Лаборатория информационной безопасности

Зав. лабораторией д.т.н.,

профессор Бияшев Р.Г

Основными направлениями лаборатории является выполнение научно-исследовательских работ по разработке новых отечественных средств обеспечения информационной безопасности:

  – создание систем симметричного блочного шифрования при хранении и передаче информации; исследование надежности разработанных систем симметричного блочного шифрования с использованием различных методов криптоанализа; программная реализация разработанных систем симметричного блочного шифрования при хранении  – передаче информации; разработка операционных устройств для криптографической защиты информации;

 – разработка и исследование алгоритмов генерации и распределения криптографических ключей и анализ их надежности, анализ их надежности; разработка механизма накопления, хранения ключей с обеспечением их безопасности; исследование и оценка надежности вышеуказанных криптоалгоритмов методами криптоанализа и их программная реализация;

– разработка автоматизированной системы в казахстанском сегменте защищенного трансграничного обмена электронными документами при международном взаимодействии Казахстана, в частности, со странами СНГ и Евразийского экономического союза.

Получены следующие новые результаты:

– разработаны, программно реализованы и исследованы на криптостойкость четыре системы симметричного шифрования: «AL01», «BC-2», «Qamal» и «EM»; исследована их надежность с использованием методов линейного, алгебраического, дифференциального, интегрального криптоанализа и атаки методом «бумеранга»; проведена оценка их статистической безопасности с использованием тестов Д. Кнута;

– разработаны 14 новых схемных решений последовательных, матричных и конвейерных устройств приведения чисел по модулю, а также устройств умножения чисел по модулю последовательного действия, с матричной и конвейерной организацией структуры с моделированием их на ПЛИС для оптимизации аппаратных затрат и ускорения выполнения базовых операций для криптографической защиты информации; проведена проверка правильности работы разработанного алгоритма умножения чисел по модулю;

– разработаны модифицированный алгоритм генерации псевдослучайных последовательностей (ПСП) и новые алгоритмы ПСП_1, ПСП_2 и ПСП_3 для генерации ПСП и осуществлена их компьютерная реализация; проведены криптоанализ этих алгоритмов генерации ПСП и компьютерное тестирование с использованием статистических тестов; предложены схема распределения ключей с использованием самосертифицируемых ключей и  модель управления криптографическими ключами (УКК) на базе алгоритма шифрования «BC-2»;  разработана система УКК «CKMS Crypto 1.0» для криптографической защиты информации на уровне компьютерных файлов;.

– предложена автоматизированная система в казахстанском сегменте защищенного трансграничного обмена электронными документами при международном взаимодействии Казахстана, в частности, со странами СНГ и Евразийского экономического союза; разработаны и программно реализованы составляющие систему компоненты в виде отдельных модулей: шифрования, ЭЦП и разграничения доступа к данным.

Практическое применение:

Результаты проведенных НИР использованы в совместной образовательной программе КазНУ им. аль-Фараби и РГП на ПХВ «Институт информационных и вычислительных технологий» КН МОН РК на базе комплекса «Ғылым Ордасы» при подготовке бакалавров, магистрантов и PhD докторантов.

Выполнение представленных результатов научно-исследовательских работ (НИР) вносит вклад в развитие и создание системы цифрового Казахстана и в создание отечественных криптографических средств защиты информации; реализацию Концепции кибербезопасности «Киберщит Казахстана», а также в реализацию Стратегии развития интегрированной информационной системы Евразийского экономического союза на период до 2025 года».

Представленные результаты могут быть использованы в силовых структурах государства (КНБ, МО, МВД) в части надежной защиты информации при ее передаче по различным каналам связи, в том числе беспроводным.

Проект ПЦФ: № BR05236757. Разработка программных и программно-аппаратных средств для криптографической защиты информации при ее передаче и хранении в инфокоммуникационных системах и сетях общего назначения

Цель проекта:

Цели выполняемой научно-исследовательской работы на 2018-2020 гг.:

Целью научно-исследовательской работы по научно-технической программе является разработка систем симметричного блочного шифрования при хранении и передаче информации; исследование надежности разработанных систем симметричного блочного шифрования с использованием различных методов криптоанализа; программная реализация разработанных систем симметричного блочного шифрования при хранении и передаче информации; разработка операционных устройств для криптографической защиты информации.

Получены следующие результаты:

В результате проведения указанных научно-исследовательских работ были разработаны, программно реализованы и исследованы на криптостойкость четыре системы симметричного шифрования: «AL01», «BC-2», «Qamal» и «EM». Для исследования их надежности применялись методы по линейному, алгебраическому, дифференциальному, интегральному криптоанализ и атака методом «бумеранга». Оценена их статистическая безопасность с использованием тестов Д. Кнута.

Разработаны 14 новых схемных решений последовательных, матричных и конвейерных устройств приведения чисел по модулю, а также устройств умножения чисел по модулю последовательного действия, с матричной и конвейерной организацией структуры с моделированием их на ПЛИС для оптимизации аппаратных затрат и ускорения выполнения базовых операций для криптографической защиты информации. Проверена правильность работы разработанного алгоритма умножения чисел по модулю.

Результаты проведенного исследования могут быть использованы при разработке средств криптографической защиты информации для государственных и частных структур. Кроме того, полученные результаты используются в учебном процессе магистратуры и PhD докторантуры в ИИВТ КН МОН РК, КазНУ, НАО АУЭС и КазНПУ.

