Разработка алгоритма и программного обеспечения маскирования данных, исследование вопросов стойкости к частотному анализу

Структура подсистемы защиты информации в системе глобальной спутниковой связи. Защита от прослушивания второго рода. Исследование алгоритма маскирования и вопросов стойкости к частотному анализу. Результаты тестирования в спутниковых системах связи.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 01.10.2017
Размер файла 1,8 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

а2 - удельная трудоемкость на страницу.

Затраты на технологию и программные средства автоматизации разработки комплекса программ

Затраты на технологию и программные средства автоматизации разработки КП. Для создания программного продукта используется среда программирования Borland C++Builder 6, стоимость коммерческой версии которой равна 2499 долларов. Однако для частных лиц существует возможность покупки немного упрощённой версии продукта - Borland C++Builder 6 User, стоимость которой существенно ниже и составляет примерно 960 долларов. Следовательно затраты на технологию составляют:

С = 29760 руб.

Необходимо также учесть затраты на эксплуатацию ЭВМ в течение разработки КП:

С = а41ЧТр.

Где а41 - стоимость машинного времени реализующей ЭВМ;

Тр - общее время разработки.

Составляющие затрат на эксплуатацию программ, влияющие на процесс их разработки

Затраты на эксплуатацию программ, влияющих на процесс их разработки:

затраты на производство и внедрение экземпляра КП - С

затраты на приобретение реализующую ЭВМ - С

затраты на эксплуатацию реализующей ЭВМ - С

затраты на эксплуатацию экземпляра - С

потери вследствие задержек и потерь сообщений - С

потери вследствие сбоев и отказов КП - С

Затраты на производство и внедрение каждого экземпляра КП - С, при серийном выпуске КП обычно намного меньше, чем изготовление опытного образца, но в нашем случае распределения затрат не будет. Тиражирования носителей программ и документации не будет, поэтому С1э1 будет равно нулю.

Вторая составляющая затрат на эксплуатацию - С1э2 обусловлена подготовкой каждого образца КП к конкретным условиям применения перед использованием. В нашем случае она равна нулю.

Затраты на внедрение - С1э3 можно снижать за счет эффективных средств обучения персонала. И в некоторых случаях обучение специалистов и внедрение экземпляра сложных ПС может требовать 2-7% общих затрат на разработку КП. Т.к. эксплуатация разработанного в рамках проекта программного продукта не отличается от эксплуатации программной реализации алгоритма шифрования, мы будем пренебрегать затратами на внедрение, т.е. С1э3 равно нулю.

Затраты на реализующую ЭВМ прежде всего зависит от элементной базы и прогресса технологии в области создания компонент вычислительной техники.

Для КП, работающих в реальном времени, при малом использовании периферийных устройств затраты на реализующую ЭВМ определяются в основном следующими факторами:

Объем оперативной и командной памяти ЭВМ ;

быстродействие вычислительной системы;

уровень технологии и автоматизации проектирования программ, влияющий на степень использования ресурсов реализующей ЭВМ.

Для разработки программного продукта и отладки требуется оснастить программиста персональным компьютером со следующими характеристиками:

Тактовая частота процессора: 1,7 ГГц.

Объем ОЗУ: 256 Мбайт.

Объем жесткого диска: 10 Гбайт.

Монитор с диагональю: 17''.

Средняя цена персонального компьютера со следующими характеристиками равна:

17700р.

Поэтому общие затраты на ЭВМ составят:

С = 17700 руб.

Затраты на эксплуатацию реализующей ЭВМ - С для комплекса программ в реальном времени практически постоянны в единицу времени и можно принять, что:

С = аЧТэ

Коэффициент а соответствует удельной стоимости машинного времени.

Затраты на эксплуатацию экземпляра КП на реализующей ЭВМ - С так же, как и предыдущие, можно считать прямо пропорциональными времени эксплуатации КП - Тэ:

С = аЧТэ(5.2.10.1)

Коэффициент а в основном зависит от типа памяти, используемой для хранения программ. Наименьшие затраты при эксплуатации программ требуются при использовании постоянных или полупостоянных запоминающих устройств. В этом случае удельные затраты за время жизненного цикла КП обычно составляет малую долю от затрат на реализующую ЭВМ. Обычно а<<а, вследствие чего С может не учитываться.

Потери эффективности функционирования КП вследствие задержек и потерь сообщений, подлежащих обработке, - С обусловлены ограниченностью ресурсов реализующей ЭВМ. Ограничение ресурсов отражается как непосредственно на разработке КП, так и на его эксплуатации. Влияние этого ограничения в процессе разработки приводит к необходимости тщательного учета и экономичного использования ресурсов реализующей ЭВМ, что увеличивает С14. Более тщательное проектирование КП в условиях ограниченных ресурсов ЭВМ позволяет снизить потери С, однако увеличивает затраты за счет КИТ - С14. При единственном экземпляре эти затраты возможно учитывать за счет С14.

Потери эффективности функционирования КП вследствие сбоев и отказов из-за ошибок в программе - С характеризует устойчивость программ к различного рода внешним возмущениям. Напрашивается предыдущий вывод об учете одной статьи затрат. Таким образом, общие затраты и потери эффективности при эксплуатации КП можно представить выражением:

Сэ = С + С + С + С + С+ С.(5.2.10.2)

Составляющие затрат на сопровождение программ, влияющих на процесс их разработки.

Сопровождение сложных КП состоит в их развитии и модернизации, в обнаружении и устранении ошибок, а так же в тиражировании и конфигурационном контроле распространяемых версий. При сопровождении программ, факторами определяющими затраты на разработку КП, являются:

длительность цикла жизни КП

уровень автоматизации технологии разработки программ

тираж программ

КП, основная часть жизненного цикла которого приходится на разработку, может создаваться почти без учета будущих затрат на сопровождение.

Расчет

Исходные данные

Табл. 5.2 Исходные данные.

