Введение к работе
Актуальность темы. Широкое внедрение разнообразных информационных технологий в бизнесе, торговле, социальной сфере, реализуемых в виде коммерческих программных систем различного назначения, сопровождается тем, что они становятся потенциально уязвимыми как в части используемых методов, обеспечивающих их функционирование и защиту, так и обрабатываемых данных. Программные средства защиты таких систем, как правило, представляются в виде отдельных пакетов, разрабатываемых вне рамок единой концепции, и их интеграция в целевую программную систему связана с серьезными ограничениями.
Решение комплекса вопросов по организации защиты указанных программных систем рационально производить в рамках реляционных систем управления базами данных (РСУБД), на основе которых формируются современные информационные технологии.
В программных средствах защиты программных систем, к которым относятся и РСУБД, необходимо ориентироваться на унифицированные решения, которые единообразно можно было бы использовать для поддержания корректного функционирования ряда компонентов системы.
Для РСУБД представляется перспективным подход, использующий управление форматами бинарных строк на основе изоморфных представлений, базовые решения которого можно использовать в ряде направлений защиты программных систем. Бинарные строки являются унифицированной формой представления программных кодов и операндов (структурных элементов - СЭ) в основной памяти ЭВМ в процессе функционирования программной системы РСУБД.
При указанном подходе представление структурных элементов в РСУБД осуществляется в двух форматах. Один из этих форматов, называемый основным форматом (ОФ), представляет структурные элементы в памяти ЭВМ в виде, определенном архитектурой используемого компьютера и доступном для адекватной смысловой интерпретации и обработки. Второй, называемый буферным форматом (БФ), представляет СЭ в виде, недоступном для их корректной интерпретации.
При реализации запросов к СУБД, предусматривающих формирование представлений, релевантных запросу, и связанных с операциями чтения, модификации и записи в таблицы баз данных, производится конвертирование СЭ из буферного формата в основной формат. После реализации запроса СЭ конвертируются из основного формата в буферный формат.
Конвертирование многообразных форматов широко используется в вычислительной технике и программировании.
В то же время необходимо отметить недостаточность проработки моделей и методов для многоцелевого оперативного управления бинарными форматами при представлении структурных элементов в РСУБД.
Актуальность исследований определена необходимостью создания способов, моделей, алгоритмов и их программной реализации, обеспечивающих управляемое оперативное формирование изоморфных представлений структурных элементов в реляционных СУБД.
Тематика диссертационной работы соответствует научной программе Кафедры вычислительной техники и информационных систем Воронежской государственной лесотехнической академии ГРНТИ 68.47.01;50.49 «Автоматизация проектных работ при создании изделий микроэлектроники и лесного комплекса».
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка перспективных способов, моделей и алгоритмов для обеспечения управляемого оперативного формирования изоморфных представлений структурных элементов РСУБД в процессе их хранения и обработки.
Для достижения поставленной цели в работе определены следующие задачи исследования:
анализ современных методов управления представлениями структурных элементов в реляционных СУБД;
разработка способов, математических моделей и алгоритмов для представления структурных элементов в РСУБД на основе использования множества изоморфных форматов;
разработка структуры и функциональности компонентов комплекса программных модулей для управляемого формирования дескрипторов изоморфных представлений структурных элементов в РСУБД;
разработка модулей специального программного обеспечения, реализующих управляемое формирование представлений структурных элементов в РСУБД.
Методы исследования. В качестве теоретической и методологической основы диссертационного исследования использованы элементы теории множеств, дискретной математики, теории вероятностей и технологий программирования.
Научная новизна. В работе получены следующие результаты, характеризующиеся как элементы научной новизны:
математические модели структурных элементов в РСУБД, отличающиеся введением атрибутов, определяющих управляемое изменение форматов представлений СЭ, что позволяет обеспечить целенаправленное форматирование структурных элементов в процессе их обработки и хранения;
способы и алгоритмы стохастической генерации дескрипторов формата, отличающиеся определением варьируемых параметров генерации, что позволяет управлять временем генерации дескрипторов, показателями стойкости структурных элементов к семантическому анализу, обеспечивать локальную уникальность констант форматирования и целостность дескрипторов;
способы и алгоритмы формирования полиморфных множеств дескрипторов формата, отличающиеся обеспечением уникальности дескрипторов формата в пределах полиморфного множества и полиморфных множеств второго порядка, что позволяет сформировать необходимую инфраструктуру дескрипторов для динамического форматирования структурных элементов в РСУБД;
структура и функциональность комплекса модулей специального программного обеспечения, предназначенных для управляемого формирования представлений структурных элементов в РСУБД, отличающихся использованием предложенных моделей и способов генерации дескрипторов формата и полиморфных множеств уникальных дескрипторов форматов, что позволяет использовать их в качестве концептуальной основы многоцелевых средств программной защиты программных систем.
Практическая значимость работы. Практическая значимость работы заключается в создании элементов специального математического и программного обеспечения для управляемого форматирования структурных элементов в РСУБД.
Реализация и внедрение результатов работы. Основные результаты диссертационного исследования в виде элементов специального математического и программного обеспечения средств изоморфного представления структурных элементов в РСУБД внедрены: в Саратовском государственном университете им Н.Г. Чернышевского (при разработке архитектур специальных аппаратных средств); в в/ч № 23626 (при ведении баз данных специального назначения).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Межвузовской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы лесного комплекса» (Воронеж 2005), Международной научно-практической конференции «Наука и образование на службе лесного комплекса» (Воронеж 2005), Международных симпозиумах «Надежность и качество» (Пенза 2006, 2007), научно-техническая конференция МИРЭА (Москва 2010).
Публикации. Основное содержание работы изложено в 2 публикации в издании, рекомендованном ВАК РФ, а также в 15 научно-технических публикациях. В работах, опубликованных в соавторстве, соискателю принадлежат: математические модели транспозиционных преобразований; модели изоморфного представления структурных элементов в РСУБД; алгоритмы генерации дескрипторов форматов; способы и алгоритмы формирования уникальных полиморфных множеств; структура и функциональность модулей стохастической генерации уникальных полиморфных множеств.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на 118 страницах, списка литературы из 126 наименований, приложения, содержащего акты внедрения; содержит 28 рисунков и 7 таблиц.