Публикации:

Список публикаций за 2018 год:

  1. Нысанбаева С.Е., Усатова O. Способы обеспечения безопасности информации в базах данных // Вестник КазНИТУ им.Сатпаева. –Алматы, 2018. –  № 2. –  С. 66-70.
  2. Нысанбаева С.Е., Усатова O. Возможное применение больших данных в системе образования //  Сб. XLII Междунар. научно-практ. конф. «Инновационные технологии на транспорте: образование, наука, практика» в рамках реализации Послания Президента РК Н. Назарбаева «Новые возможности развития в условиях четвертой промышленной революции». – Алматы, 2018. – Т. 2. –  С. 95-99.
  3. Нысанбаева С.Е., Усатова О.А.  Криптографическая защитa в автоматизированных системах //  Матер. науч. конф. Института информационных и вычислительных технологий МОН РК «Современные проблемы информатики и вычислительной технологий». – Алматы, 2018. – С. 220-223.
  4. Нысанбаева С.Е., Усатова О.А. Двухфакторная аутентификация в автоматизированной системе управления //  Матер. III междунар. науч. конф. «Информатика и прикладная математика», посв. 80-летнему юбилею проф. Бияшева Р.Г. и 70-летию проф. Айдарханова М.Б.  – Алматы, 2018. – C. 239-242.
  5. Нюсупов А.Т. Обзор сетевых вирусов – «майнеров» как новой угрозы современного интернета // Матер. Междунар. конф. студентов и молодых ученых «Фараби әлемі». – Қазақ университеті, Алматы, 2018. – С. 319.
  6. Нысанбаева С.Е., Магзом М.М., Нюсупов А.Т. Обзор современных децентрализованных систем для достижения консенсуса на основе технологии распределенного реестра // Вестник КазНИТУ. – Алматы, 2018. –  №4. – С. 339-344.
  7. Нысанбаева С.Е., Нюсупов А.Т., Манас Ж.Б. Создание инструмента для выявления сетевых вирусов-майнеров на основе криптовалюты Monero // Матер. XIV Междунар. Азиатской школы-семинара «Проблемы оптимизации сложных систем». – Кыргызская республика, с. Кара-Ой, 2018. – С. 113-119.
  8. Нысанбаева С.Е., Нюсупов А.Т. Достижение консенсуса в современных децентрализованных системах // Матер. науч. конф. Института информационных и вычислительных технологий МОН РК «Современные проблемы информатики и вычислительной технологий».  – Алматы, 2018. – C. 217-220.
  9. Нысанбаева С.Е., Нюсупов А.Т. Информационные системы на основе технологии распределенного реестра – Blockchain // Матер. III междун. науч. конф. посв. 80-летнему юбилею проф. Бияшева Р.Г. и 70-летию проф. Айдарханова М.Б.  –  Алматы, 2018. – C. 233-238.
  10. Biyashev, R.G., Kalimoldayev M.N., Nyssanbayeva, S.E., Kapalova N.A.,  Dyusenbayev, D.S., Algazy K.T., Development and analysis of the encryption algorithm in nonpositional polynomial notations // Eurasian Journal of Mathematical and Computer Applications. – 2018. – № 6(2). – С.19-33.
  11. Капалова Н.А., Дюсенбаев Д.С., Алгазы К.Т., Хаумен А. Линейный криптоанализ для одного раунда алгоритма «KazCipher с использованием SP сети» // Матер. XIV Междунар. Азиатской школы-семинара “Проблемы оптимизации сложных систем”. – Кыргызская Республика. с. Кара-Ой, 2018.  – Ч.1. – С. 283-290.
  12. Калимолдаев М.Н., Бияшев Р.Г., Рог О.А., Применение моделей разграничения доступа для защиты информации в системах электронного голосования // Матер. ІІI  Междунар. науч. конф. «Информатика и прикладная математика», посвящ. 80-летнему юбилею проф. Бияшева Р.Г. и 70-летию проф. Айдарханова М.Б.  – Алматы, 2018. – С. 207-213.
  13. Adilbekkyzy S., Aitkhozhayeva E., Tynymbayev S. Analysis of devices structures for modular reduction // The 16th International Scientific Conference «Information Technologies, Management and Society». – Riga, 2018. – P. 97-98.
  14. Тынымбаев С.Т., Бердибаев Р.Ш., Омар Т., Шайкулова А.А., Магауин Б. Быстродействующие устройства приведения числа по модулю // Матер. IV Междунар. Азиатской школы-семинара «Проблемы оптимизации сложных систем». – Кыргызская Республика, с. Кара-Ой,  2018. – Ч. 2. – Р. 273-279.
  15. Тынымбаев С.Т., Бердибаев Р.Ш., Омар Т., Абдуллаев М.А., Әділбекқызы С. Устройство для приведения чисел по модулю с минимальными аппаратными затратами последовательного действия // Матер. ІІІ Междуна. Конф. «Информатика и прикладная математика», посвящ. 80-летнему юбилею проф. Бияшева Р.Г. и 70-летию проф. Айдарханова М.Б. – Алматы, 2018. – С. 242-250.

Список публикаций за 2019 год:

