Исследование возможности применения бионических методов пчелиных колоний для реализации криптоанализа классических шифров перестановок
Автор: Чернышв Юрий Олегович, Сергеев Александр Сергеевич, Дубров Евгений Олегович, Рязанов Александр Николаевич
Журнал: Вестник Донского государственного технического университета @vestnik-donstu
Рубрика: Физико-математические науки
Статья в выпуске: 1 (76) т.14, 2014 года.
Бесплатный доступ
Рассматривается возможность применения алгоритмов пчелиных колоний для реализации криптоанализа шифров перестановок. Данная задача является классической оптимизационной задачей, для решения которой применяются известные методы пчелиных колоний, относящихся к сравнительно новому классу биоинспирированных оптимизационных методов. Показано, что данная задача является частным случаем задачи о назначениях и может быть решена с помощью алгоритма пчелиных колоний, основу поведения которых составляет самоорганизация, обеспечивающая достижение общих целей роя. На первом этапе с помощью пчёл-разведчиков формируется множество перспективных областей - источников, на втором этапе с помощью рабочих пчёл-фуражиров осуществляется исследование окрестностей данных областей. При этом основная цель колонии пчёл - найти источник, содержащий максимальное количество нектара. Рассмотрены методы представления решения (позиции в пространстве поиска), приведена формула для определения значения целевой функции (количества нектара). Показано, что целью поиска является определение оптимальной комбинации символов с максимальным значением целевой функции. Приводится описание основных этапов алгоритма пчелиных колоний, а также пример его работы.
Криптоанализ, задача о назначениях, биоинспирированные методы, алгоритм пчелиных колоний, рабочие пчёлы (фуражиры), пчёлы-разведчики, шифр перестановки
Короткий адрес: https://sciup.org/14250050
IDR: 14250050 | DOI: 10.12737/3505
Список литературы Исследование возможности применения бионических методов пчелиных колоний для реализации криптоанализа классических шифров перестановок
- Макконел, Д. Основы современных алгоритмов/Д. Макконел. -Москва: Техносфера, 2004. -368 с.
- Родзин, С. И. Интеллектуальные системы. О некоторых алгоритмах, инспирированных природными системами: коллективная монография/С. И. Родзин. -Москва: Физматлит, 2009. -С. 34-45.
- Курейчик, В. В. Концепция природных вычислений, инспирированных природными системами/В. В. Курейчик, В. М. Курейчик, С. И. Родзин//Известия ЮФУ. -2009. -№ 4. -С. 16-24.
- Сергеев, А. С. Исследование возможности организации криптографической атаки с использованием эволюционной оптимизации и квантового поиска при разработке систем передачи и защиты информации/А. С. Сергеев//Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий: мат-лы 6 Всероссийской НТК. -Улан-Удэ, 2005. -С. 61-65.
- Биоинспирированные алгоритмы криптоанализа асимметричных алгоритмов шифрования на основе факторизации составных чисел/А. С. Сергеев [и др.]//Информационная безопасность -актуальная проблема современности. Совершенствование образовательных технологий подготовки специалистов в области информационной безопасности: сб. трудов. -Краснодар, 2011. -С. 41-47.
- Сергеев, А. С. Применение методов генетического поиска для организации криптоанализа блочных криптосистем на примере стандарта DES/А. С. Сергеев//Научная мысль Кавказа: Приложение. -2006. -№ 15. -С. 185-193.
- Сергеев, А. С. Исследование и разработка методов генетического поиска для организации криптоанализа блочных криптосистем в системах управления безопасностью и защиты информации на примере стандарта шифрования DES/А. С. Сергеев//Третья Международная конференция по проблемам управления: Пленарные доклады и избранные труды. -Москва: Ин-т проблем управления, 2006. -С. 328-335.
- Фатхи, В. А. Исследование возможности применения алгоритма муравьиных колоний для реализации криптоанализа шифров перестановок/В. А. Фатхи, А. С. Сергеев//Вестник Дон. гос. техн. ун-та. -2011. -Т. 11, № 1 (52). -С. 10-20.
- Чернышёв, Ю. О. Исследование и разработка методов генетического поиска для реализации криптоанализа алгоритма IDEA и решения основных теоретико-числовых задач криптографии/Ю. О. Чернышёв, А. С. Сергеев, Н. Н. Венцов//Вестник РГУПС. -2009. -№ 3 (35). -С. 70-79.
- Лебедев, В. Б. Модели адаптивного поведения колонии пчёл для решения задач на графах/В. Б. Лебедев//Известия ЮФУ. -2012. -№ 7. -С. 42-49.
