Генератор випадкових чисел з інтегрованим блоком шифрування даних, блоком зберігання результатів, блоком розшифрування результатів та блоком публікації

Реферат: Генератор випадкових чисел з інтегрованим блоком шифрування даних, блоком зберігання результатів, блоком розшифрування результатів та блоком публікації включає блок шифрування даних і блок обробки та шифрування параметрів, які з’єднані з блоком генерації випадкових чисел, при цьому блок шифрування даних з’єднаний з блоком зберігання зашифрованих даних, який з’єднаний з блоком розшифрування даних, блок обробки та шифрування параметрів з’єднаний з блоком зберігання зашифрованих параметрів, який з’єднаний з блоком розшифрування параметрів, блок генерації випадкових чисел з’єднаний з блоком зберігання зашифрованих результатів, який з’єднаний з блоком розшифрування результатів, а блок розшифровки даних, блок розшифровки результатів та блок розшифрування параметрів з’єднані з блоком публікації результатів, даних та параметрів. UA 122523 U (12) UA 122523 U UA 122523 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до генераторів випадкових чисел, а саме до генераторів випадкових чисел з функціями шифрування (кодування), зберігання, розшифрування та опублікування вихідних даних, вихідних параметрів та результатів, та може бути використана у поєднанні з електронними обчислювальними пристроями, наприклад, в системах статистичного аналізу та моделювання, для проведення соціологічних досліджень тощо. Заявлене технічне рішення не має аналогів, оскільки у відкритих джерелах патентної та науково-технічної інформації відсутні дані щодо існування генераторів випадкових чисел, подібних до заявленого за складом компонентів та принципом роботи. Серед відомих генераторів випадкових чисел не виявлено пристрою, який характеризується можливістю шифрування, зберігання, розшифрування та опублікування вихідних даних, вихідних параметрів та результатів. З рівня техніки відомі генератори випадкових чисел, які здатні генерувати певну послідовність випадкових чисел, використовуючи певний обсяг вихідних даних та задані параметри генерації, зокрема генератори випадкових чисел, на які видані патенти: патент UA 64305 A (опублікований 16.02.2004 р., Бюл. № 2), патент UA 47876 U (опублікований 25.02.2010 р., Бюл. № 4), патент RU 2138074 C1 (опублікований 20.09.1999 р.), патент RU 2250489 C1 (опублікований 20.04.2005 р., Бюл. № 11), патент CN 106339203 A (опублікований 18.01.2017 р.), патент DE 10234973 A1 (опубліковано 19.02.2004), проте вони не є подібними до заявленої корисної моделі за своїми суттєвими ознаками, зокрема за складом компонентів та принципом роботи, а також досягнутим технічним результатом. Недоліком відомих генераторів випадкових чисел, зокрема вказаних вище, є їхні обмежені функціональні можливості та, відповідно, обмежена область застосування, які зумовлені тим, що відомі генератори випадкових чисел не мають можливості шифрування вихідних даних та параметрів, зберігання зашифрованих даних, параметрів та результатів, розшифрування даних, параметрів та результатів, а також їх публікації через відсутність необхідних для здійснення вказаних операцій компонентів, модулів, блоків тощо, та відповідних зв'язків між ними. Фактично відомі генератори випадкових чисел мають лише функцію генерації випадкових чисел за певним алгоритмом, проте не мають можливості шифрування та розшифровування вихідних даних, параметрів та результатів, та публікації вказаної інформації. При підключенні відомих генераторів випадкових чисел для здійснення вказаних вище функцій до зовнішніх електронних обчислювальних та інших пристроїв, створиться ризик втручання в процес шифрування вихідних даних та параметрів, і, відповідно, створиться ризик отримання недостовірних результатів, а також створиться ризик спотворення результатів, оскільки операції шифрування, зберігання, розшифрування та розкриття (публікації) даних, параметрів та результатів будуть відбуватися у зовнішніх електронних обчислювальних пристроях, ефективне функціонування яких може бути порушено внаслідок несанкціонованого доступу або програмної помилки. Разом з тим з'єднання відомих генераторів випадкових чисел із зовнішніми електронними пристроями виключає повну автоматизацію циклу: шифрування, зберігання, розшифрування та розкриття вихідних даних, параметрів та результатів. При цьому не забезпечується достатня надійність, багатофункціональність, висока швидкодія та виключення втручання в процес отримання