Інформаційна система розподіленого зберігання і шифрування даних

Abstract

У бакалаврській кваліфікаційній роботі досліджено питання захисту інформації в умовах зростання кіберзагроз. Проаналізовано еволюцію методів збереження та захисту даних, від найдавніших форм до сучасних підходів із використанням розподілених систем і криптографії. [1][2] Розглянуто основні моделі зберігання: централізовану, розподілену та децентралізовану. Обґрунтовано доцільність вибору розподіленої архітектури як найбільш стійкої до відмов і втрати інформації. [2][3] Визначено, що ефективне поєднання криптографічного захисту з розподіленим підходом до зберігання дозволяє забезпечити високий рівень безпеки в сучасних інформаційних системах. Для формалізації вимог та цілей системи застосовано метод дерево цілей та метод аналізу ієрархій (МАІ). Накреслено контекстну діаграму системи, в нотації IDEF0, для опису функціоналу системи. Визначено функціональні та нефункціональні вимоги до інформаційної системи. Реалізовано модульну архітектуру системи, що дозволяє спростити супровід, масштабування та забезпечити розмежування функціоналу системи на логічні модулі. Проведено тестування системи. Здійснено перевірку працездатності ключових функцій: збереження, шифрування та розшифрування інформації. Також проведено тестування роботи системи при великих навантаженнях. Об’єкт дослідження – процес зберігання даних у розподіленому середовищі; Предмет дослідження – інформаційна система захисту та зберігання даних; Мета дослідження – розробка безпечної, ефективної системи для шифрування й розподіленого зберігання даних. У результаті дослідження обґрунтовано доцільність використання розподіленої моделі зберігання даних у поєднанні з криптографічними методами захисту. Розроблено архітектуру інформаційної системи з модульною структурою, яка реалізує функції шифрування, розподілу, збереження та відновлення даних. Проведене тестування підтвердило коректну роботу системи та її стійкість до обробки великих обсягів інформації.

This bachelor's qualification thesis explores the issue of information protection amid the rise of cyber threats. It analyzes the evolution of data storage and protection methods, from ancient forms to modern approaches involving distributed systems and cryptography.[1][2] The main storage models are examined: centralized, distributed, and decentralized. The rationale for choosing a distributed architecture is provided, highlighting its resilience to failure and data loss.[2][3] It is concluded that an effective combination of cryptographic protection with a distributed storage approach ensures a high level of security in modern information systems. To formalize the system's requirements and objectives, the goal tree method and the Analytic Hierarchy Process (AHP) were applied. A context diagram of the system was drawn using the IDEF0 notation to describe the system’s functionality. Both functional and non-functional requirements for the information system were identified. A modular system architecture was implemented to simplify maintenance, enable scalability, and separate system functionality into logical modules. System testing was conducted, verifying the functionality of key features: data storage, encryption, and decryption. Additionally, the system was tested under high-load conditions. Object of study – the process of data storage in a distributed environment; Subject of study – the information system for data protection and storage; Research aim – the development of a secure and efficient system for data encryption and distributed storage. As a result of the study, the feasibility of using a distributed data storage model combined with cryptographic protection methods was substantiated. A modular architecture for the information system was developed, implementing functions of encryption, distribution, storage, and data recovery. Testing confirmed the system’s correct operation and its resilience under large data volumes.