогнозують третинну структуру білка на основі його первинної структури. Однак неправильно вважати, що в цій галузі науки нічого не відбувається. Відомо закономірності складання (згортання) білка, розроблено методи його моделювання. Аналіз поточного стану досліджень щодо цих проблем свідчить про наявність недоліків, пов'язаних із точністю прогнозування і часом, необхідним для отримання оптимального рішення. Отже, розроблення нових обчислювальних методів, позбавлених цих недоліків, є актуальним. Зосереджено увагу на моделі ґратки, що є особливим випадком відомого гідрофобно-полярного кропу. запропоновано конформацію білка за обраною моделлю, гібридні алгоритми клонального відбору, диференціал. Оскільки процеси згортання білка до кінця не вивчені, дослідники запропонували ряд спрощених моделей, заснованих на фізичних властивостях молекул, що призводить до проблем комбінаторної оптимізації. Як модель білка обрано гідрофобно-полярну спрощену модель на плоскій трикутній ґратці. З погляду задачі оптимізації, проблема фолдингу білка зводиться до пошуку конформації з мінімальною енергією. У ґратчастих моделях конформацію представлено у вигляді шляху, що не має самоперетинів. Для вирішення цієї проблеми запропоновано гібридну штучну імунну систему у формі комбінації алгоритмів клонального відбору та диференціальної еволюції. Розроблений гібридний алгоритм використовує спеціальні способи кодування та декодування індивідуумів, а також функцію афінності, що дають змогу зменшити кількість некоректних конформацій (рішень з самоперетинами). Доведено, що в цій рецептурі завдання складання білка є NP-повним. Тому загалом точні методи не здатні впоратися з поставленим завданням у прийнятний час. Для перевірки ефективності алгоритму проведено експериментальні дослідження на тестових послідовностях. Для тестування алгоритмів обрано гідрофобно-полярну модель Ділла на двомірній трикутній ґратці. Здійснено експериментальні дослідження на тестових послідовностях, які показали переваги розроблених алгоритмів перед іншими методами.
  • Thumbnail Image
    Item
    Інформаційна технологія аналізу динаміки вуглецевого балансу лісів Польщі
    (Видавництво Львівської політехніки, 2021-02-28) Стрямець, С. П.; Стрямець, Г. В.; Stryamets, S. P.; Striamets, H. V.; Національний університет “Львівська політехніка”; Природний заповідник "Розточчя"; Lviv Polytechnic National University; Nature reserve "Roztochchya"
    Ведення лісового господарства пов'язане з використанням значних земельних площ і великою кількістю пов'язаної з ними інформації. Тому для оброблення, аналізу і візуалізації інформації в лісових екосистемах логічним є використання геоінформаційних систем (ГІС). Зелені рослини, дерева, що депонують вуглець і утримують його тривалий час, є основними поглиначами вуглецю на суші, тому дослідження приросту деревини, нагромадження фітомаси в лісових екосистемах необхідне для визначення вуглецевого балансу. Розроблено інструментарій визначення георозподіленої фітомаси лісів для розрахунку депонованого вуглецю за статистичними даними запасу насадження, породного складу, класу віку та інших лісівничо-таксаційних показників, які наводяться офіційними джерелами. Наведено опис лісів Польщі, засобами ГІС проведено аналіз табличних даних таксаційних показників лісових екосистем, наведено діаграми та створено цифрові карти лісів. Проведено аналіз стану лісів окремих воєводств Польщі у 2009 та 2019 роках на предмет оцінки викидів та поглинання парникових газів лісовими екосистемами. Описано трирівневу схему інвентаризації парникових газів, рекомендовану методикою IPCC. Наведено порівняльний аналіз лісівничо-таксаційних показників лісів Польщі за період від 2009 до 2019 років та методи, які використовують для обчислення емісій та поглинань парникових газів. Визначено кількість депонованого вуглецю за десятирічний період лісовими екосистемами Польщі. Удосконалено та доповнено архітектуру геоінформаційної технології просторового аналізу процесів депонування вуглецю та емісії парникових газів у секторі лісового господарства Польщі. Проведено розрахунки депонованого вуглецю за статистичними даними запасу насадження, породного складу, класу віку та інших лісівничо-таксаційних показників, які наводяться офіційними джерелами.
  • Thumbnail Image
    Item
    Температурні режими в термочутливих елементах цифрових пристроїв, спричинені локальним нагріванням
    (Видавництво Львівської політехніки, 2021-02-28) Гавриш, В. І.; Шкраб, Р. Р.; Havrysh, V. I.; Shkrab, R. R.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Розроблено нелінійні математичні моделі аналізу температурних режимів у термочутливій ізотропній пластині, яка нагрівається локально зосередженими джерелами тепла. Для цього теплоактивні зони пластини описано з використанням теорії узагальнених функцій. З огляду на це, рівняння теплопровідності та крайові умови містять розривні та сингулярні праві частини. За допомогою перетворення Кірхгофа лінеаризовано вихідні нелінійні рівняння теплопровідності та нелінійні крайові умови. Для розв'язування отриманих крайових задач використано інтегральне перетворення Фур'є і внаслідок цього визначено їх аналітичні розв'язки в зображеннях. До цих розв'язків застосовано обернене інтегральне перетворення Фур'є, яке дало змогу отримати аналітичні вирази для визначення змінної Кірхгофа. Як приклад, вибрано лінійну залежність коефіцієнта теплопровідності від температури, яку часто використовують у багатьох практичних задачах. Внаслідок цього отримано аналітичні співвідношення для визначення температури в термочутливій пластині. Наведені аналітичні розв'язки подано у вигляді невласних збіжних інтегралів. За методом Ньютона (трьох восьмих) отримано числові значення цих інтегралів з певною точністю для заданих значень товщини пластини, просторових координат, питомої потужності джерел тепла, коефіцієнта теплопровідності конструкційних матеріалів пластини та геометричних параметрів теплоактивної зони. Матеріалом пластини виступають кремній та германій. Для визначення числових значень температури в наведеній конструкції, а також аналізу теплообмінних процесів у середині пластини, зумовлених локальним нагріванням, розроблено програми засоби, із використанням яких виконано геометричне відображення розподілу температури залежно від просторових координат, коефіцієнта теплопровідності, питомої густини теплового потоку. Отримані числові значення температури свідчать про відповідність розроблених математичних моделей аналізу теплообмінних процесів у термочутливій пластині з локальним нагріванням, реальному фізичному процесу. Програмні засоби також дають змогу аналізувати такі середовища, які піддаються локальним тепловим навантаженням, щодо їх термостійкості. Як наслідок, можливо її підвищити і захистити від перегрівання, яке може спричинити руйнування не тільки окремих елементів, а й всієї конструкції.