Наименование характеристики

Значение

Объем КП

1572 строки, что составляет примерно 35000 операторов на ассемблере;

Надежность функционирования КП

100 часов наработки на отказ

Ограничение ресурсов производительности и оперативной памяти реализующей ЭВМ

не менее 90%

Предположительная длительность эксплуатации

2 года

Количество экземпляров

1

Мобильность (переносимость) использования компонентов КП для других разработок

после создания КП предполагается использовать около 80% наработок

Мобильность (переносимость) использования компонентов КП из других разработок

при создании КП число наработок из других программ составило не более 60%

Методы разработки КП

в процессе проектирования велась пошаговая разработка компонент КП с контролируемыми этапами технологии и поэтапным контролем результатов работ

Оснащенности процесса разработки КП аппаратурными средствами

при разработке КП, который относится к КП ниже среднего класса сложности применялась только реализующая ЭВМ, которая также использовалась для имитации внешней среды и тестов

Уровень квалификации заказчика

выше среднего

Количество разработчиков

1

Оклад разработчика

3000 руб./ месяц

Общее время разработки, Тр

~ 5 месяцев

Количество машинного времени, затраченного в день, Тдн

5 ч/день

Стоимость одного часа машинного времени, а41

10 руб./час

Расчёт затрат

Суммарные затраты:

Cs = Cp + Cэ + Сс + Сн

Поскольку мы пренебрегли затратами на сопровождение программного продукта формула принимает следующий вид:

Сs = Ср + Сэ + Сн

Рассчитаем каждое слагаемое.

1) Составляющие затрат на разработку программ:

Ср = С + С + С+ С.

Затраты на подготовку и повышение квалификации С- не учитываем, поэтому

Ср = С + С + С.

Факторы, влияющие на затраты при разработке:

1.

С11 = lg ( Пк Ч10-3) = lg ( 35000 Ч10-3) = 1,54;

С13 = lg ( Тн Ч 10 ) = lg ( 100 Ч 10 ) = 3;

С14 = = 0.23;

С15 = а15 Ч lg(ТэЧ10) = 1.1 Ч lg( 1Ч10 ) = 1.1;

С16 = 1;

С17 = 1.4;

С18 = 0.7;

С31 = 0.65;

С32 = 1;

С33 = 0.7;

С34 = 1;

С41 = 0.9;

С42 = 0.9;

С51 = С52 = 0.7;

С53 = 0.93;

С54 = 1.1;

Остальные коэффициенты примем равными единице.

Р - производительность труда = 250 команд на ассемблере в день

Пк = 35 000 команд

Зарплата в день составляет Зд = Зд'Ч(1 + kе.с.н.), где kе.с.н= 0,356 - коэффициент, определяющий процент отчислений в фонд социального страхования. Далее также используется этот коэффициент.Зд = 136,3 Ч 1,356 = 184,8 руб/день

Рассчитаем С.

С = (35000/250)Ч0,212 = 29.68.

С = 29.68Ч136.3Ч1,356 = 5497.6 рубля.

Затраты на изготовление опытного образца КП

С = а Ч Д Ч Пк Ч Зд,

где а = 1день / 20 страниц;

Д - 40 страниц / 1000 команд;

С = 35000 / ((1000/40)Ч20) Ч 136,6Ч1,356 = 12966 рубля.

Затраты на технологию и программные средства:

С = 29760 рублей.

Затраты на эксплуатацию ЭВМ в процессе разработки:

С = а41ЧТрЧТдн = 10Ч110Ч5 = 5 500 рублей

Таким образом, составляющие затрат на разработку программ:

Ср = 5497.6 + 12966 + 29760+ 5500 = 53723.6 рублей.

2) Затраты на эксплуатацию программ:

Сэ = С + С + С+ С + С + С

С= 0

С = 17 700 рублей.

Затраты на эксплуатацию реализующей ЭВМ

С = 24 месяца * 1000 рублей/месяц *1,356= 32 544 рублей.

С= 0

С и С мы уже учли в предыдущих КИТ.

Таким образом, затраты на эксплуатацию программ составили Сэ = 50 244 рублей.

3) Накладные расходы

Учитывая, что Сн составляют 50% от Ср (считаем, что накладные расходы составили 50% от непосредственных затрат), то

Сн = 0,5 Ч 53723.6 = 26 861.8 рублей.

Таким образом, суммарные затраты составили:

Сs = 53724 + 50244 + 26862 = 130 830 рублей.

Все результаты сведены в таблицы.

Табл. 3. Затраты на разработку КП.

Составляющие

Затраты ( руб. )

% от общих затрат

С1р

5497.6

10

С2р

С3р

12966

29760

24

55

С4р

5500

11

Табл. 4. Затраты на эксплуатацию.

Составляющие

Затраты ( руб. )

% от общих затрат

С2э

17700

35

С3э

32544

65

Табл. 5. Общие затраты на создание программного продукта.

Составляющие

Затраты ( руб. )

% от общих затрат

Ср

53723.6

41

Сэ

50244

38

Сн

26861.8

21

Выводы

Мы рассчитали суммарные затраты на разработку КП, представляющего собой реализацию алгоритма маскирования данных и увидели, что они составили примерно 130 830 рублей. Наибольшие затраты были на разработку КП. Возможным методом уменьшения затрат является более продуктивное использование машинного времени программистами.

5.Производственно-экологическая безопасность

“Вопросы эргономики и их решение для создания комфортных условий труда программистов”

Введение

За последние десятилетия труд программиста претерпел существенные качественные изменения. На этапе возникновения профессии программиста технология написания программ была следующей:

составление алгоритма на бумаге;

написание программы (кодирование) на бумаге;

ввод программы в вычислительную машину;

прогон и анализ результатов;

корректировка программы,

где шаги 3-5 повторялись до получения желаемого результата. При этом большую часть рабочего времени программист проводил за письменным столом, и его условия труда могли регулироваться нормами, сходными с нормами, например бухгалтеров, статистов, библиотекарей. Этапы, которые подразумевали непосредственный контакт с машиной (3-4) занимали незначительную часть от общего количества рабочего времени и, поэтому, вопросы организации труда на этих этапах не вызывали серьезного внимания.

