Тема: СХЕМА РЕАЛИЗАЦИИ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ КАК ИНСТРУМЕНТ ЗАЩИТЫ ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ДАННЫХ

Нужна ли обычному человеку защита обрабатываемых данных? Безусловно, да. Люди могут работать в государственных учреждениях, в банках. Они могут вести конкурирующую предпринимательскую деятельность, разрабатывать новые продукты, изделия, готовить патенты. Они могут общаться в социальных сетях либо совершать интернет покупки. Они могут просто желать защиты от вторжения в их личную жизнь. Итог один: по многим причинам обрабатываемые данные и линии связи должны быть закрыты от постороннего доступа.
В современной литературе много работ, посвященных криптографическим протоколам, методам и алгоритмам. Но наравне с разработкой новых криптографических методов необходимо также уделять внимание оптимизации уже известных алгоритмов.
Связано это с тем, что в настоящий момент требования к скорости работы алгоритмов такие же высокие, как и требования к стойкости. Разрабатываются распределенные и параллельные вычисления. В первом варианте используются несколько компьютеров для решения трудоемких вычислительных задач, во втором - программы разрабатываются как набор взаимодействующих вычислительных процессов, работающих параллельно.
Целью данной работы была реализация параллельных вычислений для алгоритмов Шенкса, Полига-Хеллмана и p-метода Полларда, основанных на задаче дискретного логарифмирования и проведение сравнительного анализа среднего времени работы алгоритмов.
Для реализации поставленной цели были рассмотрены следующие задачи:
1. изучить алгоритмы Шенкса, Полига-Хеллмана и p-метода Полларда, основанных на задаче дискретного логарифмирования;
2. изучить способы организации компьютерных вычислений, при которых программы разрабатываются как набор взаимодействующих вычислительных процессов, работающих параллельно;
3. реализовать распараллеливание алгоритмов Шенкса, Полига- Хеллмана и p-метода Полларда;
4. провести сравнительный анализ среднего времени работы перечисленных алгоритмов до и после применения параллельных вычислений;
5. изучить другие показатели (число разрядов входных данных, характеристики компьютера, на котором запускается алгоритм, число потоков и д.р.), влияющих на время работы алгоритмов.
Результатом работы стали реализованные алгоритмы, решающие задачу дискретного логарифмирования и выводы, полученные в ходе сравнительного анализа времени работы алгоритмов
Купить

В ходе работы удалось достигнуть поставленную цель: реализовать параллельные вычисления для алгоритмов Шенкса, Полига-Хеллмана и р- метода Полларда, основанных на задаче дискретного логарифмирования и провести сравнительный анализ среднего времени работы алгоритмов.
Цель была достигнута посредством выполнения следующих задач:
1. изучены алгоритмы Шенкса, Полига-Хеллмана и р-метода Полларда, основанных на задаче дискретного логарифмирования;
2. изучены способы организации компьютерных вычислений, при которых программы разрабатываются как набор взаимодействующих вычислительных процессов, работающих параллельно;
3. реализовано распараллеливание алгоритмов Шенкса, Полига- Хеллмана и р-метода Полларда;
4. проведен сравнительный анализ среднего времени работы перечисленных алгоритмов до и после применения параллельных вычислений;
5. изучены другие показатели (число разрядов входных данных, характеристики компьютера, на котором запускается алгоритм, число потоков и д.р.), влияющих на время работы алгоритмов.
Результатом работы стали реализации указанных алгоритмов и выводы, полученные в процессе их исследования. После проведения сравнительного анализа были получены следующие результаты:
Из трех рассматриваемых алгоритмов наиболее хорошие результаты показал р-метод Полларда, далее алгоритм Шенкса. В обоих алгоритмах удалось сократить среднее время вычисления дискретного логарифма путем распараллеливания. Для р-метода Полларда время вычислений сократилось на 20%, для алгоритма Шенкса - на 40%.
Алгоритм Полига-Хеллмана хороших результатов не дал. Связано это с тем, что самой затратной операцией здесь является операция факторизации, поэтому распараллеливание алгоритма выигрыша во времени не дает. Алгоритм Полига-Хеллмана эффективен, если р — 1 раскладывается на небольшие простые множители.
Экспериментально показана зависимость продолжительности работы алгоритмов от технических характеристик устройства, на котором они запускаются.

Купить