МИФИ: Система кодирования изображений, видеопотоков и цифровых данных

Продукт
Разработчики: НИЯУ МИФИ - Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ
Дата премьеры системы: 2022/10/14
Технологии: ИБ - Средства шифрования

Основная статья: Криптография

2022: Создание системы

В Лаборатории фотоники и оптической обработки информации Института Лазерных и Плазменных технологий НИЯУ МИФИ, под руководством научного руководителя Лаборатории, профессора Н.Н. Евтихиева разработана оптико-цифровая система кодирования изображений, видеопотоков и цифровых данных. Об этом НИЯУ МИФИ сообщил 14 октября 2022 года.

Комбинирование электронных и фотонных технологий является одним из передовых направлений развития средств передачи и обработки информации. Именно тут сотрудникам НИЯУ МИФИ удалось добиться успеха, создав сверхскоростную и высокозащищённую оптико-цифровую систему кодирования.

Выглядит работа этой системы примерно так. Любой компьютерный файл по сути есть совокупность единиц и нулей. Для осуществления оптического кодирования информации необходимо вначале «визуализировать», а точнее представить файл в виде пространственного сигнала, для чего используется так называемый «пространственно-временной модулятор света», который выглядит как небольшой полупрозрачный или отражающий экран. На этом экране содержимое файла отображается в виде совокупности тёмных и светлых точек (вариантом такого представления является QR-код). Оригинальный алгоритм оптимально представляющий цифровую информацию в виде совокупности пикселов в разработанной системе создан инженером кафедры лазерной физики НИЯУ МИФИ кандидатом физико-математических наук Анной Шифриной. Экран освещается лазерным излучением. TAdviser выпустил новую Карту «Цифровизация промышленности»: свыше 250 разработчиков и поставщиков услуг 23.2 т

Свет, проходящий через экран с помощью системы линз попадает на второй модулятор, на котором голографическим методом представлен кодирующий ключ и, таким образом цифровая информация последовательно получает оптическое «воплощение» и уже в таком виде подвергается кодированию. На выходе у системы получается изображение совокупности бесформенных пятен, которые и являются закодированным визуальным представлением исходной информации. Эти пятна можно сфотографировать цифровой камерой (разумеется, это должно быть сделано с высоким разрешением и малыми шумами) и дальше передать фотографию по каналу связи партнеру, не опасаясь, что по дороге она будет перехвачена третьими лицами. У корреспондента в компьютере должен быть ключ к шифру, с помощью которого он из переданного изображения бесформенных пятен путём расчёта сможет извлечь первоначальное сообщение. Методы представления ключа и регистрации выходного светового распределения системы, а главное алгоритмы восстановления данных разработаны сотрудниками Лаборатории к.ф.м.-н. Виталием Красновым и к.ф.-м.н. Павлом Черёмхиным.

Рзработка НИЯУ МИФИ обладает двумя важными плюсами. Во-первых, высокой производительностью: обработка и кодирование информации может осуществляться со скоростью во многие десятки гигабит в секунду. Второе качество связано с первым: у системы очень низкая криптографическая уязвимость, поскольку в ней используется ключ, размеры которого измеряются многими килобайтами.

По словам заведующего Лабораторией профессора Ростислава Старикова, стойкость к взлому разработанной системы кодирования сопоставима с аналогичными показателями систем квантового шифрования – с той, однако, разницей, что реально работающих систем на основе квантового кодирования в широкой практике пока не существует из-за особенности используемой при их построении элементной базы; в разработанной же оптической системе используются относительно недорогие массово доступные элементы. Для испытания криптостойкости разработанной в НИЯУ МИФИ системы специально проводят испытательные «хакерские» атаки на нее с использованием нейросетевых методов – но разработка пока что успешно выдерживает испытания.

Для создания нового «кодировщика» учёным понадобились не только разработка математических алгоритмов, но и хорошее знание того, как работают оптические системы, включая и понимание природы искажений, которые претерпевает «оптическая» информация внутри технических систем. По словам Ростислава Старикова, в основу разработки положены идеи, выдвинутые ещё в 1990-х – 2000-х годах, несколькими исследовательскими группами в мире; в частности, в России первые исследования в этом направлении выполнены именно в МИФИ. По-настоящему же реализовать подобные системы стало возможным только теперь, когда электронные и оптические технологии, а также компьютерная техника достигли достаточного уровня развития.



