УДК 621

Р. В. Бачинський
Національний університет "Львівська політехніка",
кафедра електронних обчислювальних машин

МЕТОД ЗАХИСТУ КЛЮЧІВ ШИФРУВАННЯ
В МІКРОКОНТРОЛЕРАХ З ВИКОРИСТАННЯМ
СПЕЦІАЛЬНИХ АПАРАТНИХ БЛОКІВ

© Бачинський Р. В., 2018

Наведено метод захисту окремих ділянок пам’яті в мікроконтролерах фірми STM, які можуть бути використані для зберігання секретних ключів шифрування даних, за допомогою спеціального апаратного блоку «Firewall». Цей метод забезпечує доступ до певних областей пам’яті мікроконтролера тільки з визначених конфігурацією апаратного блоку ділянок пам’яті програм і блокує доступ з інших областей пам’яті. Оскільки до мікроконтролерів фірми STM можна підключати зовнішню як Flash, так і SRAM (для розширення пам’яті програм і даних), було досліджено як захист ділянок зовнішньої пам’яті, так і спроби доступу з них до захищених областей.
Ключові слова: мікроконтролери, шифрування, ключі шифрування.

R. Bachynskyy
Lviv Polytechnic National University,
Computer Engineering Department
SECRET KEYS PROTECTION METHOD FOR MICROCONTROLLERS, BASED ON SPECIAL HARDWARE BLOCKS USING
© Bachynskyy R., 2018
The proposed article demonstrates how to protect some memory areas in STM microcontrollers, what could be used for secret cypher keys storing, by using special hardware block “Firewall”. This method provides access to predefined microcontroller’s memory areas form configured in “Firewall” address space and blocks access from another program memory space. Since, STM microcontrollers provides connection to external Flash and SRAM for address space expanding, memory protection with “Firewall” was investigated when unauthorized code from external memory tries to get access to protected memory areas.
Key words: microcontrollers, cyphering, secret keys.

Література – 1

УДК 621

О. С. Бомчик, Я. С. Парамуд
Національний університет «Львівська політехніка»,
кафедра електронних обчислювальних машин

КОМП’ЮТЕРНА СИСТЕМА УПРАВЛІННЯ
БАГАТОКАНАЛЬНИМИ ОСВІТЛЮВАЛЬНИМИ ПРИСТРОЯМИ

© Бомчик О. С., Парамуд Я. С., 2018

Розглянуто проблему побудови комп’ютерної системи управління багатоканальними освітлювальними пристроями. Визначено базові засоби систем управління освітленням. Розроблено узагальнену структуру комп’ютерної системи управління багатоканальними освітлювальними пристроями. Обґрунтовано доцільність застосування в таких системах магістральних послідовних інтерфейсів. Проаналізовано і обґрунтовано ефективність застосування протоколу DMX. Розглянуто структурну схему системи управління багатоканальними освітлювальними пристроями за таким протоколом та загальний алгоритм роботи системи.
Ключові слова: комп’ютерна система, багатоканальні освітлюючі пристрої, протокол.

O. Bomchyk, Y. Paramud
Lviv Polytechnic National University,
Computer Engineering Department

COMPUTER SYSTEM MANAGEMENT
BY MULTIPLE CHANNEL LIGHTING EQUIPMENT

© Bomchyk O., Paramud Y.,2018

The problem of controlling the computer control system of multichannel lighting devices is considered. Basic means of lighting control systems are determited. Generalised structure system for controlling of multichannel lighting devices is developed. Expediency of use of trunk serial interfaces in such systems is substantiated. Efficiency of use of DMX protocol is subsnantiated and analysed. The structural scheme of multichannel lighting devices control system according to such a protocol and the general algorithm of system operation are considered.
The analysis and justification of the choice of application of the protocol dmx 512 was made. The structural scheme of the system and the general algorithm of the system work are considered.
Key words: computer system, multichannel illuminating devices, protocol.