В настоящее время имеет место устойчивая тенденция, в соответствии с которой программист подавляющее количество рабочего времени проводит непосредственно за компьютером. Даже самые "бумажные" аспекты его деятельности подверглись автоматизации, в результате чего составление технического задания, написание документации и отчетов производится при помощи текстовых процессоров; составление схем алгоритмов, разработка структур данных выполняется посредством специализированных программных комплексов, известных также как CASE - средств. Соответственно и сам процесс написания программы превратился в интерактивное творческое взаимодействие между человеком и машиной. Текущий уровень развития программных продуктов делает возможной быструю и удобную разработку программных продуктов. И здесь встает вопрос обеспечения рабочего места программиста максимально благоприятными условиями для труда.

Ввиду огромного разнообразия имеющихся программных средств, разными способами автоматизирующими разработку и написание программ, нельзя произвести абсолютную оценку труда программиста путем подсчета количества строк или символов исходного кода, либо объемом готовой программы - как раз наиболее эффективными могут оказаться меньшие по размеру и требующие большего времени на разработку программы. Более объективной может быть оценка временных затрат на решение программистом конкретной задачи, либо набора типичных задач в разных условиях работы.

Как уже было замечено, труд современного программиста имеет четкий творческий аспект и требует большой концентрации внимания на разработке. Это в свою очередь приводит к неизбежности решения вопроса о приспособлении окружающей среды таким образом, чтобы свести к минимуму все вредные - вызывающие утомление, раздражение и прочие факторы, соответственно максимально приспосабливая рабочую обстановку к творческим потребностям программиста, что имеет конечной целью обеспечить как можно большую производительность программиста.

Машинный зал и рабочее место программиста

Машинный зал предназначен для размещения основного комплекса устройств ЭВМ. Размещение производится согласно монтажному чертежу. В машинном зале должен быть предусмотрен двойной пол: основной и технологический (фальшпол); на технологическом полу устанавливаются устройства ЭВМ. Пространство между технологическим и основным полом используется в качестве приточного вентиляционного канала, а также для прокладки по основному полу силовых кабелей, жгутов сигнальных цепей и для крепления шин защитной и схемной “земли”, для подвода воздуха. Подпольное пространство под съемным полом должно быть оснащено системой автоматической пожарной сигнализации и средствами пожаротушения в соответствии с требованиями Перечня однотипных по назначению объектов, которые подлежат оборудованию автоматическими установками пожаротушения и пожарной сигнализации с использованием дымовых пожарных сигнализаторов.

Машинный зал должен иметь стены, покрытые звукопоглощающими материалами. Стены и подвесной перфорированный потолок (пространство между перекрытием и подвесным потолком используется для устройства вентиляционного вытяжного канала, для размещения освещения, устройств противопожарной сети) окрашивают в светлые тона, что благоприятно влияет на нервную систему человека, его настроение и, в конечном счете, на производительность труда.

При проектировании любого счетно-решающего устройства, обслуживаемого человеком, необходимо предельно облегчить труд работающего, создать ему максимум удобств, сделать рабочее место безопасным. При планировке рабочего места необходимо учесть антропометрические данные тела человека - размеры и форму тела, его вес, силу и направление движения рук и ног, особенности зрения и слуха. Рекомендуемая планировка рабочего места оператора ПЭВМ, учитывающая антропометрические данные человека и габариты аппаратуры представлена на рисунке 6.1.

Рис. 6.1. Рекомендуемая планировка рабочего места оператора ПЭВМ

Стандартное автоматизированное рабочее место программиста имеет необходимые составные части:

системный блок, включающий в себя основную аппаратную логику, обеспечивающую нормальное функционирование компьютера;

монитор, являющимся основным средством вывода информации, через который выдается подавляющее количество всей выводимой информации, особенно с учетом еще все-таки незначительного распространения мультимедиа;

клавиатура как основное средство ввода, хотя в последнее время стремительно увеличивается значимость манипулятора типа "мышь";

вышеупомянутый манипулятор типа "мышь".

Гораздо реже программист имеет дело с дополнительными периферийными устройствами, такими как принтер, модем, поэтому эти устройства не играют решающей роли в обеспечении экологической безопасности рабочего места программиста и исключены из дальнейшего рассмотрения.

Вредные факторы, присутствующие на рабочем месте и их классификация

Даже исправный компьютер постоянно оказывает вредное воздействие на организм человека, которое может причинить большой вред, если пренебрегать эргономическими и экологическими требованиями. К вредным производственным факторам относятся побочное излучение в различных диапазонах, дополнительные шумы, возникающие при работе компьютера. Группа эргономических факторов включает в себя правильность расположения отдельных частей компьютера, цветовую гамму окружающей обстановки, правильно подобранную палитру интерфейса прикладных программ.

Вредные производственные воздействия

Можно выделить следующие группы вредных производственных воздействий:

Электрическая опасность

Кроме названных постоянно действующих факторов существуют также факторы, которые имеют вероятностный характер воздействия. Одной из наиболее опасных является вероятность поражения оператора электрическим током. При этом стандартное напряжение в 220 В, хотя и представляет определенную опасность для жизни человека, является все-таки менее опасным, чем напряжения внутри монитора, которые достигают значений в десятки и сотни кВ.

Величина электрического тока, проходящего через тело человека, является основным фактором, обуславливающим исход поражения (условно считают безопасным переменный ток величиной до 10 мА). Вместе с тем, большое значение имеют длительность воздействия тока, его частота, род тока, сопротивление тела человека, величина приложенного напряжения и некоторые другие факторы.

Поражение электрическим током возможно в случае нарушения заземления компьютера, повреждения соединительных проводов, защитных корпусов. Кроме того, в результате короткого замыкания возможно возникновение пожара, который может привести к тяжелым последствиям, так как при горении электронной аппаратуры выделяются токсичные газы. Одной из обязательных мер электробезопасности при работе с компьютером является надежное заземление его. Для заземления компьютера, в первую очередь могут применяться естественные заземлители, любые металлические конструкции, имеющие хорошую связь с землей. Если сопротивление естественных заземлителей больше нормируемого, то необходимо сооружать искусственные заземлители. Ими могут быть стальные трубы, угловая сталь, металлические стержни и др.

ЭВМ, периферийные устройства ЭВМ и оборудование для обслуживания, ремонта и наладки ЭВМ, другое оборудование (аппараты управления, контрольно-измерительные приборы, светильники и тому подобное), электропровода и кабели по выполнению и степени защиты должны отвечать классу зоны по ПВЕ, иметь аппаратуру защиты от тока короткого замыкания и других аварийных режимов.