результатів на будь якому етапі. Технічною задачею заявленої корисної моделі є створення нового генератора випадкових чисел, який характеризується розширеними функціональнимиможливостями та областю застосування, незалежністю та повною автоматизацією повного циклу шифрування, збереження, генерування випадкових чисел, розшифрування та розкриття вихідних даних, параметрів та результатів. Рішення поставленої технічної задачі досягається тим, що генератор випадкових чисел з інтегрованим блоком шифрування даних, блоком зберігання результатів, блоком розшифрування результатів та блоком публікації включає блок шифрування даних і блок обробки та шифрування параметрів, які з'єднані з блоком генерації випадкових чисел, при цьому блок шифрування даних з'єднаний з блоком зберігання зашифрованих даних, який з'єднаний з блоком розшифрування даних, блок обробки та шифрування параметрів з'єднаний з блоком зберігання зашифрованих параметрів, який з'єднаний з блоком розшифрування параметрів, блок генерації випадкових чисел з'єднаний з блоком зберігання зашифрованих результатів, який з'єднаний з блоком розшифрування результатів, а блок розшифрування даних, блок розшифрування результатів та блок розшифрування параметрів з'єднані з блоком публікації результатів, даних та параметрів. Технічним результатом заявленої корисної моделі є розширення функціональних можливостей та області застосування генератора випадкових чисел, виключення можливості втручання в процес шифрування вихідних даних та параметрів, повна автоматизація операцій 1 UA 122523 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 шифрування, збереження, розшифрування та розкриття вихідних даних, параметрів та результатів із забезпеченням автономності, підвищення надійності, отримання достовірних результатів, високої швидкодії та виключення необхідності використання сторонніх пристроїв із забезпеченням повного автономного циклу роботи. Причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими ознаками корисної моделі та очікуваним технічним результатом полягає у наступному. У сукупності суттєвих ознак заявленої корисної моделі забезпечується розширення функціональних можливостей, області застосування заявленого генератора випадкових чисел, виключення можливості втручання в процес шифрування вихідних даних та параметрів, повна автоматизація операцій шифрування, збереження, розшифрування та розкриття вихідних даних, параметрів та результатів внаслідок наявності в складі заявленого генератора випадкових чисел блока шифрування даних, блока обробки та шифрування параметрів, блоків зберігання зашифрованих даних, параметрів та результатів, блоків розшифрування даних, параметрів та результатів та блока публікації даних, параметрів та результатів та відсутності потреби у з'єднанні генератора випадкових чисел з зовнішніми електронними обчислювальними та іншими пристроями, які б виконували функції шифрування даних, обробки та шифрування параметрів, зберігання зашифрованих даних, параметрів та результатів, розшифрування даних, параметрів та результатів та публікації даних, параметрів та результатів. Функціональні можливості та область застосування заявленого генератора випадкових чисел розширені порівняно з відомими генераторами випадкових чисел, оскільки шифрування (кодування) вихідних даних, параметрів та результатів, їх зберігання, розшифрування та публікація відбувається за допомогою одного пристрою, який має у своєму складі з'єднані у заявленому порядку блоки з необхідними функціями. Таким чином заявлений генератор випадкових чисел послідовно здійснює операції від шифрування вихідних даних та параметрів до розкриття розшифрованих даних, параметрів та результатів шляхом публікації. При цьому зникає потреба у з'єднанні генератора випадкових чисел з зовнішніми електронними пристроями для здійснення шифрування даних та параметрів, зберігання даних, параметрів та результатів у цифровому форматі на відповідних носіях, їх розшифровку за допомогою програмних алгоритмів, розкриття шляхом публікації, наприклад, в електронних мережах, що, в свою чергу, усуває потребу у пошуку сумісних з генератором випадкових чисел зовнішніх електронних обчислювальних пристроїв, надмірних витратах енергії, технічних ресурсів, праці та часу, а також спрощує користування заявленим генератором випадкових чисел за рахунок зменшення кількості виконуваних операцій з вихідними даними, параметрами та результатами, що підвищує надійність та швидкодію заявленого