Література – 9

УДК 004.415.2

Є. Я. Ваврук, Д. О. Кушнір
Національний університет “Львівська політехніка”,
кафедра електронних обчислювальних машин

СИСТЕМА РОЗПІЗНАВАННЯ ТА ПЕРЕКЛАДУ
ТЕКСТОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ В МОБІЛЬНИХ ДОДАТКАХ
З ВИКОРИСТАННЯМ БІБЛІОТЕКИ MICROSOFT COGNITIVE OCR

© Ваврук Є. Я., Кушнір Д. О., 2018

Розглянуто програмні засоби обробки як рукописного, так і друкованого тексту з подальшим його перекладом на мобільних платформах Android та IOS. Наведено метод реалізації повністю кросплатформних рішень для складних мобільних систем. Запропоновано реалізацію системи на базі алгоритму обробки тексту за допомогою бібліотеки Microsoft Cognitive OCR, наведено діаграму класів взаємодії модулів системи на основі технологій машинного навчання. Забезпечено кросплатформне рішення для мобільних систем Android та IOS. Досліджено ефективність розпізнавання різних шрифтів, написаних різними мовами, та виведено вірогідність правильного розпізнавання слів відносно кількості символів у кожному тесті.
Ключові слова: біблотека обробки зображень, кросплатформність, програмні інтерфейси, машинне навчання.

E. Vavruk, D. Kushnir
Lviv Polytechnic National University,
Computer Engineering Department

MOBILE SYSTEM FOR TEXT RECOGNITION
AND TRANSLATION WITH USING MICROSOFT COGNITIVE OCR

© Vavruk E., Kushnir D., 2018

The solution of handwritten and printed text processing problem with subsequent translation in such mobile platforms like Android and IOS is proposed. It was demonstrated method of fully cross-platform solutions development for large mobile systems. It was implemented system with the base on general algorithm of text recognition and processing using Microsoft Cognitive OCR, and illustrated main system modules communication with basics on machine learning, using class diagram. Cross-platform solution for Android and IOS mobile systems was provided. It was investigated different font types, which were used in recognized text. Also set of different language texts was investigated and probability of correct recognition was calculated.
Key words: image process library, cross-platform solutions, program interfaces, REST technologies, machine learning.

Література – 9

УДК 004.3; 004.7

Б. І. Гаваньо
Національний університет "Львівська політехніка"
кафедра електронних обчислювальних машин

ПРОБЛЕМИ КОНФІДЕНЦІЙНОСТІ ТА БЕЗПЕКИ
В КІБЕРФІЗИЧНИХ СИСТЕМАХ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНИХ БУДИНКІВ

© Гаваньо Б. І., 2018

Розумні будинки стають дедалі популярнішими для продуктів та послуг IoT з великою кількістю обіцянок для покращення якості життя людей. Тим не менше, гетерогенна, динамічна та пов'язана з Інтернетом природа цього середовища додає нових побоювань, оскільки приватні дані стають доступними, часто без відома власників. Ця доступність поряд із зростаючими ризиками захисту даних та порушень конфі¬ден¬ційності робить безпеку інтелектуального будинку важливою темою, яка заслуговує уваги. Наведено огляд проблем конфіденційності та безпеки, спрямованих на кіберфізичні системи розумних будинків. Також визначено обмеження, оцінено рішення та завдання та проблеми, які потребують подальшого дослідження.
Ключові слова: інтелектуальний будинок, кіберфізична система, інтернет речей, конфіденційність, безпека.

B. І. Havano
Lviv Polytechnic National University,
Computer Engineering Department

PROBLEMS OF PRIVACY AND SECURITY
IN CYBER PHYSICAL SYSTEMS OF INTELLECTUAL HOUSES

© Havano B., 2018

Smart homes have become increasingly popular for IoT products and services with a lot of promises for improving the quality of life of individuals. Nevertheless, the heterogeneous, dynamic, and Internet-connected nature of this environment adds new concerns as private data becomes accessible, often without the householders’ awareness. This accessibility alongside with the rising risks of data security and privacy breaches, makes smart home security a critical topic that deserves scrutiny. In current paper, is presented an overview of challenges related to the privacy and security in the smart house cyber physical systems. Also, were realized constraints, evaluated solutions, and a several challenges and research issues where further investigation is strongly required. I have identified issues that need to be solved: risk assessment methods, information flow control accesses, identity management, and security management methods.
Keywords: smart house, cyber physical system, IoT, privacy, security.

