Алгоритм циклу шахового коня для скремблювання даних
Nowadays, data scrambling remains a vital technique to protect sensitive information by shuffling it in a way that makes it difficult to decipher or reverse-engineer while still maintaining its usability for legitimate purposes. As manipulating the usability of the scrambled data remains a challenge...
Збережено в:
| Дата: | 2024 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute"
2024
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://journal.iasa.kpi.ua/article/view/315142 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | System research and information technologies |
Репозитарії
System research and information technologies| _version_ | 1856543601298767872 |
|---|---|
| author | Romanuke, Vadim Yaremko, Svitlana Kuzmina, Olena Yehoshyna, Hanna |
| author_facet | Romanuke, Vadim Yaremko, Svitlana Kuzmina, Olena Yehoshyna, Hanna |
| author_sort | Romanuke, Vadim |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2024-11-16T18:06:34Z |
| description | Nowadays, data scrambling remains a vital technique to protect sensitive information by shuffling it in a way that makes it difficult to decipher or reverse-engineer while still maintaining its usability for legitimate purposes. As manipulating the usability of the scrambled data remains a challenge on the background of risking losing data and getting them re-identified by attackers, scrambling and descrambling should be accomplished faster by not increasing data loss and re-identification risks. A scrambling algorithm must have a linear time complexity, still shuffling the data to minimize the risks further. A promising approach is based on the knight open tour problem, whose solutions appear like a random series of knight positions. Hence, a knight open tour algorithm is formalized, by which the knight seems to move chaotically across the chessboard. The formalization is presented as an indented pseudocode to implement it efficiently, whichever programming language is used. The output is a square matrix representing the knight open tour. Based on the knight tour matrix, data scrambler and descrambler algorithms are presented in the same manner. The algorithms have a linear time complexity. The knight-tour scrambling has a sufficiently low guess probability if an appropriate depth of scrambling is used, where the data is re-scrambled repetitively. The scrambling depth is determined by repetitive application of the chessboard matrix, whose size usually increases as the scrambling is deepened. Compared to the pseudorandom shuffling of the data along with storing the shuffled indices, the knight-tour descrambling key is stored and sent far simpler yet ensures proper data security. |
| first_indexed | 2025-07-17T10:28:36Z |
| format | Article |
| id | journaliasakpiua-article-315142 |
| institution | System research and information technologies |
| language | English |
| last_indexed | 2025-07-17T10:28:36Z |
| publishDate | 2024 |
| publisher | The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" |
| record_format | ojs |
| spelling | journaliasakpiua-article-3151422024-11-16T18:06:34Z Data scrambler knight tour algorithm Алгоритм циклу шахового коня для скремблювання даних Romanuke, Vadim Yaremko, Svitlana Kuzmina, Olena Yehoshyna, Hanna data scrambling knight open tour problem linear time complexity guess probability scrambling depth скремблювання даних задача побудови відкритого циклу шахового коня лінійна часова складність імовірність випадкової дешифрації глибина скремблювання Nowadays, data scrambling remains a vital technique to protect sensitive information by shuffling it in a way that makes it difficult to decipher or reverse-engineer while still maintaining its usability for legitimate purposes. As manipulating the usability of the scrambled data remains a challenge on the background of risking losing data and getting them re-identified by attackers, scrambling and descrambling should be accomplished faster by not increasing data loss and re-identification risks. A scrambling algorithm must have a linear time complexity, still shuffling the data to minimize the risks further. A promising approach is based on the knight open tour problem, whose solutions appear like a random series of knight positions. Hence, a knight open tour algorithm is formalized, by which the knight seems to move chaotically across the chessboard. The formalization is presented as an indented pseudocode to implement it efficiently, whichever programming language is used. The output is a square matrix representing the knight open tour. Based on the knight tour matrix, data