Ukrainian Journal of Information Technology. – 2023. – Vol. 5, No. 2

Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/61572

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, 2023. – Том 5, № 1. – 117 с. : il.

Український журнал інформаційних технологій

Зміст (том 5, № 2)


1
9
17
25
33
41
49
60
72
79
88
97
105
114

Content (Vol. 5, No 2)


1
9
17
25
33
41
49
60
72
79
88
97
105
114

Browse

Has files: Yes

Search Results

Now showing 1 - 10 of 14
  • Thumbnail Image
    Item
    Аналіз та розроблення концептуальної моделі управління життєвим циклом спеціалізованого програмного забезпечення безпеко-орієнтованого спрямування
    (Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Кордунова, Ю. С.; Kordunova, Yu. S.; Львівський державний університет безпеки життєдіяльності; Lviv State University of Life Safety
    Наведено детальний огляд розроблення спеціалізованого програмного забезпечення безпеко-орієнтованого спрямування. Виявлено невідповідність відомих сьогодні методів розроблення до умов, в яких відбувається створення інноваційних програмних систем безпекового спрямування. Саме тому мета роботи – дослідження наявних моделей управління життєвим циклом спеціалізованого програмного забезпечення та розроблення концептуальної моделі процесу управління життєвим циклом програмних систем безпеко-орієнтованого спрямування, адаптованої під специфіку роботи Державної служби України із надзвичайних ситуацій та корелює із принципами гнучкої методології. Досліджено відомі на сьогодні гнучкі методи та підходи до розроблення критично важливих сервісів, зокрема у військовій, залізничній, аерокосмічній, медичній та інших сферах діяльності. Обґрунтовано, як гнучкість може допомогти в інноваціях спеціалізованого безпеко-орієнтованого програмного забезпечення, об’єднано основні концепції методів гнучкої методології управління життєвим циклом програмних систем, зважаючи на специфіку розроблення для служби порятунку; розширено емпіричні дані про можливість та переваги використання гнучких методів у безпековій галузі. Удосконалено гнучкий метод Scrum, зокрема запропоновано використовувати математичний апарат теорії графів (мережеве планування) для автоматизації етапу планування та визначення критично важливих функцій для розроблення мінімально життєздатного продукту безпеко-орієнтованої системи. Розроблено концептуальну модель процесу управління життєвим циклом безпеко-орієнтованих сервісів, яка ґрунтується на гнучкому підході до розроблення програмного забезпечення, що своєю чергою дасть змогу автоматизувати роботу проєктних команд та удосконалити розроблення спеціалізованого програмного забезпечення. Згодом на її основі запропоновано розробити інформаційну систему підтримки прийняття рішень щодо управління життєвим циклом розроблення програмних систем безпеко-орієнтованого спрямування, актуальну для Державної служби України з надзвичайних ситуацій.
  • Thumbnail Image
    Item
    Явище maximal extractable value (MEV) в мережах блокчейн та його вплив на блокчейн екосистему
    (Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Черкас, Н. С.; Батюк, А. Є.; Cherkas, N. S.; Batiuk, A. Y.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    З появою технології смарт контрактів в мережах блокчейн стала можливою реалізація складних протоколів децентралізованих фінансів, які з часом набули значної популярності та досягнули показника Total Value Locked (TVL) в більше ніж 150 мільярдів доларів США. Мережі блокчейн, надаючи такі гарантії як незмінність, відкритість, децентралізованість та безпека, все ж нездатні забезпечити прогнозований порядок транзакцій у вихідних блоках, що стало причиною появи явища Maximal Extractable Value (MEV) – максимальної "екстрактованої" вигоди, доступної певним учасникам мережі (майнерам, валідаторам), які мають ексклюзивну можливість впливати на впорядкування транзакцій. В даній роботі проведено ґрунтовний огляд явища MEV та з'ясовано його вплив на екосистему мереж блокчейн. Окреслено безпосередню проблему прогнозованого порядку транзакцій в мережах блокчейн, проведено огляд значної кількості