https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/423 2026-08-24T05:59:12Z 2026-08-24T05:59:12Z Лукічов, В. В. Підчорний, Д. О. Lukichov, V. V. Pidchornyi, D. O. https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/52243 2026-08-19T06:51:55Z 2026-01-01T00:00:00Z

Метод динамічної верифікації підпису на основі XGBoost із використанням мікромоторних ознак та адаптивного порогу прийняття рішень Лукічов, В. В.; Підчорний, Д. О.; Lukichov, V. V.; Pidchornyi, D. O. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю створення високонадійних біометричних систем, стійких до спроб несанкціонованого доступу та якісних підробок підпису в умовах глобальної цифровізації бізнес-процесів. Традиційні методи статичної верифікації поступово втрачають ефективність через появу нових інструментів для відтворення графічного накреслення. У зв’язку з цим автором проведено комплексний порівняльний аналіз розробленого авторами ML-рішення з визнаним комерційним галузевим стандартом Wacom Ink SDK for Verification. Основна увага приділена здатності систем відрізнити справжній підпис від кваліфікованої підробки, виконаної зловмисником з візуальним доступом до оригіналу. Експериментальне дослідження проведено з використанням професійного графічного планшета Wacom STU-540, що забезпечує високу частоту дискретизації (200 Гц) та 1024 рівні чутливості до тиску. Вибір такого обладнання дозволив зібрати деталізовані часові ряди, що включають координати пера (x, y), кути нахилу та азимут, а також динаміку зміни зусилля натискання. На основі аналізу реальних даних від шести користувачів, які надали як еталонні зразки, так і імітаційні спроби підробки, виконано багатокритеріальну оптимізацію порогу прийняття рішення. Встановлено, що з адаптивним значенням порогу розроблена система демонструє збалансовані показники ефективності: FAR (коефіцієнт помилкового допуску зловмисника) на рівні 1,33 % та FRR (коефіцієнт помилкового відхилення легітимного користувача) — 6,67 %. Наукова новизна роботи полягає в обґрунтуванні та селекції набору найінформативніших динамічних параметрів для моделі градієнтного бустингу XGBoost. На відміну від стандартних підходів, запропонована модель враховує не лише геометрію підпису, а й похідні характеристики: миттєву швидкість, прискорення та швидкість зміни тиску (jittering). Використання механізму регуляризації в XGBoost дозволило уникнути перенавчання на малих вибірках, що характерно для біометричних даних одного користувача. Це дозволило досягти точності, яка є конкурентоспроможною відносно закритих комерційних алгоритмів (рівень рівної помилки EER ~4 %). Особливості програмної реалізації включають етап попередньої обробки даних, де застосовується інтерполяція для вирівнювання часових кроків та нормалізація ознак для приведення їх до єдиного масштабу. Це критично важливо для стабільної роботи моделі XGBoost, оскільки мікромоторика руки кожного користувача має унікальні амплітудні характеристики. Розроблений конвеєр обробки дозволяє проводити верифікацію в режимі реального часу, витрачаючи менше 100 мс на один запит, що робить систему придатною для використання в умовах високої інтенсивності документообігу. Практичне значення отриманих результатів полягає у можливості інтеграції запропонованого підходу в корпоративні системи електронного документообігу та автоматизовані системи ідентифікації персоналу (наприклад, для верифікації водіїв або фінансових менеджерів). Головною перевагою є відсутність залежності від дороговартісного пропрієтарного програмного забезпечення та ліцензійних обмежень, зі збереженням високого рівня безпеки. Результати порівняння підтвердили, що використання градієнтного бустингу з урахуванням глибоких параметрів мікромоторики дозволяє ефективно виявляти зловмисників навіть у разі спроб ретельного копіювання візуального стилю підпису.; The relevance of the study is driven by the need to create highly reliable biometric systems resistant to unauthorized access and high-quality signature forgeries in the context of global business process digitalization. Traditional static verification methods are gradually losing effectiveness due to the emergence of new tools for reproducing graphical patterns. In this regard, the author conducted a comprehensive comparative analysis of a custom-developed ML solution against the recognized commercial industry standard — Wacom Ink SDK for Verification. The primary focus is placed on the systems' ability to differentiate a genuine signature from a skilled forgery performed by an attacker with visual access to the original. The experimental study was conducted using a professional Wacom STU-540 signature pad, which provides a high sampling rate (200 Hz) and 1024 levels of pressure sensitivity. The choice of such hardware enabled the collection of detailed time series, including pen coordinates (x, y), tilt angles, azimuth, and the dynamics of pressure changes. Based on the analysis of real-world data from six users, who provided both reference samples and imitation forgery attempts, a multicriteria optimization of the decision-making threshold was performed. It was established that at an adaptive threshold value, the developed system demonstrates balanced performance metrics: a False Acceptance Rate (FAR) of 1.33 % and a False Rejection Rate (FRR) of 6.67 %. The scientific novelty of the work lies in the substantiation and selection of a set of the most informative dynamic parameters for the XGBoost gradient boosting model. Unlike standard approaches, the proposed model considers not only the signature geometry but also derivative characteristics: instantaneous velocity, acceleration, and pressure change rate (jittering). The use of the regularization mechanism in XGBoost prevented overfitting on small datasets, which is typical for single-user biometric data. This allowed for achieving an accuracy level competitive with closed-source commercial algorithms (Equal Error Rate EER ~4 %). Features of the software implementation include a data preprocessing stage where interpolation is applied to align time steps and feature normalization is used to bring them to a single scale. This is critical for the stable operation of the XGBoost model, as each user's hand micromotors possess unique amplitude characteristics. The developed processing pipeline enables real-time verification, spending less than 100 ms per request, making the system suitable for high-intensity document management environments. The practical significance of the results lies in the possibility of integrating the proposed approach into corporate electronic document management systems and automated personnel identification systems (e.g., for verifying drivers or financial managers). The main advantage is the lack of dependence on expensive proprietary software and licensing restrictions while maintaining a high level of security. The comparison results confirmed that the use of gradient boosting, taking into account deep micromotor parameters, effectively detects intruders even during attempts of meticulous visual style copying.

