Таныгин Максим Олегович, доктор технических наук, доцент, декан факультета фундаментальной и прикладной информатики,
ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040.
Maxim O. Tanygin, Dr. of Sci. (Engineering), Associate Professor, Dean of Fundamental and Applied Informatics Faculty,
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040.
Добрица Вячеслав Порфирьевич, доктор физико-математических наук, профессор кафедры «Информационная безопасность»,
ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040.
Vyacheslav P. Dobritsa, Dr. of Sci. (Physical and Mathematical), Professor of Information Security Department,
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040.
Митрофанов Алексей Васильевич, аспирант кафедры «Информационная безопасность»,
ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040.
Aleksey V. Mitrofanov, Post-Graduate Student of Information Security Department,
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040.
Хауа Ибрахим Ахмат, аспирант кафедры «Информационная безопасность»,
ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040.
Khaua I. Ahmat, Post-Graduate Student of Information Security Department,
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040.
Цель исследования. В статье рассматривается возможность повышения вероятности корректной аутентификации удалённого источника сообщений на основе анализа метаданных формируемых им сетевых пакетов. При передаче данных по сетям с низким энергопотреблением величины межпакетных интервалов времени подчинены известным законам распределения. На основе данных законов и принципов формирования аутентичных сообщений определено, что ошибка аутентификации приводит к формированию в приёмнике двух последовательностей пакетов, отличающихся одним элементом, для которых невозможно однозначно определить ту, которая полностью состоит из пакетов источника. Анализ времени поступления пакетов данных в двух последовательностях позволяет выработать решающее правило, на основании которого из двух последовательностей определяется аутентичная.
Методы. Анализ метаданных проводится для последовательностей размером 5 – 20 пакетов данных, что делает информативным лишь моменты высоких порядков для выборок межпакетных интервалов времени для таких последовательностей. Используется карта коэффициентов асимметрий и эксцессов, анализ которой позволил сформулировать гипотезу о том, что решающее правило для определения аутентичной последовательности можно принять на основании минимума расстояния до параболы, являющейся картой распределения коэффициентов эксцессов и асимметрий для распределения Пуассона.
Результаты. На основе разработанной математической модели поступления данных в приёмник получены наборы данных для проверки сформулированного критерия выбора аутентичной последовательности. Анализ доли принятых верных решений по критерию минимальности расстояния и доли случаев, в которых решающее правило может быть применено, позволил сформулировать критерий применимости правила минимального расстояния до параболы на карте коэффициентов эксцесса и асимметрии, который заключается в том, что правило применяется, если минимум расстояния для одной последовательности в 3 – 4 раза меньше, чем минимум для второй последовательности пары.
Заключение. В работе показано, что использование критерия кратного превышения минимального расстояния до карты распределения коэффициентов эксцесса и асимметрии позволяет повысить достоверность определения аутентичных последовательностей длиной 5 – 20 пакетов данных для распределения Пуассона, позволяет повысить точность принятия правильного решения до 90-95% при возможности использования метода в 60% – 80% случаев.
Purpose of research. The article discusses the possibility of increasing the probability of correct authentication of a remote message source based on the analysis of metadata of network packets generated by it. When transmitting data over networks with low power consumption, the values of inter-packet time intervals are subject to known distribution laws. Based on these laws and principles for the formation of authentic messages, it has been determined that an authentication error leads to the formation in the receiver of two sequences of packets that differ in one element, for which it is impossible to unambiguously determine the one that consists entirely of source packets. Analysis of the arrival time of data packets in two sequences allows us to develop a decision rule, on the basis of which the authentic one is determined from the two sequences.
Methods. Metadata analysis is carried out for sequences of 5–20 data packets in size, which makes only high-order moments for samples of inter-packet time intervals for such sequences informative. A map of coefficients of asymmetries and kurtosis is used, the analysis of which allowed us to formulate the hypothesis that the decisive rule for determining the authentic sequence can be adopted based on the minimum distance to the parabola, which is a map of the distribution of coefficients of kurtosis and asymmetries for the Poisson distribution.
Results. Based on the developed mathematical model of data arrival at the receiver, data sets were obtained to test the formulated criterion for selecting an authentic sequence. Analysis of the proportion of correct decisions made according to the minimum distance criterion and the proportion of cases in which the decision rule can be applied allowed us to formulate a criterion for the applicability of the rule of the minimum distance to a parabola on the map of kurtosis and asymmetry coefficients, which consists in the fact that the rule is applied if the minimum distance for one sequences are 3 – 4 times less than the minimum for the second sequence of the pair.
Conclusion. The work shows that using the criterion of multiple excess of the minimum distance to the map of distribution of kurtosis and skewness coefficients makes it possible to increase the reliability of determining authentic sequences with a length of 5–20 data packets for the Poisson distribution, and makes it possible to increase the accuracy of making the right decision to 90-95% with the possibility of using the method in 60% – 80% of cases.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.