наукових публікацій за темою екстракції MEV, що дало можливість здійснити ретроспективний аналіз даного явища, систематизувати його найбільш поширені прояви та проаналізувати сучасні тенденції розвитку. В ході ретроспективного аналізу, виявлено паралелі зі схожими маніпуляціями в галузі високочастотної алгоритмізованої торгівлі на класичних фінансових майданчиках та зроблено важливий висновок щодо напрямку вирішення проблеми MEV в протоколах децентралізованих фінансів. Систематизовано напрямки сучасних досліджень явища MEV, проаналізовано методи та засоби досліджень, а також наведено безпосередні приклади екстракції MEV в мережі Ethereum з існуючими оцінками її масштабів. В підсумку, виділено переважаючий негативний вплив явища MEV на мережі блокчейн і децентралізовані фінанси та на основі аналізу окремої підкатегорії існуючих публікацій виявлено відсутність, на даний момент, ефективного рішення проблеми екстракції MEV. Це своєю чергою зумовлює актуальність подальших досліджень в напрямку подолання негативних впливів MEV на мережі блокчейн та протоколи децентралізованих фінансів.
  • Thumbnail Image
    Item
    Метод та засоби тестування спеціалізованих компонентів мобільної робототехнічної платформи на робочих тактових частотах
    (Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Цмоць, І. Г.; Опотяк, Ю. В.; Сенета, М. Я.; Олійник, Ю. Ю.; Газда, Н. Б.; Ткачук, К. І.; Tsmots, I. G.; Opotyak, Yu. V.; Seneta, M. Ya.; Oliynyk, Yu. Yu.; Gazda, N. B.; Tkachuk, K. I.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Проаналізовано процеси розроблення сценаріїв тестування, вибору технологічних засобів тестування апаратного та програмного забезпечення спеціалізованих компонентів мобільної робототехнічної платформи. Досліджено методи і засоби тестування спеціалізованих компонентів мобільної робототехнічної платформи при функціонуванні на робочих тактових частотах. Вдосконалено метод тестування апаратно-програмних засобів спеціалізованих компонентів мобільної робототехнічної платформи з використанням еталону, який за рахунок розроблення спеціалізованих сценаріїв і адаптації технологічного середовища до вимог конкретного застосування забезпечує підвищення якості тестування у режимі реального часу. Показано, що основними етапами тестування спеціалізованого забезпечення на робочих тактових частотах є: розроблення плану тестування, встановлення робочої тактової частоти, створення тестового середовища, виконання тестів, порівняння результатів тестування з еталонними результатами, аналіз результатів порівняння. Для тестування розроблені два середовища та два сценарії тестування: тестування засобів шифрування та маскування команд управління мобільної робототехнічної платформи; тестування засобів демаскування і дешифрування команд управління мобільної робототехнічної платформи. Для автономного управління рухом колісної мобільної робототехнічної платформи розроблено систему нейронечіткого управління, основними компонентами якої є інтелектуальні навігаційні давачі віддалі, база правил, блоки фазифікації, прийняття рішень і дефазифікації. Розроблено структуру засобів та сценаріїв тестування блоків нейроподібного шифрування/дешифрування та маскування/демаскування команд управління мобільної робототехнічної платформи, які забезпечують спільне тестування як програмних, так і апаратних засобів на робочих тактових частотах. Розроблено структуру засобів та сценаріїв тестування системи нечіткого управління рухом мобільної робототехнічної платформи, які орієнтовані на послідовне тестування блоків фазифікації, прийняття рішень і дефазифікації та забезпечують спільне тестування як програмних, так і апаратних засобів на робочих тактових частотах у реальному часі. З використанням вдосконаленого методу виконано тестування системи керування мобільної робототехнічної платформи, що підтвердило доцільність обраного підходу.
  • Thumbnail Image
    Item
    Synthesis method for S-boxes based on galois field transform matrices