  1. Дюсенбаев Д., Сақан Қ. «AL01» шифрлау алгоритміне криптографиялық талдау // Матер. IV междунар. науч.-практ. конф. «Информатика и прикладная математика».– Алматы, 2019. – Ч.2. – С. 561-569.
  2. Нысанбаева С.Е., Варенников А.В. Формирование базы данных неприводимых многочленов над конечным полем GF(2) // Матер. IV междунар. науч.-практ. конф. «Информатика и прикладная математика». – Алматы, 2019. – Ч.2. – С. 630-638.
  3. Бияшев Р.Г., Алгазы К.Т., Дюсенбаев Д.С., Ержанов Е.Б. Результаты проверки «лавинного эффекта» алгоритма «AL01» // Матер. IV междунар. науч.-практ. конф. «Информатика и прикладная математика». – Алматы, 2019. -Ч.2. – С. 602-607.
  4. Капалова Н.А., Хомпыш А., Алгазы К.Т. EM түрлендіру әдісі негізінде жасалған блокты шифрлеу алгоритміне жүргізілген бағалау тесттері // Матер. IV междунар. научно-практ. конф. «Информатика и прикладная математика». – Алматы, 2019. – Ч.2. – С. 580-587.
  5. Сақан Қ., Алғазы К. Программная реализация алгоритма симметричного блочного шифрования «Qamal» для исследования его криптографических свойств // Матер. науч. конф. ИИВТ МОН РК «Современные проблемы информатики и вычислительных технологий». – Алматы, 2019. – С. 269-275.
  6. Хомпыш А., Криптостойкости S-блоков в алгоритме шифрования на основе EM // Матер. XXIII молодёжной междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных. – СПб, 2019. — С. 15-19
  7. Пирожников А.Г., Дюсенбаев Д.С., Некоторые следствия теоремы Вильсона // Матер. IV междунар. науч.-практ. конф. «Информатика и прикладная математика». – Алматы, 2019. – Ч.1 – С. 301-304
  8. Бегимбаева Е.Е., Усатова О.А., Бияшев Р.Г., Нысанбаева С.Е., Вуйцик В. Разработка модулей для защиты информации в автоматизированной системе с применением разграничения доступа // Матер. IV междунар. науч.-практ. конф. «Информатика и прикладная математика». – Алматы, 2019. –Ч.2. – С. 595-602.
  9. Абдикаликов К.А. Криптостойкость системы шифрования RSA // Матер. IV междунар. науч.-практ. конф. «Информатика и прикладная математика». – Алматы, 2019. –Ч.2. – С. 587-592.
  10. Aitkhozhayeva Y. Zh., Tynymbayev S., Seilova N. A., Tereikovska L.A., Imanbayev A. Zh. Method and device for modulus reduction // Bulletin of National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. – Алматы: Наука, 2019. – №2 (378). – С.220-225 (Scopus, Web of Science, IF 0.094 по КазБЦ).
  11. Tynymbayev S., Gnatyuk S.A., Aitkhozhayeva Y. Zh., Berdibayev R.Sh., Namazbayev T.A. Modular reduction based on the divider by blocking negative remainders // News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. Series of Geology and Technical Sciences. – Алматы: Наука, 2019. – №2 (434). – С.238-248 (Scopus, Cite Score Tracker 0.06, SJR 0.142, Web of Science, IF 0.118 по КазБЦ).
  12. Әділбеккызы С., Айтхожаева Е.Ж., Тынымбаев С. Моделирование формирователя частичных остатков устройства приведения по модулю // Евразийский Союз Ученых. – М., 2019. – №6 (63), ч.2. – С.47-51. (РИНЦ, Global impact factor (0.388), Scientific indexing service, CiteFactor, JIFactor, ISI (0.833), Index Copernicus (ICI)).
  13. S. Nyssanbayeva, W. Wojcik, O. Ussatova «Algorithm for generating temporary password based on the two- factor authentication model» // Przegląd Elektrotechniczny. – Poland, 2019. – № 5. – P. 101 – 106.
  14. O. Ussatova, S. Nyssanbayeva, W. Wojcik «Two-factor authentication algorithm implementation with additional security parameter based on mobile application» // International Conference on Wireless Communication, Network and Multimedia Engineering. – Guilin, China, 2019. – P.84-86.
  15. O. Ussatova, S. Nyssanbayeva, W. Wojcik «Development of an authentication model based on the second factor in an automated control system»// Вестник КБТУ. – Алматы, 2019. – P. 115-118.
  16. O. Ussatova, S. Nyssanbayeva, W. Wojcik «Software implementation of two-factor authentication to ensure security when accessing an information system» // Вестник КазНУ им.аль-Фараби. – Алматы, 2019. – №1(101). -С.87-95.
  17. Olga Ussatova, Saule Nyssanbayeva «Generators of one-time two-factor authentication passwords» // Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska. – Poland, 2019. – № 2. – С. 60 – 64.
  18. Усатова О.А., Нысанбаева С.Е. «Обеспечение защиты информационной системы с помощью двухфакторной аутентификации» // Науч. конф. ИИВТ «Современные проблемы информатики и вычислительных технологий» – Алматы, 2019. – С. 337-343.
  19. Tynymbayev S., Gnatyuk S.A., Aitkhozhayeva Y. Zh., Berdibayev R.Sh., Namazbayev T.A. Tetyana Okhrimenko T. Development of Modular Reduction Based on the Divider by Blocking Negative Remainders for Critical Cryptographic Application // 2019 IEEE 2nd Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering Lviv. – Ukraine, 2019. – С. 809-812.
  20. S. Tynymbayev, R. Sh. Berdibayev, T. Omar, S. A. Gnatyuk, T. A. Namazbayev, S. Adilbekkyzy // Devices for multiplying modulo numbers with analysis of the lower bits of the multiplier // Bulletin of National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. – Алматы: Наука, 2019. – № 4. – С. 38-45 (Scopus, Web of Science, IF 0.094 по КазБЦ).
  21. Жукабаева Т., Абдилдаева А., Тураев Ш., Марденов Е. Разработка модифицированных криптосистем на основе конечных автоматов // Матер. IV междунар. науч.-практ. конф. «Информатика и прикладная математика». – Алматы, 2019. – Ч.1. – С.239-247.
  22. S. Tynymbayev, T. R. Berdibayev, Omar, S. Gnatyuk, T. Namazbayev,  S. Adilbekkyzy.  Devices for Modular Multiplication of Numbers with Analysis of Two Least Significant Bits of the Multiplier // 1st International conference on cyber hygiene & conflict management in global information networks, – Kyiv and Lviv, Ukraine, 2019 // http://ceur-ws.org/Vol-2654/paper59.pdf

Список публикаций за 2020 год:

  1. Капалова Н., Дюсенбаев Д., Сақан Қ., Алғазы К. «AL01» шифрлау алгоритміне криптографиялық талдау // Хабаршы КазҰТЗУ. – Алматы, 2019. – № 5. – 92-98 б.
  2. Алгазы К.Т., Бабенко Л.К., Бияшев Р.Г., Ищукова Е.А., Капалова Н.А., Нысанбаева С.Е. Исследование дифференциальных свойств нового Алгоритма шифрования Qamal // Матер. междунар. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы информационной безопасности в Казахстане». – Алматы, 2020. – C. 97-105.
  3. Бияшев Р.Г., Алгазы К.Т., Хомпыш А. Исследование разработанных алгоритмов по критерию «лавинного эффекта» // Матер. междунар. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы информационной безопасности в Казахстане». – Алматы, 2020. – С. 107-119.
  4. Дюсенбаев Д.С., Сакан К.С. Криптографическая атака на алгоритм «Qamal» методом бумеранга // Матер. междунар. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы информационной безопасности в Казахстане». – Алматы, 2020. – С. 123-129.
  5. R.G. Biyashev, A. Smolarz, K. T. Algazy, A.Khompysh. Encryption algorithm “Qamal NPNS” based on a nonpositional polynomial notation // Вестник КазНУ им. Аль-Фараби. – Алматы, 2020. – № 1. – С. 198-208.
  6. К.Т. Алғазы, Д.С.Дюсенбаев, С.Қ.Сақан. Qamal шифрлау алгоритмінің криптотұрақтылығын бағалау бойынша жұмыстар нәтижелері // Матер. науч. конф. ИИВТ МОН РК «Современные проблемы информатики и вычислительной технологий». – Алматы, 2020. – С. 51–56.
  7. Бияшев Р.Г., Алгазы К.Т., Дюсенбаев Д.С., Сакан К.С. Результаты линейного криптоанализа шифра Qamal // Вестник АУЭС. – Алматы, 2020. – № 2. – С. 96-105.
  8. Сакан К.С., Алгазы К.Т., Дюсенбаев Д.С., О некоторых способах улучшения производительности вычисления блока mixer2 алгоритма шифрования «Qamal» // Вестник КазНИТУ. – Алматы, 2020. – № 4. – С. 492-499.
  9. Nursulu Kapalova, Ardabek Khompysh, Müslüm Arici, Kunbolat Algazy. A block encryption algorithm based on exponentiation transform // Cogent Engineering. – 2020. – № 7 (1788292). – P. 1-12 // https://doi.org/10.1080/23311916.2020.1788292 (квартиль Q2, процентиль – 69).
  10. Дюсенбаев Д.С., Алгазы К.Т., Сакан К.С. Исследование алгоритмов шифровании «Al01» и «Qamal» на основе алгебраического криптоанализа // Вестник КазНИТУ. – Алматы, 2020. – № 5. – С. 620-629.
  11. Сакан К.С., Алгазы К.Т. Криптографиялық хеш алгоритмдер жасаудың әртүрлі жолдарын қарастыру // Матер. междунар. науч.-практ. конф. “Информатика и прикладная математика”. – Алматы, 2020. – С. 374-378.
  12. Алгазы К.Т., Сакан К.С. Принципы построения блочных шифров и требования к ним // Матер. V междунар. науч.-практ. конф. “Информатика и прикладная математика”. – Алматы, 2020. – С. 378-384.
  13. Д.С. Дюсенбаев, Al01 алгоритміне интегралдық криптографиялық талдау // Матер. V междунар. науч.-практ. конф. “Информатика и прикладная математика”. – Алматы, 2020. – С. 357-362.
  14. Капалова Н., Хаумен А., Сақан К. Рассеивающие свойства линейных Преобразовании// Матер. науч. конф. ИИВТ МОН РК «Современные проблемы информатики и вычислительных технологий». – Алматы, 2020. – С. 188-193.
  15. Капалова Н.А., Хаумен А. Симметричный блочный алгоритм шифрования данных «ВС-2» // «Безопасные информационные технологии». Сборник трудов Десятой междунар. науч.-техн. конф. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2019. – С. 161-166.
  16. Капалова Н.А., Хаумен А., Ержанова А. Ключевое расписание алгоритма шифрования данных «BC-2» // Матер. V междунар. науч.-практ. конф. “Информатика и прикладная математика”. – Алматы, 2020. – С. 408-414.
  17. С.А. Попенко, Г.А. Микоян, Е.А.Ищукова. Исследование программных реализаций шифра QAMAL // Матер. VIII Всерос. молодежной школы-семинара по проблемам информационной безопасности. – Таганрог, 2019. – С. 190-197.
  18. Сертификат соответствия KZ.7500507.05.01.27563. Программа шифрования файлов «AL01 Crypto (версия 1.0)» / РГП на ПХВ «Институт информационных и вычислительных технологий» КН МОН РК; опубл. 10.08.2020. – 1 с.
  19. S. Tynymbayev, R. Berdibayev, T. Omar, Y. Aitkhozhayeva, A. Shaikulova and S. Adilbekkyzy. High-speed devices for modular reduction with minimal hardware costs // Cogent Engineering. – 2019. – № 6: (1697555). – P. 1-11 // https://doi.org/10.1080/23311916.2019.1697555 (квартиль Q2, процентиль – 69).
  20. С. Тынымбаев, Е.Ж. Айтхожаева, С. Әділбекқызы, Р. Ш. Бердибаев. Разработка и моделирование принципиальной схемы устройства приведения по модулю // «Проблемы информатики». – 2019. – № 4. – C. 42-52.
  21. Айтхожаева Е.Ж., Тынымбаев С.Т., Бердибаев Р.Ш.,Абильда Б.Г. Умножитель чисел по модулю с анализом двух старших разрядов множителя за шаг // Матер. междунар. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы информационной безопасности в Казахстане». – Алматы, 2020. – С. 236-241.
  22. Тынымбаев С.Т., Шайкулова А.А., Калижанова,А.У. Козбакова А.Х. Конвейерный умножитель чисел по модулю  с анализом старших разрядов  множителя // Вестник КазНИТУ. – 2020. – № 2 (138). – С. 267-274.
  23. Aitkhozhayeva Y.Zh., Tynymbayev S., Adilbekkyzy S., , Skabylov A., Ibraimov M. Design and research of the behavioral model for the modular reduction device // Engineering: Modeling of the nonlinear physical and technical processes. – 2020 // – DOI 10.31489/2020No1/151-156, – UDC: 621.38.049.77
  24. С. Тынымбаев, Р.Ш. Бердибаев, А.А. Шайкулова, С. Әділбекқызы, Т.А. Намазбаев. Конвейерный умножитель чисел по модулю с анализом младших разрядов множителя // Матер. науч. конф. ИИВТ МОН РК «Современные проблемы информатики и вычислительных технологий». – Алматы, 2020. – С. 295-303.