- Лебедев, О. Б. Трассировка в канале методом муравьиной колонии/О. Б. Лебедев//Известия ЮФУ. -2009. -№ 4. -С. 46-52.
- The Bees Algorithm. Technical Note, Manufacturing Engineering Centre. Cardiff University, UK, 2005.
- An IDEA based on honey bee swarm for numerical optimization, technical report. Erciyes University, Engineering Faculty. Computer Engineering Department, 2005.
- The Bees Algorithm. -A Novel Tool for Complex Optimisation Problems. Manufacturing Engineering Centre. -Cardiff University, Cardiff CF24 3AA, UK.
- Алгоритм пчёл для оптимизации функции [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://jenyay.net/Programming/Bees (дата обращения: 24.05.2013).
- Алгоритм пчёл для оптимизации функции [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://lit999.narod.ru/soft/ga/index.html (дата обращения: 24.05.2013).
- Курейчик, В. В. Роевой алгоритм в задачах оптимизации/В. В. Курейчик, Д. Ю. Запорожец//Известия ЮФУ. -2010. -№ 7 (108). -С. 28-32.
- Курейчик, В. М. Использование пчелиных алгоритмов для решения комбинаторных задач [Электронный ресурс]/В. М. Курейчик, А. А. Кажаров. -Режим доступа: http://archive.nbuv.gov.ua/portal/natural/ii/2010_3/AI_2010_3/6/00_Kureychik_Kazharov.pdf (дата обращения: 24.05.2013).
- Курейчик, В. М. Применение пчелиных алгоритмов для раскраски графов/В. М. Курейчик, А. А. Кажаров//Известия ЮФУ. -2010. -№ 12 (113). -С. 7-12.
- Лебедев, Б. К. Размещение на основе метода пчелиной колонии/Б. К. Лебедев, В. Б. Лебедев//Известия ЮФУ. -2010. -№ 12 (113). -С. 12-19.
- Курейчик, В. В. Эволюционная оптимизация на основе алгоритма колонии пчёл/В. В. Курейчик, Е. Е. Полупанова//Известия ЮФУ. -2009. -№ 12 (101). -С. 41-46.
- Биоинспирированные методы криптоанализа асимметричных алгоритмов шифрования на основе факторизации составных чисел/А. С. Сергеев [и др.]//Вестник Дон. гос. техн. ун-та. -2011. -Т. 11, № 9 (60). -С. 1544-1554.
- Чернышёв, Ю. О. Применение биоинспирированных методов оптимизации для реализации криптоанализа классических симметричных и асимметричных криптосистем/Ю. О. Чернышёв, А. С. Сергеев, Е. О. Дубров//Системный анализ в проектировании и управлении: сб. науч. трудов 16-й Междунар. науч.-практ. конф. -Санкт-Петербург, 2012. -С. 112-122.
- Зайцев, А. А. Обзор эволюционных методов оптимизации на основе роевого интеллекта/А. А. Зайцев, В. В. Курейчик, А. А. Полупанов//Известия ЮФУ. -2010. -№ 12 (113). -С. 7-12.
- Романец, Ю. В. Защита информации в компьютерных системах и сетях/Ю. В. Романец, П. А. Тимофеев, В. Ф. Шаньгин. -Москва: Радио и связь, 2001. -376 с.
- Основы криптографии/А. П. Алферов [и др.]. -Москва: Гелиос АРВ, 2002. -480 с.
- Чернышев, Ю. О. Применение алгоритма муравьиных колоний для реализации криптоанализа шифров перестановок/Ю. О. Чернышёв, А. С. Сергеев, Е. О. Дубров//Научная сессия, посвящённая Дню радио: сб. докладов 67-й Всероссийской конференции с Международным участием. -Москва, 2012. -С. 71-75.
- Морозенко, В. В. Генетический алгоритм для криптоанализа шифра Вижинера [Электронный ресурс]/В. В. Морозенко, Г. О. Елисеев. -Режим доступа: http://vestnik.psu.ru/files/articles/132_6410.p (дата обращения: 24.05.2013).
- Городилов, А. Ю. Криптоанализ тригонометрического шифра с помощью генетического алгоритма [Электронный ресурс]/А. Ю. Городилов, А. А. Митраков. -Режим доступа: http://vestnik.psu.ru/files/articles/260_27019.p (дата обращения: 24.05.2013).
- Городилов, А. Ю. Криптоанализ перестановочного шифра с помощью генетического алгоритма [Электронный ресурс]/А. Ю. Городилов. -Режим доступа: http://vestnik.psu.ru/files/articles/8_83883 (дата обращения: 24.05.2013).