генератора. Виконання заявленого генератора випадкових чисел із вищезазначеним складом та у заявленому порядку з'єднаних між собою блоків виключає можливість втручання в процес шифрування вихідних даних та параметрів, генерування випадкових чисел, спотворення розшифрованих та опублікованих даних, параметрів та результатів, і, відповідно, забезпечує надійність, незалежність, заявленого генератора, достовірність та істинність опублікованих даних, параметрів та результатів, оскільки виключене несанкціоноване управління окремими функціональними блоками та роботою генератора випадкових чисел в цілому, оскільки заявлений генератор випадкових чисел не потребує з'єднання з зовнішніми електронними пристроями, робота яких може бути порушена внаслідок несанкціонованого втручання або програмної помилки, а операції з шифрування даних та параметрів, генерації випадкових чисел, зберігання зашифрованих даних, параметрів та результатів, їх розшифрування та публікації виконуються в межах одного пристрою, який являє собою єдину в апаратному та програмному сенсі систему взаємопов'язаних блоків, яку легше захистити від несанкціонованого втручання та в якій легше діагностувати та усунути програмну помилку, ніж у сукупності окремих пристроїв, що забезпечує підвищення надійності, швидкодії, отримання достовірних результатів із забезпеченням повного автономного циклу роботи. Виконання заявленого генератора випадкових чисел із вищезазначеним складом з'єднаних між собою блоків забезпечує повну автоматизацію повного циклу шифрування, збереження, розшифрування та розкриття вихідних даних, параметрів із автоматичним публікуванням результатів, оскільки всі вказані операції виконуються в межах одного пристрою, який не потребує виконання множини операцій з кожним окремим блоком або зовнішніми електронними обчислювальними пристроями, створення та компонування електронних пристроїв з їх підключенням, розташуванням, налагодженням їх взаємодії, що, у свою чергу, зменшує витрати енергії, технічних ресурсів, часу та праці, виключає виконання ручних операцій по компонуванню електронних пристроїв та їх підключенню, під час використання заявленого 2 UA 122523 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 генератора випадкових чисел, а також пришвидшує отримання та розкриття результатів без затримок у взаємодії блоків заявленого генератора випадкових чисел. Принцип роботи та склад заявленого генератора випадкових чисел пояснюється наступним кресленням: Схематичне зображення заявленого генератора випадкових чисел. У зображення використані наступні умовні позначення: - введення вихідних даних та параметрів - з'єднання між блоками - розкриття даних, параметрів та результатів шляхом публікації На кресленні схематично зображений один з можливих, але не виключний варіант виконання заявленого генератора випадкових чисел, який включає блок шифрування даних 1, блок обробки та шифрування параметрів 2, блок генерації випадкових чисел 3, блок зберігання зашифрованих даних 4, блок зберігання зашифрованих параметрів 5, блок зберігання зашифрованих результатів 6, блок розшифрування даних 7, блок розшифрування результатів 8, блок розшифрування параметрів 9 та блок публікації результатів, даних та параметрів 10. Під даними у даному випадку розуміють повний обсяг вихідної текстової або цифрової інформації, яка є джерелом випадкової вибірки. Під параметрами у даному випадку розуміють викладену у текстовому або цифровому вигляді сукупність умов, критеріїв, характеристик, в межах яких відбувається випадкова вибірка даних. Під результатами розуміють певну кількість випадкових результатів у вигляді чисел або текстової інформації, яка утворюється внаслідок випадкової вибірки з зашифрованих даних за зашифрованими параметрами та у розшифрованому вигляді являє собою частину вихідних даних, яка утворена внаслідок випадкової вибірки та відповідає вихідним параметрам. Блок шифрування даних 1 з'єднаний з блоком генерації випадкових чисел 3 та з блоком зберігання зашифрованих даних 4 і являє собою електронний блок, призначений для захисту даних від несанкціонованого доступу та переведення даних у формат, який придатний для здійснення операцій з випадкової вибірки блоком генерації випадкових чисел. Таким форматом може бути, наприклад, цифрове позначення окремих частин або позицій переліку або іншого. Блок обробки та шифрування параметрів 2 з'єднаний з блоком генерації випадкових чисел 3 та з блоком зберігання зашифрованих даних 5 і являє собою