Авторские свидетельства:

1. Авторское свидетельство №1422 на объект авторского права под названием «Устройство быстрого приведения чисел по модулю» (произведение науки). Дата регистрации в Государственном реестре прав на объекты, охраняемые авторским правом Республики Казахстан: 11 мая 2018 г.

2. Авторское свидетельство №2752 на объект авторского права под названием «Устройство быстрого приведения чисел по модулю на базе делителя с блокировкой отрицательных остатков» (произведение науки). Дата регистрации в Государственном реестре прав на объекты, охраняемые авторским правом Республики Казахстан: 24 августа 2018 г.

3. Авторское свидетельство №2753 на объект авторского права под названием «Устройство быстрого приведения чисел по модулю на сумматорах» (произведение науки). Дата регистрации в Государственном реестре прав на объекты, охраняемые авторским правом Республики Казахстан: 24 августа 2018 г.

4. Авторское свидетельство №2754 на объект авторского права под названием «Конвейеризированная схема приведения по модулю» (произведение науки). Дата регистрации в Государственном реестре прав на объекты, охраняемые авторским правом Республики Казахстан: 24 августа 2018 г.

5. Авторское свидетельство №2689 на объект авторского права под названием «Матричный умножитель чисел по модулю, где умножение начинается с анализа младших разрядов множителя» (произведение науки). Дата регистрации в Государственном реестре прав на объекты, охраняемые авторским правом Республики Казахстан: 8 апреля 2019 г.

6. Авторское свидетельство №2690 на объект авторского права под названием «Матричная схема умножителя по модулю, где умножение начинается со старших разрядов множителя» (произведение науки). Дата регистрации в Государственном реестре прав на объекты, охраняемые авторским правом Республики Казахстан: 8 апреля 2019 г.

7. Авторское свидетельство №4211 на объект авторского права под названием «Программа «Sandyq v1.0.2» (программа для ЭВМ). Дата регистрации в Государственном реестре прав на объекты, охраняемые авторским правом Республики Казахстан: 25 июня 2019 г.

8. Авторское свидетельство №4330 на объект авторского права под названием «Система аутентификации с использованием второго фактора для контроля доступа к данным – Security Code of the 2FA» (программа для ЭВМ). Дата регистрации в Государственном реестре прав на объекты, охраняемые авторским правом Республики Казахстан: 28 июня 2019 г.

9. Авторское свидетельство №5200 на объект авторского права под названием «Программа шифрования файлов «Qamal v1.0.1» (программа для ЭВМ). Дата регистрации в Государственном реестре прав на объекты, охраняемые авторским правом Республики Казахстан: 6 сентября 2019 г.

10. Авторское свидетельство №5450 на объект авторского права под названием «Программа шифрования файлов «CryptoEM v1.0.1» (программа для ЭВМ). Дата регистрации в Государственном реестре прав на объекты, охраняемые авторским правом Республики Казахстан: 24 сентября 2019 г.

11. Авторское свидетельство №8962 на объект авторского права под названием «Умножитель чисел по модулю с анализом двух младших разрядов множителя за шаг» (произведение науки). Дата регистрации в Государственном реестре прав на объекты, охраняемые авторским правом Республики Казахстан: 20 марта 2020 г.

12. Авторское свидетельство №10662 на объект авторского права под названием «Программа шифрования файлов «AL01 Crypto» (версия 1.0)» (программа для ЭВМ). Дата регистрации в Государственном реестре прав на объекты, охраняемые авторским правом Республики Казахстан: 9 июня 2020 г.

Патенты:

1. Патент №33812 на изобретение под названием «Устройство для приведения чисел по модулю». Дата регистрации в Государственном реестре изобретений Республики Казахстан: 29 июля 2019 г.

2. Патент №34255 на изобретение под названием «Устройство для приведения чисел по модулю с анализом трех разрядов приводимого числа за шаг». Дата регистрации в Государственном реестре изобретений Республики Казахстан: 30 марта 2020 г.

3. Патент №34684 на изобретение  под названием «Устройство для приведения чисел по модулю». Дата регистрации в Государственном реестре изобретений Республики Казахстан: 13 ноября 2020 г.

4. Патент №34690 на изобретение  под названием «Устройство для приведения чисел по модулю с анализом четырех разрядов приводимого числа за шаг». Дата регистрации в Государственном реестре изобретений Республики Казахстан: 13 ноября 2020 г.

5. Евразийский патент №36447 на изобретение  под названием «Устройство быстрого деления». Дата регистрации: 11 ноября 2020 г.

Сертификаты:

1. Сертификат №KZ.7500507.05.01.27563, удостоверяющий соответствие продукции под названием «Программа шифрования файлов «AL01 Crypto» (версия 1.0)» требованиям безопасности, установленным в СТ РК 1073-2007 «Средства криптографической защиты информации. Общие технические требования». Дата регистрации в Государственном реестре системы сертификации Республики Казахстан: 10 августа 2020 г.

Проект ГФ: № AP05132568. Разработка системы управления криптографическими ключами

Цель проекта:

Цели выполняемой научно-исследовательской работы на 2018-2020 гг.:

– разработка и исследование алгоритмов генерации и распределения криптографических ключей и анализ их надежности;

– разработка механизма накопления, хранения ключей с обеспечением их безопасности;

– исследование и оценка надежности вышеуказанных криптоалгоритмов методами криптоанализа и программная реализация.

Получены следующие результаты:

Изучены этапы разработки системы управления криптографическими ключами, проведен обзор стандартных функций управления криптографическими ключами. Описаны общие принципы и основные механизмы управления ключами.

