Научно-издательский центр «Открытие»

otkritieinfo.ru

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ

Материалы II международной научной конференции

31 августа 2012 года г. Санкт-Петербург

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ

Материалы II международной научной конференции

31 августа 2012 года г. Санкт-Петербург

Представлены материалы докладов международной научной конференции «Актуальные вопросы современной науки».

В материалах конференции обсуждаются проблемы различных областей современной науки: физики и математики, информатики и технических наук, биологии и наук о Земле, экономики и юриспруденции, филологии, педагогики, социологии. Сборник представляет интерес для учёных различных исследовательских направлений, преподавателей, студентов и аспирантов – всех, кто интересуется развитием современной науки.

ISBN 978-5-8430-0197-1

СОДЕРЖАНИЕ

Секция 1. Физические науки

е. М. Бочкарёв, И. Л. Комаров ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ анизотропии гексагональных ферримагнетиков методом ферромагнитного резонанса………………………………………………………………………………………………….6

Секция 2. Математические науки

Н. Ю. Никитина О СВЯЗНОСТИ, ИНДУЦИРУЕМОЙ КАСАТЕЛЬНЫМ ОСНАЩЕНИЕМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГИПЕРПЛОСКОСТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПРОСТРАНСТВЕ КОНФОРМНОЙ СВЯЗНОСТИ ………………………………………………………………………………………...8

Секция 3. Информационные технологии

Д. Б. Бахаев, В. А. Ефремов, А. Д. Лаврентьев, М. Г. Семериков СТАТИСТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АФФИННОГО ШИФРА……………………………………………………….….…12

А. А. Окрачков, Д. И. Коробкин ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ КОНЦЕПЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ…..…….20

Секция 4. Биологические науки

Е. С. Баева, В. Г. Артюхов СКАНИРУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ ЭРИТРОЦИТОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫМИ ПРЕПАРАТАМИ РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ………………………………………………………………………………….23

Ю. С. Голозубова ВЗАИМООТНОШЕНИЕ LYSTERIA MONOCYTOGENES C МИКРООРГАНИЗМАМИ, ОБИТАЮЩИМИ НА ПОВЕРХНОСТИ ЛИСТЬЕВ САЛАТОВ РАЗНЫХ СОРТОВ……………………………………………………………………………………………….…….26

О. Ф. Дунаевская, В. С. Васильченко ПЕРСПЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕКРЕАЦИОННЫХ ОБЪЕКТОВ С ЦЕЛЬЮ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ДЕГРЕССИИ ЛАНДШАФТНОГО КОМПЛЕКСА……………………………………………………………………….28

И. А. Навальнева, И. С. Буковцова АНАЛИЗ КАЧЕСТВА СТЕРИЛИЗУЮЩИХ АГЕНТОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ОБЪЕКТЫ МИКРОРАЗМНОЖЕНИЯ В УСЛОВИЯХ INVITRO НА ПРИМЕРЕ ЗЕМЛЯНИКИ САДОВОЙ (FRAGARIA ANANASSA (WESTON) DUCHESNE)………………………30

Д. Г. Терещенко, О. С. Белобородова, С. И. Избранова ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ КОМПЛЕКСНОГО СПИРТОВОГО ЭКСТРАКТА БАРВИНКА РОЗОВОГО, ЛАВРОВИШНИ ЛЕКАРСТВЕННОЙ И МИРТА ОБЫКНОВЕННОГО. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО ВЛИЯНИЯ ЭКСТРАКТА НА РЕЦИДИВНЫЙ ПРОЦЕСС У БОЛЬНЫХ ЛИМФОГРАНУЛЕМАТОЗОМ…………………………………………………………………………….34

Секция 5. Науки о Земле

Л. С. Банщикова Распространение зимних наводнений на реках северо-Кавказского региона (реки бассейна реки Кубань)…………………………….…….. 37

Секция 6. Технические науки

Е. И. Вансович ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАНОВ УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ ДЛЯ СИНТЕЗА НЕПРЕРЫВНО-СТУПЕНЧАТЫХ ГИДРООБЪЕМНО-МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ……….……..40

В. В. Цой, И. М. Дворко, Д. А. Панфилов, Е. В. Москалев ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЭПОКСИДНО-НОВОЛАЧНО-ПОЛИЭФИРНЫХ БЛОК-СООЛИГОМЕРОВ……………………………………………………………………………..…..45

В. И. Марьянчик, А. В. Минеев ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИЗАБОЙНУЮ ЗОНУ ПЛАСТА…47

Ш. У. Юлдашев, А. С. Ли, Б. Х. Норов, З. Ш. Шарипов УСТАНОВКА ДЛЯ ВИБРОДУГОВОЙ НАПЛАВКИ ИЗНОШЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ…………………………………………………………………51

Секция 7. Экономические науки

С. А. Антонов ПРИМЕНЕНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ ФОРМ НАЛОГОВОГО СТИМУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ РАЗВИТИЯ ЭКОНОМИКИ ЮГРЫ……………………………………....55

А. В. Гумеров Разработка мероприятий по снижению уровня брака ПРИ производстве ПРОДУКЦИИ предприятием промышленной корпорации……..…59

М. Н. Комиссарова СТРУКТУРНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ РЕПУТАЦИИ В СФЕРЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ……………….…62

П. В. Михайлушкин, А. А. Баранников ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ КЛАСТЕРИЗАЦИИ АГРОПРОМЫШЛЕННЫХ СИСТЕМ РЕГИОНА……….67

П. В. Михайлушкин, А. А. Баранников РОССИЙСКИЙ И ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ КЛАСТЕРИЗАЦИИ АГРОПРОМЫШЛЕННЫХ ВОСПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ СИСТЕМ…….……71