електронний блок, призначений для захисту вихідних параметрів від несанкціонованого доступу та переведення параметрів у формат, придатний для врахування під час здійснення випадкової вибірки у блока генерації випадкових чисел 3. Таким форматом можуть бути, наприклад, математична формула, алгоритм, викладені на певній мові програмування в залежності від програмного забезпечення, яке встановлене у заявленому генераторі випадкових чисел. Блок генерації випадкових чисел 3 з'єднаний з блоком шифрування даних 1, блоком обробки та шифрування параметрів 2 та блоком зберігання зашифрованих результатів 6 і являє собою електронний блок, призначений для здійснення випадкової вибірки з даних за заданими параметрами шляхом генерації певної кількості випадкових чисел, які співвідносяться з окремими частинами або позиціями даних. Випадковий принцип вибірки може бути реалізований будь-яким з відомих способів генерації випадкових чисел, наприклад, з використанням джерел шумів, які мають квантову природу, розподілення Стьюдента, методу Монте-Карло або інших. Блок зберігання зашифрованих даних 4, блок зберігання зашифрованих параметрів 5, блок зберігання зашифрованих результатів 6 з'єднані відповідно з блоком шифрування даних 1, блоком обробки та шифрування параметрів 2 та блоком генерації випадкових чисел 3 і являють собою запам'ятовуючі електронні блоки, призначені для зберігання вищевказаної інформації у цифровому форматі. Блок розшифрування даних 7, блок розшифрування результатів 8 та блок розшифрування параметрів 9 з'єднані відповідно з блоком зберігання зашифрованих даних 4, блоком зберігання зашифрованих результатів 6, блоком зберігання зашифрованих параметрів 5 і являють собою електронні блоки, призначені для переведення вказаної інформації у формат, придатний для публікації шляхом розшифрування за певним програмним алгоритмом. Блоки розшифрування даних 7, розшифрування результатів 8 та розшифрування параметрів 9 з'єднані із блоком публікації результатів, даних та параметрів 10, який являє собою електронний пристрій, призначений для розкриття даних, параметрів та результатів, наприклад, шляхом пересилки вказаної інформації електронною поштою, виведення її на екран, табло або інший засіб візуального відображення інформації, направлення вказаної інформації на зовнішній пристрій для роздрукування тощо. Заявлений генератор випадкових чисел використовують наступним чином. 3 UA 122523 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Дані та параметри вводять у блок шифрування даних 1 та блок обробки та шифрування параметрів 2 за допомогою засобів вводу, наприклад, клавіатури або шляхом завантаження з зовнішнього носія даних. Після цього відбувається шифрування даних та параметрів у відповідних блоках. Під час вказаного шифрування дані та параметри переводять у формат, придатний для здійснення операцій з випадкової вибірки у блоку генерації випадкових чисел 3. Далі відбувається автоматичне направлення зашифрованих даних та параметрів до блока генерації випадкових чисел 3, а також відповідно до блока зберігання зашифрованих даних 4 та блока зберігання зашифрованих параметрів 5. Після здійснення вказаних операцій з даними та параметрами блок генерації випадкових чисел 3 здійснює генерацію випадкових чисел з урахуванням вихідних параметрів. Результати випадкової вибірки направляються до блока зберігання зашифрованих результатів 6. Зашифровані дані, параметри та результати зберігаються у цифровому форматі у пам'яті блока зберігання зашифрованих даних 4, блока зберігання зашифрованих параметрів 5, блока зберігання зашифрованих результатів 6 відповідно. Зберігання вказаної інформації може бути необхідним для дослідження, а також для використання в якості резервної копії. Після збереження зашифровані дані, параметри та результати розшифровують за допомогою спеціалізованого програмного забезпечення для дешифровки, встановленого у блоку розшифрування даних 7, блоку розшифрування результатів 8 та блока розшифрування параметрів 9, при цьому дані, параметри та результати автоматично набувають формат, придатний для практичного використання вказаної інформації. Далі розшифровані дані, задані початкові параметри та результати розкривають шляхом публікації за допомогою блока публікації даних, результатів, даних та параметрів 10. При цьому дані та параметри публікують для здійснення висновків, подальших досліджень результатів, а результати повідомляють за допомогою внесених до блока 10 необхідних даних, наприклад, адреси сторінок в мережі Інтернет, адрес електронної пошти, номерів факсу тощо. Послідовність операцій при функціонуванні корисної моделі може бути наступною. 