CC BY
18
Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М. Ф. Решетнева
лучшие значения для обеих задач: a = 1, р = 2. Величины q и p незначительно в данном случае влияют на результат. Число элитных муравьев для задач можно выбирать произвольным, например e = 5, начальный объем феромона лучше выбрать небольшим х0 = 0,1. Результаты алгоритма типа Ant-cycle несколько лучше результатов алгоритма Ant-density, что касается выводов по параметрам, то они остаются без изменений.
Для задачи с 20 переменными число муравьев K = 20, число итераций N = 10, тип алгоритма определения следа феромона - Ant-density, число запусков алгоритма (прогонов) - 100. Общее число наборов предметов - 200 (из 1 048 576). Время выполнения всех прогонов - 4-5 с.
Для задачи с 24 переменными и шестью ограничениями число муравьев K = 30, число итераций N = 10, тип алгоритма определения следа феромона - Ant-density, число запусков алгоритма (прогонов) - 100. Общее число наборов предметов - 300 (из 16 777 216, что составляет всего 0,001 788 %).
Ант-алгоритмы тестировались также на задачах с 42 переменными и двумя ограничениями - точное решение найдено за 18 с, с 39 переменными и 5 ограничениями - точное решение найдено за 291 с и на задаче с 50 переменными и пятью ограничениями -точное решение найдено за 68 037 с.
По результатам численных исследований можно дать следующие рекомендации по применению ант-алгоритмов на реальных данных в условиях, когда очень трудно решить задачу полным перебором вариантов и истинное решение нам неизвестно.
Относительно типа модели вычисления следа феромона на взятых предметах можно сказать, что обе модели: и Ant-density, и Ant-Cycle, - показали хоро-
шие результаты. Однако при правильном подборе коэффициентов вторая модель, как правило, показывает лучшие результаты.
Выбор параметров a и р существенно влияет на результат работы алгоритмов. Чаще всего для боль-шеразмерных задач оптимальными являются значения a = 1, р = 2. Остальные параметры не так значительно влияют на результат, однако их влияние на сходимость алгоритма также существенно. Главное, выбирать их значения в разумных пределах. Рекомендуемые значения для параметров алгоритмов следующие: q = 1, p = 0,3, to = 0,1 ,e = 5.
Библиографический список
1. Сигал, И. Х. Введение в прикладное дискретное программирование: модели и вычислительные алгоритмы : учеб. пособие / И. Х. Сигал, А. П. Иванова. М. : ФИЗМАТЛИТ, 2002. 240 с.
2. Fidanova, S. Evolutionary Algorithm for Multidimensional Knapsack Problem / S. Fidanova // PPSNVII-Workshop. 2002. P. 118-124.
3. Бурков, В. Н. Прикладные задачи теории графов / В. Н. Бурков, И. А. Горгидзе, С. Е. Ловецкий // Тбилиси : Мецниереба, 1974. 234 с.
4. Dorigo, M. The Ant System: An Autocatalytic Optimizing Process : Technical Report No. 91-016 / M. Dorigo, V. Maniezzo, A. Colorni ; Politecnico di Milano. Italy, 1991. 103 p.
5. Bonavear, E. Swarm Intelligence: from Natural to Artificial Systems / E. Bonavear, M. Dorigo // Oxford University Press. Oxford, 1999. 307 p.
D. A. Degterev, S. L. Sapunov
NUMERICAL INVESTIGATION OF ANT-ALGORITHMS FOR MANY-DIMENSIONAL
KNAPSACK PROBLEM
The ant-algorithms numerical investigations results are presented. Recommendations on the algorithms parameters choice are given.
УДК 519.872.5, 621.391
Е. А. Графеев, М. Н. Петров
ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ МНОГОАДРЕСНЫМ ДОСТУПОМ НА ОСНОВЕ БИОМЕТРИЧЕСКИХ ДАННЫХ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ В СОВРЕМЕННЫХ БАЗАХ ДАННЫХ
Рассмотрены способ организации многоадресного доступа в информационные сети и базы данных на основе биометрических данных человека и электронная система для реализации данного способа, значительно повышающие информационную защищенность от несанкционированного доступа.
В настоящее время в мире используется большое количество способов и устройств доступа к информа -ционным ресурсам. Однако с экономической точки зрения возникает необходимость в создании универсального устройства доступа. Наиболее удобными с этой точки зрения являются системы на основе биопараметров человека.
В 2006 г. одним из авторов статьи был получен патент России на электронную систему многоадресного доступа (Пат. 2274896 Российская Федерация. Электронная система управления многоадресным доступом. Заявл. 20.04.06 зарегистрированная международная заявка РСТ/ЯИ 2005/000646 от 15.12.05). В основу
Математика, механика, информатика
патента легла идея создания устройства, позволяющего организовать мультидоступ с применением биометрических технологий на основе отпечатков пальцев (ОП) и с отсутствием паролей в их обычном понимании.
