Представляем победителей конференции имени Е. В. Арменского: информационно-коммуникационные технологии, информационная безопасность
Ежегодная межвузовская научно-техническая конференция имени Евгения Викториновича Арменского для студентов, выпускников и школьников – главное годовое научное студенческое событие в МИЭМ. В этом году форум прошел в апреле и собрал более 200 участников, представляющих все образовательные программы бакалавриата и магистратуры МИЭМ, студентов различных факультетов Вышки, других вузов, а также школьников.
Мы расспросили победителей об их исследованиях, сегодня рассказ о лучших работах в областях информационно-коммуникационных технологий и информационной безопасности.
Инфокоммуникационные технологии были представлены двумя секциями – «Компьютерные сети, телекоммуникационные системы, компьютерные образовательные продукты» и «Автоматизация проектирования, банки данных и знаний, ителлектуальные системы».
Секция «Компьютерные сети, телекоммуникационные системы, компьютерные образовательные продукты»
Председатель секции: профессор департамента компьютерной инженерии МИЭМ НИУ ВШЭ,к.т.н.,Леонид Восков
Диплом 1 степени – Антипов Михаил, Угодников Андрей, Березуцкий Ярослав, бакалавры 3 курса департамента компьютерной инженерии МИЭМ НИУ ВШЭ
Тема: «Программный эмулятор устройств Интернета вещей "Virtual IoT Lab"»
Научный руководитель: ведущий инженер учебной лаборатории 3Д-визуализации и компьютерной графики МИЭМ НИУ ВШЭ Алексей Ролич
Мы позволяем школьникам и студентам (пользователям) виртуально взаимодействовать с одноплатным компьютером Raspberry Pi и датчиками. Для этого реализован сайт, где учащиеся имеют возможность добавлять Raspberry Pi в рабочую область, подключать светодиоды к портам одноплатного компьютера и взаимодействовать с ним через консоль. Для создания виртуального мини-компьютера используются docker-контейнеры, которые можно быстро создать и удалить, и в которых учащиеся могут запустить свой код.
На данный момент мы получили обратную связь от преподавателей, которые дали советы по доработке нашего программного проекта.
В ближайшем будущем мы планируем добавить дополнительный функционал, разместить наше ПО на сервере и провести тестирование на учащихся.
Разработку планируется применять в рамках профориентационной работы с абитуриентами и школьниками, в проектах «Инженерный класс» и «IT-класс», в олимпиадах и конкурсах. Также студенты могут использовать программный эмулятор для подготовки к практическим занятиям.
Секция «Автоматизация проектирования, банки данных и знаний, интеллектуальные системы»
Председатель секции: доцент кафедры «Информационная безопасность киберфизических систем» МИЭМ НИУ ВШЭ, к.ф.-м.н. Илья Иванов
Диплом 1 степени – Чехоева Анастасия, студентка института информационных технологий «МИРЭА – Российского технологического университета». Быков Филипп, Вильфанд Роман – научные руководители, сотрудники ФБГУ «Гидрометцентр России»
Тема: «Прогнозирование среднеквадратичной ошибки прогнозов приземной температуры воздуха с помощью глубоких свёрточных нейронных сетей»
Научный руководитель: Быков Филипп Леонидович
Нужно было создать нейронную сеть, которая могла бы находить области с большими ошибками на основе данных, полученных из прогностической модели. Процесс получения погоды большой и сложный. Чтобы получить прогноз, используют прогностические модели, численно решающие дифференциальные уравнения в частных производных, для которых нужны данные на регулярных сетках. Собирают метеоданные различными способами (с помощью радиозондов, буёв, самолётов и др.), но они расположены неоднородно и не равномерно в пространстве. Получается, что при "интерполяции" этих данных на регулярную сетку с помощью объективного анализа и системы усвоения данных, могут быть ошибки. При численном интегрировании тоже есть ошибки. Вот и получается, что на выходе из прогностической модели получаются поля, в которых могут быть ошибки.
Задача заключалась в поиске областей с ошибками, чтобы можно было в дальнейшем их корректировать. Но, с другой стороны, при "интерполяции" нужны оценки дисперсий: хотели сейчас попробовать использовать полученный результат и для системы усвоения данных, но ещё не успели.
Наш руководить Быков Филипп Леонидович является научным сотрудником Гидрометцентра, там мы и планируем применить разработку.
Секция «Информационная безопасность»
Председатель секции: доцент, заведующий кафедрой компьютерной безопасности МИЭМ НИУ ВШЭ, к.т.н. Алексей Лось
Диплом 1 степени – Кузьмин Дмитрий, выпускник 2022 года кафедры компьютерной безопасности департамента прикладной математики МИЭМ НИУ ВШЭ
Тема: «Исследование сложности реализации блочных шифров и режимов шифрования на микроконтроллерах STM32»
Научный руководитель: доцент кафедры компьютерной безопасности департамента прикладной математики МИЭМ НИУ ВШЭ, к.ф.-м.н. Алексей Нестеренко
Доклад по сути является ответом на вопрос «Можно ли использовать отечественные криптоалгоритмы в интернете вещей?». Теоретический ответ уже был дан, мне же удалось получить практическое подтверждение.
В исследовании участвовали блочные шифры: два отечественных из ГОСТ Р 34.12–2015 (Кузнечик и Магма), а также зарубежный AES. Выбор пал на них из-за широкого использования, они применяются в критических системах обработки информации, ГОСТ у нас, AES же распространен по всему миру.
В случае реализации с оптимизацией по памяти наиболее быстрым алгоритмом оказывается отечественный шифр Магма, что не противоречит теоретической оценке и позволяет рекомендовать его к использованию в сфере интернета вещей.
В рамках текущей задачи их можно считать равнозначными, проверка криптостойкости алгоритмов проводилась в других исследованиях.
Для проведения тестирования в память микроконтроллера загружаются псевдослучайные наборы данных размером от 16 до 256 байт. Измеряется скорость зашифрования и расшифрования, каждый эксперимент проводится 100 раз и берется среднее арифметическое.
В дальнейшем планируется изучение этих же криптоалгоритмов с оптимизацией по времени выполнения, а также сравнение их с аппаратной реализацией AES. Рассматривается еще изучение криптографических алгоритмов вычисления хэш-функций, например отечественный «Стрибог».
Материал подготовили Валерия Немна и Полина Подкопаева (Медиацентр МИЭМ)