<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">izvestswsu</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Известия Юго-Западного государственного университета</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Proceedings of the Southwest State University</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2223-1560</issn><issn pub-type="epub">2686-6757</issn><publisher><publisher-name>ЮЗГУ</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21869/2223-1560-2021-25-2-51-64</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">izvestswsu-881</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Информатика, вычислительная техника и управление</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>Computer science, computer engineering and IT managment</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Рекурсивный алгоритм формирования структурированных множеств информационных блоков для повышения скорости выполнения процедур определения их источника</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Recursive Algorithm for Forming Structured Sets of Information Blocks to Increase the Speed of Their Source Determination Procedures</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Таныгин</surname><given-names>М. О.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Tanygin</surname><given-names>M. O.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Таныгин Максим Олегович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Информационная безопасность» </p><p>ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Maxim O. Tanygin, Cand. of Sci. (Engineering), Associate Professor Head of Information Security Department </p><p>50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040</p></bio><email xlink:type="simple">tanygin@yandex.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Алшаиа</surname><given-names>Х. Я. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Alshaea</surname><given-names>H. Y. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Хайдер Яхья Алшаиа, аспирант кафедры «Информационная безопасность» </p><p>ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Hayder Yahja Alshaeaa, Post-Graduate of Information Security Department </p><p>50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040</p></bio><email xlink:type="simple">haideryhy7@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Добрица</surname><given-names>В. П.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Dobritsa</surname><given-names>V. P.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Добрица Вячеслав Порфирьевич, доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры «Информационная безопасность» </p><p>ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Vjacheslav P. Dobritsa, Dr. of Sci. (Engineering), Professor, Information Security Department </p><p>50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040</p></bio><email xlink:type="simple">dobritsa@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Добросердов</surname><given-names>О. Г.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Dobroserdov</surname><given-names>O. G.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Добросердов Олег Гурьевич, доктор технических наук, старший научный сотрудник</p><p>ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Oleg G. Dobroserdov, Dr. of Sci. (Engineering), Senior Research Associate </p><p>50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040</p></bio><email xlink:type="simple">serfingk@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Юго-Западный государственный университет</institution></aff><aff xml:lang="en"><institution>Southwest State University</institution></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2021</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>19</day><month>08</month><year>2021</year></pub-date><volume>25</volume><issue>2</issue><fpage>51</fpage><lpage>64</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Таныгин М.О., Алшаиа Х.Я., Добрица В.П., Добросердов О.Г., 2021</copyright-statement><copyright-year>2021</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Таныгин М.О., Алшаиа Х.Я., Добрица В.П., Добросердов О.Г.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Tanygin M.O., Alshaea H.Y., Dobritsa V.P., Dobroserdov O.G.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://izvestswsu.elpub.ru/jour/article/view/881">https://izvestswsu.elpub.ru/jour/article/view/881</self-uri><abstract><p>Цель исследования. Для некоторых классов современных информационных систем выполнение известных алгоритмов преобразования данных при проведении процедур идентификации и аутентификации источника данных затруднено из-за ограничений на длительность полного цикла обработки данных. В статье рассматривается алгоритм выполнения процедуры определения источников для группы блоков данных, позволяющий за счёт изменения порядка выполнения типовых операций обнаруживать возникающие ошибки раньше, чем обычные итерационные алгоритмы формирования древовидных структур. Целью работы является снижение вычислительных и ресурсных затрат на выполнение приёмником процедур идентификации источников групп блоков данных, каждый из которых обладает размером, не превышающим несколько байтов .Методы. В основе рассматриваемого метода идентификации лежит рекурсивный алгоритм формирования древовидной структуры из блоков поступающей информации и последующий анализ ветвей такой структуры. Это позволяет определить подмножество блоков, сформированных целевым источником. В статье приведено формальное математическое описание алгоритма, а также представлены результаты проведённого имитационного моделирования процедур определения источника. При этом характеристики рекурсивного алгоритма сравнивались с аналогичными, полученными для известного итерационного.Результаты. Полученные в результате имитационного моделирования зависимости между средним числом типовых операций сравнения хешей, средним числом сформированных ветвей древовидной структуры блоков и числом принятых блоков позволили сформулировать критерии применения рекурсивного и итерационного алгоритмов.