дисертація тарнополов

1. МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ,
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кваліфікаційна наукова
праця на правах рукопису
ТАРНОПОЛОВ Роман Вікторович
УДК 621.39: 681.5
МЕТОД ПІДВИЩЕННЯ ОПЕРАТИВНОСТІ ДОСТАВКИ
ВІДЕОІНФОРМАЦІЇ ДЛЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ЗАКРИТТЯ
ВІДЕОПОТОКУ
05.13.06 – інформаційні технології
технічні науки
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук
Дисертація містить результати власних досліджень.
Використання ідей, результатів і текстів інших
авторів мають посилання на відповідне джерело
Р.В. ТАРНОПОЛОВ
Науковий керівник
доктор технічних наук
професор В. В. БАРАННІК
Харків – 2017

2. 2
АНОТАЦІЯ
Тарнополов Р. В. Метод підвищення оперативності доставки
відеоінформації для інформаційних технологій закриття відеопотоку.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук
(доктора філософії) за спеціальністю 05.13.06 "Інформаційні
технології". - Харківський національний університет радіоелектроніки.
- Черкаський державний технологічний університет, Черкаси, 2017.
У дисертаційній роботі вирішено актуальне наукове завдання, яке полягає в
необхідності підвищення оперативності доставки відеоінформації на основі її
селективної обробки для інформаційних технологій закриття відеопотоку для
відомчих систем відеоконференцзв’язку. Основні результати роботи полягають в
розробці методу підвищення оперативності і конфіденційності доставки потоку
відеокадрів на основі їх селективної обробки та двійкового структурного
кодування відповідних шифрограм з урахуванням особливостей розподілу
двійкових серій. Створено метод реконструкції закритого відеопотоку, на основі
врахування наявності значущих структурних складових, який базується на тому,
що: відновлення базового відеокадру здійснюється з урахуванням наявності
закритих інформаційних складових, які додатково представлені кодовими
конструкціями в структурному двійковому просторі; реконструкція закритих
інформаційних складових проводиться на основі структурного декодування в
двійковому просторі.
Проведено оцінку ефективності розробленого методу підвищення
оперативності та конфіденційності обробки відеоінформації для відомчих систем
відеоконференцзв'язку на основі селективного кодування для інформаційних
технологій закриття інформації. Це забезпечує якість надання відеоінформаційних
послуг в режимі закриття відеопотоку.
Наукова новизна отриманих результатів.
В рамках дисертаційної роботи отримані основні результати, що мають
наукову новизну:

3. 3
1. Отримав подальший розвиток метод селекції значущих складових
базового відеокадру на основі використання просторово-спектрального
представлення.
2. Вперше розроблено метод підвищення оперативності і конфіденційності
на основі її селективної обробки.
3. Отримав подальший розвиток метод реконструкції закритого
відеопотоку, на основі врахування наявності значущих структурних складових.
Практичне значення отриманих результатів.
Впровадження отриманих результатів при організації відеоінформаційного
забезпечення з використанням відомчих телекомунікаційних систем на основі
програмно-апаратних реалізацій дозволило забезпечити наступні результати:
- для розробленого методу закриття базового відеокадру на основі селекції
значущих структурних складових досягається приховання до 90% семантично
значущих характерних областей відеодокумента, що представляють відомчий
інтерес.
- для розробленої технології закриття групи відеокадрів на основі методу
селекції значущих структурних складових шляхом аналізу показників з
урахуванням інформації про низькочастотні і високочастотні складові досягається
виграш за рівнем конфіденційності, а саме, значення пікового відношення
сигнал/шум у разі несанкціонованого доступу зменшується відносно існуючих
типових технологій в середньому на 20 %, і не перевищує 10 дБ.
- для розробленої технології на основі селекції значущих структурних
складових базового відеокадру інтенсивність закритого відеопотоку знижується в
середньому на 33 % порівняно з інтенсивністю закритого відеопотоку у разі
послідовного кодування відеоданих з подальшим шифруванням, і знижується на
25% у порівнянні з інтенсивністю закритого відеопотоку з використанням селекції
на основі інформації про низькочастотні складові трансформанти.
Ключові слова: відомчий відеоконференцзв’язок, оперативність доставки
відеопотоку, конфіденційність відеоінформації, селекція інформативних
складових базового кадру.

4. 4
Список публікацій, в яких опубліковані основні наукові результати
дисертації:
1. Наукоемкие технологии в инфокоммуникациях: обработка и защита
информации: коллективная монография / В. М. Безрук и др. Xарьков: Компания
СМИТ, 2013. 385 с.
2. Наукоемкие технологии в инфокоммуникациях: обработка информации,
кибербезопасность, информационная борьба: коллективная монография / В.М.
Безрук, и др. Xарьков: “Лідер”, 2017. 600 с.
3. Яковенко А. В. Тарнополов Р. В., Красноруцкий А. А. Метод оценки
битовой скорости видеопотока для технологии структурно-весового
кодированния. Сучасна спеціальна техніка. 2013. № 3. С. 12–22.
4. Бараннік В. В., Тарнополов Р. В. Власов А. В. Модель загроз безпеки
відеоінформаційного ресурсу систем відеоконференцзв'язку. Наукоємні
технології. 2014. № 1 (21). С. 55–60.
5. Яковенко А. В., Ларин В. В., Тарнополов Р. В. Подходы для защиты
видеоинформации на основе устранения избыточности в инфокоммуникациях.
Сучасна спеціальна техніка. 2014. № 2 (37). С. 82–89.
6. Баранник В. В., Комолов Д. И., Тарнополов Р. В. Метод защиты
видеоинформации в энергоэффективных телекоммуникационных системах.
Открытые компьютерные информационные интегрированные технологии. 2015.
№ 70. С. 131–141.
7. Баранник В. В., Cтасев С. Ю., Тарнополов Р. В. Метод эффективного
кодирования разделеных по комбинированой схеме аэрофотоснимков.
Радиоэлектроника и информатика. 2016. № 2 (73). С. 33–37.
8. Тарнополов Р. В. Метод повышения доступности информационных
ресурсов для інформаційних технологий закрития видеопотока.
Радиоэлектроника и информатика. 2017. № 1. С. 56-62.
Список публікацій, які засвідчують апробацію матеріалів дисертації:
1. Vlasov A. V., Barannik V. V., Akimov R. V. Method of increasing availability
and іntegrity of video information resources. Modern problems of radio engineering,

5. 5
telecommunications and computer science (TCSET'2014): materials of XII International
Conference (Lviv– Slavske, Ukraine, February 25 – March 1, 2014). Lviv– Slavske,
2014. Р. 532.
2. Рябуха Ю. Н., Акимов Р. И., Тарнополов Р. В. Метод повышения
доступности видеоинформационного ресурса. Проблемы информатизации:
материали втор. междун. науч.-практ. конф. (Киев, 12–13 апр. 2014 г.). Киев: Гос.
ун-т телекоммуникаций, 2014. С. 9.
3. Рябуха Ю. М., Акімов Р. І., Бараннік В. В., Тарнополов Р. В. Технологія
декодування потоку відеоінформації із заданим рівнем цілісності в
інфокомунікаціях. Проблеми і перспективи розвитку ІТ-індустрії: матеріали VІ
міжнар. наук.-практ. конф. (Харків, 17–18 квіт. 2014 р.). Харків: Нац. екон. ун-т.,
2014. С. 238.
4. Рябуха Ю. Н., Комолов Д. И., Тарнополов Р. В. Анализ эффективности
технологий шифрования в процессе формирования видеопотока. ITSEC: materials
of the 4th
Intern. scient. conf. (Київ, 20–23 трав. 2014 р.). Київ: Нац. авіац. ун-т.,
2014. С. 60.
5. Баранник В. В,. Твердохлеб В. В., Тарнополов Р. В., Школьник А. Ю.
Способ управления параметрами компрессии видеопотока в инфокоммуникациях.
Інформаційні технології та ком’ютерна інженерія: матеріали четв. міжн. наук.-
практ. конф. (Вінниця 28-30 трав. 2014 р.). Вінниця: Він. нац. техн. ун-т., 2014. С.
244-245
6. Баранник В. В., Акимов Р. И., Рябуха Ю. Н., Тарнополов Р. В. Технология
повышения безопасности динамического видеоинформационного ресурса.
Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я: матеріали
ХXIІ міжнар. наук.-практ. конф. (Харків 21–23 трав. 2014 р.). Харків: Нац. техн.
ун-т «ХПІ»., 2014. С. 50–51.
7. Баранник В.В,. Сидченко С.А., Тарнополов Р.В. Технология селективной
защиты видеоданных. Проблеми інформатики та моделювання: матеріали
чотирн. міжнар. наук.-техн. конф. ( Харків – Ялта 22 – 28 вер. 2014р.). Харків:
Нац. техн. ун-т "ХПІ", 2014.С. 3.