    (Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Бакуніна, О. В.; Баландіна, Н. М.; Соколов, А. В.; Bakunina, O. V.; Balandina, N. M.; Sokolov, A. V.; Національний університет “Одеська юридична академія”; Національний університет “Одеська політехніка”; National University “Odesa Law Academy”; Odesa Polytechnic National University
    Криптографічні методи сьогодні є найважливішим інструментом для побудови систем захисту інформації. У той же час для вирішення проблеми шифрування великих обсягів інформації, в основному перевага віддається блоковим або потоковим симетричним шифрам через їх ефективність і доведену криптографічну стійкість, у тому числі проти атак перспективного квантового криптоаналізу. Ефективність сучасних симетричних шифрів значною мірою залежить від застосованих у їх конструкції криптографічних S-блоків, якість яких багато в чому визначає степінь реалізації концепцій дифузії та конфузії криптоалгоритмом, тоді як наявність великих наборів криптографічно високоякісних S-блоків також важлива, з точки зору їх застосування в якості довгострокового ключа. Сьогодні добре відома конструкція Ніберг, яка широко застосовується в шифрах, включаючи поширений блоковий симетричний шифр AES. Ця конструкція дозволяє синтезувати високоякісні S-блоки, які гармонійно задовольняють основним критеріям криптографічної якості, однак множини S-блоків, синтезовані за допомогою цієї конструкції, невеликі, що робить завдання розробки нових методів синтезу великих множин криптографічно високоякісних S-блоків дуже актуальним. Водночас, як показують дослідження, конструкції розширених полів Галуа є перспективним вихідним матеріалом для вирішення цієї проблеми. У цій статті побудовано матриці GF-перетворення порядку N=256 для всіх ізоморфних представлень розширеного поля Галуа GF(256), які є аналогічними перетворенню Ріда-Маллера для випадку функцій багатозначної логіки. У рамках дослідження ідентифіковано інваріантні до ізоморфізму номери рядків матриць GF-перетворення, що дозволяють отримати біективні S-блоки, у тому числі такі, що відповідають основним критеріям криптографічної якості компонентних булевих функцій, таким як алгебраїчний степінь нелінійності, відстань нелінійності, критерій розповсюдження помилки та критерій мінімізації кореляції векторів виходу та входу S-блоку. При цьому потужність набору синтезованих S-блоків у ~23 рази перевищує потужність набору S-блоків конструкції Ніберг, що дозволяє використовувати їх в якості довгострокового ключа. Запропоновані S-блоки можуть стати основою для підвищення ефективності існуючих симетричних криптографічних алгоритмів, а також для розробки нових шифрів.
  • Thumbnail Image
    Item
    Система для розпізнавання елементів одягу та їх кольорів на зображенні
    (Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Теслюк, В. М.; Івасів, С. С.; Teslyuk, V. M.; Ivasiv, S. S.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    У роботі представлена система розпізнавання елементів одягу та їх кольорів, розроблена мовою програмування Java у вигляді вебзастосунку, використовуючи архітектуру Model-View-Controller (MVC). Для зручності розробки та збирання проєкту використано систему автоматичного збирання Gradle. Система оперує принципами штучних нейронних мереж на платформі Clarifai, детально розглядаючи процес виявлення об'єктів на зображенні та ефективність роботи системи в умовах реального використання. Взято InceptionV2 як базову модель з оброблення зображень, використано техніку FPN для аналізу зображень з різними масштабами, зі зміною розміру зображень до 512 пікселів, і здійснено навчання за допомогою стохастичного градієнтного спуску з використанням техніки виділення важких прикладів (негативів). Застосовано алгоритм зрізу по медіані для визначення домінантного кольору елементу одягу; визначення домінантного кольору кожного елементу одягу розглядається окремо, з акцентом на точність розпізнавання, яка складає 100 %. Реалізовано підхід для визначення найближчого кольору з назвою на основі домінантного кольору. Підхід базується на обчисленні евклідової відстані між двома точками у тривимірному просторі, де здійснюється перебір 140 кольорів з назвою колірної моделі RGB для визначення