Література – 24

УДК 004.382

Р. М. Еліас1, В. С. Глухов2, М. Рахма2, І. М. Жолубак2
1Ліванський міжнародний університет,
кафедра електротехніки та електронної інженерії
2Національний університет “Львівська політехніка”
кафедра електронних обчислювальних машин

ВБУДОВАНИЙ КОНТРОЛЬ ПРИСТРОЇВ ДЛЯ ОПРАЦЮВАННЯ ЕЛЕМЕНТІВ РОЗШИРЕНИХ ПОЛІВ ГАЛУА

© Еліас Р. М., Глухов В. С., Рахма М., Жолубак І. М., 2018

Двійкові коди елементів розширених полів Галуа є надлишковими, частина з них ніколи не з’являються при нормальній роботі пристроїв опрацювання елементів таких полів. Невикористані (заборонені) кодові комбінації можна задіяти для робочого діагностування (вбудованого контролю) цих пристроїв. Ознакою помилки буде поява будь-якої забороненої комбінації. У роботі порівнюються різні розширені поля Галуа за можливістю організації робочого діагностування, визначаються поля, які якнайкраще забезпечують його проведення. Зазначено, що для кодів елементів полів Галуа не існує бітів, які мають суворо різні значення в дозволених та заборонених кодах. Можливість діагностування пропонується оцінювати відношенням кількості заборонених комбі¬націй до загальної кількості комбінацій або до кількості дозволених комбінацій. Для досягнення найбільшого ефекту діагностування рекомендується використовувати поля з характеристиками, які є першим простим числом, більшим за степінь 2. З погляду ціни діагностування, найкращим є поле GF(3m), для якого необхідно визначати лише одну заборонену кодову комбінацію, що забезпечує виявлення усіх заборонених кодів. З використанням розглянутих полів Галуа GF(dm) мінімальна кодова відстань для кодів кожної цифри коду дорівнює 1. Це вказує на те, що виявити 100 % усіх навіть пооди¬ноких помилок у роботі розглянутих пристроїв запропонованим способом неможливо. Пошук логічного виразу для позначення помилки ґрунтується на поділі групи послідовних заборонених кодів на підгрупи. Для кожної підгрупи розряди її кодів ділять на дві частини так, щоб старші розряди кожного коду з підгрупи залишалися незмінними, а молодші  пробігали всі значення від 0...0 до 1...1. Тоді до мінімізованого логічного виразу помилки у цій підгрупі кодів увійдуть тільки незмінні старші розряди. Апаратна складність запропонованого методу квадратично залежить від кількості бітів, якими кодується один розряд коду елементів розширених полів Галуа.
Ключові слова: розширені поля Галуа, ємнісна складність, вбудоване тестування.

Rodrigue Elias1, Valerii Hlukhov2, Mohammed Rahma2, Ivan Zholubak2

1Lebanese International University,
Department of Electrical and Electronic Engineering,
2Lviv Polytechnic National University,
Department of Computer Engineering