Секция 8. Филологические науки

Ю. И. Латфулина, Я. Н. Казанцева ОСОБЕННОСТИ ЯЗЫКА ТВ РЕКЛАМЫ (НА МАТЕРИАЛЕ АНГЛИЙСКОГО ЯЗЫКА)………………………………………………………..…75

Е. И. Куган ХУДОЖЕСТВЕННЫЙ ДИСКУРС КАК ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ В ЛИНГВИСТИКЕ…………………………………………………………………………………….……78

Секция 9. Юридические науки

А. И. Лисова К ПРОБЛЕМЕ РАЗРЕШЕНИЯ КОРПОРАТИВНЫХ СПОРОВ, СВЯЗАННЫХ С ГОСУДАРСТВЕННОЙ РЕГИСТРАЦИЕЙ………………………………………..………………………81

А. А. Печёнкина ФОРМЫ ИЗМЕНЕНИЯ СРОКА УПЛАТЫ НАЛОГА……………………………..82

О. А. Харламова СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СТАДИЙНОГО И УРОВНЕВОГО ПОДХОДОВ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ СУДЕБНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ ДОКУМЕНТОВ…………………85

О. А. Харламова ПОНЯТИЕ ИДЕНТИФИКАЦИОННЫХ ЭКСПЕРТНЫХ ЗАДАЧ…….…………88

Секция 10. Педагогические науки

А. А. Есенжанова МЕТОД ПРОЕКТОВ КАК СРЕДСТВО РАЗВИТИЯ ПРОДУКТИВНОГО МЫШЛЕНИЯ УЧАЩИХСЯ………………………………………………………………………………90

Ю. В. Скрипкина КОММУНИКАТИВНЫЙ АСПЕКТ ТВОРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ДИСТАНЦИОННОМ ОБУЧЕНИИ………………………………………………………………………..93

Секция 11. Социологические науки

В. С. Ткаченко СОЦИАЛЬНОЕ САМОЧУВСТВИЕ ГРАЖДАН, ПОЛУЧАЮЩИХ ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СОЦИАЛЬНЫЕ УСЛУГИ………………………………………………………96

Секция 1. Физические науки

ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ анизотропии гексагональных ферримагнетиков

методом ферромагнитного резонанса

Е. М. Бочкарев, И. Л. Комаров

Национальный исследовательский Томский государственный университет, г. Томск, Россия [email protected]

Методика определения полей анизотропии монокристаллических одноосных ферримагнетиков с гексагональной структурой из опытов по ферромагнитному резонансу (ФМР) основывается на использовании формулы Сула-Смита для резонансной частоты (0) однородной прецессии намагниченности [1,2]:

. (1)

Здесь – магнитомеханическое отношение, M0 – намагниченность насыщения, U, U, U – вторые производные от магнитной части свободной энергии образца: U=UZee + UM + Ua. UZee = – зеемановская энергия, – размагничивающая энергия и Ua =k1sin2 + k2sin4 + k3sin6 – энергия магнитокристаллической анизотропии. ki – константы анизотропии. Ориентация векторов и в сферической системе координат с осью z, направленной вдоль гексагональной оси с, определяется углами, и,, соответственно. Отметим, что при произвольной ориентации вектора намагничивающего поля относительно кристаллографических осей образца, перед применением формулы (1) необходимо решить задачу о равновесной ориентации вектора намагниченности – найти равновесные углы 0,0. В случае магнитноодноосного кристалла энергия зависит только от угла и условие равновесия запишется: . Это уравнение является трансцендентным, и его решение в общем случае возможно лишь численными методами. Задача существенно упрощается, если намагничивающее поле приложено вдоль одного из стационарных направлений (СН) намагничивания. Для образца, намагниченного до насыщения, в этом случае равновесный угол 0 =. Единственными СН одноосных кристаллов при |k1| >> |k2| + |k3| являются направления вдоль гексагональной оси 0 = = 0 и в базисной плоскости 0 = = /2. Резонансные частоты для этих направлений запишутся:

, (2)

Здесь – поле анизотропии вдоль гексагональной оси, – поле анизотропии в базисной плоскости, . Таким образом, для определения магнитомеханических отношений и полей анизотропии из опытов по ФМР на монокристаллах необходимо сориентировать образец вдоль направлений 0 = = 0 и 0 = = /2, снять частотные зависимости резонансных полей и обработкой этих зависимостей по формулам (2) оценить искомые параметры: ,и поля анизотропии ,.

Отметим, что хотя поликристаллические и порошковые материалы макроскопически изотропны, наличие магнитной анизотропии отдельных зерен проявляется на резонансных кривых ФМР в виде особенностей – максимумов или ступенек. Особенно просто провести анализ ФМР в таких неоднородных материалах удается в приближении независимых зерен, которое хорошо выполняется для порошковых гексаферритов с большой величиной магнитокристаллической анизотропии. На кривых ФМР магнитноодноосных материалов наблюдается две особенности:

• низкополевая, соответствующая резонансу кристаллитов, для которых направление намагничивающего поля (H) близко к направлениям легкого намагничивания. При k1>0 резонансное поле этой особенности определяется формулой (2) для , при k1<0 –.
• высокополевая особенность соответствует резонансу кристаллитов, у которых намагничивающее поле ориентировано вблизи направлений трудного намагничивания зерен. При k1>0 ее резонансное поле определяется формулой (2) для , при k1<0 –.

Отметим, что величины резонансных полей (или частот) имеющихся на кривых ФМР порошковых (поликристаллических) образцов особенностей – максимумов и ступенек, будут совпадать с рассчитанными по формулам (2) только в случае пренебрежимо малой диссипации в отдельном монокристаллическом зерне [1]. Как показали расчеты, при наличии диссипации резонансные поля, даваемые формулами (2) близки к полям, соответствующим нулям на производных от резонансных кривых.