найближчого кольору з назвою до домінантного. Проте при пошуку найближчого кольору з назвою виявлено певні обмеження, які призводять до пониження точності до 60 %. Вплив різних факторів, таких як освітлення та якість зображення, детально розглядається в контексті їх впливу на результат роботи системи. Інтерфейс користувача представлено як інтуїтивний інструмент для взаємодії з системою, що дає змогу перевіряти розпізнані елементи одягу та визначені кольори. Окрім того, додатково надаються рекомендації з основних колірних комбінацій, які можуть бути використані користувачем для поліпшення свого стилю одягу. У роботі наведено приклад застосування системи на реальному зображенні, візуально продемонстровано результати та описано якість розпізнавання елементів одягу та їх кольорів. Однією з ключових особливостей представленої системи є її гнучкість і можливість масштабування. Якість розпізнавання може бути надалі покращена за допомогою додаткового тренування моделі на більш великих наборах даних. У роботі висвітлені питання оптимізації процесів оброблення даних та подальшого аналізу отриманих результатів. Оцінено час та складність виконання алгоритмів пошуку домінантного кольору та пошуку найближчого кольору з назвою. Наукова новизна отриманих результатів дослідження полягає в тому, шо вперше розроблено комплексну систему розпізнавання елементів одягу та їх кольорів з використанням ШНМ та реалізовано підхід пошуку найближчого кольору з назвою, де під комплексністю системи розуміється повний цикл оброблення зображення в одній системі – визначення розташування елементів одягу, класифікація елементів одягу, визначення домінантного кольору елементів одягу та визначення найближчого кольору з назвою для подальшого візуального відображення усієї інформації користувачу та наданні основних колірних комбінацій для виправлення власних кольорів, чи для того, щоб запевнитись у правильності колірної комбінації. Практична значущість результатів дослідження полягає у розробленні структури та алгоритмів роботи застосунку, програмній реалізації системи, яка змінює підхід до вибору та перевірки колірних комбінацій. Такий підхід дає користувачу чіткі назви кольорів, згідно з якими можна створювати власні, правильні за комбінаціями кольорів, набори одягу або якісно здійснювати пошук елементів одягу у мережі за отриманими кольорами. Також систему можна використати як засіб для розмітки "даних" або, іншими словами, для підготовки матеріалу, який буде використовуватись для тренування моделей машинного навчання чи нейронних мереж. Перспективи розвитку включають інтеграцію з іншими системами, розширення бази даних зображень для покращення точності та використання додаткових джерел даних для розширення функціоналу системи.
  • Thumbnail Image
    Item
    Дослідження моделей для розпізнавання жестів з використанням 3D конволюційних нейронних мереж та візуальних трансформерів
    (Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Чорненький, В. Я.; Казимира, І. Я.; Chornenkyi, V. Ya.; Kazymyra, I. Ya.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    У роботі розглядається актуальне завдання розпізнавання жестів з метою реформування способів до навчання військових, способів комунікації людини та машини та вдосконалення взаємодії людини-людини та людини-машини для осіб з обмеженими можливостями. Проаналізовано методи для розпізнавання жестів руки на основі компʼютерного зору, а також з використанням глибокого навчання. Описано принципи роботи моделей з використанням 3D конволюційних нейронних мереж та трансформерів, наведено їх структурні схеми та проаналізовано особливості функціонування складових. У межах 3D-CNN архітектури розглянуто конволюційну нейронну мережу з двома конволюційними шарами та двома шарами групування. Кожна 3D згортка отримується шляхом згортки ядра 3D-фільтра і складання декількох суміжних кадрів разом для отримання 3D-куба. У межах ViT архітектури розглянуто візуальний трансформер з Linear Projection, Transformer Encoder, двома підшарами: шар Multi-head SelfAttention (MSA) та шаром прямого поширення, також відомим