CONCURRENT ERROR DETACTION OF DEVICES
FOR EXTENDED GALOIS FIELDS ELEMENTS PROCESSING

© Elias R., Hlukhov V., Rahma M., Zholubak I., 2018

Abstract. Binary codes of extended Galois fields elements are redundant, some of them never appear at the normal operation of the devices for processing of such field elements. Unused (forbidden) code combinations can be used to organize on-line testing (concurrent error detection) of the specified devices. The appearance of any forbidden combination will be a sign of error. The paper compares the various extended Galois fields with the possibility of on-line testing organization, the fields that best ensure its holding are determined. It is noted that there are no bits for the codes of the Galois field elements that have strictly different values in the allowed and prohibited codes. It is suggested to evaluate the possibility of realizing the testing by the ratio of the number of forbidden combinations to the total number of combinations or to the number of permitted combinations. To achieve the greatest diagnostic effect, it is recommended to use fields with characteristics that are the first prime number greater than degree of 2. In terms of testing price, the best is the GF(3m) field, for which it is necessary to define only one forbidden code combination, which provides detection of all forbidden codes. When using the Galois GF(dm) fields under consideration, the minimum coding distance for the codes of each digit of the code is 1. This indicates that it is impossible to detect 100 % of all even single errors in the work of the considered devices in the proposed way. Searching for a logical expression for an error sign is based on the division of groups of consecutive forbidden codes into subgroups. For each subgroup, the bits of its codes are divided into 2 parts, so that the senior bits of each subgroup code remain unchanged, and the younger ones acquire all possible values from 0...0 to 1...1. Then, to the minimized logical error expressions in this subgroup of codes, only the unchanged top bits will enter. Then only the immutable older bits will enter the minimized error expression in this subgroup of codes. The hardware complexity of the proposed method quadratically depends on the number of bits, which encodes one section of the extended Galois fields elements code.
Keywords: extended Galois fields, capacitive complexity, built-in testing

Література – 21

УДК 01.05.02; 05.13.06; 05.13.21

А. М. Ковальчук, Н. Д. Лотошинська
Національний університет «Львівська політехніка»,
кафедра інформаційних технологій виддавничої справи

ШИФРУВАННЯ І ДЕШИФРУВАННЯ ПІВТОНОВИХ
ТА КОЛЬОРОВИХ ЗОБРАЖЕНЬ

© Ковальчук А. М., Лотошинська Н. Д., 2018

Зображення як стохастичний сигнал є одними із найбільш використовуваних видів інформації. Відповідно актуальною задачею є захист такого зображення від несанкціоно¬ваного доступу та використання. Це спричиняє можливість використання відомих класичних методів шифрування у випадку шифрування зображень. Запропоновано алгоритми шифрування – дешифрування, призначені для використання зображень у градаціях сірого, які грунтуються на використанні ідей базового алгоритму RSA. Шифрування – дешифрування можна проводити як з додатковим зашумленням, так і без нього. Описано також поєднання елементів алгоритму RSA і бінарних операцій для сумісного використання при шифруванні – дешифруванні кольорових зображень.
Ключові слова: шифрування, дешифрування, зображення, контур, криптографічна стійкість, афінне перетворення, бінарна операція.

А. Kovalchuk, N. Lotoshynska
Lviv Politechnik Nationall Univesity,
Department of Information Technology Publishing

ENCRYPTION AND DECRYPTION OF GRAYSCALE AND
COLOR IMAGES

© Kovalchuk A., Lotoshynska N, 2018

Images used as a stochastic signal are among the most commonly used types of information. Accordingly, the actual task is to protect such images from unauthorized access and use. This leads to the use of known classic encryption methods in the case of image encryption. Offered algorithms of encryption-decryption are intended for the use of images in grayscale and are based on using the ideas of basic RSA algorithm. Encryption – decryption can be carried out with extra noising and without too. A combination of elements of the RSA algorithm and binary operations is also described for co-use in encryption – decryption of color images.
Keywords: encryption, decryption, image, edge, cryptographic stability, affine transformation, binary operation.

Література – 9

УДК 004.032.2

Я. С. Парамуд, В. І. Яркун
Національний університет “Львівська політехніка”,
кафедра електронних обчислювальних машин

МЕТОД РОЗПІЗНАВАННЯ СИМВОЛІВ НА ЗОБРАЖЕННІ
НА ОСНОВІ ЗГОРТКОВОЇ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ

© Парамуд Я. С., Яркун В. І., 2018

Розроблено метод розпізнавання тексту  рукописного чи друкованого  на зображенні. Метод грунтується на емпіричному опрацюванні зображень у статистичних моделях машинного навчання та функціонування. Він забезпечує ефективне розв’язання задач двох класів: виявлення тексту на зображенні та розпізнавання тексту. Розроблено алгоритмічні підходи, що об’єднують ці два класи задач. Алгоритмічно-програмні засоби створено та протестовано для операційної системи iOS 11.0 та нових пристроїв компанії Apple – iPhone, iPad, які підтримують цю операційну систему. Емпірично встановлено, що запропонований метод та розроблені засоби можуть бути застосовані у нових пристроях компанії Apple: iPhone, iPad, які підтримують основні особливості операційної системи iOS.
Ключові слова: розпізнавання символів, зображення, згорткова нейронна мережа, машинне навчання.