Необходимо также предусмотреть защиту от статического электричества.

Статическое электричество отзывает вредное воздействие на организм человека, причем не только при непосредственном контакте с зарядом, но и за счет действия электрического поля, возникающего вокруг заряженных поверхностей. Систематическое воздействие электрических зарядов на человека вызывает головную боль, раздражительность, боли в области сердца.

Для предотвращения образования и защиты от статического электричества в помещениях, где используется вычислительная техника, необходимо использовать нейтрализаторы и увлажнители, а полы должны иметь антистатическое покрытие. Защита от статического электричества должна проводиться в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами допускаемой напряженности электрического поля. Допускаемые уровни напряженности электростатических полей не должны превышать 20 кВ в течение 1 часа (ГОСТ 12.1045-84).

Нерациональность освещения

Если рабочее место не освещается достаточно мощным световым потоком, то это ведет к преждевременному утомлению программиста и уменьшения его работоспособности. Главным образом нерациональное освещение сказывается на зрении человека.

Расчет искусственного освещения методом коэффициента использования светового потока

Для расчета искусственного освещения применяется ряд методов.

Для расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности основным является метод коэффициента использования светового потока, учитывающий световой поток, отраженный от потолка и стен.

Данный метод дает возможность определить световой поток ламп, необходимый для создания заданной освещенности, или при заданном потоке найти освещенность.

Основное уравнение метода имеет вид:

,(6.4.2.1.1)

где:

F- световой поток каждой из ламп, лм;

ЕM- минимальная нормируемая освещенность, лк;

k- коэффициент запаса, учитывающий старение ламп, запыление и загрязнение светильников;

z- отношение средней и минимальной освещенностей (z=1,1…1,2);

S- площадь помещения, м2;

N- число светильников;

- коэффициент использования светового потока (в долях единицы), т.е. отношение потока падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп; находится в зависимости от величины индекса помещения i и коэффициента отражения потолка и стен.

,(6.4.2.1.2)

где h- расчетная высота подвески светильника над рабочей поверхностью, м;

А и В- длина и ширина помещения, м.

При расчете искусственного освещения люминесцентными лампами до расчета намечается тип и мощность лампы, что определяет ее световой поток F. Необходимое число светильников вычисляется по формуле:

,(6.4.2.1.3)

где n- число источников света в светильнике.

Значение коэффициента определяем в соответствующей таблице в зависимости от светового потока от потолка и стен, и в зависимости от индекса помещения i.

h=2 м;

А=10 м;

В=6 м;

S=60 м2;

Так как коэффициент отражения пола П=30%, а коэффициент отражения стен С=10%, то из соответствующей таблицы находим, что при i=1,9 коэффициент =62%. Проводимые работы имеют среднюю точность со средним фоне и среднем контрасте с фоном. Находим в соответствующей таблице, что ЕМ=150 лк.

k=1,5;

z=1,1;

N=6;

Так как в машинном зале выполняется работа средней точности, то освещение производится дуговыми ртутными люминесцентными лампами. Расчетное значение светового потока каждой лампы FЛ=3500лм. Наиболее близкое значение светового потока имеет лампа ДРЛ-80 с FЛ=3200 лм.

Найдем фактическое значение минимальной освещенности рабочей поверхности с учетом выбранной лампы.

Рассчитаем необходимое количество светильников на рабочем месте.

Количество ламп в светильнике: n=2.

Общая потребляемая мощность всей осветительной установки:

(6.4.2.1.4)

Более подробно требования к освещению рабочего места будут рассмотрены далее, вместе с эргономическими требованиями.

Психофизические факторы

Психофизические, вредные воздействия вызываются сидячим образом работы, а также вследствие высокого умственного напряжения, так зачастую задачи, решаемые программистом, требуют больших умственных затрат. Для уменьшения вредного влияния этих факторов необходимо каждый час выполнять легкую разминку, состоящую из нескольких простых физических упражнений.

В помещении одновременно могут работать сразу несколько программистов (операторов ЭВМ). Так как для управления ЭВМ, решения различных задач необходимо быть максимально сосредоточенным, окружающий персонал должен вести себя спокойно, не отвлекать внимания друг друга, не шуметь.

Микроклимат

Нормальная работа современных вычислительных машин невозможна без создания и поддержания искусственного климата. На работу машин оказывает влияние изменение как температуры, так и относительной влажности воздуха. Это объясняется тем, что параметры полупроводниковых приборов зависят от их температуры. Влияние температуры воздуха тем больше, чем больше скорость её изменения. В связи с этим устанавливается предельная величина изменения температуры воздуха, равная 3 С при скорости изменения до 2 С в час.

Хотя современные вычислительные машины и рассеивают в окружающую среду гораздо меньшее количество тепловой энергии, чем первые их модели, тем не менее, они все же остаются в числе нарушителей температурного баланса на рабочем месте. Температура воздуха на рабочем месте должна находиться в пределах от +15 до +25 C. Оптимальный температурный режим можно поддерживать правильно организованной вентиляцией рабочего места с помощью кондиционеров и увлажнителей. Помещения с ЭВМ должны быть оборудованы системами отопления, системами искусственной ионизации, кондиционирования воздуха или приточно-вытяжной вентиляцией в соответствии с "СНиП 2.04.05-91 Отопление, вентиляция и кондиционирование". Данные устройства позволяет поддерживать наиболее благоприятную для человека влажность воздуха - 60%.

В таблицах 6.1 и 6.2 приведены нормируемые параметры микроклимата для помещений с ВДТ и ПЭВМ и уровни ионизации воздуха помещений при работе на ВДТ и ПЭВМ.

Посторонние шумы

При работе различные части компьютера создают посторонний шумовой фон, который отрицательно воздействует на психику человека. Но в современных моделях компьютеров наблюдается устойчивая тенденция к снижению уровня посторонних шумов, поэтому шумы на данные момент являются весьма незначительным вредным фактором.

По данным НИИ строительной физики, шум вреден для человека начиная с 65 - 70 дБ.