як Multi-Layer Perceptron (MLP). На підставі досліджених архітектур проведено навчання моделей з використанням ASL та NUS-II наборів даних та розглянуто їх ефективність після 20 навчальних епох на основі показників відтворення, точності та F1-оцінки. Визначено вплив тривалості навчання на ефективність моделі з використанням ViT архітектури після 20 та 40 навчальних епох. Продемонстровано, в яких ситуаціях 3D конволюційні нейронні мережі та візуальні трансформери показують кращі результати точності, та обмеження, притаманні кожному підходу в умовах варіативності середовища та обчислювальних потужностей. Отримали подальший розвиток інноваційні архітектури для розпізнавання жестів руки з використанням глибокого навчання для майбутніх досліджень та реалізацій у програмних продуктах.
  • Thumbnail Image
    Item
    Математичні моделі визначення температурних полів у теплоактивних елементах цифрових пристроїв з локальним внутрішнім нагріванням та із урахуванням термочутливості
    (Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Гавриш, В. І.; Шкраб, Р. Р.; Havrysh, V. I.; Shkrab, R. R.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Розроблено лінійну та нелінійну математичні моделі визначення температурного поля, а в подальшому і аналізу температурних режимів в ізотропних просторових теплоактивних середовищах, які піддаються внутрішньому локальному тепловому навантаженню. У випадку нелінійної крайової задачі застосовано перетворення Кірхгофа, із використанням якого лінеаризовано вихідне нелінійне рівняння теплопровідності та нелінійні крайові умови і внаслідок отримано лінеаризоване диференціальне рівняння другого порядку з частковими похідними та розривною правою частиною та частково лінеаризовані крайові умови. Для остаточної лінеаризації частково лінеаризованих крайових умов виконано апроксимацію температури за радіальною просторовою координатою на межовій поверхні термочутливого середовища кусково-сталою функцією, внаслідок чого отримано крайову задачу цілком лінеаризованою. Для розв'язування лінійної крайової задачі, а також отриманої лінеаризованої крайової задачі відносно перетворення Кірхгофа використано метод інтегрального перетворення Генкеля, внаслідок чого отримано аналітичні розв'язки цих задач. Для термочутливого середовища, як приклад, вибрано лінійну залежність коефіцієнта теплопровідності конструкційного матеріалу структури від температури, яку часто використовують у багатьох практичних задачах. Внаслідок, отримано аналітичне співвідношення для визначення розподілу температури у цьому середовищі. Виконано числовий аналіз поведінки температури як функції просторових координат для заданих значень геометричних і теплофізичних параметрів. Досліджено вплив потужності внутрішніх джерел тепла та матеріалів середовища на розподіл температури. Для визначення числових значень температури в наведеній конструкції, а також аналізу теплообмінних процесів в середині цих конструкцій, зумовлених внутрішнім тепловим навантаженням, розроблено програмні засоби, із використанням яких виконано геометричне зображення розподілу температури залежно від просторових координат. Розроблені лінійна та нелінійна математичні моделі визначення температурного поля у просторових теплоактивних середовищах з внутрішнім нагріванням свідчать про їх адекватність реальному фізичному процесу. Вони дають змогу аналізувати такі середовища щодо їх термостійкості. Як наслідок, стає можливим її підвищити і захистити від перегрівання, яке може спричинити руйнування не тільки окремих вузлів та їх елементів, а й всієї конструкції.
  • Thumbnail Image
    Item
    Модель вибору сповіщувачів системи безпеки
    (Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Овсяк, В. К.; Турчак, В. Р.; Овсяк, О. В.; Ovsyak, V. K.; Turchak, V. R.; Ovsyak, O. V.; Українська академія друкарства; Кельцький технологічний університет; Національний лісотехнічний університет України; Ukrainian Academy of Printing; Kielce University of Technology; Ukrainian National Forestry University