2026-01-01T00:00:00Z Марчук, М. Б. Лукічов, В.В. Marchuk, M. Luckichov, V. https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/51986 2026-06-29T09:50:03Z 2026-01-01T00:00:00Z

Аналіз атак на стеганографічні алгоритми та цифрові водяні знаки Марчук, М. Б.; Лукічов, В.В.; Marchuk, M.; Luckichov, V. The paper systematizes and analyzes the main classes of attacks on steganographic algorithms and digital watermarking systems. Steganalysis methods are reviewed — from statistical approaches to neural-network detectors — as well as the classification of watermarking attacks into removal, geometric, cryptographic, and protocol categories. Special attention is paid to modern threats associated with the use of generative artificial intelligence for removing watermarks from generated images.; У роботі систематизовано та проаналізовано основні класи атак на стеганографічні алгоритми та системи цифрових водяних знаків (watermarking). Розглянуто методи стеганоаналізу — від статистичних підходів до нейромережевих детекторів, а також класифікацію атак на водяні знаки за категоріями видалення, геометричних, криптографічних і протокольних атак. Окрему увагу приділено сучасним загрозам, пов’язаним із застосуванням генеративного штучного інтелекту для видалення водяних знаків із згенерованих зображень.

2026-01-01T00:00:00Z Селезньов, В. І. Seleznov, V. https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/51791 2026-06-19T12:05:02Z 2026-01-01T00:00:00Z

Криптографічні механізми захисту протоколу MQTT в IоT-системах Селезньов, В. І.; Seleznov, V. These theses analyze the main cryptographic protection mechanisms for the MQTT protocol in Internet of Things systems. Current attack vectors against MQTT communications, TLS applicability, and the use of lightweight cryptography for resource-constrained devices are considered. Particular attention is paid to the ASCON algorithm and the problem of cryptographic key management in MQTT networks.; У роботі проаналізовано основні криптографічні механізми захисту протоколу MQTT у системах Інтернету речей. Розглянуто актуальні вектори атак на MQTT-комунікації, особливості використання TLS та застосування малоресурсної криптографії для пристроїв з обмеженими апаратними ресурсами. Окрему увагу приділено алгоритму ASCON та проблемі управління криптографічними ключами в MQTT-мережах.

