Construction of a model of steganographic embedding of the UAV identifier into ADS-B data
Вантажиться...
Дата
2023
ORCID
https://orcid.org/0000-0003-4472-9234
https://orcid.org/0000-0001-5651-8149
https://orcid.org/0000-0002-1412-2696
https://orcid.org/0000-0002-0784-1465
https://orcid.org/0000-0001-9685-1536
https://orcid.org/0000-0002-9017-9635
https://orcid.org/0000-0003-1566-9260
https://orcid.org/0000-0003-4722-3159
https://orcid.org/0000-0002-7755-3071
https://orcid.org/0000-0002-2862-438X
https://orcid.org/0000-0001-5651-8149
https://orcid.org/0000-0002-1412-2696
https://orcid.org/0000-0002-0784-1465
https://orcid.org/0000-0001-9685-1536
https://orcid.org/0000-0002-9017-9635
https://orcid.org/0000-0003-1566-9260
https://orcid.org/0000-0003-4722-3159
https://orcid.org/0000-0002-7755-3071
https://orcid.org/0000-0002-2862-438X
DOI
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.288178
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Eastern-European Journal of enterprise technologies = Східно-європейський журнал передових технологій. - 2023. - Vol. 5, No 4 (125). – P. 6-16
Анотація
Зазначено, що захищений обмін даними в системі управління безпілотними літальними апаратами є важливим аспектом для запобігання несанкціонованому доступу та безпеки повітряних апаратів. Через проблеми захисту даних автоматичного залежного спостереження – радіомовного (ADS-B, Automatic dependent surveillance-broadcast) рівень безпеки виконання польотного завдання БПЛА та повітряного руху загалом суттєво знижений. Тому захист даних ADS-B є актуальним завданням. Об'єктом дослідження є процес стеганографічного захисту даних формату ADS-B. Вирішується актуальна проблема оцінки ймовірно-часових характеристик процесу стеганографічного захисту з урахуванням особливостей вбудовування даних у контейнер формату ADS-B. Для її вирішення здійснена математична формалізація методів знаходження імовірнісно-часових характеристик стеганографічних систем. Розроблено модель операцій стеганографічного перетворення даних на основі китайської теореми про остачі. Основною відмінністю моделі є врахування особливостей даних формату ADS-B. Це дозволило формалізувати та оцінити функції часу стеганографічного кодування та декодування ідентифікаторів БПЛА із вбудованою системою ADS-B. Розроблено модель операцій стеганографічного перетворення даних на основі теореми про кінцеве цілісне кільце. Сформовано перелік операцій, що виконуються у розробленому алгоритмі. Це дозволило провести математичну формалізацію операцій для комплексного використання в моделі стеганографічного захисту ідентифікаторів БПЛА із вбудованою системою ADS-B. Досліджено математичну модель та виконано оцінку випадкової величини часу стеганографічного перетворення даних, а також довірчого інтервалу. За допомогою представленого комплексу моделей можна оцінити ймовірність попадання часу виконання алгоритму до заданого інтервалу. Результати обчислення імовірнісно-часових характеристик можна використовувати у моделях вищого рівня ієрархії
Secure data exchange in the control system of unmanned aerial vehicles (UAVs) is an important aspect for preventing unauthorized access and safety of aerial vehicles. Given the problems of automatic dependent surveillance-broadcast (ADS-B) data protection, the safety level of UAV flight tasks and air traffic in general is significantly reduced. Therefore, the protection of ADS-B data is an urgent task. The object of the study is the process of steganographic protection of ADS-B format data. A relevant problem of estimating the probabilistic time characteristics of the steganographic protection process is solved, taking into account the features of data embedding in the ADS-B format container. To solve it, a mathematical formalization of the methods of finding probabilistic-temporal characteristics of steganographic systems was carried out. A model of steganographic data transformation operations based on the Chinese remainder theorem has been built. The main difference of the model is taking into account the features of the ADS-B format data. This made it possible to formalize and evaluate the time functions of steganographic encoding and decoding of UAV identifiers with an integrated ADS-B system. A model of steganographic data transformation operations based on the finite integral ring theorem has been constructed. A list of operations performed in the developed algorithm has been compiled. This made it possible to carry out mathematical formalization of operations for complex use in the model of steganographic protection of UAV identifiers with a built-in ADS-B system. The mathematical model was studied and the estimation of the random value of the time of steganographic transformation of data, as well as the confidence interval, was performed. With the help of the reported set of models, it is possible to estimate the probability of the algorithm’s execution time falling within the given interval. The results of the calculation of probabilistic-time characteristics could be used in models of a higher level of the hierarchy.
Отмечено, что защищенный обмен данными в системе управления беспилотными летательными аппаратами является важным аспектом для предотвращения несанкционированного доступа и безопасности воздушных аппаратов. Из-за проблем защиты данных автоматического зависимого наблюдения – радиоязыкового (ADS-B, Automatic dependent surveillance-broadcast) уровень безопасности выполнения полетного задания БПЛА и воздушного движения в целом существенно снижен. Поэтому защита данных ADS-B является актуальной задачей. Объектом исследования является процесс стеганографической защиты формата ADS-B. Решается актуальная проблема оценки вероятно-временных характеристик стеганографической защиты с учетом особенностей встраивания данных в контейнер формата ADS-B. Для ее решения осуществлена математическая формализация методов нахождения вероятностных характеристик стеганографических систем. Разработана модель операций стеганографического преобразования данных на основе китайской теоремы о остатках. Основным отличием модели является учет особенностей данных формата ADS-B. Это позволило формализовать и оценить функции времени кодирования стеганографии и декодирования идентификаторов БПЛА со встроенной системой ADS-B.
