Межкампусный проект «Исследование и разработка методов передачи и обработки данных для организации энергоэффективной и безопасной передачи данных в сетях Интернета вещей»

Название реализуемого исследования: Исследование и разработка методов передачи и обработки данных для организации энергоэффективной и безопасной передачи данных в сетях Интернета вещей (бывш. Исследование и разработка методов снижения задержки для организации энергоэффективной и безопасной передачи данных в сетях Интернета вещей)

Основная цель проекта – разработка и исследование методов снижения задержки, повышения энергоэффективности в сетях связи в рамках концепции сверхнадежной межмашинной связи с низкими задержками (URLLC), в первую очередь в сетях и системах Интернета вещей при наличии ограничений на время доставки данных, вычислительные ресурсы сетевых устройств, требований к защищенности.

В 2023 году в рамках проекта были получены следующие ключевые результаты:

1. Проведено исследование алгеброгеометрических кодов, разработаны новые подходы к их декодированию на основе пар, исправляющих ошибки;
2. Проведён обзор и подготовлены примеры построения АГ-кодов, ассоциированных с эллиптической и эрмитовой кривыми, а также с квартикой Клейна;
3. Проведено сравнение стратегий полярного флиппинг-декодирования с использованием критических множеств, как для сценариев низких затрат памяти (в случае списочного метода) или вычислительной сложности (в случае SCF);
4. В рамках решения прикладных задач Индустриального Интернета вещей предложены алгоритмы ускорения построения выборки данных для систем интеллектуального контроля производственных операций;
5. Проведена формализация и анализ протокольных решений для децентрализованных финансовых схем, подготовлен базис для будущих исследований через формирование выборки кредитных данных из проекта MakerDAO;
6. Рассмотрены и систематизированы сценарии применения нейронных сетей в задачах сокрытия информации в цифровых объектах;
7. Проведена оценка количественных и качественных показателей эффективности методов сокрытия информации, обобщенные данные сведены в таблицы для удобного сравнения;
8. Разработан новый метод стеганографического встраивания информации в частотную область цифровых изображений, позволяющий обеспечить безошибочность извлечения встраиваемых сообщений;
9. Реализованы и разработаны методы постквантовой криптографии, основанные на помехоустойчивом кодировании. Данные методы позволили в несколько раз сократить длину открытого ключа по сравнению с криптосистемой Мак-Элиса на кодах Гоппы.

Для достижения поставленной цели неободимо решить следующий комплекс задач в 2024 году:

1.  Разработать новые методы достоверной и целостной передачи информации в перспективных системах связи с использованием помехоустойчивых кодов и цифровых водяных знаков.
2.  Продолжить исследования алгеброгеометрических кодов. Провести анализ существующих и новых конструкций аг-кодов, подходов к декодированию.
3.  Провести исследования по оценке возможностей методов транспортного кодирования с позиции пропускной способности, средней и предельной задержки, вероятности ошибки и т.п. для конкретных промышленных сценариев применения.
4.  Провести исследование по оценке применимости методов статистической и кодовой модуляции по повышению энергоэффективности в системах передачи данных Интернета вещей.
5.  Провести исследование по оценке применимости методов статистической (вероятностного шейпинга и др.) и кодовой модуляции по повышению энергоэффективности в системах передачи данных Интернета вещей. 
6.  Продолжить исследования прикладных систем, перспективных с позиции снижения задержки, в частности, в области автоматизации производства, в финтех-системах и т.д.

План мероприятий по проекту на текущий год:

1.  Сбор и анализ данных о характеристиках современных и перспективных систем связи и конечных сервисов в области Интернета вещей по выделенным критериям.
2.  Комплексное исследование применимости кодовых методов снижения задержки в сетях связи для перспективных систем передачи данных с учетом требований.
3.  Разработка новых методов достоверной и целостной передачи информации в перспективных системах связи.
4.  Подготовка публикации о проведенном анализе и найденных новых решениях в области Интернета вещей.
5.   Обработка результатов, подготовка итогового отчёта и представление.

Научные партнёры:
АНОО ВО «Сколковский институт науки и технологий»
ООО «КНС Групп» (YADRO)
АО «ИнфоТеКС»