Поэтому обработка экспериментальных спектров ФМР проводится в два этапа. На первом этапе строятся частотные зависимости намагничивающих полей, соответствующих нулям производных. Обработкой этих зависимостей методом наименьших квадратов по формулам (2) определяются величины ,и приближенные значения полей анизотропии ,. Далее путем детального сопоставления форм расчетной и экспериментальных кривых проводится уточнение величин полей анизотропии.

Данная методика была применена для анализа магнитокристаллической анизотропии порошков гексагональных ферримагнетиков с осью и плоскостью легкого намагничивания (ОЛН и ПЛН). Кривые ФМР снимались в диапазоне частот 26 – 53 ГГц.

Материалы с ОЛН синтезированы методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС):

• нанокристаллы гексаферрита бария BaFe12О19 –(BaM). Средний размер частиц – 60 нм, содержание основной фазы 98 %. Измеренная величина поля анизотропии =14,0 кЭ, что меньше массивного материала на 3 кЭ [2];
• однодоменные образцы гексаферритов системы Sr(CoхTiх)Fe12–2xO19 –(SrCoTiM) (0 x 1,0). Содержание М-фазы более 90 %. Средний размер частиц 1 мкм. См. таблицу:

Таблица

Поля анизотропии гексаферритов системы Sr(CoхTiх)Fe12–2xO19

х	0,0	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
, кЭ	16,4	15,2	13,5	12,3	10,5	9,7	8,4
, кЭ	–	–	–	–	0	–1,2	–2,4

Порошки гексаферритов с ПЛН синтезированы по керамической технологии с последующим помолом на шаровой мельнице:

• ВaCo1Zn1Fe16O27 – (CoZnW), размеры частиц порошка 37–400 мкм. Содержание W-фазы 85 %. Измеренная величина поля анизотропии = -8,2 ± 0,2 кЭ.
• Вa3Со2,4Ti0,4Fe23,2O41 – (CoTiZ), размеры частиц порошка 100–125 мкм. Содержание Z-фазы 90 %. Измеренная величина поля анизотропии = -14,3 ± 0,2 кЭ.

Литература

1. Гуревич А. Г. Магнитный резонанс в ферритах и антиферромагнетиках. – М.: Наука, 1973. – 591 с
2. Смит Дж., Вейн Х. Ферриты. М.: ИЛ. 1958. – 504 с.

Секция 2. Математические науки

О СВЯЗНОСТИ, ИНДУЦИРУЕМОЙ КАСАТЕЛЬНЫМ ОСНАЩЕНИЕМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГИПЕРПЛОСКОСТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПРОСТРАНСТВЕ КОНФОРМНОЙ СВЯЗНОСТИ

Н. Ю. Никитина

ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет

имени И.Я. Яковлева», г. Чебоксары, Россия, [email protected]

В работе изучается пространство конформной связности, индуцируемое касательным оснащением распределения М гиперплоскостных элементов в пространстве конформной связности . Индексы принимают следующие значения:

; ; ; .

Рассмотрим пространство конформной связности [5]. Структурные формы Пфаффа пространства подчинены структурным уравнениям [3], [5]

, (1)

где есть тензор кривизны-кручения пространства . Компоненты тензора удовлетворяют дифференциальным уравнениям:

(2)

Согласно [5], при отнесении пространства к полю полуизотропных реперов [1] формы Пфаффа удовлетворяют соотношениям:

(а)

(б) (3)

(в)

и выполняются соотношения для компонентов тензора :

(4)

где – метрический тензор пространства .

Рассмотрим взаимноортогональные распределения М гиперплоскостных и Н одномерных линейных элементов в пространстве . Совокупность точки и связки гиперсфер , натянутых на точку и линейно независимые гиперсферы , называется (n-1)-мерным линейным элементом [3]. Аналогично, пучок гиперсфер , натянутых на точку и гиперсферу , называется одномерным линейным элементом [3]. Система дифференциальных уравнений распределений М и Н соответственно (n-1)-мерных и одномерных линейных элементов и в полуортогональном [4] () и полуизотропном [1] репере 0-го порядка (,) имеет вид [4]

, , (5)

где

. (6)

Система функций образует невырожденный симметричный тензор, а функция есть невырожденный относительный инвариант:

;

, , , ; (7)

, .

Пусть задано касательное оснащение распределения М гиперплоскостных элементов в пространстве . Это равносильно тому, что в каждом центре к (n-1)-мерному линейному элементу подмногообразия М присоединена инвариантная касательная гиперсфера , проходящая через точки и . Точка оснащающего поля имеет разложение [5]:

, (8)

где функция подчинена уравнению:

(9)

Точки , и проходящие через них гиперсферы , образуют конформный полуортогональный репер .

Возьмем систему из форм Пфаффа :

(10)

Система форм в силу (1)-(3), (5), (9) удовлетворяет структурным уравнениям пространства конформной связности с n-мерной базой и -мерными слоями, являющимися конформными пространствами [5]:

(11)

где

(12)

В структурных уравнениях (11) компоненты тензора кривизны-кручения пространства в силу (10) имеют строения:

(13)

В силу строения форм (10) является метрическим тензором пространства и выполняются соотношения типа (3):

(14)

В силу соотношений (4), (6), (13) справедливо, что компоненты тензора кривизны-кручения пространства удовлетворяют соотношениям вида (44-6):

(15)

Последние равенства вместе с (134) представляют собой условие полной интегрируемости системы уравнений (14).

Таким образом, справедлива

Теорема 1. Инвариантное касательное оснащение распределения М гиперплоскостных элементов в пространстве конформной связности полем гиперсфер индуцирует пространство конформной связности с полем метрического тензора , определяемое системой форм Пфаффа (10), компоненты тензора кривизны-кручения пространства имеют строение (13).

Система функций образует самостоятельный тензор, который называется тензором кручения пространства конформной связности .

Компоненты тензора кручения пространства имеют строение:

(16)

Рассмотрим пространство конформной связности без кручения. В этом случае в силу из уравнений (12) следует:

.