6. 6
8. Barannik V., Bekirov A., Tarnopolov R. Functional transformation for direct
embedding steganographic methods. IEEE East-West Design & Test: materials of
International Symposium, (Kiev, Ukraine, September, 26–29, 2014). Kiev: 2014. P.
322-324.
9. Barannik V., Komolov Dm., Ryabukha Yu., Tarnopolov R. A methodology of
video stream selective protection by reference frames. The Experience of Designing and
Application of CAD Systems in Microelectronics (CADSM’2015): materials of the XIII
International Conference, (Polyana-Svalyava, Ukraine, February, 24–27,). Polyana-
Svalyava: 2015. P. 29–31.
10. Баранник В. В., Комолов Д. И., Тарнополов Р. В., Отман Шади О. Ю.
Методология селективной защиты видеопотока по базовым кадрам для
ведомственных систем. Інформаційна безпека України: матеріали наук.-техн.
конф., (Київ 12–13 берез. 2015 р.). Київ: нац. ун-т імені Тараса Шевченка, 2015. С.
25.
11. Бараннік В.В., Сидченко С.А., Тарнополов Р.В., Мусиенко А.П. Метод
кодування двійкових даних для їх захисту в умовах інформаційного протиборства.
Інформаційні технологіїта комп’ютерна інженерія: матеріали п’ят. міжн. наук.-
практ. конфер. (Івано-Франківськ – Вінниця, 27-29 травня 2015 р.) Івано-
Франківськ: 2015. С. 141-142
12. Баранник В. В., Подлесный С. А., Тарнополов Р. В., Твердохлеб В. В.
Анализ информационной безопасности видеоинформационного ресурса.
Проблемы информатики і моделирования: материалы науч.-техн. конф. (Харків–
Одеса, 14–18 верес. 2015 р.). Харків–Одеса: 2015. С. 18.
13. Barannik V. V., Sidchenko S. A., Tarnopolov R. V., Tupitsya I. M. The
method of crypto-semantic presentation of images based on the floating scheme in the
basis of the upper boundaries. IEEE Problems of Infocommunications. Science and
Technology (PICS&T’2015): materials of IEEE Second International Scientific-
Practical Conference. (Kharkiv, Ukraine, October 13–15, 2015). Kharkiv: 2015. P. 244–
247.
14. Barannik V. V., Sidchenko S. A., Tarnopolov R. V., Tupitsya I. M. The
process of forming layers of bit zones in the method of crypto-semantic presentation of

7. 7
images on the basis of the floating scheme. Advanced Information and Communication
Technologies-2015 (AICT'2015): materials of 1st
International Conference, (Lviv,
Ukraine, October, 29 – November, 1, 2015). Lviv: 2015. P. 77–80.
15. Barannik V. V., Komolov Dm., Musienko A. P., Tarnopolov R. V.
Methodological basis for determining the energy significance of the structural unit of a
video frame based on the estimation of low-frequency components of the matrices of
the DCT blocks of the luminance component. Modern Problems of Radio Engineering,
Telecommunications and Computer Science (TCSET’2016): materials of XIV
International Conference, Lviv–Slavske, Ukraine, February, 22–26, 2016 . Lviv–
Slavske: 2016. P. 572–574.
16. Баранник В.В., Медленный С.А., Тарнополов Р.В. Оценка влияния
битовой ошибки на пакет упорядоченных кодов переменной длины в технологиях
защиты информации от кибератак. Забезпечення кібербезпеки та захисту
іформації: матеріали міжнар. наук.-практ. Конф. (Київ 24-27 лют. 2016 р). Київ:
2016. С. 24-27.
17. Шульгин С., Тарнополов Р., Стасев С. Технологія визначення значимого
сегменту відеокадру. Захист інформації і безпека інформаційних систем:
матеріали V міжн. наук.-техн. конф. (Львів 02 - 03 черв. 2016 р). Львів: Нац. ун-т
“Львівська політехніка”. С. 23 – 25.
18. Barannik V., Komolov Dm., Krivonos V., Belikova T., Tarnopolov R.
Estimate of the capacity of the closed video channel for the method based on the
selection of relevant structural units. IEEE East-West Design & Test: materials of
International Symposium, Batumi, 2016. Batumi: 2016 Р. 325–328.
19. Хаханова А. В. Тарнополов Р. В. Двухкаскадное преобразование
информации для повышения безопасности информационных ресурсов. Проблеми
кібербезпеки інформаційно-телекомунікаційних систем: матеріали наук.-техн.
конф. (Київ 2016 р.). Київ: 2016. С. 87.
20. Баранник В.В., Тарнополов Р. В., Супрун О. В., Яливец К. В. Метод
селекции значимых структурных единиц видеокадра для кодирования
видеоданных. АВІА-2017: матеріали XIII Міжн. наук.-техн. конф., (Київ, 19–21
квіт., 2017). Київ: 2017. С. 36–39.

8. 8
ABSTRACT
Tarnopolov R.V. Method of increasing the efficiency of video information
delivery for information technologies closing video stream.
Thesis for the degree of candidate of technical sciences (Ph.D.) in specialty
05.13.06 "Information technology". Kharkiv National University of Radio Electronics.
Cherkasy State Technological University, Cherkasy, 2017.
In the thesis the actual scientific task is solved, which consists in the necessity of
increasing the speed of delivery of video information on the basis of its selective
processing for information technologies for closing the video stream for departmental
videoconferencing systems. The main results of the work consist in developing a
method for increasing the efficiency and confidentiality of the delivery of the video
stream based on their selective processing and binary structured coding of the
corresponding ciphergrams, taking into account the distribution of the binary series. A
method for reconstructing a closed video stream based on the presence of significant
structural components was developed, based on the fact that: the restoration of the base
video frame is carried out taking into account the presence of closed information
components, which are additionally represented by code constructions in the structural
binary space; the reconstruction of the closed information components is carried out on
the basis of structural decoding in binary space.
The efficiency of the developed method of increasing the efficiency and
confidentiality of processing video information for departmental videoconferencing
systems on the basis of selective coding for information closure technologies has been
evaluated. This ensures the quality of providing video information services in the mode
of closing the video stream.
Scientific novelty of the results.
Within the framework of the thesis, the main results obtained with scientific
novelty:
1. The method of selection of significant components of the basic video frame has
been further developed on the basis of the use of the spatial-spectral representation.

9. 9
2. For the first time, a method for increasing the efficiency and confidentiality
based on its selective processing has been developed.
3. The method of reconstruction of the closed video stream has been further
developed on the basis of accounting for the presence of significant structural
components.
Practical significance of the results.
The implementation of the results obtained in the organization of video
information support using departmental telecommunications systems on the basis of
software and hardware implementations made it possible to provide the following
results:
- for the developed method of closing the base video frame on the basis of
selection of significant structural components, it is possible to conceal up to 90% of the
semantically significant characteristic areas of video documents representing
departmental interest.
- for the developed technology of closing a group of video frames based on the
method of selection of significant structural components by analyzing the indicators
taking into account information on low-frequency and high-frequency components, a
gain in the level of confidentiality is achieved, namely, the value of the peak signal-to-
noise ratio in case of unauthorized access decreases with respect to existing standard
technologies by 20%, and does not exceed 10 dB.
- for the developed technology, based on the selection of significant structural
components of the base video frame, the intensity of the closed video stream is reduced
by an average of 33% compared to the intensity of the closed video stream in the case of
sequential encoding of video data with subsequent encryption, and is reduced by 25%
compared to the intensity of the closed video stream using selection for based on
information about low-frequency component transformants.
Keywords: departmental videoconferencing; prompt delivery of video stream;
confidentiality of video information; selection of informative components of the basic
frame.