scrambler and descrambler algorithms are presented in the same manner. The algorithms have a linear time complexity. The knight-tour scrambling has a sufficiently low guess probability if an appropriate depth of scrambling is used, where the data is re-scrambled repetitively. The scrambling depth is determined by repetitive application of the chessboard matrix, whose size usually increases as the scrambling is deepened. Compared to the pseudorandom shuffling of the data along with storing the shuffled indices, the knight-tour descrambling key is stored and sent far simpler yet ensures proper data security. Скремблювання даних у наш час залишається важливою методикою для захисту конфіденційної інформації за допомогою певного перемішування, після якого розшифрування є надважким, однак зберігається можливість легітимних дій з даними після скремблювання. Оскільки повноцінне маніпулювання діями з даними після скремблювання залишається проблемою на тлі ризику втрати даних та їх несанкціонованого розшифрування, скремблювання та дескремблювання мають виконуватись ще швидше, не збільшуючи ризики втрати та розшифрування. Алгоритм скремблювання повинен мати лінійну часову складність та ще більше мінімізувати зазначені ризики. Перспективним підходом є задача побудови відкритого циклу шахового коня, розв’язки якої виглядають наче випадкові послідовності позицій коня. Відтак формалізується алгоритм відкритого циклу шахового коня, за яким кінь наче хаотично пересувається по шаховій дошці. Ця формалізація представлена у формі відформатованого псевдокоду для подальшого його ефективного впровадження незалежно від мови програмування. На виході отримано квадратну матрицю, котра відображає відкритий цикл шахового коня. На основі матриці циклу шахового коня подано алгоритми скремблера та дескремблера даних у тому ж стилі. Ці алгоритми мають лінійну часову складність. Скремблювання на основі циклу шахового коня має досить низьку імовірність випадкової дешифрації за умови, якщо використана прийнятна глибина скремблювання, де дані повторно скремблюються. Глибина скремблювання визначається багаторазовим застосуванням матриці шахової дошки, розмір якої зазвичай збільшується з поглибленням скремблювання. Порівняно з псевдовипадковим перемішуванням даних разом зі збереженням індексів перемішування, ключ дескремблювання на основі циклу шахового коня зберігається і пересилається набагато простіше, забезпечуючи в той же час прийнятний захист даних. The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" 2024-09-28 Article Article application/pdf http://journal.iasa.kpi.ua/article/view/315142 10.20535/SRIT.2308-8893.2024.3.03 System research and information technologies; No. 3 (2024); 44-63 Системные исследования и информационные технологии; № 3 (2024); 44-63 Системні дослідження та інформаційні технології; № 3 (2024); 44-63 2308-8893 1681-6048 en http://journal.iasa.kpi.ua/article/view/315142/306031 |
| spellingShingle | скремблювання даних задача побудови відкритого циклу шахового коня лінійна часова складність імовірність випадкової дешифрації глибина скремблювання Romanuke, Vadim Yaremko, Svitlana Kuzmina, Olena Yehoshyna, Hanna Алгоритм циклу шахового коня для скремблювання даних |
| title | Алгоритм циклу шахового коня для скремблювання даних |
| title_alt | Data scrambler knight tour algorithm |
| title_full | Алгоритм циклу шахового коня для скремблювання даних |
| title_fullStr | Алгоритм циклу шахового коня для скремблювання даних |
| title_full_unstemmed | Алгоритм циклу шахового коня для скремблювання даних |
| title_short | Алгоритм циклу шахового коня для скремблювання даних |
| title_sort | алгоритм циклу шахового коня для скремблювання даних |
| topic | скремблювання даних задача побудови відкритого циклу шахового коня лінійна часова складність імовірність випадкової дешифрації глибина скремблювання |
| topic_facet | data scrambling knight open tour problem linear time complexity guess probability scrambling depth скремблювання даних задача побудови відкритого циклу шахового коня лінійна часова складність імовірність випадкової дешифрації глибина скремблювання |
| url | http://journal.iasa.kpi.ua/article/view/315142 |
| work_keys_str_mv | AT romanukevadim datascramblerknighttouralgorithm AT yaremkosvitlana datascramblerknighttouralgorithm AT kuzminaolena datascramblerknighttouralgorithm AT yehoshynahanna datascramblerknighttouralgorithm AT romanukevadim algoritmciklušahovogokonâdlâskremblûvannâdanih AT yaremkosvitlana algoritmciklušahovogokonâdlâskremblûvannâdanih AT kuzminaolena algoritmciklušahovogokonâdlâskremblûvannâdanih AT yehoshynahanna algoritmciklušahovogokonâdlâskremblûvannâdanih |