Замыкая последние уравнения, в силу (11) получаем аналоги известных тождеств Риччи пространства без кручения:

, . (17)

Для пространства без кручения в силу (151) справедливо . В силу последних равенств система функций образует тензор, при этом тензор называется тензором Риччи пространства без кручения. В случае выполнения условий пространство конформной связности без кручения называется эквиконформным.

Из тождеств (22) в силу (см. (46)) находим:

. (18)

Поле квазитензора первого порядка внутренним образом определяет касательное оснащение распределения М пространства [2]. Т. к. пространство имеет нулевое кручение, то из (172) находим:

. (19)

Итак, доказаны

Теорема 2. Если пространство конформной связности , индуцируемое касательным оснащением распределения М гиперплоскостных элементов в пространстве конформной связности , имеет нулевое кручение, то выполняются аналоги тождеств Риччи (22), поле касательных гиперсфер определяется внутренним образом в первой дифференциальной окрестности полем функции (25).

Теорема 3. Пространство конформной связности без кручения является эквиконформным; при пространство без кручения, индуцируемое касательным оснащением распределения М гиперплоскостных элементов в пространстве конформной связности , является эквиконформным тогда и только тогда, когда тензор обращается в нуль.

Литература

1. Бушманова Г. В. Элементы конформной геометрии / Г. В. Бушманова, А. П. Норден. – Казань : Изд-во Казанск. ун-та, 1972. – 178 с.
2. Никитина Н. Ю. Распределения гиперплоскостных элементов в пространстве конформной связности / Н. Ю. Никитина // ВИНИТИ РАН. – М., 2012. – № 173. – В2012. – 13 с.
3. Столяров А. В. Конформно-дифференциальная геометрия оснащенных многообразий / А. В. Столяров, Т. Н. Глухова. – Чебоксары : Чуваш. гос. пед. ун-т, 2007. – 180 с.
4. Столяров А. В. Теоретико-групповой метод дифференциально-геометрических исследований и его приложения / А. В. Столяров. – Чебоксары : Чуваш. гос. пед. ун-т, 2002. – 204 с.
5. Столяров А. В. Пространство конформной связности / А. В. Столяров // Известия вузов. Матем. – Казань, 2006. – № 11. – С. 42–54.

Секция 3. Информационные технологии

СТАТИСТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АФФИННОГО ШИФРА

Д. Б. Бахаев, В. А. Ефремов, А. Д. Лаврентьев, М. Г. Семериков

Иркутский Государственный Технический Университет

[email protected]

Безопасность информации играет ключевую роль во многих областях нашей жизни. Стране важно хранить в безопасности информацию о военных объектах и передовых разработках, бизнесмену нужно хранить в секрете коммерческие тайны, у адвокатов и врачей тоже есть свои профессиональные тайны и т.д. Стремительная информатизация всех сфер нашей жизни ставит проблему защиты информации на одно из первых мест.

Одним из методов защиты информации является шифрование данных. Этим занимается криптология – наука о методах шифрования и дешифрования информации. Использование криптологических знаний позволяет обеспечить защиту информации на этапе передачи информации по каналам связи, а также при хранении для ограничения доступа к ней. Представим ситуацию, когда криптоаналитик получил доступ к базе данных. Если она является зашифрованной, то криптоаналитику придется ее расшифровать, криптоаналитик может даже не идентифицировать информацию как полезную, ведь в зашифрованном виде информация выглядит набором символов.

Шифр – это какая-либо система преобразования текста с ключом для обеспечения секретности и аутентичности (аутентичность информации — свойство, гарантирующее, что субъект или ресурс идентичны заявленным передаваемой информации).

Рассматриваемый нами аффинный шифр относится к классу симметричных шифров [1]. Симметричные шифры – это такие шифры, которые используют один и тот же ключ для шифрования и дешифрования. Существуют также ассиметричные шифры, в которых для шифрования и дешифрования используются разные ключи. То есть тот, кто владеет только ключом шифровки, не может расшифровать даже те данные, которые он зашифровал сам. В математике найдены функции, именующиеся односторонними, которые позволяют это реализовать.

Симметричные шифры подразделяются на блочные и поточные шифры. Отличительная особенность блочных шифров состоит в том, что они обрабатывают за одну итерацию сразу несколько байт (обычно по 8 или 16) открытого текста в отличие от потоковых шифров, которые обрабатывают по 1 байту (или биту). Аффинный шифр относится к поточным шифрам.

Выбор типа шифра зависит от конкретной задачи. Например, в сфере государственной безопасности на первом месте стоит надежность информации, поэтому применяют самые надежные шифровальные алгоритмы, которые являются очень громоздкими и требуют больших вычислительных мощностей.

Аффинный шифр достаточно прост в реализации. Например, его можно реализовать с помощью достаточно простых электронных схем. Это шифр выполняет не очень сложные операции с информацией, поэтому его можно применять при передачe сообщений с помощью факса, в клиентах мгновенных сообщений (таких, как ICQ, Skype). Конечно, нельзя говорить о высокой криптологической стойкости аффинного шифра, но в повседневной жизни этой защиты обычно бывает достаточно.

Представим, что у нас есть текст, зашифрованный шифром простой однозначной замены - то есть каждый символ заменяется каким-то другим символом по определенному закону. В качестве примера приведем шифр Цезаря: каждая буква смещается на 4 позиции вправо согласно алфавиту. Слово «мышь» шифруется следующим образом: буква «м» заменяется на «р», буква «ы» заменяется на «я» (сдвиг на 4 позиции вправо), и так далее. Результат такой замены показан на рис.1.

Рис.1 Результат применения шифра Цезаря к слову «мышь».

Получаем «ряыа». Ключом в данном случае является знание направления и количества смещения буквы.

