Разработка научных основ построения источников питания микроконтроллеров для создания новой технологии защиты информации в компьютерных системах

В результаті проведення роботи виконано порівняльний аналіз існуючих систем захисту мікропроцесорних систем з метою виявлення їх недоліків та перспектив до покращення. Досліджено існуючі мікроконтролери на предмет захищеності від зчитування за струмом споживання, визначено реальну захищеність сучасних мікроконтролерів та запропонувано шляхи для збільшення їх захищеності. Розвинено алгоритм дискретного вейвлет-аналізу та спектрального аналізу в полярних координатах. Запропоновано нове вейвлет-перетворення в полярних координатах;, Розроблено нові способи та пристрої захисту інформації в мікроконтролерах від недеструктивних атак шляхом модифікації струму споживання. Створено алгоритми роботи джерел живлення із захистом за струмом споживання. зокрема алгоритми обчислення інтегрального коефіцієнту в полярних координатах для ідентифікації команд у реальному масштабі часу, та програмне забезпечення визначення рівня захищеності пам'яті програм мікроконтролерів; нові методи і алгоритми вейвлет-аналізу із заданим числом високочастотних фільтрів для дослідження струмів споживання мікроконтролера; формування бази даних часових залежностей струмів споживання для кожної інструкції мікроконтролера та їх спектрів у різних базисах.. Досліджено ефективність роботи запропонованих у роботі джерел живлення мікроконтролерів, розроблених алгоритмів та пристроїв. Результати роботи будуть використані для створення комп'ютерних та мікропроцесорних систем, захищених від несанкціонованого доступу. Можливими користувачами є підприємства та науково-дослідні організації, які займаються розробкою пристроїв мікропроцесорної техніки та мікропроцесорних систем керування із захистом інформації. Розроблені теоретичні засади та системи є перспективними для захисту конфіденційної інформації від несанкціонованого доступу у інформаційних системах безпеки, секретного документообігу, платіжних картках, картках електронного підпису та аутентифікації користувача при віддаленому доступі до корпоративних мереж.As the result of research work a comparative analysis of existing security systems of microprocessor-based systems was made with aim to identify their disadvantages and improvement prospects. Existing microcontrollers were explore with aim to protection from readers on current consumption are researched and to determine the real security of high end microcontrollers and suggest ways to improve it. The algorithm of discrete wavelet analysis and spectral analysis in polar coordinates was further developed. A new wavelet transform in polar coordinates is offered. The new methods and devices of information protection in microcontrollers from non-destructive attacks by modifying the current consumption are developed. Algorithms of work of power supplies with protection on a consumption current, in particular, algorithms of computing of integrated factor in polar coordinates for identification of commands in real time, the software of definition level of security memory programs of microcontrollers are development; the new methods and algorithms of the wavelet -analysis with the set number of high-frequency filters to research the current consumption of the microcontroller; the databases of time dependences of current consumption for each instruction of the microcontroller and their spectrums in various bases are generated. Overall performance of the power supplies of the microcontrollers and developed algorithms and devices is researched in work. The results of work will be used for development of the computer and microp.В результате выполнения работы проведен сравнительный анализ существующих систем защиты микропроцессорных систем с целью выявления их недостатков и перспектив улучшения. Исследованы существующие микроконтроллеры на предмет защищенности от считывания по току потребления, определена реальная защищенность современных микроконтроллеров и предложены пути ее повышения. Получил дальнейшее развитие алгоритм дискретного вейвлет-анализа и спектрального анализа в полярных координатах. Предложено новое вейвлет-преобразование в полярных координатах; разработаны новые способы и устройства защиты информации в микроконтроллерах от недеструктивных атак путем модификации тока потребления. Созданы алгоритмы работы источников питания с защитой по току потребления, в частности, алгоритмы вычисления интегрального коэффициента в полярных координатах для идентификации команд в реальном масштабе времени, программное обеспечение определения уровня защищенности памяти программ микроконтроллеров; новые методы и алгоритмы вейвлет-анализа с заданным числом высокочастотных фильтров для исследования токов потребления микроконтроллера; сфрмированы базы данных временных зависимостей токов потребления для каждой инструкции микроконтроллера и их спектры в различных базисах. Исследована эффективность работи предложенных в работе источников питания микроконтроллеров, разработанных алгоритмов и устройств. Результаты работы будут использованы для создания компьютерных и микропроцессорных систем, защищенных от несанкционированного доступа. Возможными пользователями являются предприятия и научно-исследовательские организации, которые занимаются разработкой устройств микропроцессорной техники и микропроцессорных систем управления с защитой информации