Создан модифицированный алгоритм генерации псевдослучайных последовательностей (ПСП), в которой используются мультипликативные операции, отличающийся от базового алгоритма метод вырезки гамм, что позволило повысить криптографическую стойкость алгоритма. Разработана компьютерная программа, реализующая предложенный алгоритм.

Проведен криптоанализ предложенного алгоритма генерации ПСП и компьютерное тестирование с использованием статистических тестов. Тестирование показало, что разработанный генератор ПСП обладает хорошими статистическими свойствами.

Разработаны новые алгоритмы генерации ПСП: Алгоритм ПСП_1, Алгоритм ПСП_2 и Алгоритм ПСП_3. Разработанные алгоритмы относятся к стохастическим генераторам многоразрядной ПСП на регистрах сдвига. Алгоритмы структурно отличаются между собой. Алгоритм ПСП_3 является комбинацией первых двух алгоритмов. 

Разработана компьютерная программа, реализующая предложенные алгоритмы.

Проведены компьютерные эксперименты по проверке статистических свойств сгенерированных последовательностей для разработанных алгоритмов. Компьютерное тестирование показало, что разработанные генераторы ПСП обладают хорошими статистическими свойствами.

Предложена схема распределения ключей с использованием самосертифицируемых ключей, т.е. открытые ключи не обязательно сопровождать отдельным сертификатом для аутентификации других пользователей. Идея заключается в том, что открытый ключ вычисляется как отправителем, так и получателем, сертификат «встроен» в открытый ключ, который он выдает, и, следовательно, не принимает форму отдельного значения.

Описаны требования и вопросы, которые необходимо рассматривать и учитывать при разработке систем управления криптографическими ключами. Разработана функциональная структура системы управления криптографическими ключами, а также схема криптографической защиты сообщений с использованием шифрования и электронной цифровой подписи.

Разработана модель управления криптографическими ключами на базе алгоритма шифрования данных «BC-2». Данная модель основана на создании единой базы ключей для всех пользователей. Эта база заполняется ключами определенной длины, которые вырабатываются с помощью разработанного алгоритма генерации ПСП.

Разработана система управления криптографическими ключами «CKMS Crypto 1.0». В качестве алгоритмов шифрования и электронной цифровой подписи используются предложенные модификации схемы Эль-Гамаля на базе непозиционных полиномиальных систем счисления.

Получено авторское свидетельство на систему управления криптографическими ключами «CKMS Crypto 1.0».

Проведена оценка перебора всех возможных вариантов выбора рабочих оснований и секретных ключей для модифицированной схемы Эль-Гамаля на базе непозиционных полиномиальных систем счисления.

Полученные результаты могут быть использованы при создании средств криптографической защиты информации с целью обеспечения информационной безопасности в различных инфокоммуникационных системах. Областью применения разработанной системы управления криптографическими ключами «CKMS Crypto 1.0» является криптографическая защита информации на уровне компьютерных файлов с целью обеспечения конфиденциальности, целостности и подлинности, содержащихся в них данных.

Публикации:

Список публикаций за 2018 год:

  1. Kapalova N., Haumen A., The model of encryption algorithm based on non-positional polynomial notations and constructed on an SP-network // Open Engineering – 2018. – Volume 8, Issue 1. – P. 140-146. (Scopus)
  2. Нысанбаева C.T., Капалова Н.А., Дюсенбаев Д.С., Алгазы К.Т. Исследования статистических свойств разработанного генератора псевдослучайных последовательностей // Матер. науч. конф. ИИВТ МОН РК «Современные проблемы информатики и вычислительных технологий». – Алматы, 2018. – С. 210-217.
  3. Капалова Н., Хаумен А., Абишева А. Криптографиялық жүйелерде кілттерді басқару // Матер. науч. конф. ИИВТ МОН РК «Современные проблемы информатики и вычислительных технологий». – Алматы, 2018. – С. 20-24.
  4. Хомпыш А. Модуль бойынша дәрежеге шығару операциясын қолдану арқылы ақпаратты шифрлау әдісі // Матер. науч. конф. ИИВТ МОН РК «Современные проблемы информатики и вычислительных технологий». – Алматы, 2018. – С. 38-41.
  5. Варенников А.В. Формирование системы рабочих основаниий, для алгоритма шифрования на базе непозиционных полиномиальных систем счисления // Матер. науч. конф. ИИВТ МОН РК «Современные проблемы информатики и вычислительных технологий». – Алматы, 2018. – С. 88-93.
  6. Варенников А.В., Формирование полных ключей для системы шифрования на базе непозиционных полиномиальных систем счисления // Матер. ІІI – Междунар. науч. конф. «Информатика и прикладная математика».- Алматы, 2018. – С. 193-198.
  7. Хомпыш А., Модуль бойынша дәрежеге шығару операциясы негізінде ақпаратты криптографиялық қорғау алгоритмін бағдарламалық жүзеге асыру // Матер. ІІI – Междун. науч. конф. «Информатика и прикладная математика».- Алматы, 2018. – С. 167-171.

Список публикаций за 2019 год:

  1. Бияшев Р.Г., Капалова Н.А., Алғазы К.Т., Дюсенбаев Д.С., Хомпыш А., Криптоанализ генератора псевдослучайных последовательностей и ее модификация // Вестник КазНИТУ. – 2019.- №3. – C. 179-185
  2. Rustem Biyashev, Dilmuhanbet Dyusenbayev, Kunbolat Algazy, Nursulu Kapalova, Algebraic cryptanalysis of block ciphers // International Conference on Wireless Communication, Network and Multimedia Engineering. Advances in Computer Science Research. – Atlantis press, 2019. – Vol. 89. – P. 129-132
  3. Капалова Н.А., Хаумен А. Модель управления ключами алгоритмов шифрования данных // Матер. науч. конф. «Современные проблемы информатики и вычислительных технологий». – Алматы, 2019. – С. 186-190.
  4. Варенников А.В. «Краткий обзор основных принципов разработки систем управления криптографическими ключами» // Матер. науч. конф. «Современные проблемы информатики и вычислительных технологий». – Алматы, 2019. – С. 154-160
  5. Капалова Н.А., Абишева А.Ж. Орталықтандырылған криптографиялық кілттерді басқару жүйесі // Матер. IV междунар. науч.-практ. конф. «Информатика и прикладная математика». – Алматы, 2019. – С. 569-575.
  6. Капалова Н.А., Самрат С.М. Псевдокездейсоқ тізбек генераторларының қасиеттерін зерттеу // Матер. IV междунар. науч.-практ. конф. «Информатика и прикладная математика». – Алматы, 2019. – С. 575-580.
  7. Капалова Н.А., Хаумен А., Сулейменов О.Т. Программы-вымогатели и методы защиты от них // Матер. IV междунар. науч.-практ. конф. «Информатика и прикладная математика». – Алматы, 2019. – С. 622-630.

