Метод защищённого обмена данными на основе адаптивной редукции входного потока сообщений для повышения достоверности аутентификации
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2026-4-182-188Ключевые слова:
защищённый обмен данными, энергоэффективность, редукция данных, аутентификация сообщенийАннотация
Предложен метод защищённого обмена данными, основанный на адаптивной редукции входного потока сообщений для повышения достоверности аутентификации. В основе правил обработки сообщений лежит анализ метаинформации о потоке сообщений от источника к приёмнику.
Исследована система, в которой априорным знанием о свойствах потока является закон распределения случайной величины — количества сообщений, прошедших по общему каналу связи между двумя последовательными сообщениями источника. На основе этого приёмник формирует критерии о включении входящих сообщений в процесс обработки.
В ходе моделирования установлено, что в обозначенном диапазоне вероятность ошибочной обработки сообщений снижается в 1,05… 1,15 раза по сравнению с использованием методов, основанных на исключительной обработке сообщений и ассоциированных с ними тегов аутентификации. Установлены границы рабочих параметров метода, при которых сохраняется его эффективность.
Библиографические ссылки
1. Qiao W. Research on Wireless Sensor Network Technology // Appl. and Computational Eng. 2025. V. 140(1). Pp. 145—150.
2. Li P., Kang R. Optimizing the Design and Application of Wireless Sensor Networks in Smart Cities // Smart Infrastructures in the IoT Era. Cham: Springer, 2025. Pp. 861—875.
3. Nagar S., Neema V., Paranjpe P., Kashiv A. An Efficient Design of IoT Enables Wireless Sensor Network for Energy Optimization in the Agriculture Sector // J. Institution Eng. (India): Series A. 2025. V. 106(3). Pp. 929—940.
4. Khan M.A. e. a. A Multi-layered Assessment System for Trustworthiness Enhancement and Reliability for Industrial Wireless Sensor Networks // Wireless Personal Communications. 2024. V. 137(4). Pp. 1997—2036.
5. Samoliuk T.A. Embedded Systems Technologies Using IoT and Wireless Sensor Networks in Semi-real-time Modeling // Cybernetics and Computer Technol. 2025. No. 1. Pp. 98—105.
6. Dhongadi R., Hirikude S.M. Underwater Acoustic Sensor Networks for Secure Communication // Intern. Research J. Advanced Eng. Hub. 2025. V. 3(7). Pp. 3087—3094.
7. Karthik M., Balakrishna R. Simple Key Distribution for Secure and Energy Efficient Communication in Wireless Sensor Networks // Intern. J. Computational and Experimental Sci. and Eng. 2025. V. 11(2). Pp. 1982—1992.
8. Murad A.E.O. A Lightweight and Secure Protocol for Wireless Medical Sensor Networks in IoT Systems // Jupiter: Publikasi Ilmu Keteknikan Industri, Teknik Elektro dan Informatika. 2025. V. 3(4). Pp. 283—294.
9. Aruna O., Midhunchakkaravathy. A Node Auditor Based Trusted Route Selection with Node Authentication Using Multi Key Distribution Model for Secure Data Transmission // J. Theoretical and Appl. Information Technol. 2024. V. 102(14). Pp. 5556—5571.
10. Sharmila A. e. a. Secure Hybrid Data Transmission Protocol for WSN with Key Management and Message Authentication // SN Computer Sci. 2025. V. 6(5). P. 401.
11. Iqbal S., Sujatha B.R. Secure Authentication and Key Management Based on Hierarchical Enhanced Identity Based Digital Signature in Heterogeneous Wireless Sensor Network // Wireless Networks. 2025. V. 31(1). Pp. 127—147.
12. Алшаиа Х.Я. Формальное описание модели предобработки блока данных для систем с ограниченным размером дополнительных служебных полей // Инфокоммуникации и космические технологии: состояние, проблемы и пути решения: Сб. научных статей по материалам V Всерос. науч.-практ. конф. Курск: Юго-Западный гос. ун-т, 2021. С. 362—365.
13. Zhu R., Boukerche A., Yang Q. An Interference-aware and Collision-free MAC Protocol for Underwater Wireless Sensor Networks // ACM Trans. Sensor Networks. 2025. V. 21(3). Pp. 1—26.