2026-01-01T00:00:00Z Лужецький, В. А. Селезньов, В. І. Хохлачова, Ю. Є. Luzhetskyi, V. Seleznov, V. Khokhlachova, Yu. https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/51790 2026-06-11T12:44:49Z 2026-01-01T00:00:00Z

Протокол автентифікації засобів інтернету речей з використанням RFID-міток Лужецький, В. А.; Селезньов, В. І.; Хохлачова, Ю. Є.; Luzhetskyi, V.; Seleznov, V.; Khokhlachova, Yu. The rapid growth of the Internet of Things and the widespread adoption of RFID tags have intensified the need for authentication protocols that also ensure data integrity. Most existing RFID authentication protocols provide mutual authentication and resistance to common network attacks, but they generally do not address the integrity of the data stored on and transmitted by the RFID tag. In many practical scenarios, tag authentication must be complemented by verification of the integrity of the transmitted data, which creates the need for a specialized protocol capable of solving both tasks simultaneously under severe hardware constraints. This paper proposes a mutual authentication protocol for communication between an RFID tag and a system server. On the tag side, the protocol requires only a cryptographic hash function with hardware complexity not exceeding 2000 GE, a simple pseudo-random number update function, and a concatenation operation. Mutual authentication is achieved using one-time parameters that are updated independently after each session, with their initial values distributed between the RFID tag and the system during the initialization phase. A single authentication session on the RFID tag side requires only three hash computations and one execution of the pseudo-random number update function, while the number of message exchanges between the RFID tag and the system is reduced to two. The paper shows that the proposed protocol is resistant to reader impersonation, tag impersonation, replay, active man-in-the-middle, and desynchronization attacks, while also providing forward secrecy and RFID tag data integrity control. The obtained results indicate that the proposed protocol is suitable for systems in which RFID tag data are not confidential but require integrity assurance, particularly in logistics, supply chain management, and related IoT applications.; Стрімкий розвиток Інтернету речей та масове впровадження RFID-міток актуалізують задачу розробки протоколів автентифікації та контролю цілісності даних. Переважна більшість існуючих протоколів автентифікації для RFID-міток забезпечує взаємну автентифікацію учасників взаємодії та стійкість до типових мережевих атак, однак серед розглянутих підходів здебільшого відсутні рішення, що також забезпечують цілісність інформації, яка зберігається та передається RFID-міткою. У низці прикладних сценаріїв автентифікація RFID-мітки має супроводжуватися контролем цілісності переданих нею даних, що зумовлює необхідність розробки спеціалізованого протоколу, здатного розв’язувати обидві задачі одночасно в умовах обмежених апаратних ресурсів. У статті запропоновано протокол двосторонньої автентифікації між RFID-міткою та сервером системи, для реалізації якого на стороні RFID-мітки достатньо криптографічної геш-функції з апаратною складністю, що не перевищує 2000 GE, простої функції оновлення псевдовипадкового числа та операції конкатенації. Автентифікація сторін забезпечується на основі одноразових параметрів, що незалежно оновлюються після кожної сесії, а їх початкові значення розподіляються між RFID-міткою та системою на етапі ініціалізації. Для виконання однієї сесії автентифікації на стороні RFID-мітки достатньо трьох обчислень геш-функції та одного виконання функції оновлення псевдовипадкового числа, а кількість обмінів повідомленнями між RFID-міткою та системою скорочено до двох. У роботі показано стійкість розробленого протоколу до атак підробки зчитувача та RFID-мітки, повторного відтворення, активної атаки типу «людина посередині» та порушення синхронізації, а також забезпечення прямої секретності й контролю цілісності даних RFIDмітки. Отримані результати свідчать про доцільність застосування запропонованого протоколу в системах, де дані RFID-мітки не є конфіденційними, але потребують контролю цілісності, зокрема в логістиці, управлінні ланцюгами постачання та суміжних IoTзастосуваннях.

2026-01-01T00:00:00Z