1. Визначають масив даних. 2. Визначають параметри результату. 3. Здійснюють визначення параметрів обробки масиву даних. 4. Встановлюють терміни і умови розкриття результатів. 5. Здійснюють завантаження масиву даних. 6. Здійснюють завантаження параметрів обробки масиву даних. 7. Здійснюють шифрування даних та параметрів. 8. Здійснюють безпосередню автоматичну обробку масиву даних відповідно до заданих параметрів обробки із генерацією випадкових чисел. 9. Здійснюють розшифрування даних, параметрів та результатів. 10. Виконують автоматичне розкриття випадкових результатів і спочатку заданих параметрів. Корисна модель може використовуватися в різних областях обробки масивів даних при необхідності отримання гарантовано випадкового результату (або певної кількості результатів) за заздалегідь визначеними параметрами (критеріями) і забезпеченні розкриття достовірного результату і початкових параметрів обробки. Наприклад, заявлена корисна модель може використовуватись при наданні послуги незалежного соціологічного дослідження. Замовник визначає: 1) параметри дослідження: Територія - Україна, міське населення в містах від 300 000 до 700 000 чоловік населення; 2) масив даних: Бази телефонних номерів міст даних категорій; 3) параметри результату: Список телефонних номерів абонентів, що відповідають параметрам дослідження; 4) параметри обробки даних: Випадковий вибір 0,0001 % від загальної кількості телефонних номерів; 5) терміни та умови розкриття результатів: Дата і час – 15.08.2018 о 15-00 за київським часом. Електронна пошта Замовника і Виконавця соціального дослідження. Таким чином, 15.08.2018 о 15.00 Виконавець соціального дослідження і Замовник послуги отримують на електронну пошту однаковий список телефонних номерів, з абонентами яких необхідно буде провести роботу в рамках соціологічного дослідження. При цьому Замовник одержує такі переваги: 4 UA 122523 U 5 10 15 20 1. Гарантоване випадкове визначення результатів (в даному випадку – список конкретних телефонних номерів). 2. Достовірність отриманих результатів. 3. Підтвердження повної відповідності застосованих при обробці параметрів початковим. 4. Можливість контролю роботи Виконавця соціального дослідження з абонентом будь-якого телефонного номера з цього списку. Таким чином, заявлений генератор випадкових чисел має розширені функціональні можливості порівняно в відомими генераторами випадкових чисел, що дозволяє йому захищати дані, результати та параметри від несанкціонованого доступу, здійснювати власне генерацію випадкових чисел, зберігати, розшифровувати та публікувати дані, результати та параметри в автоматичному режимі, що робить заявлений генератор випадкових чисел ефективним інструментом для здійснення статистичного аналізу, соціологічних, математичних, фізичних досліджень, побудованих на випадкових вибірках даних з використанням заданих вихідних параметрів. В існуючих джерелах патентної та науково-технічної інформації не виявлений генератор випадкових чисел, який має заявлену сукупність суттєвих ознак, тому представлене технічне рішення відповідає критерію "новизна". Запропоноване технічне рішення є промислово придатним, оскільки не містить у своєму складі жодних конструктивних елементів чи матеріалів, які неможливо відтворити на сучасному етапі розвитку техніки в умовах промислового виробництва. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Генератор випадкових чисел з інтегрованим блоком шифрування даних, блоком зберігання результатів, блоком розшифрування результатів та блоком публікації, який відрізняється тим, що включає блок шифрування даних і блок обробки та шифрування параметрів, які з’єднані з блоком генерації випадкових чисел, при цьому блок шифрування даних з’єднаний з блоком зберігання зашифрованих даних, який з’єднаний з блоком розшифрування даних, блок обробки та шифрування параметрів з’єднаний з блоком зберігання зашифрованих параметрів, який з’єднаний з блоком розшифрування параметрів, блок генерації випадкових чисел з’єднаний з блоком зберігання зашифрованих результатів, який з’єднаний з блоком розшифрування результатів, а блок розшифрування даних, блок розшифрування результатів та блок розшифрування параметрів з’єднані з блоком публікації результатів, даних та параметрів. 5 UA 122523 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6