Перейдем к самому алгоритму аффинного шифра. Для этого нужно определить несколько понятий. Мультипликативная группа – это множество чисел, в котором перемножение любых элементов, принадлежащих этому множеству, по модулю m дает элемент этого же множества [2]. Умножение/сложение некоторых чисел по модулю m (также используется обозначение «mod m») – это остаток от деления на m произведения/суммы чисел. Таблица Кэли – это квадратная матрица размерности m, в которой каждый элемент такой, что:

ai,j = i*j(mod m);

C помощью таблицы Кэли находят мультипликативную группу.

Рис. 2 Таблица Кэли для умножения по модулю 10.

Числа, дающие при умножении по модулю m единицу, образуют мультипликативную группу.

Формула шифрования выглядит следующим образом [1]:

y = E(x) = ( x (mod m) + mod m;

формула дешифрования:

x = D(y) = -1((y – ) mod m)mod m;

где x – исходный, y – зашифрованный символ, должно принадлежать мультипликативной группе; может быть любым целым числом, не превышающим размер алфавита программы (все символы, которые программа распознает и зашифрует). -1– это число из мультипликативной группы, такое, что:

( -1)mod m = 1;

Из таблицы Кэли видно, что числа 1,3,7,9 из мультипликативной группы, соответственно 3 и 7 – обратные друг другу по mod 10.

Таким образом, меняя и/или мы, шифруя один и тот же текст, мы получаем разные результаты шифрования.

Следующим этапом работы является исследование частотного анализа.

Частотный анализ текста – это статистика встречаемости букв в тексте по отношению к другим буквам. Мы реализовали на языке С++ программу - статистический анализатор, которая позволяет вывести статистику для заданного текстового файла.

В качестве примера мы взяли первую главу романа «Евгений Онегин» А.С. Пушкина. Её гистограмма частотности букв представлена на следующем изображении. В главе присутствуют не только русские слова, но и слова французского языка, поэтому гистограмма, построенная нашей программой, содержит не только русские буквы.

Рис. 3 Гистограммы частотности букв главы №1 романа «Евгений Онегин».

Как видно, наиболее встречаемые буквы в этой главе – о, и, н, а, е.

Если мы зашифруем эту же главу аффинным шифром, то график частотности не изменится – буквы «поменяются» своей встречаемостью. В русском языке, согласно исследованиям лингвистов [3], буква «о» встречается чаще других (что, кстати, подтверждает наша программа). Соответственно, самую встречаемую букву в зашифрованном тексте можно условно заменить на «о» (при условии, что текст достаточно большой); исходя из этого, мы можем распознать в зашифрованном тексте короткие слова с «о», например «но», «об», «то» и т.д.

Однако стоит заметить, что частотная характеристика для текстов разных типов (например, художественное произведение и юридический документ) несколько различна. Статистика для Федерального закона Российской Федерации от 27 июля 2006 г. N 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации» изображена на рис.4.

Рис.4 Гистограмма частотности букв Федерального закона Российской Федерации от 27 июля 2006 г. N 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации»

Мы реализовали аффинный шифр на языках С++ и Python. Зашифруем ту же главу «Евгения Онегина». Пусть = 3, =4. и. Результат шифрования (фрагмент):

hАc AАos ksЛ so g)YУkУA)IхН NА)Iх oАПУЫПMН AУЗosЗАIхН

FАЯMЗУAБIхН ЯАEIАЗ)Iх ЗУA)IхН hАЯАIхEБ kAАвoсkН )ЯoсЗАIхН

ЁЗgБIхEБ ЛsAПсk ) wsEgMёoсkН Мo)kАIУgхoсk )gх AАЗosПMёoсka

hАc Iskos Дсg so ksgвАg)ЗН cAАEosAУв)ЗН

М EУAПУвoсU w)EхkАU cАc oУДAУЫУoa xПo)k ПсёАН sПos gэДБН

hАc so MkУg ЯАДсIх EУДБa hАc ЗЯsA УЛs Дсg ДсEIA ) oУЫУoН

JIсПg)З ) ПУAЯscН А wsAs? Иg)EIАg wsEgMёosэ EgУЯs?a

Построим с помощью частотного анализатора, также реализованного нами на языке С++, гистограмму частотности букв зашифрованного текста и сравним с гистограммой исходного текста.

Рис. 5 Гистограммы частотности букв главы №1 романа «Евгений Онегин».

Рис. 6 Гистограммы частотности букв зашифрованной главы №1 романа «Евгений Онегин» ( = 3, =4).

Такой шифр (и, вообще говоря, все шифры простой однозначной замены) обладают малой криптоустойчивостью (надежностью шифра, степенью сложности расшифровки), так как частотность (процентное соотношение букв в тексте) не претерпела изменений. Зная частотность, можно взламывать несложные шифры. Криптоаналитики часто применяют подобный метод для расшифровки.

С целью повышения криптоустойчивости мы немного изменили алгоритм шифрования – в отличие от оригинального шифра, в нашем шифре после каждого слова и меняются, причем они выбираются компьютером случайно. Случайно выбранные и записываются программой в файл-ключ. Таким образом, криптоаналитику труднее будет расшифровать шифр, так как частотный анализ текста, зашифрованного по нашему шифру, несколько отличается от того, какую картину мы получаем при шифровании обычным аффинным шифром.

Рис. 7 Гистограммы частотности букв главы №1 романа «Евгений Онегин»,, выбираются случайно после каждого слова.

Рис. 8 Гистограммы частотности букв зашифрованной главы №1 романа «Евгений Онегин» ( = 3, =4).

Также можно повысить криптоустойчивость шифра путем добавления в алфавит программы дополнительные символы (например, дополнительные спецсимволы).