Y. Paramud, V. Yarkun
Lviv Polytechnic National University,
Computer Engineering Department

METHOD OF IMAGE SYMBOL RECOGNITION
ON THE BASIS OF CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORK

© Paramud Y., Yarkun V, 2018

In this article, a system of handwritten or printed text recognition in the image has been developed. Empirical methods of image processing and statistical models of machine learning and simulation are being developed in two directions: the detection of text on the image and the recognition of the text. Thus, in this paper, algorithmic software tools that combine these two areas in the software created for the operating system iOS 11.0 or later for devices of the company Apple – iPhone, iPad that support this operating system are developed.
Key words: character recognition, image, convolutional neural network, machine learning.

Література – 8

УДК 621.3.084

В. Я. Пуйда
Національний університет “Львівська політехніка”,
кафедра електронних обчислювальних машин

СПЕЦПРОЦЕСОР СИСТЕМИ
ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЮ ПАРАМЕТРІВ У РЕАЛЬНОМУ ЧАСІ

© Пуйда В. Я., 2018

Сучасні технічні системи призначені для виконання різноманітних завдань в автоматизованому та автоматичному режимах. Вони функціонують на основі алгоритмів, вхідною інформацією для яких є певні фізичні параметри зовнішнього середовища та вузлів самої технічної системи. Від точності, надійності та оперативності визначення цих параметрів залежить виконання покладеного на систему завдання. Сенсори передають інформацію про параметри зовнішнього середовища та про стан важливих вузлів системи, наприклад, про тиск, температуру зовнішнього середовища чи в трубопроводах відповідних вузлів, про механічні деформації, появу певних газів, диму, вогню, контролюють електричні параметри в кабельних системах щодо перевищення допустимих напруг та струмів, корот¬кого замикання тощо. Залежно від типів параметрів, точності та мінімального часу для їх визначення використовують аналогові чи цифрові сенсори. Цифрові сенсори формують цифровий сигнал про значення відповідного параметра та передають його в теле¬метричну мережу системи. Використання аналогових сенсорів передбачає високоточне перетворення аналогового сигналу, пропорційного до вимірюваного параметра, на цифровий та формування його відповідно до стандарту телеметричної мережі системи. При цьому для підвищення точності вимірювання необхідно враховувати індивідуальну характеристику відповідного аналогового сенсора.
Наведено варіант спецпроцесора для автоматичного контролю параметрів на основі інформації, яка надходить від аналогових та цифрових сенсорів і використовується технічною системою в реальному часі.
Ключові слова: спецпроцесор, сенсори температури, сенсори тиску, дисплей, цифрові інтерфейси.

V. Puyda
Lviv Polytechnic National University,
Computer Engineering Department

SPECIAL PROCESSOR FOR OPERATIVE CONTROL
OF PARAMETERS IN REAL TIME

© Puyda V., 2018

Modern technical systems can solve various problems in the automated mode with or without human interactions. They use algorithms that require certain physical parameters of the environment and the system itself as the input data. The success of solving such problems heavily depends on precision and reliability of such parameters that must reflect the most recent state of the system. The information about parameters of the environment and the current state of the system itself like pressure, temperature of the environment or specific elements of the system, mechanical deformations, presence of certain gases, smoke or fire detection, monitoring of electricity parameters to avoid overvoltage or short circuits etc. are passed to the system using the sensors. Analog or digital sensors can be used depending on types of the parameters, the required precision and the maximum measurement time. Digital sensors produce the digital signal reflecting the parameter values and pass this signal to the telemetric network of the system. Usage of analog sensors requires the precise transformation of the analog signal, which is proportional to the parameter values, to the digital signal that must be formed according to the standards of the telemetric network of the system. To increase the precision of measurements, individual characteristics of analog sensors must be taken into account.
In this paper, a special processor for automated monitoring of parameter values obtained from analog and digital sensors for real-time usage by a technical system is presented.
Keywords: special processor, temperature sensors, pressure sensors, screens, digital interfaces.