Подрядчики-лидеры по количеству проектов

За всю историю
2021 год
2022 год
2023 год
Текущий год

  Softline (Софтлайн) (51)
  Инфосистемы Джет (45)
  ДиалогНаука (33)
  Информзащита (31)
  Leta IT-company (26)
  Другие (732)

  Практика Успеха (6)
  Card Security (Кард Сек) (4)
  Национальный аттестационный центр (НАЦ) (4)
  R-Vision (Р-Вижн) (4)
  Web3 Tech (Веб3 Технологии) ранее Waves Enterprise (3)
  Другие (64)

  Информзащита (2)
  Deiteriy (Дейтерий) (2)
  Концерн Автоматика (2)
  Softscore UG (2)
  TUV Austria (2)
  Другие (40)

  Сканпорт АйДи (Scanport) (6)
  Практика Успеха (5)
  Инфосистемы Джет (4)
  Compliance Control (Комплаенс контрол) (3)
  МСС Международная служба сертификации (3)
  Другие (39)

  Уральский центр систем безопасности (УЦСБ) (5)
  Инфосистемы Джет (4)
  ИнфоТеКС (Infotecs) (2)
  МСС Международная служба сертификации (2)
  Актив (Актив-софт) (2)
  Другие (36)

Распределение вендоров по количеству проектов внедрений (систем, проектов) с учётом партнёров

За всю историю
2021 год
2022 год
2023 год
Текущий год

  ИнфоТеКС (Infotecs) (32, 34)
  Код Безопасности (15, 34)
  Аладдин Р.Д. (Aladdin R.D.) (24, 30)
  Лаборатория Касперского (Kaspersky) (2, 23)
  Системы распределенного реестра (3, 19)
  Другие (440, 251)

  Практика Успеха (1, 6)
  R-Vision (Р-Вижн) (1, 4)
  ИнфоТеКС (Infotecs) (3, 3)
  Web3 Tech (Веб3 Технологии) ранее Waves Enterprise (1, 3)
  Системы распределенного реестра (1, 2)
  Другие (12, 19)

  ИнфоТеКС (Infotecs) (2, 2)
  Концерн Автоматика (2, 2)
  Системы распределенного реестра (2, 2)
  Softscore UG (1, 2)
  Лаборатория Касперского (Kaspersky) (1, 1)
  Другие (8, 8)

  Shenzhen Chainway Information Technology (1, 6)
  Практика Успеха (2, 5)
  Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций РФ (Минцифры) (1, 5)
  Digital Design (Диджитал Дизайн) (1, 2)
  Системы распределенного реестра (1, 2)
  Другие (6, 6)

  Актив (Актив-софт) (2, 2)
  ИнфоТеКС (Infotecs) (2, 2)
  Shenzhen Chainway Information Technology (1, 2)
  С-Терра СиЭсПи (S-Terra CSP) (1, 1)
  Спейсбит (Spacebit) (1, 1)
  Другие (6, 6)

Распределение систем по количеству проектов, не включая партнерские решения

За всю историю
2021 год
2022 год
2023 год
Текущий год

  Kaspersky Total Security - 18
  Secret Net - 15
  SmartDeal - 14
  Мастерчейн (Masterchain) Российская национальная блокчейн-сеть - 14
  ViPNet Coordinator HW ПАК Криптошлюз и межсетевой экран - 12
  Другие 316

  SmartDeal - 6
  R-Vision SGRC Центр контроля информационной безопасности (ЦКИБ) - 4
  WE.Vote - 3
  КриптоБиоКабина (КБК) - 2
  Мастерчейн (Masterchain) Российская национальная блокчейн-сеть - 2
  Другие 16

  Softscore UG: Anwork Бизнес-коммуникатор - 2
  ViPNet IDS - 1
  Госключ - 1
  SmartDeal - 1
  Рязанский Радиозавод: Аппаратные связи на базе шасси высокой проходимости - 1
  Другие 10

  Shenzhen Chainway C-серия RFID-считывателей - 6
  Госключ - 5
  SmartDeal - 4
  Мастерчейн (Masterchain) Российская национальная блокчейн-сеть - 2
  ИСКО Ареопад Информационная система коллегиальных органов - 2
  Другие 7

  Shenzhen Chainway C-серия RFID-считывателей - 2
  Госключ - 1
  ViPNet QKDSim - 1
  Guardant DL Программные ключи - 1
  С-Терра Шлюз (CSP VPN Gate 100B) - 1
  Другие 8