10. 10
List of publications in which the main scientific results of the dissertation are
published:
1. High technology in infocommunications: processing and protection of
information: collective monograph / V. М. Bezruk and others. Kharkiv: СМIТ
Company, 2013. 385 p.
2. High technology in infocommunications: information processing,
cybersecurity, information warfare: collective monograph / V. М. Bezruk and others.
Kharkiv: “Lider”, 2017. 600 p.
3. Yakovenko А. V. Tarnopolov R. V., Krasnorutsky А. А. Method for
estimating the bit rate of a video stream for structured weighting coding technology.
Modern special technique. 2013. № 3. P. 12-22.
4. Barannik V. V., Tarnopolov R. V. Vlasov А. V. Model of threats to the
security of video information resources of video conferencing systems. High
technology. 2014. № 1 (21). P. 55-60.
5. Yakovenko А. V., Larin V. V., Tarnopolov R. V. Approaches to protect video
information by eliminating redundancy in infocommunications. Modern special
technique. 2014. № 2 (37). P. 82-89.
6. Barannik V. V., Komolov D. I., Tarnopolov R. V. The method of protecting
video information in energy-efficient telecommunication systems. Open computer
information integrated technologies. 2015. № 70. P. 131-141.
7. Barannik V. V., Stasev S. Yu., Tarnopolov R. V. The method of efficient
coding of aerial photographs separated by a combined scheme. Radioelectronics and
Informatics. 2016. № 2 (73). P. 33-37.
8. Tarnopolov R. V. Method of increasing the availability of information
resources for information technology to close the video stream. Radioelectronics and
Informatics. 2017. № 1. P. 56-62.
List of publications certifying testing materials of the dissertation:
1. Vlasov A. V., Barannik V. V., Akimov R. V. Method of increasing availability
and іntegrity of video information resources. Modern problems of radio engineering,

11. 11
telecommunications and computer science (TCSET'2014): materials of XII International
Conference (Lviv– Slavske, Ukraine, February 25 – March 1, 2014). Lviv– Slavske,
2014. Р. 532.
2. Ryabukha Yu. N., Akimov R. I., Tarnopolov R. V. The method of increasing
the availability of video information resources. Problems of Informatization: material
second. intern. Scientific-practical. conf. (Kiev, 12–13 apr. 2014 г.). Kiev: State
University of Telecommunications, 2014. P. 9.
3. Ryabukha Yu. N., Akimov R. I., Barannik V. V, Tarnopolov R. V. Technology
for streaming video information with a given level of integrity in infocommunications.
Problems and prospects of IT industry development: materials VI International sci.
pract. conf. (Kharkiv, 17–18 apr. 2014.). Kharkiv: National econ. Un-t., 2014. P. 238.
4. Ryabukha Yu. N., Komolov D. I., Tarnopolov R. V. Analysis of the
effectiveness of encryption technologies in the process of forming a video stream.
ITSEC: materials of the 4th
Intern. scient. conf. (Kiev, 20–23 may 2014). Kiev: National
aviation Un., 2014. P. 60.
5. Barannik V. V., Tverdohleb V. V., Tarnopolov R. V., Shcolnik А. Yu. The
way to control the parameters of video stream compression in infocommunications.
Information Technology and Computer Engineering: materials are four intern sci. pract.
Conf. (Vinnitsa 28-30 may. 2014). Vinnitsa: Vinnitsa nat. Tech. Un., 2014. P. 244-245
6. Barannik V. V., Akimov R. I., Ryabukha Yu. N., Tarnopolov R. V.
Technology to improve the security of a dynamic video information resource.
Information technology: science, technique, technology, education, health: materials
XIX International sci. pract. Conf. (Kharkiv 21–23 may 2014). Kharkiv: National tech
Un. «KhPI»., 2014. P. 50-51.
7. Barannik V. V., Sidchenko S.O., Tarnopolov R. V. Technology of selective
protection of video data. Problems of computer science and modeling: materials four
International Sci.-Tech. conf. (Kharkiv – Yalta 22 – 28 Sept. 2014). Kharkiv: Kharkiv:
National tech Un. «KhPI», 2014. P. 3.
8. Barannik V., Bekirov A., Tarnopolov R. Functional transformation for direct
embedding steganographic methods. IEEE East-West Design & Test: materials of

12. 12
International Symposium, (Kiev, Ukraine, September, 26–29, 2014). Kiev: 2014.
P. 322-324.
9. Barannik V., Komolov Dm., Ryabukha Yu., Tarnopolov R. A methodology of
video stream selective protection by reference frames. The Experience of Designing and
Application of CAD Systems in Microelectronics (CADSM’2015): materials of the XIII
International Conference, (Polyana-Svalyava, Ukraine, February, 24–27,). Polyana-
Svalyava: 2015. P. 29-31.
10. Barannik V.V., Komolov D.I., Ryabukha Yu.M., Tarnopolov R.V., Othman
Shady О. Yu. Methodology of selective protection of video stream for basic frames for
departmental systems. Information security of Ukraine: Materials Science. Tech. Conf.,
(Kiev 12–13 mar 2015). Kiev: National Un. of Taras Shevchenko, 2015. P. 25.
11. Barannik V.V., Sidchenko S.O, Tarnopolov R.V, Musienko O.P. Method of
encoding binary data for their protection in conditions of information confrontation.
Information technology and computer engineering: materials 5 intern sci. pract. Confer.
(Ivano-Frankivsk - Vinnytsia, 27-29 may 2015) Ivano-Frankivsk: 2015. P. 141-142
12. Barannik V.V, Podlesny S.A., Tarnopolov R.V., Tverdokhleb V.V. Analysis
of information security of a video information resource. Problems of Informatics and
Modeling: materials of scientific-technical. Conf. (Kharkiv-Odesa, 14–18 sept. 2015).
Kharkiv-Odesa: 2015. P. 18.
13. Barannik V. V., Sidchenko S. A., Tarnopolov R. V., Tupitsya I. M. The
method of crypto-semantic presentation of images based on the floating scheme in the
basis of the upper boundaries. IEEE Problems of Infocommunications. Science and
Technology (PICS&T’2015): materials of IEEE Second International Scientific-
Practical Conference. (Kharkiv, Ukraine, October 13–15, 2015). Kharkiv: 2015.
P. 244-247.
14. Barannik V. V., Sidchenko S. A., Tarnopolov R. V., Tupitsya I. M. The
process of forming layers of bit zones in the method of crypto-semantic presentation of
images on the basis of the floating scheme. Advanced Information and Communication
Technologies-2015 (AICT'2015): materials of 1st
International Conference, (Lviv,
Ukraine, October, 29 – November, 1, 2015). Lviv: 2015. P. 77-80.