Література – 4

УДК 004.032.026

П. В. Тимощук
Національний університет “Львівська політехніка”,
кафедра систем автоматизованого проектування

РОБОЧІ РЕЖИМИ ІМПУЛЬСНОЇ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ
ТИПУ “K-WINNERS-TAKE-ALL”

© Тимощук П. В., 2018

Описано нейронну мережу (НМ) неперервного часу типу “K-winners-take-all” (KWTA), яка ідентифікує К найбільші з-поміж N входів, де керуючий сигнал . Мережа описується рівнянням стану із розривною правою частиною і вихідним рівнянням. Рівняння стану містить шлейф імпульсів, які описуються сумою дельта-функцій Дірака. Проаналізовано існування та єдиність робочих режимів мережі. Головною перевагою мережі порівняно з іншими близькими аналогами є розширення обмежень на швидкість збіжності до робочих режимів. Отримані теоретичні результати ілюструються прикладом комп’ютерного моделювання, який демонструє ефективність мережі.
Ключові слова: мережа неперервного часу, нейронна мережа (НМ) типу “K-winners-take-all” (KWTA), рівняння стану з розривною правою частиною, шлейф імпульсів, дельта-функція Дірака, існування та єдиність.

P. Tymoshchuk
L’viv Polytechnic National University,
Department of Computer-Aided Design Systems

WORK MODES OF IMPULSE K-WINNERS-TAKE-ALL
NEURAL NETWORK

© Tymoshchuk P., 2018

A continuous-time network of K-winners-take-all (KWTA) neural circuit (NC) which is capable of identifying the largest K of N inputs, where a command signal is described. The network is described by a state equation with a discontinuous right-hand side and by an output equation. The state equation contains an impulse train defined by a sum of Dirac delta functions. Existence and uniqueness of the network work modes is analyzed. The main advantage of the network comparatively to other close analogs is widening convergence speed limitations to working modes. Theoretical results are derived and illustrated with computer simulation examples that demonstrate the network’s performance.
Keywords: Continuous-time network, K-winners-take-all (KWTA) neural circuit (NC), state equation with a discontinuous right-hand side, impulse train, Dirac delta function, existence and uniqueness.

Література – 11

УДК 004.3; 004.7

М. О. Хомуляк, А. О. Пильгун
Національний університет “Львівська політехніка”,
кафедра електронних обчислювальних машин

СИСТЕМА КЕРУВАННЯ ПОЗИЦІОНУВАННЯМ СОНЯЧНОЇ ПАНЕЛІ

© Хомуляк М. О., Пильгун А. О., 2018

Розглянуто проблему відстежування напрямку на Сонце для фотоелектричної панелі. Проаналізовано типи сонячних електроенергетичних установок та сформульо¬вано вимоги до систем керування ними. Запропоновано спосіб і технічне рішення для керування позиціонуванням сонячної панелі. Точність наведення фотоелектричної панелі на Сонце, а також її захист від руйнівного вітрового навантаження забезпе¬чується ефективним алгоритмом функціонування та використанням крокових електро¬двигунів для побудови виконавчих вузлів.
Ключові слова: електроенергетична установка, сонячна панель, фотоелектричний перетворювач.

М. Khomuliak, А. Pylhun
Lviv Polytechnic University,
Computer Engineering Department

CONTROL SYSTEM FOR POSITIONING OF SOLAR PANEL

© Khomuliak М., Pylhun А., 2018

The problem of tracking the direction of the sun for the photovoltaic panel is considered. The types of solar power plants are analyzed and requirements for their control systems are formulated. The method and technical solution for managing the positioning of the solar panel are proposed. The accuracy of the photovoltaic panel guidance to the sun, as well as its protection against the destructive wind load, is provided by an efficient operational algorithm and using of step electric motors for building executive nodes.
Key words: electric power plant, solar panel, photoelectric converter.

Література – 10