14. Xue L., Lei H., Zhu R. A Collision Avoidance MAC Protocol with Power Control for Adaptive Clustering Underwater Sensor Networks // J. Marine Sci. and Eng. 2025. V. 13(1). P. 76.
15. Tanygin M.O., Alshaeaa H. Y., Kuleshova E.A. A Method of the Transmitted Blocks Information Integrity Control // Radio Electronics, Computer Sci., Control. 2020. No. 1. Pp. 181—189.
16. Hsieh C.-H. e. a. Efficient Data Aggregation and Message Transmission for Information Processing Model in the CPS-WSN // Computers, Materials & Continua. 2025. V. 82(2). Pp. 2869—2891.
17. Ахмад А.А.А., Марухленко А.Л., Добрица В.П., Таныгин М.О. Метод повышения достоверности обмена данными между удалёнными узлами в условиях ограниченного размера идентификационных полей сообщений // Вестник ВГУ. Серия «Системный анализ и информационные технологии». 2022. № 2. С. 38—49.
18. Плугатарев А.В. Модель определения источника сообщений на основе статистического анализа метаданных в открытом канале связи // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. 2022. № 4(60). С. 30—37.
19. Plugatarev A.V., Tanygin M.O. Model for Determining the Message Source by Analyzing Their Arrival Time // Proc. Intern. Russian Automation Conf. Sochi, 2022. Pp. 388—392.
20. Таныгин М.О. Теоретические основы идентификации источников информации, передаваемой блоками ограниченного размера. Курск: Университетская книга, 2020.
21. Yeu R., Tanigawa Y., Hasegawa A., Tode H. Transmission Time Scheduling for Stations with Different Packet Generation Periods in Smart Factory Environment: System Implementation and Experimental Evaluation // IEICE Trans. Communications. 2025. V. E108. Iss. 4. Pp. 465—476.
22. Wang C.-Y., Wang D., Wang F.-F., Xu G.-A. Multi-factor User Authentication Scheme for Multi-gateway Wireless Sensor Networks // Chinese J. Computers. 2020. V. 43(4). Pp. 683—700.
---
Для цитирования: Таныгин М.О., Мишин И.О., Кулешова Е.А., Киселев А.В. Метод защищённого обмена данными на основе адаптивной редукции входного потока сообщений для повышения достоверности аутентификации // Вестник МЭИ. 2026. № 4. С. 182—188. DOI: 10.24160/1993-6982-2026-4-182-188
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Qiao W. Research on Wireless Sensor Network Technology. Appl. and Computational Eng. 2025;140(1):145—150.
2. Li P., Kang R. Optimizing the Design and Application of Wireless Sensor Networks in Smart Cities. Smart Infrastructures in the IoT Era. Cham: Springer, 2025:861—875.
3. Nagar S., Neema V., Paranjpe P., Kashiv A. An Efficient Design of IoT Enables Wireless Sensor Network for Energy Optimization in the Agriculture Sector. J. Institution Eng. (India): Series A. 2025;106(3):929—940.
4. Khan M.A. e. a. A Multi-layered Assessment System for Trustworthiness Enhancement and Reliability for Industrial Wireless Sensor Networks. Wireless Personal Communications. 2024;137(4):1997—2036.
5. Samoliuk T.A. Embedded Systems Technologies Using IoT and Wireless Sensor Networks in Semi-real-time Modeling. Cybernetics and Computer Technol. 2025;1:98—105.
6. Dhongadi R., Hirikude S.M. Underwater Acoustic Sensor Networks for Secure Communication. Intern. Research J. Advanced Eng. Hub. 2025;3(7):3087—3094.
7. Karthik M., Balakrishna R. Simple Key Distribution for Secure and Energy Efficient Communication in Wireless Sensor Networks. Intern. J. Computational and Experimental Sci. and Eng. 2025;11(2):1982—1992.
8. Murad A.E.O. A Lightweight and Secure Protocol for Wireless Medical Sensor Networks in IoT Systems. Jupiter: Publikasi Ilmu Keteknikan Industri, Teknik Elektro dan Informatika. 2025;3(4):283—294.