Представленная нами работа несет исследовательский характер. Нами были написаны две программы: статистический анализатор текста и программа шифровки/дешифровки на основе аффинного шифра. Нами была предпринята попытка повышения криптологической устойчивости шифрования путем приведения частотности букв к одному значению, чтобы исключить возможность расшифровки текста путем частотного анализа.

Литература

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/Частотность

2. Алферов А.П., Зубов А.Ю. Основы криптографии. М.: Гелиос АРВ, 2005.

3. Нечаев В.И. Элементы криптографии. М.: Высшая школа, 1999.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ КОНЦЕПЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ

А. А. Окрачков, Д. И. Коробкин

Военный авиационный инженерный университет, г. Воронеж, Россия, [email protected]

Наиболее эффективно СЗИ НСД может функционировать только при качественной реализации соответствующих функций управления [3]. Соответственно, организация ЗИ вАС при помощи программной системы защиты информации (ПСЗИ) предполагает наличие непрерывного управления процессами ЗИ, носящий организационный характер [3]. Однако, как отмечается в [4], в результате развития процесса математизации знания в широком спектре естественных, технических и общественных наук возникла возможность поставить на серьезную математико-кибернетическую основу процесс принятия решений при управлении сложными системами. Процесс принятия решений является важнейшим моментом при управлении организационно-техническими системами [5], к которым можно отнести и СЗИ НСД в АС.

В соответствии с указанной тенденцией в теории управления сложными системами, возникает актуальная задача разработки методологических основ организационно-технологического управления процессами ЗИ в АС на основе ПСрЗИ, под которым следует понимать [6] меры и мероприятия, регламентируемые внутренними инструкциями организации, эксплуатирующей АС, а также механизмы управления, реализуемые на базе программных средств управления процессами ЗИ в АС, позволяющих как программно поддерживать принятие управленческих решений, так и осуществлять автоматическое принятие управленческих решений. Организационно-технологический характер управления обеспечивается наличием в СЗИ НСД в качестве ее функциональной подсистемы программной системы управления защитой информации (ПСУЗИ), в состав которой входят меры и мероприятия, регламентируемые внутренними инструкциями организации, эксплуатирующей АС, а также программные средства управления процессами ЗИ в АС.

Управление процессами ЗИ, реализуемое ПСУЗИ, включает два основных взаимосвязанных управляющих контура: контур верхнего уровня, предназначенный для управления общей организацией ЗИ на основе ПСрЗИ, будем называть его контуром управления ПСЗИ, и контур нижнего уровня, предназначенный для управления отдельными ПСрЗИ (контур управления КПСЗ). В соответствии с общими представлениями об управлении [4], каждый из этих двух контуров можно представить в качестве двух взаимодействующих блоков – объекта управления и управляющей системы. При этом управляющая система передает управляющие воздействия на объект управления, а информация о состоянии объекта управления передается в управляющую систему. Для контура управления ПСЗИ в качестве объекта управления выступает ПСЗИ, а в качестве управляющей системы – программная подсистема управления СЗИ, являющаяся функциональной подсистемой ПСУЗИ. Для контура управления КПСЗ в качестве объекта управления выступает КПСЗ, а в качестве управляющей системы – подсистема управления ПСЗИ, являющаяся функциональной подсистемой как ПСУЗИ, так и ПСЗИ.

В основе организации контура управления ПСЗИ лежит принцип блочной архитектуры ПСЗИ как один из методологических принципов ее построения [7], являющихся приложением основных принципов построения сложных систем с учетом специфики решаемых задач по обеспечению ИБ. Основываясь на этом принципе, можно представить организацию контура управления идеальной ПСЗИ. В ней имеется минимальное ядро защиты, отвечающее нижней границе защищенности АС определенного класса. Если в системе необходимо обеспечить более высокий уровень защиты, то это достигается за счет согласованной инсталляции дополнительныхПСрЗИ. Таким образом, верхний уровень управления процессами ЗИ вАС на основе ПСрЗИ представляет собой структурный синтез ПСЗИ.

На нижнем уровне управления процессами ЗИ, представляющем собой параметрический синтез ПСЗИ, находится контур управления КПСЗ, который включает реализацию управленческих функций конкретными ПСрЗИ. В некотором смысле, средства управления КПСЗ представляют собой исполнительные органы, которые получают управляющее воздействие от объектов контура управления ПСЗИ и осуществляют функциональное воздействие на те или иные параметры КПСЗ. Таким управляющим воздействием от контура управления ПСЗИ является конфигурация ПСЗИ; определяемый ею набор используемых ПСрЗИ и связанных с ними организационных мероприятий становится внешним параметром для процесса управления КПСЗ. Управление КПСЗ состоит в реализации управленческих функций заданным набором ПСрЗИ в рамках заданных связанных с ним организационных мероприятий. В основе организации контура управления КПСЗ лежит наличие у ПСрЗИ управляемых параметров, к управлению которыми и сводится управление КПСЗ.

В отличие от действующих в настоящее время в России Руководящих документов ФСТЭК России, мировые стандарты ИБ нового поколения уделяют общим вопросам управления процессами ЗИ определенное внимание. Этот опыт необходимо учитывать при разработке методологических основ организационно-технологического управления процессами ЗИ. Так, ознаменовавший появление руководящих документов в области ИБ американский стандарт «Федеральные критерии безопасности информационных технологий» (кратко «Федеральные критерии») [8] вводит понятие управления безопасностью как единое понятие, объединяющее весь спектр аспектов управления процессами ЗИ.

Несмотря на то, что в действующих Руководящих документах ФСТЭК России непосредственно не отражены вопросы управления ИБ, на основе этих документов тем не менее можно выявить структуру задач управления процессами ЗИ в АС на основе ПСрЗИ.