Список публикаций за 2020 год:

  1. Капалова Н.А., Варенников А.В. Открытое распределение криптографических ключей с использованием самосертифицируемых ключей // Материалы Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы информационной безопасности в Казахстане» (15 января 2020 г.). – Алматы, 2020. – С. 175-182.
  2. Капалова Н.А., Варенников А.В. О реализации системы управления криптографическими ключами на основе НПСС // Материалы научной конференции «Современные проблемы информатики и вычислительных технологий» (30 июня – 3 июля 2020 г). – Алматы: ИИВТ МОН РК, 2020. – С. 186-191.
  3. Капалова Н.А., Варенников А.В. Модель системы управления криптографическими ключами на основе НПСС // Вестник КазНИТУ. – Алматы, 2020. – №4 (140). – С. 499-504.
  4. Нысанбаева С.Е., Капалова Н.А., Варенников А.В. Схема Эль-Гамаля на основе непозиционных полиномиальных систем счисления // Материалы V международной научно-практической конференции «Информатика и прикладная математика» (29 сентября – 1 октября 2020 г.). – Алматы, 2020. – С. 394-398.
  5. Капалова Н. А., Абишева А.Ж. Сандық сертификаттарды қолдану // Материалы Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы информационной безопасности в Казахстане» (15 января 2020 г.). – Алматы, 2020. – С. 46-54.
  6. Самрат С.М., Сулейменов О.Т. Ақпараттық қауіпсіздік саласындағы SOC-тың алатын орны // Материалы Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы информационной безопасности в Казахстане» (15 января 2020 г.). – Алматы, 2020. – С. 70-74.
  7. Капалова Н.А., Сулейменов О.Т. Криптографиялық хаттамалардың логикалық дұрыстығын BAN логикасы негізінде талдау // Материалы V международной научно-практической конференции «Информатика и прикладная математика» (29 сентября – 1 октября 2020 г.). – Алматы, 2020. – С. 389-394
  8. Nyssanbayeva S., Haumen A., Varennikov A., Kapalova N., A Cryptographic Key Management System Model // Journal of Theoretical and Applied Information Technology. – 2020. – Vol. 98, No. 21. – P. 3482-3493
  9. Nyssanbayeva, S., Haumen A., Kapalova N., On a Certain Model of Cryptographic Key Management // Eurasian Journal of Mathematical and Computer Applications. – 2020. Volume 8, Issue 4. – P.15-22.

Авторские свидетельства:

1. Авторское свидетельство № 3619 на объект авторского права под названием «Генератор псевдослучайной последовательности PSG1.1» (программа для ЭВМ). Дата регистрации в Государственном реестре прав на объекты, охраняемые авторским правом Республики Казахстан: 27 мая 2019 г.

2. Авторское свидетельство № 12108 на объект авторского права под названием «Система управления криптографическими ключами «CKMS Crypto 1.0» (программа для ЭВМ). Дата регистрации в Государственном реестре прав на объекты, охраняемые авторским правом Республики Казахстан: 22 сентября 2020 г.

Проект ГФ: № AP05132584. Разработка казахстанского сегмента защищенного трансграничного информационного взаимодействия

Цель проекта:

Цели выполняемой научно-исследовательской работы на 2018-2020 гг.:

Целью научно-исследовательской работы – разработка автоматизированной системы в казахстанском сегменте защищенного трансграничного обмена электронными документами при международном взаимодействии Казахстана, в частности, со странами СНГ и Евразийского экономического союза.

Получены следующие результаты:

В результате проведения НИР были разработаны, и программно реализованы составляющие систему компоненты в виде отдельных модулей: шифрования, ЭЦП, разграничения доступа к данным. Сборку, отладку и введение в опытную, и, далее в промышленную эксплуатацию системы предполагается осуществлять совместно с коллективом интеграционного шлюза, функциями которого документами ЕАЭС определены обеспечение функционирования и последующего развития интеграционного шлюза. Поскольку только им должен быть известен состав абонентов трансграничного обмена на территории Казахстана и их метки секретности. Соответственно совместно должны быть сформированы и распространены ключи зашифрования и расшифрования. Это уменьшит возможные конфликты и оптимальное их разрешение.

Результаты проведенных НИР использованы в совместной образовательной программе КазНУ им. аль-Фараби и научно-исследовательского «Института информационных и вычислительных технологий» КН МОН РК на базе комплекса «Ғылым Ордасы» при подготовке бакалавров, магистрантов и PhD докторантов.

Выполнение данных научных работ вносит вклад в развитие и создание системы цифрового Казахстана и в создание отечественных криптографических средств защиты информации; реализацию Концепции кибербезопасности «Киберщит Казахстана», а также в реализацию Стратегии развития интегрированной информационной системы Евразийского экономического союза на период до 2025 года».

Публикации:

Публикации в изданиях, индексируемых зарубежными информационными ресурсами Web of Science (Clarivate Analytics), Scopus (Elsevier), РИНЦ:

  1. Begimbayeva Y.Y., Ussatova O.A., Nyssanbayeva S.E., Biyashev R.G. Development of an automated system model of information protection in the cross-border exchange // Cogent Engineering. – 2020. – Vol. 7, Is. 1 // DOI: 10.1080/23311916.2020.1724597 (SJR 0.272, Q2, процентиль 68).
  2. Kalimoldayev М.N., Biyashev R.G, Rog О.А. analysis of the methods for attribute-based access control // Prikladnaya diskretnaya matematika. – 2019. – № 44. – P. 43-58, // DOI: 10.17223/20710410/44/4 (SJR 0.157, Q4, процентиль 12).