13. 13
15. Barannik V. V., Komolov Dm., Musienko A. P., Tarnopolov R. V.
Methodological basis for determining the energy significance of the structural unit of a
video frame based on the estimation of low-frequency components of the matrices of
the DCT blocks of the luminance component. Modern Problems of Radio Engineering,
Telecommunications and Computer Science (TCSET’2016): materials of XIV
International Conference, Lviv–Slavske, Ukraine, February, 22–26, 2016 . Lviv–
Slavske: 2016. P. 572-574.
16. Barannik V. V., Podlesny S.A., Tarnopolov R.V. Evaluation of the influence
of a bit error on a packet of ordered variable length codes in information protection
technologies from cyber attacks. Cybersecurity and information security: materials
international sci. pract. Conf. (Kiev 24-27 feb. 2016). Kiev: 2016. P. 24-27.
17. Shulgin S., Tarnopolov R., Stasev S.. Technology for identifying a significant
segment of a video frame. Information security and security of information systems:
materials V intern. Sci.-Tech. Conf. (Lviv 02 - 03 june 2016). Lviv: National Un. "Lviv
Polytechnic". P. 23-25.
18. Barannik V., Komolov Dm., Krivonos V., Belikova T., Tarnopolov R.
Estimate of the capacity of the closed video channel for the method based on the
selection of relevant structural units. IEEE East-West Design & Test: materials of
International Symposium, Batumi, 2016. Batumi: 2016 Р. 325-328.
19. Khakhanova A.V., Tarnopolov R.V. Two-stage transformation of information
to improve the security of information resources. Problems of cyber security of
information and telecommunication systems: Materials Science. Tech. Conf. (Kiev
2016). Kiev: 2016. P. 87.
20. Barannik V. V., Tarnopolov R.V., Suprun О. V., Yalivets K.V. The method
of significant structural units selection of a video frame for encoding video data. АВІА-
2017: Materials XIII Intern. Sci.-Tech. Conf. (Kiev, 19–21 apr., 2017). Kiev: 2017.
P. 36-39.

14. 14
ЗМІСТ
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ………………………………………….. 16
ВСТУП…………………………………………………………………………... 17
РОЗДІЛ 1 ОБҐРУНТУВАННЯ НЕОБХІДНОСТІ ПІДВИЩЕННЯ
КОНФІДЕНЦІЙНОСТІ ВІДЕОІНФОРМАЦІЇ В УМОВАХ
ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЗАДАНОЇ ОПЕРАТИВНОСТІ ДОСТАВКИ
ВІДЕОІНФОРМАЦІЇ У ВІДОМЧИХ ІНФОКОМУНІКАЦІЙНИХ
СИСТЕМАХ…………………………………………………………………….. 25
1.1 Обґрунтування необхідності використання відеоконференцзв'язку для
підвищення якості управління військами…………………………………...... 26
1.2 Обґрунтування необхідності забезпечення конфіденційності та якості
надання відеоінформаційних послуг у системі управління ЗСУ…………..... 35
1.3 Обґрунтування напрямку підвищення оперативності доставки
відеоінформації в системі управління Збройних Сил України в умовах
заданої конфіденційності…………………………………………………….... 43
1.4 Постановка задач на дослідження…………………………………………. 54
Висновки за першим розділом……………………………………………….... 58
РОЗДІЛ 2 ОБҐРУНТУВАННЯ НАПРЯМКІВ ДЛЯ ПІДВИЩЕННЯ
ОПЕРАТИВНОСТІ ДОСТАВКИ ВІДЕОІНФОРМАЦІЇ З
ВИКОРИСТАННЯМ СЕЛЕКТИВНИХ ТЕХНОЛОГІЙ……………………... 59
2.1 Обґрунтування напрямків розвитку селективних технологій
для підвищення оперативності та достовірності передачі інформації……… 60
2.2 Розробка рекомендацій щодо створення селективного методу обробки
відеопотоку для забезпечення потрібного рівня оперативності та
конфіденційності……………………………………………………………….. 68
2.3 Дослідження напрямків виявлення значущих блоків кадрів
відеопотоку……………………………………………………………………… 73
2.4 Розробка методу виявлення значущих блоків кадру
з одночасним врахуванням інформації по низько та високочастотним

15. 15
компонентам трансформанти.............................................................................. 84
Висновки за другим розділом………………………………………………….. 95
РОЗДІЛ 3 РОЗРОБКА МЕТОДУ ПІДВИЩЕННЯ ОПЕРАТИВНОСТІ ТА
КОНФІДЕНЦІЙНОСТІ ДЛЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
ЗАКРИТТЯ ВІДЕОДАНИХ НА ОСНОВІ ДВІЙКОВОГО
СТРУКТУРНОГО КОДУВАННЯ……………………………………………... 98
3.1 Розробка методу підвищення оперативності та конфіденційності
відеоданих на основі двійкового структурного кодування………………….. 99
3.2 Метод підвищення оперативності та конфіденційності відеоданих для
відомчих систем відеоконференцзв'язку на основі селективного кодування
шифрування відеокадрів……………………………………………………….. 113
3.3 Створення методу реконструкції відеокадру в умовах їх селективної
обробки та закриття значущих складових…………………………………….. 126
Висновки за третім розділом…………………………………………………… 130
РОЗДІЛ 4 ОЦІНЮВАННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ РОЗРОБЛЕНОГО МЕТОДУ
ОБРОБКИ ВІДЕОДАНИХ ДЛЯ ПІДВИЩЕННЯ ОПЕРАТИВНОСТІ ТА
КОНФІДЕНЦІЙНОСТІ ВІДОМЧОГО ВІДЕОКОФЕРЕНЦЗВ'ЯЗКУ………. 132
4.1 Оцінювання ступеня закриття відеокадру з позиції семантичного
аналізу з урахуванням відомчих вимог Міністерства оборони України……. 133
4.2 Оцінювання ступеня закриття відеоінформаційного потоку за базовим
кадром у разі несанкціонованого доступу до відеоресурсу…….………..….. 136
4.3 Оцінювання бітової інтенсивності відеопотоку на основі застосування
удосконаленої інформаційної технології закриття відеопотоку…………….. 144
Висновки за четвертим розділом………………………………………………. 150
ВИСНОВОК…………………………………………………………………….. 155
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ………………………………………. 159
Додаток А Список публікацій здобувача за темою дисертації та відомості
про апробацію результатів дисертації………………………………………… 174
Додаток Б Приклади кадрів для проведення експериментальної обробки…. 180
Додаток В Акти впровадження науково-прикладних досліджень…………... 182

16. 16
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ
ВІ – відеоінформація
ВКЗ – відеоконференцзв'язок
MPEG – алгорим кодування рухомого зображення
ДКП – дискретно косинус-перетворення
ЄЦВТС – Єдина цифрова відомча телекомунікаційна мережа
ЗСУ – Збройні Сили України
ЛОМ – локально – обчислювальна мережа
МОУ – Міністерство оборони України
ТКС – телекомунікаційна система
PSNR – пікове відношення сигнал/шум

17. 17
ВСТУП
Актуальність теми. Використання інформаційних систем і технологій у
державному регулюванні, а особливо у військовій сфері стосуються питань
обороноздатності, якості управління, своєчасності прийняття і доведення рішень.
На зміну традиційній гонці озброєнь приходить боротьба за інформаційну
перевагу, що сприяє розвитку нових форм і методів з метою переграти
протиборчу сторону. Інформаційні системи, що використовуються в підрозділах
Міністерства Оборони України, дозволяють підвищити ефективність управління,
своєчасність прийняття і доведення рішень органами військового управління,
особливо для підсистем управління авіацією та протиповітряною обороною. Вони
повинні забезпечувати органи управління всіх рівнів необхідною актуальною,
систематизованою інформацією. Ключовою складовою інформаційного
забезпечення є відеоінформаційна складова. До складу відеоінформаціонної
складової входить система відеоконференцзв'язку. Відеоконференція
застосовується як засіб оперативного прийняття рішення в тій чи іншій ситуації;.
У кризових ситуаціях, існує необхідність моніторингу, міжнародними
організаціями, ходу мирних домовленостей конфліктуючими сторонами
(наприклад, встановлення камер спостереження моніторинговою місією ОБСЄ на
території конфлікту). Відеоконференцзв'язок широко застосовується в підготовці
та на практиці повсякденного життя Збройних Сил. В силу того, що вся
інформація, яка оброблювється в МО України, в тому числі аудіо та відео, є
службовою, вона вимагає забезпечення надійного захисту. На основі нормативно-
правових документів, а саме: наказ Міністра оборони України № 597 від
01.10.2011 "Про затвердження порядку використання автоматизованої системи
управління Збройних Сил України "Дніпро"", наказ Міністра оборони України від
5 квітня 2011 року № 185 "Про прийняття на озброєння Збройних Сил України та
організацію впровадження програмно-технічних комплексів, засобів зв'язку
стаціонарних телекомунікаційних вузлів та терміналів відеоконференцзв'язку