Заключение. В работе показано, что применение рекурсивного алгоритма формирования древовидной структуры кадров позволяет снизить среднее число выполняемых приёмником типовых операций на 5 – 10 % и уменьшить затраты памяти для хранения ветвей такой структуры на величину до 30% .</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Purpose of research. In some classes of information systems, it is impossible to use well-known algorithms for the identification and the authentication the data blocks sources. The reason for this is the duration of the full data processing cycle. The article considers the original algorithm for determining sources for a group of data blocks. It allows you to detect errors faster than the usual iterative algorithm for forming tree structures of blocks by changing the order of base operations. The purpose of the work is to reduce the computational and resource costs for the receiver to perform identification the sources of blocks, each of them has a size not exceeding a few bytes.Methods. The identification method based on the forming a tree structure of incoming information blocks and subsequent analysis of tree branches. It allows selecting a chain of blocks formed by the target source. In the article the formal description of the algorithm is given. The results of the simulation of the procedures for determining the source are presented. In this case, the characteristics of the recursive algorithm were compared with those obtained for the known iterative one.Results. The relationships between the average number of typical hash comparison operations, the average number of tree structure branches, and the number of accepted blocks obtained as a result of simulation modeling. This made it possible to determine the conditions for applying the recursive and iterative algorithms.Conclusion. It is shown that the using of a recursive algorithm for forming a tree structure of frames can reduce the average number of base operations performed by the receiver by 5-10 % and reduce the memory cost for storing tree structure branches by up to 30%.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>передача данных</kwd><kwd>приёмник сообщений</kwd><kwd>идентификация</kwd><kwd>рекурсия</kwd><kwd>вычислительная сложность</kwd><kwd>быстродействие</kwd><kwd>имитационное моделирование</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>data transmission</kwd><kwd>message receiver</kwd><kwd>identification</kwd><kwd>recursion</kwd><kwd>computational complexity</kwd><kwd>performance</kwd><kwd>simulation</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мальчуков А.Н., Осокин А.Н. Система автоматизированного проектирования кодеков помехоустойчивых кодов короткой длины // Известия Томского политехнического университета. 2008. Т. 312. № 5. С. 70-75.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Malchukov A.N., Osokin A.N. Sistema avtomatizirovannogo proektirovaniya kodekov pomekhoustojchivyh kodov korotkoj dliny [Computer-aided design system for shortlength noise-resistant codecs]. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta = Bulletin of the Tomsk Polytechnic University, 2008, vol. 312, no. 5, pp. 70-75 (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мыцко Е.А., Мальчуков А.Н., Иванов С.Д. Исследование алгоритмов вычисления контрольной суммы CRC8 в микропроцессорных системах при дефиците ресурсов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2018. № 6. С. 22-29.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mycko E.A., Mal'chukov A.N., Ivanov S.D. Issledovanie algoritmov vychisleniya kontrol'noj summy CRC8 v mikroprocessornyh sistemah pri deficite resursov [Investigation of algorithms for calculating the CRC8 checksum in microprocessor systems with a shortage of resources]. Pribory i sistemy. Upravlenie, kontrol', diagnostika = Instrements and Systems: Monitoring, Control and Diagnostics, 2018, no. 6, pp. 22-29 (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Xie J., Pan X. An improved rc4 stream cipher // International Conference on Computer Application and System Modeling.2010. https://doi.org:10.1109/IC-CASM.2010.5620800</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Xie J., Pan X. An improved rc4 stream cipher. International Conference on Computer Application and System Modeling. 2010. https://doi.org:10.1109/IC-CASM.2010.5620800</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Zhang W., Gong X., Han G. An improved ant colony algorithm for path planning in one scenic area with many spots // Mathematical Problems in Engineering. 2016. https://doi.org:10.1155/2016/7672839</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhang W., Gong X., Han G. An improved ant colony algorithm for path planning in one scenic area with many spots. Mathematical Problems in Engineering, 2016. https://doi.org:10.1155/2016/7672839</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Allouch A., Cheikhrouhou O., Koubaa A. MAVSec: Securing the MAVLink Protocol for Ardupilot/PX4 Unmanned Aerial Systems // International Wireless Communications and Mobile Computing Conference (IWCMC). Morrocco. 2019. https://doi.org:10.1109/IWCMC.2019.8766667</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Allouch A., Cheikhrouhou O., Koubaa A. MAVSec: Securing the MAVLink Protocol for Ardupilot/PX4 Unmanned Aerial Systems. International Wireless Communications and Mobile Computing Conference (IWCMC). Morrocco, 2019. https://doi.org:10.1109/IWCMC.2019.8766667</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Iwata T., Kurosawa K. OMAC: one-key CBC MAC // Fast Software Encryption. 2003. P. 129 – 53.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Iwata T., Kurosawa K. OMAC: one-key CBC MAC. Fast Software Encryption. 2003, pp. 129 – 53.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Liu C., Ji J., Liu Z. Implementation of DES Encryption Arithmetic based on FPGA // AASRI Procedia. 2013. Vol. 5. P. 209–213.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Liu C., Ji J., Liu Z. Implementation of DES Encryption Arithmetic based on FPGA. AASRI Procedia, 2013, vol. 5, pp. 209–213.