Secure data exchange in the control system of unmanned aerial vehicles (UAVs) is an important aspect for preventing unauthorized access and safety of aerial vehicles. Given the problems of automatic dependent surveillance-broadcast (ADS-B) data protection, the safety level of UAV flight tasks and air traffic in general is significantly reduced. Therefore, the protection of ADS-B data is an urgent task. The object of the study is the process of steganographic protection of ADS-B format data. A relevant problem of estimating the probabilistic time characteristics of the steganographic protection process is solved, taking into account the features of data embedding in the ADS-B format container. To solve it, a mathematical formalization of the methods of finding probabilistic-temporal characteristics of steganographic systems was carried out. A model of steganographic data transformation operations based on the Chinese remainder theorem has been built. The main difference of the model is taking into account the features of the ADS-B format data. This made it possible to formalize and evaluate the time functions of steganographic encoding and decoding of UAV identifiers with an integrated ADS-B system. A model of steganographic data transformation operations based on the finite integral ring theorem has been constructed. A list of operations performed in the developed algorithm has been compiled. This made it possible to carry out mathematical formalization of operations for complex use in the model of steganographic protection of UAV identifiers with a built-in ADS-B system. The mathematical model was studied and the estimation of the random value of the time of steganographic transformation of data, as well as the confidence interval, was performed. With the help of the reported set of models, it is possible to estimate the probability of the algorithm’s execution time falling within the given interval. The results of the calculation of probabilistic-time characteristics could be used in models of a higher level of the hierarchy.
Отмечено, что защищенный обмен данными в системе управления беспилотными летательными аппаратами является важным аспектом для предотвращения несанкционированного доступа и безопасности воздушных аппаратов. Из-за проблем защиты данных автоматического зависимого наблюдения – радиоязыкового (ADS-B, Automatic dependent surveillance-broadcast) уровень безопасности выполнения полетного задания БПЛА и воздушного движения в целом существенно снижен. Поэтому защита данных ADS-B является актуальной задачей. Объектом исследования является процесс стеганографической защиты формата ADS-B. Решается актуальная проблема оценки вероятно-временных характеристик стеганографической защиты с учетом особенностей встраивания данных в контейнер формата ADS-B. Для ее решения осуществлена математическая формализация методов нахождения вероятностных характеристик стеганографических систем. Разработана модель операций стеганографического преобразования данных на основе китайской теоремы о остатках. Основным отличием модели является учет особенностей данных формата ADS-B. Это позволило формализовать и оценить функции времени кодирования стеганографии и декодирования идентификаторов БПЛА со встроенной системой ADS-B.
Опис
Ключові слова
безпілотні літальні апарати, БПЛА, система ADS-B, інформаційна безпека, стеганографічний захист даних, GERT-мережа, unmanned aerial vehicles, ADS-B system, information security, steganographic data protection, GERT network, беспилотные летательные аппараты, информационная безопасность, стеганографическая защита данных, GERT-сеть
Бібліографічний опис
Semenov, S. Construction of a model of steganographic embedding of the UAV identifier into ADS-B data / Serhii Semenov, Minjian Zhang, Oleksandr Mozhaiev and ot. // Eastern-European Journal of enterprise technologies = Східно-європейський журнал передових технологій. - 2023. - Vol. 5, No 4 (125). – P. 6-16. - DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.288178.
Semenov, S., Zhang, M., Mozhaiev, O., Kuchuk, N., Tiulieniev, S., Gnusov, Y., Mozhaiev, M., Strukov, V., Onishchenko, Y., & Kuchuk, H. (2023). Construction of a model of steganographic embedding of the UAV identifier into ADS-B data. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(4 (125), 6–16. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.288178.
Semenov, S., Zhang, M., Можаєв, О. О., Кучук, Н. Г., Тюлєнєв, С. А., Гнусов, Ю. В., Можаєв, М. О., Струков, В. М., Онищенко, Ю. М., & Кучук, Г. А. (2023). Розробка моделі стеганографічного вбудування ідентифікатора безпілотного літального апарата в дані формату ADS-B. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(4 (125), 6–16. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.288178.
Semenov, S., Zhang, M., Mozhaiev, O., Kuchuk, N., Tiulieniev, S., Gnusov, Y., Mozhaiev, M., Strukov, V., Onishchenko, Y., & Kuchuk, H. (2023). Construction of a model of steganographic embedding of the UAV identifier into ADS-B data. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(4 (125), 6–16. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.288178.
Semenov, S., Zhang, M., Можаєв, О. О., Кучук, Н. Г., Тюлєнєв, С. А., Гнусов, Ю. В., Можаєв, М. О., Струков, В. М., Онищенко, Ю. М., & Кучук, Г. А. (2023). Розробка моделі стеганографічного вбудування ідентифікатора безпілотного літального апарата в дані формату ADS-B. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(4 (125), 6–16. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.288178.