Для обеспечения нормированных уровней шума в производственных помещениях и на рабочих местах применяются шумопоглощающие средства, выбор которых обосновывается специальными инженерно-акустическими расчетами (негорючие или тяжелогорючие специальные перфорированные плиты, панели, минеральная вата с максимальным коэффициентом звукопоглощения в пределах частот 31,5 - 8000 Гц, или другие материалы аналогичного назначения, разрешенные для отделки помещений органами государственного санитарно-эпидемиологического надзора). Кроме того, необходимо применять подвесные потолки с аналогичными свойствами.

Постороннее электромагнитное излучение

Наиболее вредным производственным воздействием является побочное электромагнитное и радиационное излучения. Практически все вредное излучение возникает в результате работы монитора компьютера - доля электромагнитных полей, создаваемых компонентами системного блока компьютера незначительны.

Монитор является источником сразу нескольких видов излучений, каждое из которых имеет свои вредные факторы.

Побочное электромагнитное излучение (ЭМИ) создается трансформатором строчной развертки. Как показано в высокий уровень сверхнизкого ЭМИ в диапазоне до 100 Гц способствует развитию у человека раковых заболеваний. Следует иметь ввиду, что сверхнизкое ЭМИ практически не ослабляется никакими защитными экранами или фильтрами. Важной особенностью современных мониторов является конструкция электронно-лучевой трубки, которая уменьшает до минимума излучение в сторону оператора. Соответственно максимум излучения сосредоточен по бокам и в задней части монитора, что предъявляет определенные требования к планированию взаимного расположения рабочих мест - операторы не должны находиться под влиянием ЭМИ соседних компьютеров.

Уровень электромагнитного поля в месте нахождения оператора ЭВМ не должен превышать фонового (0,2 - 0,5 В/м).

Далее приводятся показатели, взятые из различных стандартов, источником явилась литература. К сожалению, в нашей стране еще нет стандарта на максимально допустимую интенсивность ЭМИ. Поэтому ниже (Табл. 6.3) приводятся показатели, взятые из стандартов на интенсивность ЭМИ MPR-II, выпущенном в 1990 году Шведским национальным департаментом стандартов и утвержденном ЕЭС и TCO'92, разработанным Шведской конфедерацией профсоюзов и Национальным советом индустриального и технического развития Швеции (NUTEK).

Таблица 6.3 Требования европейских стандартов на интенсивность ЭМИ

Диапазон частот

MPR-II

TCO'92

Электрическое поле (расстояние 0.5 м)

Сверхнизкие (5 Гц - 2 кГц)

25 В/м

10 В/м

Низкие (2 кГц - 400 кГц)

2.5 В/м

1 В/м

Магнитное поле (расстояние 0.5 м)

Сверхнизкие (5 Гц - 2 кГц)

250 нТ

200 нТ

Низкие (2 кГц - 400 кГц)

25 нТ

25 нТ

Следует заметить, что в Европе уже невозможно продать монитор, не удовлетворяющий этим стандартам. Более того, в 1995 году требования стандарта TCO'92 были ужесточены и получили название стандарта TCO'95, которому удовлетворяют лишь мониторы ведущих производителей.

Другим видов вредного излучения является радиационное излучение, возникающее вместе со свечением люминофора в результате бомбардировки поверхности экрана электронами. В соответствии с ГОСТ 27954-88 мощность дозы рентгеновского излучения на расстоянии 5 см от поверхности экрана при 41-часовой рабочей неделе не должна превышать 0.03 мкР/с.

Существует два метода защиты от вредного излучения:

экранирование посредством защитных фильтров, что, впрочем утратило свою актуальность в последнее время ввиду значительного улучшения качества самих мониторов;

защита расстоянием - рекомендуемое минимальное расстояние от глаз оператора до поверхности монитора составляет 30 см.

При оснащении рабочих мест лучше всего пользоваться жидкокристаллическими мониторами, у которых описанные выше излучения отсутствуют, но из-за их высокой стоимости и недостаточно точной цветопередаче ими редко оснащают рабочие места.

Химические факторы

Следует уделить внимание наличию в помещении пыли, слишком большого количества озона (при использовании искусственных ионизаторов), что оказывает вредное воздействие на состояние и здоровье человека.

Для обеспечения надёжной работы ЭВМ, безопасности здоровью персонала, весовая концентрация, пыли в воздухе не должна превышать следующих значений:

в машинном зале, в помещениях КИП-1,0 мг/м3

в помещениях для магнитных носителей информации 0,2-0,3 мг/м3

в остальных помещениях 2 мг/м3

Эргономические требования

При работе за компьютером большое количество времени программист проводит, наблюдая за содержимым экрана монитора, поэтому важным фактором, снижающим утомляемость глаз, является четкость и контрастность изображения на экране, что зависит от ряда параметров, также характеризующих качество монитора. Основными параметрами являются:

размер монитора по диагонали - больший размер дает возможность использовать большее разрешение и как следствие лучшее качество изображения, на настоящий момент широко распространены мониторы с диагональю в 15" и 17", но имеются предпосылки к переходу на мониторы размеров в 21";

разрешение - размер по вертикали и горизонтали в экранных пикселях (точках), минимальным стандартом сейчас является разрешение 800x600 пикселей, а зачастую используются разрешения 1024x768 и 1280x1024; более высокие разрешения, такие как 1600x1200 поддерживаются весьма ограниченным кругом мониторов ведущих фирм.

частота регенерации экрана - число кадров в секунду, сменяющихся на мониторе; Ассоциация по стандартизации в видео-электронике (VESA) определила минимально допустимую частоту регенерации для эргономичного монитора в 75 Гц и планирует поднять этот уровень в 1997 году до 85 Гц. В то же время, ГОСТ 27954-88 определяет минимальную частоту в 60 Гц при работе с позитивным контрастом и в 72 Гц при обработке текста.

Кроме этого, существует множество второстепенных параметров, таких как насыщенность цветовой гаммы, правильность цветопередачи, отсутствие искажения пропорций, качество антибликового покрытия и др.

Уровень развития современных аппаратных средств позволяет получать на экране монитора до 16 миллионов цветов одновременно. Естественно, каждый цвет и оттенок воспринимаются человеком по-разному. Наиболее распространенная реакция на основные цвета приводится в таблице 6.4.