Научные статьи в Казахстанских изданиях, рекомендованных ККСОН МОН РК:

  1. Р.Г. Бияшев, C.А. Сериков Разработка информационной системы разграничения доступа к базам данных многоуровневой защиты // Вестник КазНИТУ. – 2020. – №4(140). – С. 191-197.
  2. Р.Г. Бияшев, C.А. Сериков Разработка информационной системы разграничения доступа к базам данных многоуровневой защиты // Вестник КазНИТУ. – 2020. – №5(135). – С. 459-466.
  3. Дюсенбаев Д., Сақан Қ., Алғазы К., Хомпыш А. «MODNPSS14» шифрлау алгоритміне криптографиялық талдау // Хабаршы КазККА. 2019, – №3, Б. 235-243 (не включен в отчет за 2019 г.).

Доклады на конференциях:

  1. Калимолдаев М.Н., Бияшев Р.Г., Рог О.А. Многоуровневое представление модели типизированного атрибутного разграничения доступа // Современные проблемы информатики и вычислительных технологий: матер. науч. конф. – Алматы: ИИВТ МОН РК, 2018. – С. 111-120.
  2. Бегимбаева Е.Е. Конфликтные ситуации в системе защищенного трансграничного обмена // Современные проблемы информатики и вычислительных технологий: матер. науч. конф. – Алматы: ИИВТ МОН РК, 2018. – С. 75-80.
  3. Бегимбаева Е.Е. Разработка модели системы защищенного трансграничного обмена // IV Междунар. Азиатская школа-семинар «Проблемы оптимизации сложных систем». – Кыргызская Республика, 2018. – С.162-166.
  4. Бегимбаева Е.Е. Структурная схема и механизм разрешения конфликтов в трансграничном информационном обмене // III Междунар. науч. конф. «Информатика и прикладная математика», посв. 80-летнему юбилею проф. Бияшева Р.Г. и 70-летию проф. Айдарханова М.Б. – Алматы, 2018. – С.176-178.
  5. Rustem Biyashev, Saule Nyssanbayeva and Yenlik Begimbayeva Development and Analysis of Possible Conflict Situations Resolution Systems in an Automated System // Proceeding of International Conference on Wireless Communication, Network and Multimedia Engineering (WCNME2019). – Guilin, China, 2019. – Vol. 89 – P. 182-184.
  6. Бияшев Р.Г., Бегимбаева Е.Е., Рог О.А. Разработка автоматизированной системы защиты информации в процессе трансграничного обмена // Матер. науч. конф. «Современные проблемы информатики и вычислительных технологий». – Алматы: ИИВТ МОН РК, 2019. – С. 148-154.
  7. Дюсенбаев Д., Остапенко В., Алғазы К., Сақан Қ. «MODNPSS14» шифрлау алгоритміне криптографиялық талдау // Матер. IV междунар. науч.-практ. конф. «Информатика и прикладная математика». – Алматы, 2019. – С. 556-561.
  8. Бегимбаева Е.Е. О модели разрешения конфликтных ситуаций в автоматизированной системе защищенного информационного взаимодействия // Актуальные проблемы информационной безопасности в Казахстане: Матер. Межд. науч. – практ. конф. – Алматы, 2020. – С. 105-107.
  9. Калимолдаев М.Н., Бияшев Р.Г., Рог О.А. Уровни определения модели типизированного атрибутного разграничения доступа // Актуальные проблемы информационной безопасности в Казахстане: Матер. Межд. науч. – практ. конф. – Алматы, 2020. – С. 147-154.
  10. Усатова О.А. Клиент-серверная система защиты информации на основе двухфакторной аутентификации // Актуальные проблемы информационной безопасности в Казахстане: Матер. Межд. науч. – практ. конф. – Алматы, 2020. – С. 242-247.
  11. Бияшев Р.Г., Бегимбаева Е.Е., Усатова О.А., Рог О.А., Дюсенбаев Д.С. Разработка средств организации защищенного информационного обмена в казахстанском сегменте при трансграничном взаимодействии // Современные проблемы информатики и вычислительных технологий: Мат. науч. конф. – Алматы: ИИВТ МОН РК, 2020. – С. 105-109.
  12. Бегимбаева Е.Е., Бияшев Р.Г. О разработке модели системы казахстанского сегмента защищенного трансграничного информационного взаимодействия // Матер. V междунар. науч.-практ. конф. “Информатика и прикладная математика”. – Алматы, 2020. – С. 398-401.
  13. Усатова О.А., Нысанбаева С.Е., Вуйцик В. Алгоритм аутентификации пользователя на основе второго фактора в информационно-коммуникационных системах // Матер. V междунар. науч.-практ. конф. “Информатика и прикладная математика”. – Алматы, 2020. – С. 363-367.
  14. С.А. Серіков, Р.Г. Бияшев Разработка программного комплекса разграничения доступа к базам данных // Матер. междунар. науч. конф. студентов и молодых ученых «ФАРАБИ ƏЛЕМІ». – Алматы, 2020. – С. 56-57.

Авторские свидетельства:

1. Авторское свидетельство № 3164 на объект авторского права под названием «Программа формирования и проверки ЭЦП на базе НПСС и DSA Tanba NPNs 1.1» (программа для ЭВМ). Дата регистрации в Государственном реестре прав на объекты, охраняемые авторским правом Республики Казахстан: 04.05.2019.

2. Авторское свидетельство №4452 на объект авторского права под названием «ModNPSS14» (программа для ЭВМ) Дата регистрации в Государственном реестре прав на объекты, охраняемые авторским правом Республики Казахстан: 05.06.2019.