Максим Олегович Таныгин, кандидат технических наук, заведующий кафедрой «Информационная безопасность»
ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040
Maxim O. Tanygin, Cand. of Sci. (Engineering), Head of the Information Security Department
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040
Цель исследования. В настоящее время для контроля целостности и аутентичности данных, передаваемых по открытым каналам связи, используются различные технологии и методы. Одним из таковых является технология передачи последовательностей информационных пакетов, связанных друг с другом в цепочки по определённым криптографическим алгоритмам. Аналогичные подходы используются в широко известной технологии блокчейн и ориентированы на большие объёмы передаваемой и защищаемой информации и большие размеры дополнительных служебных полей данных. Целью настоящей статьи является исследование характеристик систем, передачи информационных пакетов небольшого, в сравнении с традиционными размерами кадров стека протоколов TCP/IP, размера, в которых нарушенный порядок следования пакетов восстанавливается с помощью метода цепочек, за счёт анализа хеш-последовательностей, имеющихся в составе каждого такого пакета.
Методы. В данной статье использовались имитационное моделирование, метод системного анализа, метод систематизации и ранжирования полученных результатов.
Результаты. Показано, что существенное влияние на снижение вероятности ошибочного восстановления порядка следования информационных пакетов оказывает повышение размера дополнительного поля с хешем предыдущего сообщения с 4 до 6 битов. Дальнейшее увеличение длины поля хеша снижает вероятность ошибки лишь на 2 – 5 % на каждый дополнительный бит поля хеша при любой длине восстанавливаемой цепочки. Показано, что коэффициент использование канала связи – отношение объёма полезной цепочки пакетов к объёму всей информации, переданной по каналу связи – максимален при длине поля хеша 6 во всём диапазоне размеров поля информационной части пакета данных.
Заключение. В работе показано, что метод цепочек применим для восстановления исходной последовательности передаваемых от источника в приёмник информационных пакетов в системах, где сохранение очерёдности следования пакетов не гарантируется. Полученные значения параметров работы системы передачи позволяют обеспечить приемлемую надёжность передачи данных при минимальном объёме дополнительной служебной информации и достичь информационной избыточности меньше, чем у аналогов на 10–15%.
Purpose of research. Currently, various technologies and methods are used to control the integrity and authenticity of data transmitted through open communication channels. One of them is the technology for transmitting sequences of information packets connected to each other in chains using certain cryptographic algorithms. Similar approaches are used in the well-known blockchain technology and are focused on large volumes of transmitted and protected information and large sizes of additional service information fields. The purpose of this article is to study the characteristics of systems, transmission of small information packets in comparison with traditional size frames of TCP/IP stack, in which the broken packet sequence order is restored using the chain method, by analyzing hash sequences available in each of such packets.
Methods. In this article, simulation modeling, system analysis method, method of systematization and ranking of the obtained results are used.
Results. It is shown that increasing the size of the additional field with the hash of the previous message from 4 to 6 bits has a significant effect on reducing the probability of erroneous restore of the order of information packets. Further increasing the length of the hash field reduces the probability of error by only 2 to 5 % for each additional bit of the hash field for any length of the chain being restored. It is shown that the coefficient of the usage of the communication channel (the ratio of useful chain of packets to the volume of information transmitted through the communication channel) is maximum when the length of the hash field is 6 in the whole range of sizes of the field information part of the data packet.
Conclusion. The paper shows that the chain method is applicable for restoring the original sequence of information packets transmitted from the source to the receiver in systems where the preservation of the sequence of packets is not guaranteed. The obtained values of the transmission system parameters allow us to ensure acceptable reliability of data transmission with a minimum amount of additional service information, and achieve information redundancy less than that in similar ones by 10-15.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.