При разработке требований к такому устройству учитывались следующие параметры и условия:
1. Решение проблемы стандартизации. Каждый производитель создает изделия, в которых заложены уникальные характеристики, присущие только этому изделию. Различные замки требуют различных данных как по формату, так и по размеру. Понятно, что объединяя разные требования в одном устройстве, придется создавать в нем отдельные записи. Объем данных для различных доступов будет отличаться. Для личного доступа (замок в квартире, например) запись может быть короткой, а для банка или удостоверения личности - длинной. Узнать же размер файла для того или иного устройства (замка) возможно только при регистрации, постороннему эта информация не выдается. Это заложено в изобретении.
2. Максимально упростить использование устройства и не создавать очередного «калькулятора» с множеством кнопок и запутанных функций. Хотя в некоторых случаях выпуск и такого устройства может быть интересен. Патент допускает такую возможность. Если соблюдать это требование, то становится очевидным, что запись на ключ (мобильное устройство) должен производить сам замок.
3. Необходимость создания большего количества комбинаций для отпечатков пальцев. Их ведь только 10. Выход один: их повторное использование, т. е. предоставление возможности сканирования двух и более для формирования одного сигнала пароля доступа.
Мобильное устройство позволяет «хранить» использованный сканер непосредственно у его обладателя и не оставлять свои ОП на чужом сканере.
При использовании стационарного устройства с фиксированным сканером в случае попытки «снять» изображение ОП, оставленного предыдущим пользователем, второй отпечаток «затирает» следы первого.
4. Необходимо дать возможность полностью освободить пользователя от использования ОП, но в то же время дать ему возможность использовать данное устройство. Для этого предусмотрена функция формирования «пустых сигналов», которые могут быть различными для каждого устройства в отдельности, одновременно повышая уровень секретности.
5. Необходимость максимально обезопасить ОП от постороннего копирования с переносного устройства. Этого можно достичь двумя способами:
а) ограничить возможность постороннего использования и снятия информации с переносного устройства в случае его утраты путем установления пароля на его включение (пин-код, например). Но это нарушает принцип «устройство без паролей». Кроме того, в отдельных случаях доступ к информации может быть жизненно важным;
б) наличие в переносном устройстве запрета на хранение эталонных данных отпечатков пальцев в его постоянной памяти, т. е. данные, полученные при сканировании, либо стираются сразу после передачи на
внешнее (приемное) устройство, либо по истечении короткого промежутка времени.
На основании сформулированных условий была создана электронная система многоадресного доступа. Все эти моменты отражены в патенте и результаты экспертизы по поиску аналогов заявки дали самые положительные результаты, соответствующие наивысшей степени новизны.
Рассмотрим отличия предлагаемого устройства от тех, что в настоящий момент присутствуют на рынке.
Основные недостатки современных систем доступа и документов:
- отсутствие мобильности - один ко всем;
- сохранность ключей;
- доступность к использованию третьими лицами;
- информацию о пользователе на носителях информации необходимо охранять средствами защиты (криптография, водяные знаки и т. д.);
- невозможность изменить информацию на электронном чипе (пример: банковские карты);
- необходима замена (индивидуальное изготовление новой карты) в случае истечения срока действия или утраты;
- отсутствие скрытых систем сигнализации и оповещения;
- стоимость;
- отсутствие поддержки различных стандартов;
- отсутствие централизованной базы данных по утраченным средствам доступа;
- минимальное количество комбинаций ОП при составлении пароля.
Основными отличиями предлагаемого изобретения являются следующие:
- универсальность - один ко всем;
- безопасность (его можно потерять, но им нельзя воспользоваться);
- возможность записи на мобильное устройство данных;
- система скрытого оповещения и сигнализации;
- стоимость (нет необходимости устанавливать вандалоустойчивые терминалы, как следствие порог вхождения значительно уменьшается);
- поддержка множества стандартов одним устройством;
- создание базы данных по утраченным ЭК;
- увеличение количества комбинаций паролей при регистрации пользователя;
- психологический комфорт.
Запатентованная технология позволяет сделать мобильное универсальное устройство, способное соединить различные системы доступа на основе одного универсального решения. Это избавит пользователя от необходимости держать большое количество ключей, пластиковые карты, токены, другие электронные и бумажные носители информации без потери уровня секретности, а в большинстве случаев повышая его. Это достигается еще и тем, что потеря данного устройства не несет в себе угрозы несанкционированного доступа к охраняемым объектам, и устройство может быть заменено, на новое устройство.
Данное изобретение позволяет создавать принципиально новые изделия как по форме, так и по содержанию. Оно не ограничивает производителя в создании новых товаров и услуг на основе данного изобретения.