18. 18
автоматизованої системи управління повсякденною діяльністю Збройних Сил
України "Дніпро", розроблені вимоги, що застосовуються до відомчих
відеоінформаційних систем. Основними вимогами є: забезпечення
конфіденційності , заданої оперативності та достовірності відеоданих. У той же
час існують проблеми, які необхідно вирішувати для забезпечення виконання
відомчих вимог до відеоінформаційних сервісів. В умовах кризових ситуацій, в
зонах конфлікту немає можливості забезпечення високошвидкісних каналів
зв'язку, використання відео обладнання, яке забезпечує високу якість
відеоінформації, використання систем гарантованого захисту інформації. Отже це
призведе до наявності протиріччя між характеристиками інфокомунікаційної
складової процесу управління та вимогами до цього процесу з позиції
інформаційного забезпечення.
Це призводить до того, що існуючими методами не завжди можливо
забезпечити потрібну оперативність доставки відеоінформації. При цьому
важливо враховувати те, що вимога до забезпечення необхідної конфіденційності
додатково обмежує ресурс відносно продуктивності інфокомунікаційних систем.
Такі обставини призводять до необхідності подальшого удосконалення
інформаційних технологій закриття відеопотоку при заданій оперативності. Тут
одним із ефективних напрямків є застосування селективних методів обробки
відеопотоку. Тому існує актуальне наукове завдання яке полягає в необхідності
підвищення оперативності доставки відеоінформації на основі її селективної
обробки, для інформаційних технологій закриття відеопотоку для відомчих
систем відеоконференцзв’язку.
Подолання дисбалансу між реальною інтенсивністю закритого відеопотоку
і забезпечення конфіденційності відеосервісу досягається за рахунок зниження
інтенсивності відеопотоку і застосування надійних і простих у реалізації методів
приховування, що забезпечують необхідний рівень конфіденційності при заданій
оперативності та достовірності.
Як показав порівняльний аналіз, в залежності від доступної швидкості
передачі даних і якості реконструйованих відеоінформаційних потоків

19. 19
інтенсивність передачі закритих відеоданих необхідно знизити. Отже, мета
досліджень полягає в розробці методу обробки відеоінформації для підвищення її
оперативності та конфіденційності для відомчих систем відеоконференцзв'язку на
основі селективного кодування і шифрування відеокадрів.
Звідси тематика дисертаційних досліджень, яка полягає у створенні методу
підвищення оперативності доставки відеоінформації для інформаційних
технологій закриття відеопотоку.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційне
дослідження проводилось відповідно до таких програм та нормативних
документів: Закону України «Про Концепцію Національної програми
інформатизації» від 04.02.1998 № 75/98-ВР, Концепції розвитку зв'язку України
від 9.12.1999 р. N 2238, Національної космічної програми України від 30.09.2008
N 608-VI, наказу Міністра оборони України від 5 квітня 2011 року № 185 "Про
прийняття на озброєння Збройних Сил України та організацію впровадження
програмно-технічних комплексів, засобів зв'язку стаціонарних
телекомунікаційних вузлів та терміналів відеоконференцзв'язку автоматизованої
системи управління повсякденною діяльністю Збройних Сил України "Дніпро",
наказу МО України № 597 від 01.10.2011 "Про затвердження порядку
використання АСУ ЗС України "Дніпро".
Мета роботи: розробка методу підвищення оперативності доставки
відеоінформації на основі селективної обробки для інформаційних технологій
закриття відеопотоку для відомчих систем відеоконференцзв'язку.
Завдання досліджень:
1. Обґрунтувати напромок для підвищення оперативності та
конфіденційності, доставки відеоінформації з використанням селективних
технологій.
2. Розробити метод обробки відеоінформації для підвищення її
оперативності та конфіденційності при заданих умовах достовірності для
інформаційних технологій селективної обробки відеоданих для відомчих систем
відеоконференцзв’язку.

20. 20
3. Створити метод реконструкції відеоінформації в умовах селективного
визначення ключових ознак та їх закриття.
4. Провести оцінку ефективності розробленого методу підвищення
оперативності та конфіденційності обробки відеоінформації для відомчих систем
відеоконференцзв'язку на основі селективного кодування для інформаційних
технологій закриття інформації.
Об'єкт дослідження. Процес підвищення оперативності та
конфіденційності відомчого відеоконференцзв'язку.
Предмет дослідження. Методи підвищення оперативності та
конфіденційності відеоданих на основі їх селективної обробки в інформаційних
технологіях закриття відеоінформації.
Методи досліджень. Обґрунтування напрямів підвищення якості надання
відеоінформаційних послуг з використанням відомчих телекомунікаційних систем
та закриття базового відеокадру здійснювалося на основі методів системного
аналізу, теорії дослідження операцій. Розробка методу підвищення оперативності
доставки відеоінформації для інформаційних технологій закриття відеопотоку
проводилася з використанням методів теорії кодування та цифрової обробки
зображень. Оцінка адекватності теоретичних і практичних результатів
проводилась на основі методів математичної статистики.
Наукова новизна одержаних результатів:
1. Отримав подальший розвиток метод селекції значущих складових
базового відеокадру, на основі використання просторово-спектрального
представлення. Відмінні характеристики методу полягають у здійсненні
автоматичного відбору інформативно значущих складових з позиції структурної
насиченості на основі одночасного аналізу інтегрованих показників для
низькочастотної та високочастотної області трансформанти. Це дозволяє
підвищити рівень конфіденційності та достовірності відеоінформації в
інформаційних технологіях закриття інформації за рахунок більш ефективної
селекції значущих інформаційних складових.

21. 21
2. Вперше розроблено метод підвищення оперативності і конфіденційності
на основі її селективної обробки. Метод відрізняється від існуючих тим, що:
закриття значущих інформаційних складових досягається на основі одночасної
селекції за інтегрованою інформацією по низькочастотним і високочастотним
компонентам трансформанти; для шифрограм закритого базового кадру
проводиться двійкове структурне кодування з урахуванням особливостей
розподілу двійкових серій. Це дозволяє підвищити конфіденційність
відеоінформації та знизити часову затримку на її доставку без втрат достовірності
інформації.
3. Отримав подальший розвиток метод реконструкції закритого
відеопотоку, на основі врахування наявності значущих структурних складових.
Відмінність даного методу полягає у: відновленні базового відеокадру з
врахуванням наявності закритих інформаційних складових, які додатково
представлені кодовими конструкціями в структурному двійковому просторі;
реконструкції закритих інформаційних складових на основі структурного
декодування в двійковому просторі. Це дозволяє забезпечити відновлення
відеоінформації для інформаційних технологій закриття інформації в умовах
забезпечення необхідної оперативності та достовірності.
Новизна отриманих результатів підтверджується відсутністю розроблених
моделей і методів в існуючих положеннях теорії та практики кодування і
шифрування відеоінформаційних потоків.
Практичне значення одержаних результатів полягає у впровадженні
технології забезпечення конфіденційності відеоданих при заданих умовах
оперативності та достовірності, що, зокрема, дозволяє забезпечити наступні
результати:
1. Для розробленого методу закриття базового відеокадру на основі селекції
значущих структурних складових досягається приховання до 90% семантично
значущих характерних областей відеодокумента, що представляють стратегічно
або тактичний інтерес. Також виконується повне приховування дрібних деталей,
наявність яких дозволяє отримати достовірну відеоінформацію, яку можна