    Виявлено, що пошуковими системами забезпечується широкий вибір сповіщувачів з технічними характеристиками. Значний спектр характеристик забезпечує застосування сповіщувачів для розв'язання задач в системах безпеки. Розроблена модедь пошуку та сортуваання сповіщувачів систем безпеки. В її основу закладені необхідні та достатні характеристики сповіщувачів, які забезпечують їх вибір залежно від поставлених задач для систем безпеки. На підставі вимог користувача і технічних характеристик сповіщувачів формуються критерії їхнього відбору. Введено пріорітети критеріїв для вибору сповіщувачів систем безпеки. В моделі утворюється впорядкований список сповіщувачів, які відповідають заданим критеріям. Кожному сповіщувачу списку приписується неповторюваний індивідуальний номер. За важливістю критеріїв здійснюється ранжування сповіщувачів, кількість ітерацій якого залежить від кількості обраних критеріїв. Максимальна зміна позиції сповіщувача списку визначається як відношення кількості сповіщувачів списку до номера пріорітету критерію. Наведено приклад застосування розробленої моделі для вибору сповіщувачів систем безпеки. В першій ітерації ражування сповіщувачів відбувається залежно від типу поля першого критерію, яке може бути описове чи числове. Якщо поле із критерієм описове, то його вміст верифікується та сортуються сповіщувачі. В іншому випадку – ранжування по значенню параметра сповіщувача. Допустиме ранжування сповіщувачів – всі позиції таблиці. За всіма інщими критеріями максимальна зміна позицій сповіщувачів залежить, як від значення критерію так і пріорітету критерію, який обмежує максимальну зміну позицій. В подальшому дослідженні пропонується альтернатива ранжування за критеріями, але не за відношеннями критеріїв, а за вибором користувача.
  • Thumbnail Image
    Item
    Зміст
    (Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28)
  • Thumbnail Image
    Item
    Інформаційна технологія для аналізу пунктів продажу мобільного оператора на основі методів кластеризації
    (Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Нарушинська, О. О.; Мотрунич, В. І.; Арзубов, М. В.; Теслюк, В. М.; Narushynska, O. O.; Motrunych, V. I.; Arzubov, M. V.; Teslyuk, V. M.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Представлено дослідження, спрямоване на розробку та впровадження інформаційної технології моніторингу та аналізу сегментів пунктів продажу мобільного оператора з використанням методів кластеризації. Дослідження вирішує актуальну проблему в сфері маркетингу та бізнес-оптимізації, а саме: покращення стратегій мережі пунктів продажу мобільного зв'язку. В дослідницькій роботі представлено новітній підхід до сегментації пунктів продажу мобільного оператора з використанням алгоритмів кластеризації. Було розроблено програмний продукт, що містить алгоритми машинного навчання для кластеризації пунктів продажу за ключовими параметрами. Здійснено комплексний аналіз бази даних мобільного оператора для визначення критичних характеристик пунктів продажу, таких як прибутковість, патерни використання послуг мобільного оператора, кількість нових та втрачених клієнтів, географічне розташування, та інші важливі індикатори. Особлива увага була приділена розробці інструментарію для підготовки та опрацювання вхідних даних, що забезпечує точність подальшої кластеризації. За допомогою створеного продукту мобільний оператор зможе ідентифікувати найбільш прибуткові пункти продажу, виявити можливості для зростання та розробити цільові стратегії для кожного сегмента. Застосуванням розробленої технології мобільний оператор отримує можливість не тільки виявити ключові та прибуткові точки продажів, але й розробити цілеспрямовані стратегії для різних груп пунктів продажу з урахуванням їх унікальних характеристик. Такий підхід підсилює позиції компанії на ринку, сприяючи підвищенню задоволеності споживачів та збільшенню прибутків. Крім того, розроблена система має потенціал для аналізу динаміки зміни пунктів продажу з часом, що дає змогу мобільному оператору підтримувати оптимальну стратегію розвитку та задовольняти потреби клієнтів, що може сприяти підвищенню прибутковості та конкурентоспроможності бізнесу.