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Black J., Rogaway P. CBC MACs for arbitrary-length messages: The three-key constructions // J. Crypto. 2015. Vol. 18. №2. P. 111–131.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Black J., Rogaway P. CBC MACs for arbitrary-length messages: The three-key constructions. J. Cryptol, 2015, vol. 18, no.2, pp. 111–131.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Stallings W. NIST Block Cipher Modes of Operation for Confidentiality // Cryptologia. 2010. № 34(2). P. 163 – 175.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Stallings W. NIST Block Cipher Modes of Operation for Confidentiality. Cryptologia, 2010, no. 34(2), pp. 163 – 175.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ben Othman S., Alzaid H., Trad A., &amp; Youssef, H. An efficient secure data aggregation scheme for wireless sensor networks. IISA 2013. https://doi.org:10.1109/iisa.2013.6623701</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ben Othman S., Alzaid H., Trad A., Youssef H. An efficient secure data aggregation scheme for wireless sensor networks. IISA, 2013. https://doi.org:10.1109/ iisa.2013.6623701</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Fangfang Dai, Yue Shi, Nan Meng, Liang Wei and Zhiguo Ye From Bitcoin to Cybersecurity: a Comparative Study of Blockchain Application and Security Issues // The 2017 4th International Conference on Systems and Informatics (ICSAI 2017). Hangzhou, China 2017.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Fangfang Dai, Yue Shi, Nan Meng, Liang Wei and Zhiguo Ye From Bitcoin to Cybersecurity: a Comparative Study of Blockchain Application and Security Issues. The 2017 4th International Conference on Systems and Informatics (ICSAI 2017). Hangzhou, China 2017.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Левитин А. В. Алгоритмы. Введение в разработку и анализ. М.: Вильямс, 2006. 576 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Levitin A. V. Algoritmy. Vvedenie v razrabotku i analiz [Introduction to development and analysis]. Moscow, Vil'yams Publ., 2006. 576 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Алгоритмы. Построение и анализ / Т. Х. Кормен, Ч. И. Лейзерсон, Р. Л. Ривест, К. Штайн. М.: Вильямс, 2019. 1328 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kormen T. H., Lejzerson CH. I., Rivest R. L., SHtajn K. Algoritmy. Postroenie i analiz [Algorithms. Construction and analysis]. Moscow, Vil'yams Publ., 2019. 1328 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Таныгин М.О., Алшаиа Х.Я., Алтухова В.А. Об одном методе контроля целостности передаваемой поблоково информации // Телекоммуникации. 2019. № 3. С. 12-21.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tanygin M.O., Alshaia H.YA., Altuhova V.A. Ob odnom metode kontrolya celostnosti peredavae-moj poblokovo informacii [On one method of controlling the integrity of the information transmitted by the block]. Telekommunikacii = Telecommunications, 2019, no. 3, pp. 12-21 (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Таныгин М.О., Алшаиа Х.А., Добрица В.П. Оценка влияния организации буферной памяти на скорость выполнения процедур определения источника сообщений // Труды МАИ. 2020. № 5(114). С.15.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tanygin M.O., Alshaia H.A., Dobrica V.P. Ocenka vliyaniya organizacii bufernoj pamyati na skorost' vypolneniya procedur opredeleniya istochnika soobshchenij [Assessment of the impact of the organization of the buffer memory to the speed of the procedures for determining the source of the message]. Trudy MAI = Proceedings of MAI, 2020, no. 5(114), p.15 (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Таныгин М.О. Теоретические основы идентификации источников информации, передаваемой блоками ограниченного размера. Курск, 2020. 198 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tanygin M.O. Teoreticheskie osnovy identifikacii istochnikov informacii, peredavaemoj blokami ogranichennogo razmera [Theoretical bases of identification of sources of information transmitted blocks of limited size]. Kursk, 2020. 198 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кельтон В., Лоу А. Имитационное моделирование. СПб.: Питер, 2004. 874 c.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kelton V., Lou A. Imitacionnoe modelirovanie [Simulation modeling]. Saint Petersburg, Piter Publ., 2004. 874 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Строгалев В.П., Толкачева И.О. Имитационное моделирование. М.: МГТУ им. Баумана, 2008. 279 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Strogalev V.P., Tolkacheva I.O. Imitacionnoe modelirovanie [Simulation modeling]. Moscow, MGTU im. Baumana Publ., 2008. 279 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хоровиц П. Искусство схемотехники. Т. 1. M.: Медиа, 2012. 600 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Horovitz P. Iskusstvo skhemotekhniki [The art of circuit engineering]. Moscow, 2012. 600 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Таненбаум Э., Остин Т. Архитектура компьютера. СПб. : Питер, 2012. 816 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tanenbaum E., Ostin T. Arhitektura komp'yutera [Computer Architecture]. Saint Petersburg, Piter Publ., 2012. 816 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Предварительный национальный стандарт РФ. Информационные технологии. Интернет вещей. Протокол обмена для высокоемких сетей с большим радиусом действия и низким энергопотреблением. URL: http://docs.cntd.ru/document/554596382 (дата обращения 15.03.2021).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Predvaritel'nyj nacionalnyj standart RF. Informacionnye tekhnologii. Internet veshchej. Protokol obmena dlya vysokoemkih setej s bolshim radiusom dejstviya i nizkim energopotrebleniem [Preliminary National Standard of the Russian Federation. Information technologies. The Internet of Things. Exchange protocol for high-capacity networks with a long range and low power consumption]. Available at: http://docs.cntd.ru/document/554596382 (accessed 15.03.2021) (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