Кроме того, важно правильно подобрать всю палитру цветов, которая должна позволять легко, без лишнего напряжения, считывать информацию с поверхности экрана. Поэтому последнее время большое внимание уделяется проработке пользовательского интерфейса как с точки зрения цветовой гаммы, так и с точки зрения организации работы с программой. Наиболее передовые программные решения дают пользователю возможность настроить интерфейс в соответствии с его требованиями и привычками, допуская изменения цветовой гаммы, используемых для вывода текстовой информации шрифтовых гарнитур, отдельных пропорций пользовательского интерфейса.

Таблица 6.4 Реакция человека на основные цвета

Цвет

Восприятие и воздействие

Красный

Психофизиологически наиболее активно воздействует на человека, стимулирует его психическую деятельность, активизирует реакции , но продолжительное воздействие при больших угловых размерах поля зрения вызывает сенсорное утомление и спад активности: плохо видим при малой освещенности

Оранжевый

Стимулирует нервно-мышечную деятельность, способствует психологическому контакту с окружающей средой, при большой насыщенности этот цвет вызывает ощущение угрозы

Желтый

Ассоциируется с солнечным светом, действует возбуждающе, способствует возникновению ощущения чистоты и уюта, стимулирует внимание и психологический контакт с окружающей средой, однако слишком интенсивный желтый цвет утомляет глаза

Зеленый

Цвет природы, благоприятно действует на зрение, снижает нервную усталость, способствует бодрому настроению, стимулирует умственную деятельность

Голубой

Ассоциируется с небом или водой, снижает возбуждение, успокаивает

Синий

Вызывает ощущение спокойствия, создает благоприятную обстановку для умственной деятельности, снижает ощущение умственного утомления

Фиолетовый, желтовато-зеленый

Снимают напряжение, активизируют тонкое восприятие, наблюдательность

Белый

Стимулирует поддержание порядка

Темные цвета, в т.ч. черный

Вызывает пессимистические настроения, чувство угнетения, снижает эффективность освещения

Насыщенные цвета и сочетания цветов при большом цветовом контрасте

Оживляют пространство, поднимают настроение

Светлые и насыщенные

Улучшают контрасты по яркости на рабочих местах

Ненасыщенные и малонасыщенные разбеленные цветовые оттенки

Действуют успокаивающе, способствуя сосредоточенности внимания

Эргономика окружающей среды

Для производительности труда программиста важное значение имеет оборудование рабочего места мебелью, соответствующей эргономическим стандартам, подбор цветовой гаммы при отделке поверхности стен и др. Особое внимание следует уделять правильному освещению рабочего места. Правильно спроектированное и выполненное производственное освещение оказывает благоприятное психологическое воздействие, повышает безопасность труда. Производственное освещение должно удовлетворять следующим требованиям:

освещенность на рабочем месте должна соответствовать гигиеническим нормам - удовлетворительная степень освещенности может быть достигнута применением трех ламп накаливания, рассчитанных на напряжение 220 В и имеющих мощность в 40 Вт каждая, также в дневное время освещение может быть естественным;

равномерное распределение яркости - может быть достигнуто, например, за счет использования нескольких источников света, либо применением ламп дневного освещения;

отсутствие резких теней в рабочей зоне, что достигается правильным выбором места в пространстве для источника освещения;

отсутствие в поле зрения прямой и отраженной блестности, для чего следует избегать использования гладких, блестящих поверхностей в зоне видимости с рабочего места оператора;

величина освещенности должна быть постоянной во времени - это означает отсутствие мигания источников освещения;

оптимальная направленность светового потока - рекомендуемый угол падения света на рабочую поверхность 60 градусов к ее нормали;

выбор спектрального состава, то есть естественное освещение плюс искусственный источник со спектральной характеристикой, близкой к солнечной.

Экологическая безопасность

Современное вычислительное устройство - компьютер является устройством, которое практически не оказывает никакого вредного воздействия на экологическое состояние внешней окружающей среды. Ввиду этого можно считать, что вычислительные машины, с которыми работает программист, экологически безопасны.

Выводы

В данной главе были рассмотрены следующие факторы, которые влияют на организацию рабочего места программиста:

производственные вредные факторы;

эргономические требования;

экологические внешние факторы.

Приведены допустимые различными стандартами максимальные значения тех или иных вредных факторов и даны рекомендации по устранению или минимизации ущерба здоровью человека, наносимого различными вредными воздействиями.

Заключение

Разработанный алгоритм маскирования информационных данных не является окончательным вариантом, а будет развиваться дальше.

Перечислим, какие работы были проведены:

1) Детально изучена структура подсистемы защиты информации в системе глобальной спутниковой связи и методы обеспечения средств мониторинга и управления объектами защиты информации, рассмотрен метод построения эффективных атак на систему связи - прослушивание второго рода, предложен метод защиты от прослушивания второго рода.

2) Составлено ТЗ на разработку программного обеспечения маскирования данных.

3) Разработан алгоритм маскирования информационных данных.

4) Произведена оценка вычислительной сложности (скорости) зашифрования (расшифрования).

5) Произведена оценка сложности программной и аппаратной реализации.

6) Проведено исследование статистических свойств алгоритмов маскирования информационных данных.

Алгоритм маскирования информационных данных был протестирован. Результаты тестирования показали, что в ряде случаев алгоритм маскирования с базовой операцией побитовое сложение по модулю два лучше по своим характеристикам, чем его аналог с базовой операцией умножение. В результате того, что выходные последовательности предложенных алгоритмов маскирования прошли не все тесты положительно, т.е. выходные последовательности алгоритмов маскирования можно считать случайными только приближенно, алгоритм маскирования будет использоваться совместно с российским стандартом шифрования ГОСТ 28147-89. Таким образом, открываются перспективы использования алгоритма маскирования в качестве алгоритма маскирования сообщений в спутниковых системах связи.