22. 22
використовувати протиборчою стороною при вирішенні своїх стратегічних чи
тактичних завдань. При цьому приховання підлягає від 40% до 80% структурних
складових базового відеокадру залежно від семантичної складності. Це є
підґрунтям для забезпечення виконання відомчих вимог щодо конфіденційності
закритого відеоінформаційного ресурсу та підвищення його достовірності у разі
оперативного управління військами в середньому на 40%.
2. Для розробленої технології закриття групи відеокадрів на основі методу
селекції значущих структурних складових шляхом аналізу показників з
урахуванням інформації про низькочастотні і високочастотні складові досягається
виграш за рівнем конфіденційності, а саме значення пікового відношення
сигнал/шум у разі несанкціонованого доступу зменшується відносно існуючих
типових технологій в середньому на 20 %, і не перевищує 10 дБ. Це свідчить про
повне руйнування інформації у разі неавторизованого доступу.
3. Для розробленої технології на основі селекції значущих структурних
складових базового відеокадру інтенсивність закритого відеопотоку знижується в
середньому на 33% порівняно з інтенсивністю закритого відеопотоку у разі
послідовного кодування відеоданих з подальшим шифруванням, і знижується на
25% у порівнянні з інтенсивністю закритого відеопотоку з використанням селекції
на основі інформації про низькочастотні складові трансформанти.
Результати дисертації використовувалися при виконанні держбюджетної
НДР № 276-4 «Технології створення інтегрованих інформаційних систем на
основі мереж цифрового мобільного зв'язку» ( № 0113U000360), яка виконувалась
згідно тематичного плану НДР Харківського національного університету
радіоелектроніки, та в Головному управлінні Національної поліції в Харківській
області (акт реалізації від 07.10.2015 р.), НДР "Розробка комплексної моделі
захисту інформації в автоматизованих системах управління спеціального
призначення на пунктах управління Повітряних Сил Збройних Сил України",
шифр "ПАЛІТРА", № держреєстрації 010U001748. на підставі технічного
завдання, затвердженого Командувачем Повітряних Сил Збройних Сил України

23. 23
від 28.01.2014, в навчальному процесі Харківського національного університету
Повітряних Сил імені Івана Кожедуба (акт впровадження від 12.01.2017 р.) .
Особистий внесок здобувача. Всі положення які виносяться на захист
отримано автором особисто у наукових працях, опублікованих у співавторстві,
здобувачеві належить наступне: в праці [1] – проводиться аналіз впливу кібератак
на ефективність передачі відеоінформації функціонування інформаційно-
телекомунікаційних системах; в працях [2, 6, 15] – досліджено показники
конфіденційності та цілісності інформації для методу відбору значимих
структурних складових на основі селективної обробки відеоінформації;.
запропонована система показників для виявлення найбільш значущих блоків; в
працях [3, 16, 18, 22, 23] – побудовано метод оцінки бітової швидкості
відеопотоку на основі інформаційних технологій закриття значущих його
складових з використанням структурного кодування двійкових масивів; в працях
[4, 21] – обґрунтовано необхідність забезпеченняи безпеки відеоінформаційного
ресурсу для систем відеоконференцзв’язку профільних міністерств. Виявлені
найбільш актуальні та значимі загрози безпеки відеоінформації; в праці [5, 13] -
досліджено варіанти позиціонування процесів кодування і шифрування для
підвищення ефективності функціонування інформаційних технологій закриття
відеопотоку; в працях [8, 9, 11, 14] – створюється метод підвищення
конфіденційності відеоінформації в умовах зниження часових затримок на її
доставку без втрат достовірності інформації; в працях [7, 12, 17, 24] – проведена
оцінка стійкості кодових конструкцій метода обробки значимих структурних
складових в умовах їх передачі по каналу зв’язку з помилками; в працях [25, 26,
28] – обґрунтовано підхід відносно оцінки семантичної інформативності блоків
відеокадру; в праці [19] – проведені експериментальні дослідження в умовах
шифрування за базовим кадром з урахуванням вимог щодо забезпечення
необхідної бітової інтенсивності; в праці [26] – обґрунтовані базові складові
відновлення двійкових послідовностей на основі одномірного рекурентного
структурного декодування.

24. 24
Апробація роботи. Основні результати і положення дисертаційної роботи
були представлені і обговорені на 20 науково-технічних конференціях: XIIth
International Conference "Modern problems of radio engineering, telecommunications
and computer science", TCSET'2014, (Lviv - Slavske 2014); Друга міжнародна
науково-практична конференція Проблеми інформатизації, (Київ 2014); VІ
Міжнародна науково-практична конференція Проблеми і перспективи розвитку
ІТ-індустрії Харків 2014); The 4th International Scientific Conference ITSEC (Київ,
20 – 23 травня 2014 р.) (Київ 2014); ХХІІ Міжнародна науково-практична
конференція Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров'я,
(Харків, 2014 р.); International Symposium "IEEE East-West Design & Test", (Kiev
2014); The XIIIth International Conference "The Experience of Designing and
Application of CAD Systems in Microelectronics CADSM'2015 (Polyana-Svalyava
2015); Науково-технічна конференція "Інформаційна безпека України (Київ 2015);
IEEE Second International Scientific-Practical Conference "IEEE Problems of
Infocommunications. Science and Technology, PICS&T'2015", (Kharkiv 2015); 1st
International Conference «Advanced Information and Communication Technologies-
2015 (AICT'2015)», (Lviv 2015); XIVth International Conference Modern Problems of
Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science, TCSET'2016, (Lviv-
Slavske 2016); V Міжнародна науково-технічна конференція "Захист інформації і
безпека інформаційних систем" (Львів 2016); International Symposium "IEEE East-
West Design & Test", Batumi, 2016; Науково-технічна конференція "Проблеми
кібербезпеки інформаційно-телекомунікаційних систем" (Київ 2017); XIII
Міжнародної науково-технічної конференції (Київ 2017).
Публікації. Основні положення та результати дисертаційної роботи
опубліковані у 28 наукових працях, серед яких 2 колективні монографії, 6 статей в
наукових журналах, які включено в перелік наукових фахових видань. Серед яких
одна одноосібна стаття, три статті опубліковано у науково-технічних журналах,
які включені до міжнародних науково-метричних баз. Апробація результатів
дисертації відображена у 20 тезах доповідей на міжнародних науково-технічних
та науково-практичних конференціях. Зокрема 7 апробації на конференціях, які
входять до складу міжнародної організації IEEE.

25. 25
РОЗДІЛ 1
ОБҐРУНТУВАННЯ НЕОБХІДНОСТІ ПІДВИЩЕННЯ КОНФІДЕНЦІЙНОСТІ
ВІДЕОІНФОРМАЦІЇ В УМОВАХ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЗАДАНОЇ
ОПЕРАТИВНОСТІ ДОСТАВКИ ВІДЕОІНФОРМАЦІЇ У ВІДОМЧИХ
ІНФОКОМУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМАХ
Розглядаються проблемні питання використання відеоконференцзв’язку
(ВКЗ) для підвищення ефективності управління профільними організаціями.
Обґрунтовується необхідність забезпечення оперативності та конфіденційності
доставки інформації в процесі надання відеоінформаційних послуг у системі
управління Збройними Силами України. Проводиться детальний аналіз процесів
обробки та передачі відеоінформації для відомчого ВКЗ. Пропонується введення
покаників оцінювання конфіденційності, оперативності та достовірності в умовах
функціонування відеоінформаційного ресурсу. Розглядається модель загрози
конфіденційності відеоінформаційного ресурсу та при яких умовах вони
з’являються, а також причини її виникнення. Розглядаються вимоги до
функціонування систем ВКЗ. Проводиться аналіз основних характеристик
телекомунікаційних технологій, що використовуються при організації ВКЗ у
системі управління військами, і оцінювання необхідних обсягів
відеоінформаційного ресурсу ВКЗ залежно від необхідного просторового
розділення відеозображень і частоти кадрів. Аналізуються стратегії захисту
відеоінформації. Пропонується розробити селективний метод приховування
відеоінформаційного ресурсу.