  • Thumbnail Image
    Item
    Розрахункова модель оцінювання розвитку втомного дефекту в боковій рамі візка вантажного вагона
    (Видавництво Львівської політехніки, 2021-02-28) Рудавський, Д. В.; Шефер, М. С.; Канюк, Ю. І.; Шпак, Зореслава Ярославівна; Ріпак, Н. С.; Rudavsʹkyy, D. V.; Shefer, M. S.; Kanyuk, Yu. I.; Shpak, Z. Ya.; Ripak, N. S.; Національний університет “Львівська політехніка”; Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України; Lviv Polytechnic National University; Karpenko Physico-mechanical Institute of the NAS of Ukraine
    Серед литих деталей візка вантажного вагона бокові рами є одними з найбільш завантажених елементів, які приймають на себе динамічні навантаження, що викликають коливання необресорених частин вантажного вагона. Бокова рама візка моделі 18-100, як типового представника цілого ряду візків вантажних вагонів, не має достатнього запасу опору втомі й живучості, тому є чутливою до деяких відхилень і дефектів (різна товщина стінок, раковини та пори, залишкові напруження), що виявляються у процесі експлуатації. На підставі енергетичного підходу механіки втомного руйнування матеріалів розроблено розрахункові моделі оцінювання динаміки розвитку тріщиноподібних дефектів за дії експлуатаційного навантаження. Побудовано розрахункові моделі із застосуванням сучасних інформаційних технологій та розроблених програмних засобів їх числової реалізації дають змогу прогнозувати вплив нерегулярного циклічного навантаження та складного напруженого стану на ріст поверхневої втомної тріщини в боковій рамі візка вагона, що істотно наближає постановку задачі до реальних умов експлуатаційного режиму. Числові розрахунки проведено за допомогою комп'ютерної програми власної розробки на алгоритмічній мові програмування Python. На першому етапі роботи програми побудовано спектр амплітуд нерегулярного циклічного навантаження, на другому – запущено програмний модуль побудови числового розв'язку систем звичайних диференціальних рівнянь розробленої математичної моделі розвитку втомного дефекту. Розрахунки динаміки зростання втомної тріщини із врахуванням дії зсувних напружень у перерізі із тріщиною бокової рами показали незначний вплив зсувних напружень на залишкову довговічність рами. Показано, що динаміка розвитку поверхневої тріщини значно залежить від її початкової геометрії. Запропоновану розрахункову методику визначення початкової форми поверхневої тріщини з мінімальним періодом докритичного зростання можна ефективно використати для прогнозування залишкової довговічності під час технічної діагностики деталей ходової частини рухомого складу залізничного транспорту.
  • Thumbnail Image
    Item
    Зміст
    (Видавництво Львівської політехніки, 2021-02-28)
  • Thumbnail Image
    Item
    Інформаційна технологія прогнозування фінансових результатів страхових компаній
    (Видавництво Львівської політехніки, 2021-02-28) Березька, К. М.; Кнейслер, О. В.; Спасів, Н. Я.; Кулина, Г. М.; Berezka, K. M.; Kneysler, O. V.; Spasiv, N. Ya.; Kulyna, H. M.; Західноукраїнський національний університет; West Ukrainian National University
    Використано економетричні екстраполяційні методи дослідження. Проаналізовано наукові роботи, пов'язані з екстраполяційними методами прогнозування часових рядів. Проаналізовано динаміку формування фінансових результатів страхових компаній України за видами їх діяльності. Визначено основні чинники, що визначають результативність. З'ясовано, що найбільш раціональним підходом до короткотермінованого прогнозування фінансових результатів страховиків є застосування експоненційного згладжування. Вибрано оптимальні параметри для моделі експоненційного згладжування методом на сітці. Використано такі показники якості моделі: середнє значення середньоквадратичного відхилення помибки моделі до фактичних даних, коефіцієнт розбіжності Г. Тейла, середню абсолютну відсоткову помибку МАРЕ. Спрогнозовано чистий фінансовий результат діяльності страховиків України і його довірчий інтервал для рівня надійності 0,95. Результати прогнозування, що базуються на застосуванні економетричного моделювання, дають змогу виявити перманентні позитивні зрушення на вітчизняному страховому ринку та діяльності страховиків на ньому; підтвердити ефективність прийнятих стратегічних і тактичних фінансових рішень страхових компаній; підвищити ефективність господарювання страховиків за підсумками кількісного визначення ступеня впливу кожного із чинників на формування фінансових результатів їх діяльності; окреслити тенденції розвитку ситуації в майбутньому, точніше формувати комплекс заходів щодо максимізації прибутку та мінімізації витрат страхових компаній для забезпечення гарантій надійного страхового захисту та задоволення інтересів їх власників.