Литература

Модели технических разведок и угроз безопасности информации. Коллективная монография / Под ред. Е.М. Сухарева. Кн. 3. - М.:Радиотехника, 2003 г.;

Лидл Р., Пильц Г. Прикладная абстрактная алгебра: Учебное пособие/пер. с англ. - Екатеринбург: Изд-во Урал. Ун-та, 1996 г.;

Шеннон К. Теория связи в цифровых системах // Шеннон К., Работы по теории информации и кибернетике, М.: ИИЛ, 1963 - с.333-402;

Молдовян А.А., Молдовян Н.А., Гуц Н.Д., Изотов Б.В. «Криптография: скоростные шифры.» - СПб.: БХВ-Петербург, 2002;

Иванов М.А., Чугунков И.В. Теория, применение и оценка качества генераторов псевдослучайных последовательностей. - М.:КУДРИЦ-ОБРАЗ, 2003;

Б. Шнаер «Прикладная криптография. Протоколы, алгоритмы, исходные тексты на языке Си.» - М.: Издательство ТРИУМФ, 2003;

А.Л. Чмора, “Современная прикладная криптография”. Москва “Гелиос АРВ” 2001;

Моисеева Н.К., Павлова А.М., Проскуряков А.В., Методика выполнения организационно-экономической части дипломного проекта. - М.: МИЭТ, 1987;

Каракеян В.И., Константинова Л.А., Писеев В.М., Лабораторный практикум по курсу “Производственная и экологическая безопасность в микроэлектронике”.-М.: МИЭТ,1990;

S. Mister and C. Adams, “Practical s-box Design", Workshop Record of the Work-shop on Selected Areas in Cryptography (SAC '96), Queen's University, Kingston, Ontario, 1996;

Biham E., Shamir A.Differential cryptanalysis of DES-like cryptosystems //Advances in Cryptology” -- CRYPTO ?90. LNCS, v. 537, Springer-Verlag, 1991;

13. Дж. Диксон, “Проектирование систем: изобретательство, анализ и принятие решений”, Москва, “Мир”, 1969г..

Приложение

Комплекс программ, реализующий алгоритмы маскирования (операция Xor) и (операция Mult) , и набор тестов для частотного анализа выходных последовательностей алгоритмов маскирования в вычислительной среде MatLab 6.0 и Borland С++ Builder 6 состоит из 20 модулей. Ниже я приведу листинг некоторых функций и процедур.

//---------------------------------------------------------------------------

#include <vcl.h>

#pragma hdrstop

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <io.h>

#include <sys\stat.h>

#include <fcntl.h>

#include <fstream>

typedef unsigned long u4;

#include "Unit1.h"

#include "Unit2.h"

//---------------------------------------------------------------------------

#pragma package(smart_init)

#pragma resource "*.dfm"

TForm1 *Form1;

//---------------------------------------------------------------------------

__fastcall TForm1::TForm1(TComponent* Owner)

: TForm(Owner)

{

randomize();

StatusBar1->Panels->Items[0]->Text = "Произведите действие:";

}

//---------------------------------------------------------------------------

//функция индикации выбора алгорима маскирования (операция Xor)

void __fastcall TForm1::Xor1Click(TObject *Sender)

{

Mult->Checked = 0;

Xor1->Checked = !Xor1->Checked;

if (Xor1->Checked)

{

StatusBar1->Panels->Items[0]->Text = "Маскирование данных будет производиться используя алгорим (операция Xor)";

}else

{

StatusBar1->Panels->Items[0]->Text = "Выберете алгоритм маскирования";

}

}

//---------------------------------------------------------------------------

//функция индикации выбора алгорима маскирования (операция Mult)

void __fastcall TForm1::MultClick(TObject *Sender)

{

Xor1->Checked = 0;

Mult->Checked = !Mult->Checked;

if (Mult->Checked)

{

StatusBar1->Panels->Items[0]->Text = "Маскирование данных будет производиться используя алгорим (операция Mult)";

}else

{

StatusBar1->Panels->Items[0]->Text = "Выберете алгоритм маскирования";

}

}

//---------------------------------------------------------------------------

//функция реализующая загрузку данных для маскирования/демаскирования

void __fastcall TForm1::N5Click(TObject *Sender)

{

MyFName = "";

OpenDialog1->Title = "Загрузить файл";

if (OpenDialog1->Execute()){

MyFName = OpenDialog1->Files->Text;

StatusBar1->Panels->Items[0]->Text = "Данные для маскирования успешно загружены:";

}else{

StatusBar1->Panels->Items[0]->Text = "Загрузите данные для маскирования:";

}

}

//---------------------------------------------------------------------------

//функция реализации выхода из программы

void __fastcall TForm1::N6Click(TObject *Sender)

{

Free();

exit(1);

Form1->Close();

}

//---------------------------------------------------------------------------

//функция проверки ввода всех параметров алгоритма и данных

void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender)

{

if (Xor1->Checked == 1){

if (MyFName != ""){

algoritm = 1;

if (StrToInt(Form2->Edit1->Text) != 0){

read_file(StrToInt(Form2->Edit1->Text),algoritm);

n = StrToInt(Form2->Edit1->Text);

StatusBar1->Panels->Items[0]->Text = "маскирование (демаскирование) данных прошло успешно:";

}

else ShowMessage("Задайте параметры алгоритма:");

}else{

ShowMessage("Данные для маскирования/демаскирования не загружены:");

StatusBar1->Panels->Items[0]->Text = "Загрузите данные";

}

}else {

if (Mult->Checked == 1){

if (MyFName != ""){

algoritm = 2;

if (StrToInt(Form2->Edit1->Text) != 0){

read_file(StrToInt(Form2->Edit1->Text),algoritm);

n = StrToInt(Form2->Edit1->Text);

StatusBar1->Panels->Items[0]->Text = "Маскирование/Демаскирование данных прошло успешно:";

}

else ShowMessage("Задайте параметры алгоритма:");

}else{

ShowMessage("Данные для маскирования/демаскирования не загружены:");

StatusBar1->Panels->Items[0]->Text = "Загрузите данные";

}

}

else{

ShowMessage("Не выбран алгоритм маскирования/демаскирования");

StatusBar1->Panels->Items[0]->Text = "Выберете алгоритм маскирования/демаскирования";

}

}

}

//---------------------------------------------------------------------------

//Функция считывания входных данных и записи резельтируещих данных

unsigned long TForm1::read_file(int n,int algoritm)