26. 26
1.1. Обґрунтування необхідності використання відеоконференцзв'язку для
підвищення якості управління військами
Глобалізація технічного процесу призводить до зростання ролі
інформаційних і телекомунікаційних технологій в усіх сферах діяльності. У
розвинених країнах високі технології все активніше і масштабніше
застосовуються в системах озброєння, управління військами і зброєю – і, як
наслідок, роблять серйозний вплив на формування теорії застосування Збройних
Сил (ЗС). Відставання в цьому питанні буде неминуче впливати на
обороноздатність держави [3, 55, 61, 70, 71].
Використання інформаційних систем і технологій у державному
управлінні, особливо у військовій сфері, стосується питань обороноздатності,
якості управління, своєчасності прийняття і доведення рішень. На зміну
традиційній гонці озброєнь приходить боротьба за інформаційну перевагу, що
призводить до розвитку нових форм і способів ведення дій. Пріоритет
інформаційних аспектів безпеки найбільш чітко і якісно застосовується у
військовій політиці розвинених держав. Інформаційні системи у військовій сфері
почали відігравати не лише забезпечуючу роль. Вони перетворилися на
потужний засіб впливу на діючого або потенційного противника. В сучасних
умовах і в доступній для огляду перспективі значення інформаційних, у тому
числі психологічних операцій буде постійно зростати. Це диктує необхідність
створення нових і розвитку існуючих підходів щодо інформаційного
забезпечення процесів прийняття рішення. Одним із ключових механізмів такого
вдосконалення є використання систем (ВКЗ). Виділення інформаційної сфери як
окремої галузі національної безпеки вимагає більш детального розгляду стану,
проблем, основних тенденцій інформаційної безпеки країни. Особливістю є те,
що інформаційна складова у вигляді інформаційних ресурсів, елементів
інформаційної інфраструктури, індивідуальної та суспільної свідомості також
наявна в інших сферах національної безпеки. Необхідно розглядати

27. 27
інформаційну складову відеоінформаційного ресурсу ВКЗ (як елемент системи
управління ЗСУ) в аспекті її впливу на ступінь захищеності і реалізації
інформаційної безпеки як сфери національної безпеки держави [55,61,70,71].
Відеоконференція застосовується як засіб оперативного прийняття рішення
в тій чи іншій ситуації; при надзвичайних ситуаціях; для управління
підпорядкованими підрозділами, для проведення нарад, для скорочення витрат
на відрядження в територіально розподілених організаціях; в мобільних,
пересувних госпіталях у кризових ситуаціях і дистанційного навчання. У
кризових ситуаціях існує необхідність моніторингу міжнародними організаціями
ходу мирних домовленостей між конфліктуючими сторонами (як приклад -
встановлення камер спостерігачами ОБСЄ на території конфлікту). ВКЗ широко
застосовується в бойовій підготовці та практиці повсякденного життя ЗС [82, 83].
Система управління ЗС України має ієрархічну структуру і складається з
великої кількості віддалених на значну відстань складових підсистем і елементів
на кожному рівні (об'єкти управління та об'єкти контролю), між якими існують
певні зв'язки і залежності. Ці зв'язки і залежність впливають як на організацію і
побудову системи управління в цілому, так і на принципи їх функціонування.
В системі управління відомчих організацій існують окремі канали
управління і обміну відеоінформацією – для реалізації за допомогою комплексів
ВКЗ, наприклад, тільки функцій оперативного управління або суміщені канали –
для реалізації функцій забезпечення і адміністративного управління.
Систему управління Збройними Силами, як і систему управління будь-
якою іншою досить складною організаційно-технічною структурою, наочно
представляють з розподілом за ієрархічним принципом у вигляді багаторівневої
інформаційно-комунікаційної системи [64].
Виділяють два основні складові елементи (на кожному рівні): керуючий
орган і об'єкти управління (об'єкти контролю). У загальному випадку
автоматизований процес управління організовується на основі отримання
інформації від об'єктів управління і контролю про поточну обстановку, на основі
якої керуючий орган видає розпорядження для подальших дій. Основні функції

28. 28
відомчих систем управління зображені на рис. 1.1 та включають в себе:
Рисунок 1.1. – Основні функції відомчих систем управління
− відеоінформаційна взаємодія між абонентами;
− збір, прийом, передача, обробка, узагальнення, зберігання, аналіз і
відображення інформації про стан об'єктів контролю і управління;
− ідентифікація і розпізнавання об'єктів (процесів функціонування),
оцінювання їх стану;
− прогнозування ходу розвитку процесів ведення дій;
− підготовка даних і організація обміну між суміжними (сусідніми) і
вищими рівнями системи управління;
− економія часу і коштів на відрядження;
− дистанційне навчання військ;
− впровадження системи ВКЗ в мобільні шпиталі в умовах кризових
ситуацій;
− забезпечення морально-психологічної підтримки військовослужбовців у
кризових ситуаціях;
− видача інформації директивного і довідкового характеру.
− забезпечення передачі аудіовізуальної інформації з поля бою.

29. 29
Для ЗС України системи ВКЗ є однією з базових компонент організації
управління військами, особливо в системах управління авіацією та
протиповітряною обороною, забезпечуючи своєчасну і необхідну якість
управління військами та озброєння з виконанням об'єктивного контролю
вирішення поставлених завдань. Основні напрямки розвитку комплексів ВКЗ
зображено на рис. 1.2. Напрямки впровадження комплексів ВКЗ в інтересах
відомчих структур зображено на рис. 1.3.
Рисунок 1.2. – Основні напрямки розвитку мереж ВКЗ в систему
управління ЗС України
Рисунок 1.3. - Основні напрямки впровадження комплексів ВКЗ у систему
управління ЗС України

30. 30
Впровадження інформаційних технологій в процеси організації та
управління бойовими діями привело до виникнення нової оперативно-
стратегічної категорії, що отримала назву «інформаційна перевага». Ця категорія
чітко позначила необхідність зміщення акценту на розробку нових технологій,
процесів і процедур для системи управління військами і зброєю. Інформаційна
перевага включає перевагу в прийнятті рішень у циклі управління, яке в
поєднанні з проведенням інформаційних операцій, з цілеспрямованим технічним
і тиловим забезпеченням, вирішальним маневром і високоточними діями військ
дає досягнення повної переваги над противником [90].
Як показує досвід останніх військових конфліктів, аналіз конфліктної
ситуації на території України дає можливість припустити, що для реалізації
властивостей системи управління військами необхідне впровадження сучасних
технологій обробки і передачі відеоінформації в режимі реального часу з якістю,
не нижчою заданої, для управління військами та контролю виконання
поставлених завдань, а також об'єктивного контролю того, що відбувається, і
своєчасного прийняття об'єктивного рішення.
Відеоконференцзв'язок (англ. videoconference) – галузь інформаційної
технології, що забезпечує одночасно двосторонню передачу, обробку,
перетворення і подання інтерактивної інформації на відстань в режимі реального
часу за допомогою апаратно-програмних засобів обчислювальної техніки [82].
Необхідно розглядати інформаційну складову відеоінформаційного ресурсу
ВКЗ (як частини системи управління ЗС) в аспекті її впливу на ступінь
захищеності і реалізації інформаційної безпеки як сфери національної безпеки
держави [47, 52, 82].
Із застосуванням систем обробки та передачі відеоінформації у військовій
сфері (відеоконференцзв'язку – на стратегічному та оперативному рівнях,
відеозв'язку – на тактичному рівні) порушуються питання якості управління,
його обґрунтування, своєчасності прийняття і доведення рішень органами
військового управління, особливо для підсистем управління авіацією та

