Кібербезпека комп’ютерних систем агропромислового комплексу. Традиційні симетричні криптосистеми

Abstract

Poбoтa склaдaється iз вступу, чoтиpьoх poздiлiв, що містять 12 рисунків та 2 таблицю, виснoвкiв тa пpoпoзицiй i списку викopистaних джеpел, який нaлiчує, 11 нaйменувaння й poзмiщений нa 2 стopiнкaх. Зaгaльний oбсяг poбoти – 87 стopiнoк, з якoгo oснoвнoгo тексту – 57 стopiнoк. Метою квaлiфiкaцiйнoї poбoти є аналіз та дослідження методів кібербезпеки комп’ютерних систем в агропромислового комплексу на основі традиційних симетричних криптосистеми. Під час процесу виконання магістерської кваліфікаційної роботи були використані: метод системного аналізу (для дослідження методів підвищення надійності агропромислового комплексу); методи імітаційного та аналітичного моделювання. В першому розділі розглянуто: Основи кібербезпеки автоматизованих інформаційних систем в агропромисловому комплексі; терміни та визначення; вплив впровадженні новацій і цифрових технологій на кібербезпеку агропромислового комплексу. Зроблено висновок: що високотехнологічні інструменти і автоматичні "агроботи" використовуються в цій галузі для підвищення врожайності і зниження рівня захворюваності. Однак, разом з цими нововведеннями, зростає ризик кібератак з боку хакерів. В другому розділі розглянуто основні поняття криптографії; класифікація криптографічних методів; загальні вимоги до криптографічних систем; шифрування. Терміни. Загальна класифікація; принципи побудови схеми криптологічних систем. Зроблено висновок що криптографія має важливе значення для захисту інформації при її передачі та зберіганні. Можливі різні варіанти схеми, які можуть бути симетричними або асиметричними залежно від використання одного або двох ключів. В третьому розділі розглянуто симетричні криптосистеми та розробка програм для шифрування та розшифрування; загальна характеристика симетричних алгоритмів шифрування; стандартні методи симетричного шифрування; класичні симетричні шифри такі як шифр «Скитала», шифр Атбаш, шифр Цезаря, шифр Віженера; блокові симетричні алгоритми шифрування; блоковий шифр Фейстеля; компоненти сучасних алгоритмів шифрування; структура алгоритму DES. Зроблено висновок: що симетричні алгоритми шифрування, які використовують один і той же таємний ключ для шифрування і розшифрування даних, мають свої переваги і обмеження. Вони ефективні при шифруванні великих обсягів даних і забезпечують пряме та однозначне перетворення даних. Потокове шифрування застосовується в каналах зв'язку, а блокове шифрування базується на циклічних повтореннях і використовує мережу Фейстеля. В четвертому розділі проаналізовані потенційно небезпечні виробничі фактори при користуванні комп'ютерних кластерів і розроблені рекомендації щодо заходів охорони праці та безпеки в надзвичайних ситуаціях. В загальних висновках по роботі зазначено: Криптографія в сільському господарстві та харчовій галузі відіграє важливу роль у забезпеченні безпеки і захисту інформації. В сучасному світі, де високотехнологічні інструменти і автоматизовані системи широко використовуються у цих галузях, існує загроза кібератак, які можуть мати серйозні наслідки для всього ланцюжка поставок і призвести до зростання цін на продукти. Тому, використання ефективних криптографічних методів є важливим завданням для забезпечення безпеки даних. Одним з важливих аспектів криптографії є використання симетричних та асиметричних криптосистем. В сільському господарстві використання симетричних криптосистем є практичним та ефективним підходом для забезпечення безпеки даних. Ці системи дозволяють шифрувати та розшифровувати дані швидко і ефективно, що є важливим у галузі, де швидкість та точність обробки даних мають вирішальне значення. Для шифрування даних запропоновано використання блочного шифру DES з симетричним ключом. Зрозумілий, швидкий, спрощений алгоритм при крипостійкості, яка задовольняє потреби АПК. Можливо використання в АПК Triple DES —блочного шифру зі симетричним ключем, який тричі застосовує алгоритм DES, до кожного блоку даних.

The work consists of an introduction, four sections containing 12 figures and 2 tables, conclusions, recommendations, and a list of references consisting of 11 titles spread across 2 pages. The total volume of the work is 87 pages, with the main text comprising 57 pages. The aim of this qualification work is to analyze and investigate the methods of cybersecurity in computer systems within the agro-industrial complex based on traditional symmetric cryptographic systems. During the process of completing this master's qualification work, the following methods were utilized: system analysis method (for studying methods of enhancing the reliability of the agro industrial complex) and simulation and analytical modeling methods. The first section discusses the fundamentals of cybersecurity in automated information systems within the agro-industrial complex, terms and definitions, and the impact of implementing innovations and digital technologies on the cybersecurity of the agro-industrial complex. It is concluded that high-tech tools and automated "agrobots" are used in this field to increase crop yields and reduce disease levels. However, along with these innovations, the risk of cyberattacks from hackers is also increasing. The second section covers the basic concepts of cryptography, classification of cryptographic methods, general requirements for cryptographic systems, and encryption. Terms. General classification; principles of constructing cryptographic system schemes. It is concluded that cryptography plays a crucial role in information protection during transmission and storage. There can be various schemes, which can be symmetric or asymmetric depending on the use of one or two keys. The third section discusses symmetric cryptographic systems and the development of programs for encryption and decryption, general characteristics of symmetric encryption algorithms, standard methods of symmetric encryption, classical symmetric ciphers such as the "Scytale" cipher, Atbash cipher, Caesar cipher, Vigenere cipher, block symmetric encryption algorithms, Feistel block cipher, components of modern encryption algorithms, and the structure of the DES algorithm. It is concluded that symmetric encryption algorithms, which use the same secret key for both encryption and decryption of data, have their advantages and limitations. They are efficient in encrypting large volumes of data and provide direct and unambiguous data transformation. Stream encryption is used in communication channels, while block encryption is based on cyclic repetitions and utilizes the Feistel network. The fourth section analyzes potentially hazardous factors in the use of computer clusters and develops recommendations for occupational health and safety measures in emergency situations.