{

get_rand_matr(n); //заполняем ключевую матрицу A и ключевой вектор B

get_c(n);

unsigned long *x;

x = new unsigned long[n];

//Создаем поток и загружаем в него файл

MyFName = MyFName.SubString(1,MyFName.Length()-2);

TFileStream *tfile=new TFileStream(MyFName,fmOpenReadWrite);

//Можно не применять - при открытии указатель и так на нуле

tfile->Seek(0,0);

//Буфер для информации

unsigned long *virgBuf;

//Выделяем память для буфера информации

virgBuf=(unsigned long *)malloc(tfile->Size);

int len =tfile->Size;

len = len/sizeof(unsigned long);

int k = len/n;

//нужно реализовать создание и открытие с последущей записью У

//реализация вывода в файл

int handle;

FILE *in;

handle = creat("result.txt", S_IREAD |S_IWRITE);

if ((in = fopen("result.txt", "r+")) == NULL)

{

ShowMessage("Error opening file.");

return 0;

}

u4 *res;

int file;

res = new u4[n];

for (int j=0;j<k;j++){

for (int i=0;i<n;i++){

//Читаем информацию в буфер

tfile->Read(virgBuf,sizeof(unsigned long));

x[i] = *virgBuf;

tfile->Seek(soFromCurrent,4);

}

if (algoritm == 1){

res = form_shifrX(&x[0],n);

}

if (algoritm == 2){

res = form_shifrM(&x[0],n);

}

for (int m=0;m<n;m++){

file = write(handle, &res[m], 4);

}

}

close(handle);

fclose(in);

delete x;

//Освобождаем память

free(virgBuf);

//Освобождают поток и переносим в память

tfile->Free();

return 0;

}

//---------------------------------------------------------------------------

//Функции реализующие алгоритм маскирования/демаскирования данных

u4* TForm1::form_shifrM(unsigned long* x,int n)

{

__int64 temp_x;

unsigned long temp_sum_mod2,temp_32;

unsigned long *y;

y = new unsigned long[n];

for(int j=0;j<n;j++){

temp_x = shifr_raund_modM(&x[0],&y[0],j,n);

temp_32 = To(&temp_x);

temp_sum_mod2 = sum_mod2(&temp_32,j);

y[j] = sum(&temp_sum_mod2,&x[0],j);

}

return y;

}

//---------------------------------------------------------------------------

u4* TForm1::form_shifrX(unsigned long* x,int n)

{

__int64 temp_x;

unsigned long temp_sum_mod2,temp_32;

unsigned long *y;

y = new unsigned long[n];

for(int j=0;j<n;j++){

temp_x = shifr_raund_modX(&x[0],&y[0],j,n);

temp_32 = To(&temp_x);

temp_sum_mod2 = sum_mod2(&temp_32,j);

y[j] = sum(&temp_sum_mod2,&x[0],j);

}

return y;

}

//---------------------------------------------------------------------------

__int64 TForm1::shifr_raund_modM(unsigned long* temp,unsigned long* y, int j,int n)

{

__int64 temp_x;

if (j==0){

temp_x = shifr_raund_sum0M(&temp[0],j,n);

}else{

if (j==(n-1)){

temp_x = shifr_raund_sumnM(&y[0],j,n);

}else{

temp_x = shifr_raund_sumM(&temp[0],&y[0],j,n);

}

}

return temp_x;

}

//---------------------------------------------------------------------------

__int64 TForm1::shifr_raund_modX(unsigned long* temp,unsigned long* y, int j,int n)

{

__int64 temp_x;

if (j==0){

temp_x = shifr_raund_sum0X(&temp[0],j,n);

}else{

if (j==(n-1)){

temp_x = shifr_raund_sumnX(&y[0],j,n);

}else{

temp_x = shifr_raund_sumX(&temp[0],&y[0],j,n);

}

}

return temp_x;

}

//---------------------------------------------------------------------------

//функция выборки из 2*N (где N =32 бита ) N бит

unsigned long TForm1::To(__int64* temp)

{

unsigned long peremX = *temp;

peremX = peremX >>16;

unsigned long per;

__int64 perem = *temp;

perem = perem >>8;

per = perem;

per = per^peremX;

return per;

}

//---------------------------------------------------------------------------

unsigned long TForm1::sum_mod2(unsigned long* temp,int j)

{

//нужно реализоваьт сумму по модулю 2

unsigned long perem;

perem = (*temp)^c[j][n-1];

return perem;

}

//---------------------------------------------------------------------------

unsigned long TForm1::sum(unsigned long* temp,unsigned long* x,int j)

{

//

unsigned long res;

res = x[j] ^ *temp;

return res;

}

//---------------------------------------------------------------------------

__int64 TForm1::shifr_raund_sum0M(unsigned long *x,int j,int n)

{

//реализация первого такта шифрования

__int64 temp_x=0;

for(int i=0;i<n-j-1;i++){

temp_x += x[i+j+1]*c[j][i];

}

return temp_x;

}

//---------------------------------------------------------------------------

__int64 TForm1::shifr_raund_sumnM(unsigned long* y,int j,int n)

{

//реализация последнего такта шифрования

__int64 temp_x2=0;

int cin = 0;

for(int i = n-1-j;i<n-1;i++){

temp_x2 += y[cin]*c[j][i];

cin++;

}

return temp_x2;

}

//---------------------------------------------------------------------------

__int64 TForm1::shifr_raund_sumM(unsigned long *x,unsigned long *y,int j,int n)

{

__int64 temp_x,temp_x1=0,temp_x2=0;

for (int i=0;i<n-j-1;i++){

temp_x1 += x[i+j+1]*c[j][i];

}

int cin = 0;

for(int i = n-1-j;i<n-1;i++){

temp_x2 += y[cin]*c[j][i];

cin++;

}

//нужна функция выборки 32 бит

temp_x = temp_x1 + temp_x2;

return temp_x;

}

//---------------------------------------------------------------------------

__int64 TForm1::shifr_raund_sum0X(unsigned long *x,int j,int n)

{

//реализация первого такта шифрования

__int64 temp_x=0;

for(int i=0;i<n-j-1;i++){

temp_x += x[i+j+1]^c[j][i];

}

return temp_x;

}

//---------------------------------------------------------------------------

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.