Согласно [9], обеспечение защиты АС осуществляется системой разграничения доступа (СРД) субъектов к объектам доступа и обеспечивающими средствами для СРД. Поэтому управление КПСЗ (параметрический синтез ПСЗИ) подразделяется на управление СРД и управление обеспечивающими средствами для СРД. Последнее подразделяется на управление четырьмя подсистемами, которые входят в состав ПСЗИ согласно [10]:

- управления доступом;

- регистрации и учета;

- криптографической;

- обеспечения целостности.

Применительно кАС, типовая задача управления процессами ЗИ на основе ПСрЗИ представляет собой самую сложную задачу управления – задачу оптимального управления, в которой целью управления является поддержание экстремального значения некоторой функции от двух групп параметров, называемой критерием оптимального управления. Параметры первой группы (внешние условия) меняются независимо от управляющей системы, параметры же второй группы являются регулируемыми, т.е. их значения могут меняться под воздействием управляющих сигналов. Критерий оптимального управления в данном случае, который можно назвать показателем качества функционирования ПСЗИ, имеет комплексный характер, что приводит к многокритериальности задачи оптимального управления. Это связано с тем, что требования ИБ обязательно противоречат функциональным требованиям кАС (удобству работы, быстродействию и т.д.) [11].

Имеется ряд недостатков применения в АС ПСрЗИ, в частности следующие [2]: необходимость использования времени работы процессора, что ведет к увеличению времени отклика АС на запросы и, как следствие, к уменьшению эффективности ее работы; уменьшение объемов оперативной памяти и памяти на внешних запоминающих устройствах, доступной для использования функциональными задачами. С другой стороны, доступные для ПСЗИ вычислительные ресурсы являются одним из важнейших факторов, определяющих достижимую защищенность АС [12]. Поэтому для размещения ПСрЗИвАС еще на этапе проектирования должна быть предусмотрена программная и информационная избыточность в виде ресурсов внешней и внутренней памяти ЭВМ [13]. Кроме того, для функционирования ПСрЗИ необходима временная избыточность – дополнительная производительность ЭВМ.

При управлении процессами ЗИ вАС на основе ПСрЗИ необходимо разделять вычислительные ресурсы, необходимые для непосредственного решения основных, функциональных задач АС, и ресурсы, требующиеся для ЗИ на основе ПСрЗИ. Кроме указанной проблемы разделения вычислительных ресурсов, одной из задач, стоящих при создании АС на современном этапе, является интеграция ЗИ в процесс автоматизации ее обработки в качестве обязательного элемента. При управлении процессами ЗИ ПСрЗИ не должны вступать в конфликт с существующими приложениями и сложившимися технологиями обработки информации, а, напротив, должны стать неотъемлемой частью этих средств и технологий.

Предлагаемая концепция обладает широкими возможностями для разработки на ее основе конкретных способов решения конкретных управленческих задач и представляет собой концептуальную проработку вопроса создания методологических основ организационно-технологического управления процессами ЗИ в АС на основе ПСрЗИ.

Литература

1. Герасименко В.Г. Проблемы обеспечения информационной безопасности при использовании открытых информационных технологий в системах критических приложений // Региональный научно-технический вестник «Информация и безопасность», Выпуск 4. – Воронеж: ВГТУ, 1999. – с. 66-67.

2. Герасименко В.А. Защита информации в автоматизированных системах обработки данных: В 2-х кн.: Кн. 1. – М.: Энергоатомиздат, 1994. – 400 с.

3. Гаценко О.Ю. Защита информации. Основы организационного управления. – СПб.: Изд. Дом «Сентябрь», 2001. – 228 с.

4. Глушков В.М. Кибернетика. Вопросы теории и практики. – М.: Наука, 1986. – 488 с.

5. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений / А.Н. Борисов, А.В. Алексеев, Г.В. Меркурьева и др. – М.: Радио и связь, 1989. – 304 с.: ил.

6. Теоретические основы компьютерной безопасности: Учеб.пособие для вузов / П.Н. Девянин, О.О. Михальский, Д.И. Правиков и др. – М.: Радио и связь, 2000. – 192 с.: ил.

7. Завгородний В.И. Комплексная защита информации в компьютерных системах: Учебное пособие. – М.: Логос; ПБОЮЛ Н.А. Егоров, 2001. – 264 с.: ил.

8. Federal Criteria for Information Technology Security. National Institute of Standards and Technology & National Security Agency.Version 1.0, December 1992.

9. ФСТЭК России. Руководящий документ. Концепция защиты средств вычислительной техники от несанкционированного доступа к информации. Москва, 1992.

10. ФСТЭК России. Руководящий документ. Автоматизированные системы. Защита от несанкционированного доступа к информации. Классификация автоматизированных систем и требования по защите информации. Москва, 1992.

11. Зегжда Д.П., Ивашко А.М. Основы безопасности информационных систем. – М.: Горячая линия – Телеком, 2000. 452 с., ил.

12. Липаев В.В. Системное проектирование программных средств, обеспечивающих безопасность функционирования информационных систем // Информационные технологии. – 2000. - № 11.

13. Липаев В.В. Отладка сложных программ. – М.: Энергоатомиздат, 1993.

Секция 4. Биологические науки

СКАНИРУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ ЭРИТРОЦИТОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫМИ ПРЕПАРАТАМИ РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ

Е. С. Баева, В. Г. Артюхов

Воронежский государственный университет, г. Воронеж, Россия, [email protected]

Введение. Антибактериальные препараты, применяемые в терапии воспалительных процессов, обладают рядом лечебных и побочных эффектов [2,3,4,6,7]. Проникая в ткани и среды макроорганизма, они нарушают фагоцитарную активность макрофагов, агрегационные свойства тромбоцитов, изменяют осмотическую резистентность и микрореологические свойства эритроцитов [1,5]. Это особенно важно учитывать в терапии заболеваний, вызванных внутриклеточными патогенами, такими, как Mycoplasma spp. [8,9]. В этой связи представляло интерес исследовать влияние антибиотиков на морфофункциональное состояние красных клеток крови.