9. Aruna O., Midhunchakkaravathy. A Node Auditor Based Trusted Route Selection with Node Authentication Using Multi Key Distribution Model for Secure Data Transmission. J. Theoretical and Appl. Information Technol. 2024;102(14):5556—5571.
10. Sharmila A. e. a. Secure Hybrid Data Transmission Protocol for WSN with Key Management and Message Authentication. SN Computer Sci. 2025;6(5):401.
11. Iqbal S., Sujatha B.R. Secure Authentication and Key Management Based on Hierarchical Enhanced Identity Based Digital Signature in Heterogeneous Wireless Sensor Network. Wireless Networks. 2025;31(1):127—147.
12. Alshaia H.Ya. Formal'noe Opisanie Modeli Predobrabotki Bloka Dannyh dlya Sistem s Ogranichennym Razmerom Dopolnitel'nyh Sluzhebnyh Poley. Infokommunikatsii i Kosmicheskie Tekhnologii: Sostoyanie, Problemy i Puti Resheniya: Sb. Nauchnyh Statey po Materialam V Vseros. Nauch.-prakt. Konf. Kursk: Yugo-Zapadnyy Gos. Un-t, 2021:362—365. (in Russian).
13. Zhu R., Boukerche A., Yang Q. An Interference-aware and Collision-free MAC Protocol for Underwater Wireless Sensor Networks. ACM Trans. Sensor Networks. 2025;21(3):1—26.
14. Xue L., Lei H., Zhu R. A Collision Avoidance MAC Protocol with Power Control for Adaptive Clustering Underwater Sensor Networks. J. Marine Sci. and Eng. 2025;13(1):76.
15. Tanygin M.O., Alshaeaa H. Y., Kuleshova E.A. A Method of the Transmitted Blocks Information Integrity Control. Radio Electronics, Computer Sci., Control. 2020;1:181—189.
16. Hsieh C.-H. e. a. Efficient Data Aggregation and Message Transmission for Information Processing Model in the CPS-WSN. Computers, Materials & Continua. 2025;82(2):2869—2891.
17. Ahmad A.A.A., Maruhlenko A.L., Dobritsa V.P., Tanygin M.O. Metod Povysheniya Dostovernosti Obmena Dannymi Mezhdu Udalennymi Uzlami v Usloviyah Ogranichennogo Razmera Identifikatsionnyh Poley Soobshcheniy. Vestnik VGU. Seriya «Sistemnyy Analiz i Informatsionnye Tekhnologii». 2022;2:38—49. (in Russian).
18. Plugatarev A.V. Model' Opredeleniya Istochnika Soobshcheniy na Osnove Statisticheskogo Analiza Metadannyh v Otkrytom Kanale Svyazi. Prikaspiyskiy Zhurnal: Upravlenie i Vysokie Tekhnologii. 2022;4(60):30—37. (in Russian).
19. Plugatarev A.V., Tanygin M.O. Model for Determining the Message Source by Analyzing Their Arrival Time. Proc. Intern. Russian Automation Conf. Sochi, 2022:388—392.
20. Tanygin M.O. Teoreticheskie Osnovy Identifikatsii Istochnikov Informatsii, Peredavaemoy Blokami Ogranichennogo Razmera. Kursk: Universitetskaya Kniga, 2020. (in Russian).
21. Yeu R., Tanigawa Y., Hasegawa A., Tode H. Transmission Time Scheduling for Stations with Different Packet Generation Periods in Smart Factory Environment: System Implementation and Experimental Evaluation. IEICE Trans. Communications. 2025;E108(4):465—476.
22. Wang C.-Y., Wang D., Wang F.-F., Xu G.-A. Multi-factor User Authentication Scheme for Multi-gateway Wireless Sensor Networks. Chinese J. Computers. 2020;43(4):683—700
---
For citation: Tanygin M.O., Mishin I.O., Kuleshova E.A., Kiselev A.V. A Method for Secure Data Exchange Based on Adaptive Reduction of the Incoming Message Stream to Enhance Authentication Reliability. Bulletin of MPEI. 2026;4:182—188. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2026-4-182-188
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