31. 31
протиповітряною обороною. На сьогоднішній день практично не залишилося
сфери життєдіяльності, в якій не використовують відеоконференцзв’язок.
Практичні заходи щодо розвитку та вдосконалення системи управління ЗС
України із застосуванням сучасних інформаційних технологій привели до
формування такої системи управління ЗС [33, 75]:
− стратегічний рівень;
− оперативно-стратегічний рівень;
− оперативний рівень;
− тактичний рівень.
На стратегічному рівні використовують комплекси ВКЗ для організації та
реалізації функцій управління і забезпечення в ланцюзі відомчих організацій,
оперативного забезпечення профільних організацій при формуванні наказів,
розпоряджень як на стратегічному, так і на ієрархічно нижчих рівнях –
оперативному і тактичному. На цьому рівні задіяний в основному стаціонарний
сегмент комплексів ВКЗ з реалізацією найбільш продуктивних елементів на
основі високошвидкісних каналів обміну інформацією (оптоволоконні,
супутникові канали зв'язку) і високопродуктивних групових та настільних
комплексів ВКЗ.
На оперативному рівні системи управління профільних організацій
реалізована комбінація стаціонарного сегмента ВКЗ і мобільних (польових)
комплексів ВКЗ. Стаціонарний сегмент ВКЗ використовується для здійснення
обміну відеоінформаційним (ВІ) ресурсом на оперативному рівні. Мобільний
(польовий) сегмент ВКЗ необхідний органам управління для виконання завдань у
польовому варіанті. Для доведення наказів, розпоряджень до нижчого рівня
застосовують бездротові технології передачі даних. Оперативний рівень системи
управління ЗС при обробці і передачі відеоінформації використовує менш
швидкісні канали зв'язку і менш продуктивні обчислювальні ресурси, особливо в
мобільному (польовому) сегменті реалізації систем ВКЗ.
На тактичному рівні системи управління профільних організацій сегмент

32. 32
ВКЗ реалізований на основі мобільних комплексів ВКЗ. Для організації обміну
відеоданими використовують радіорелейні цифрові станції, а також
загальнодержавні та комерційні канали передачі даних, що базуються на
реалізації бездротових технологій передачі даних (UMTS, WCDMA, CDMA,
CDMA2000, HSPA, LTE, WiMAX, HiperN, Wi-Fi та ін.) і транкінговому рухомому
цифровому радіозв'язку (EDACS, Tetra, APCO 25, Tetrapol PAS, iDEN, DIMRS,
Geotek тощо). Саме цей рівень системи управління профільних організацій
висуває найбільш жорсткі й критичні вимоги до використання ВКЗ. Все
обладнання комплексів ВКЗ, реалізованих у системі управління профільних
організацій, можна умовно поділити на три категорії за критерієм варіантів його
використання:
− групові системи ВКЗ;
− настільні системи ВКЗ;
− персональні системи ВКЗ.
Групові системи ВКЗ впроваджують на стратегічному та оперативному
рівнях системи управління ЗС у стаціонарному сегменті, що показано на рис. 1.4.
Відмінною рисою групових систем є підтримка кількох пристроїв відображення
інформації (колективних табло, моніторів, проекційних пристроїв), що дає
можливість організовувати сеанси відеоконференцзв'язку з максимальною
зручністю для великої кількості учасників[6? 34, 43].
а – командний центр б – комутатор в – термінал
Рисунок 1.4. – Елементи групової системи ВКЗ для стратегічного
рівня системи управління
Різновидом групових систем є компактні рішення для ВКЗ, які дають

33. 33
змогу розгорнути абонентську точку в лічені хвилини з використанням будь-
якого засобу відображення інформації (проекційного пристрою, монітора). Ці
комплекси ВКЗ впроваджуються в польові (мобільні) варіанти стратегічного і
оперативного рівнів системи управління ЗС. В системі управління ЗС
використовують також настільні комплекси ВКЗ компанії Polycom (персональні
відеотермінали PVX), з застосуванням спеціалізованого програмного
забезпечення, що представлено на рис. 1.5.:
Рисунок 1.5. – Варіанти настільних комплексів ВКЗ для оперативного
рівня системи
На оперативному і тактичному рівні системи управління ЗС
застосовуються персональні системи, що являють собою спеціалізовані
телефонні апарати. Вони обладнані компактною камерою, рідкокристалічним
екраном і призначені для візуального спілкування абонентів. Це різновид
настільних комплексів ВКЗ у мобільному варіанті виконання. На рис. 1.6
зображено схему варіанта організації ВКЗ у Збройних Силах України [56,57,58].
Відеоінформаційний ресурс відеоконференцзв'язку, який використовується
в процесі прийняття рішень у кризових ситуаціях для збирання, приймання,
обробки, узагальнення, відображення інформації та управління відомчими
структурами, набуває статусу державного. Втрата інформації про оперативну
обстановку, та аудіовізуальної інформації з місця кризової ситуації, яка несе
накази і розпорядження, призводить до порушення національної безпеки
держави [3,55, 57,61].
Під конфіденційною інформацією будемо розуміти інформацію, на яку
поширюються правила розмежування доступу.

34. 34
Рисунок 1.6. – Варіант організації ВКЗ у відомчих структурах
Під правилами розмежування доступу будемо розуміти сукупність положень,
що регламентують права доступу осіб і процесів до складових інформації.
Виконання правил розмежування доступу можливе за наявності системи
розмежування доступу.
Конфіденційна інформація поділяється за грифами таємності такі як: для
службового користування, секретну і особливої важливості.
Оскільки відеоінформація відіграє значну роль у підвищенні ефективності
управління підрозділами Збройних Сил України, то вона є державним
інформаційним ресурсом, що визначає як рівень обороноздатності країни, так і в
цілому національну безпеку держави. Тому, поряд із забезпеченням таких
характеристик, як оперативність і достовірність, які характеризують якість ВІ
сервісу, необхідно забезпечити потрібний рівень конфіденційності [56-58].
Отже, для оцінювання стану гарантування безпеки відеоінформаційного
ресурсу ВКЗ необхідно виконати аналіз загроз відеоінформаційному ресурсу при
функціонуванні ВКЗ у системі управління ЗС з побудовою узагальненої моделі
загроз безпеці відеоінформаційного ресурсу ВКЗ.

35. 35
1.2. Обґрунтування необхідності забезпечення конфіденційності та якості
надання відеоінформаційних послуг у системі управління ЗСУ
Проведемо детальний аналіз процесів обробки та передачі відеоінформації
для відомчої ВКЗ і умов її використання для оцінювання умов функціонування та
відповідності вимог до якості й безпеки відеоінформації.
Схема процесу формування і передачі відеоінформації для системи
управління ЗС із використанням систем відеоконференцзв'язку зображена на
рис. 1.7. Головна відмінність цієї схеми від загальноприйнятих, у першу чергу,
полягає в технологічних етапах забезпечення конфіденційності
відеоінформаційного ресурсу [17, 62, 63]:.
Рисунок 1.7. – Загальна схема процесу організації відеоконференцзв'язку в
системі управління військами
Розглянемо відмінні риси відомчих ВКЗ у забезпеченні конфіденційності
відеосервісу.
Одним із найважливіших аспектів проблеми забезпечення інформаційної
безпеки є визначення, аналіз і класифікація можливих загроз конфіденційності
інформації.

36. 36
Розглянемо оцінювання характеристик процесу конфіденційності
відеоінформації для інформаційно-комунікаційних систем. Для цього введемо
критерії, що характеризують часові показники і показники інформаційної
прихованості оброблюваної конфіденційної відеоінформації.
Інформаційна прихованість оброблюваних зображень обчислюється за
такими показниками [36, 63]:
1. Безпечний час, протягом якого інформація не буде розкрита:
б бi1 i M
Т = min {Т }
≤ ≤
. (1.1)
Тут бi
Т – безпечний час функціонування алгоритму, який реалізує і-й
метод криптоаналізу, що оцінюється як б б обрi i
Т =S /φS ; бi
S – часова складність
алгоритму, що реалізує і-й метод криптоаналізу; обрS – продуктивність
обчислювальної системи, наявної в противника.
2. Міра інформаційної прихованості, що визначається як імовірність інфP
достовірного дешифрування (розпізнавання) зображення, яка складається з:
а) ймовірності кР правильного відновлення секретних ключових даних:
к кi1 i M
Р = max {Р }
≤ ≤
, (1.2)
б) ймовірності прР правильного відновлення відкритого тексту:
пр прi1 i M
Р = max {Р }
≤ ≤
. (1.3)
Тут прi
Р – ймовірності правильного відновлення секретної ключової
частини і відкритої інформаційної частини у разі використання зловмисником і-
го методу криптоаналізу.