Методика исследования. Поверхностную архитектонику эритроцитов крови доноров изучали методом сканирующей электронной микроскопии. В качестве модифицирующих агентов мы использовали коммерческие препараты антибиотиков, применяемых для лечения микоплазменной инфекции: 1) класс макролиды: азитромицин (Сумамед, Хорватия) – 1,34*10-4 моль/л, 1,34*10-5 моль/л, рокситромицин (Roxithromycin 90%, Sigma) – 7,2*10-5 моль/л, 7,2*10-6 моль/л, кларитромицин – 1,33*10-4 моль/л, 1,33*10-5 моль/л (Клацид,  Abbott S.p.A), джозамицин – 1,21*10-4 моль/л, 1,21*10-5 моль/л (Josamycin, Sigma-Aldrich); 2) класс тетрациклины: доксициклин – 7,8*10-5 моль/л, 7,8*10-6 моль/л (Doxycycline hyclate 98% (TLC), Sigma-Aldrich); 3) класс линкозамиды: клиндамицин – 1,4*10-4 моль/л, 1,4*10-5 моль/л (Clindamycin, Sigma); 4) класс фторхинолоны: ципрофлоксацин – 1,21*10-4 моль/л, 1,21*10-5 моль/л (Ciprofloxacin, 98.0% (HPLC) Sigma-Aldrich), офлоксацин – 1,1*10-4 моль/л, 1,1*10-5 моль/л (Ofloxacin, Sigma-Aldrich), спарфлоксацин – 1,02*10-4 моль/л, 1,02*10-5 моль/л (Sparfloxacin 98% (HPLC) Sigmа). Эритроциты предварительно инкубировали в течение 1 ч с антибактериальными препаратами. Затем контрольные и опытные образцы фиксировали 2,5% раствором глутарового альдегида при температуре 40С в течение 1 ч. Производили обезвоживание клеток путем центрифугирования в серии водных растворов этанола восходящей концентрации 30%, 50%, 70%, 90% и далее ацетоном. Приготовленную суспензию наносили на алюминиевые подложки и высушивали в термостате при 370С. Для обеспечения электропроводности объектов их напыляли тонкой плёнкой золота. Препараты просматривали на сканирующем электронном микроскопе JSM – 6380 LU (Япония) при ускоряющем напряжении 20-25 кВ.

Структурно-функциональную характеристику мембран эритроцитов оценивали по классификации, предложенной Козинец Г.И. (1977г.) и соавторами. Для детального анализа характера изменения поверхностной архитектоники эритроцитов рассчитывали ряд индексов: 1) ИТ – индекс трансформации – количественная оценка соотношения патологических и нормальных форм эритроцитов (В. Н. Кидалов, К. К. Зайцева,1986): ИТ=(ОД%+НД%)/Д%, где Д% - процент дискоцитов, ОД% - процент обратимо деформированных эритроцитов, НД% - процент необратимо деформированных эритроцитов; 2) ИОТ – индекс обратимой трансформации (Назаров С.Б., 1995): ИОТ=%ОД/%Д; 3) ИНОТ – индекс необратимой трансформации: ИНОТ=%НД/%Д.

Статистическую обработку результатов исследования проводили с использованием параметрических критериев и стандартных пакетов Microsoft Excel. Подсчет клеток производился в процентах на 300 клеток.

Результаты и их обсуждение. В норме большинство эритроцитов представлены дискоцитами (до 97%). Исследование рельефа поверхности эритроцитов, модифицированных антибактериальными препаратами, методом сканирующей электронной микроскопии показало дозозависимое снижение количества двояковогнутых дискоцитов (в среднем на 3-5%) и увеличение доли обратимо- и необратимо деформированных эритроцитов относительно контроля (табл.1, 2):

		Показатели	Контроль	АМ	РМ	КМ	ДМ	ДЦ	КЦ	ЦФ	ОФ	СФ
		Д, %	91,40	76,67	87,00	79,67	82,67	28,65	87,00	85,00	85,00	89,67
	ОД, %		6,00	1,33	1,67	1,00	7,00	0,33	1,00	5,30	5,00	1,33
	НД, %		2,60	22,00	11,33	19,33	10,33	71,02	12,00	9,70	10,00	9,00
	ИТ		0,094	0,304	0,149	0,255	0,210	2,490	0,149	0,176	0,176	0,115
	ИОТ		0,07	0,02	0,02	0,01	0,08	0,01	0,01	0,06	0,06	0,01
		ИНОТ	0,03	0,29	0,13	0,24	0,13	2,48	0,14	0,11	0,12	0,10

Таблица 1. Цитоархитектоника эритроцитов крови доноров, модифицированных антибиотиками в терапевтической концентрации (p<0,05).

Здесь, и в табл. 2: АМ – азитромицин, РМ – рокситромицин, КМ – кларитромицин, ДМ – джозамицин, ДЦ – доксициклин, КЦ – клиндамицин, ЦФ – ципрофлоксацин, ОФ – офлоксацин, СФ – спарфлоксацин.

		Показатели	Контроль	АМ	РМ	КМ	ДМ	ДЦ	КЦ	ЦФ	ОФ	СФ
		Д, %	91,40	82,67	88,67	89,00	89,00	38,33	89,00	89,60	88,30	91,00
	ОД, %		6,00	2,67	2,00	2,00	3,67	0,67	2,33	1,70	3,00	1,33
	НД, %		2,60	14,67	9,33	9,00	7,33	61,00	8,67	6,00	8,70	7,67
	ИТ		0,094	0,210	0,128	0,124	0,124	1,609	0,124	0,086	0,133	0,099
	ИОТ		0,07	0,03	0,02	0,02	0,04	0,02	0,03	0,05	0,04	0,01
		ИНОТ	0,03	0,18	0,11	0,10	0,08	1,59	0,10	0,07	0,10	0,08