СРАВНЕНИЕ СКОРОСТИ ШИФРОВАНИЯ ПО ГОСТ В ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

COMPARISON OF ENCRYPTION SPEED ACCORDING TO GOST IN DOMESTIC OPERATING SYSTEMS

Maxim Eskov

student, Faculty of Integrated Security of the Fuel and Energy Complex, Gubkin Russian State University of Oil and Gas (NIU),

Russia, Moscow

Mirali Seidov

student, Faculty of Integrated Security of the Fuel and Energy Complex, Gubkin Russian State University of Oil and Gas (NIU),

Russia, Moscow

Vladimir Pavlovsky

scientific supervisor, teacher Faculty of Integrated Security of the Fuel and Energy Complex, Gubkin Russian State University of Oil and Gas (NIU),

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

Сравнение шифрования по ГОСТ разных объёмов данных в отечественных операционных системах при помощи выполнения эксперимента и последующего его анализа.

ABSTRACT

Comparison of GOST encryption of different amounts of data in domestic operating systems by performing an experiment and its subsequent analysis.

Ключевые слова: шифрование, отечественные ОС, скорость шифрования, объёмы данных.

Keywords: encryption, domestic OS, encryption speed, data volumes.

Неумолимое развитие технологий, цифровизация, ускоренная и плодотворная работа по импортозамещению даёт возможность отечественным операционным системам развиваться и предлагать свои услуги обществу, которые основываются на базе ОС Альт. Приватность, целостность, конфиденциальность – в нынешних реалиях основные постулаты для документов,содержащиеся в «цифре», которые несут определенную важность для человека. Хорошим вариантом для предоставления такой защиты выступает шифрование данных. Проводимый эксперимент, направлен, в первую очередь, на анализ и понимание скорости и, что немало важно, качества шифрования отечественных ОС.

Операционные системы, которые напрямую связывают себя с Россией имеют разные возможности и алгоритмы, что в свою очередь, создаёт необходимость для сравнения качества продукции. Не каждая ОС способна шифровать большие объемы данных, но и не каждая может сделать это быстро.

Эксперимент имеет цель по выявлению наиболее быстрых отечественных ОС шифрования ГОСТ.

В рамках статьи следует обозначить, что будет являться объектом и предметом исследования. Сам процесс шифрования по ГОСТ на отечественных ОС –ПО в его общем понимании, которое контролирует ресурсы, аппаратные процессы компьютера с целью корректной работы всей системы – является объектом исследования, а скорость данного шифрования – предмет исследования.

Под ГОСТ подразумевается ГОСТ Р 34.12-2015, что является стандартом для шифрования на территории Российской Федерации.

Скорость шифрования играет критически важную роль в высоконагруженных системах, поскольку она напрямую влияет на производительность и эффективность обработки данных. В условиях, когда системы обрабатывают большие объемы информации, задержки, вызванные шифрованием, могут существенно замедлить работу всей инфраструктуры.

Например, в высоконагруженных системах, таких как банковские платформы, облачные сервисы и системы обработки больших данных, скорость шифрования определяет, насколько быстро можно передавать и обрабатывать данные. Если шифрование занимает много времени, это может привести к увеличению задержек в транзакциях, что, в свою очередь, негативно сказывается на пользовательском опыте и общей эффективности системы.

В настоящее время масштабируемость очень важна, количество информации, которое неумолимо растет должно обрабатываться также быстро, как и до нынешних объемов, а невозможность такой обработки, т.е. падение скорости шифрования, может привести к необходимости обновления ПО и инфраструктуры в целом.

Проводимый эксперимент несет в себе задачу показать какие ОС отечественного производства способны конкурировать и отвечать требованиям нынешним объёмам данных.

Анализ скорости шифрования будем проводить в несколько попыток с разным объёмом данных - 100 Мб, 1 ГБ и 5 ГБ, на разных операционных системах, но конфигурация этих систем будет одинакова(таблица 1,2). Таблицы и графики будут показывать различия эксперимента, который в свою очередь будет реализовываться при помощи гипервизораVirtualBox.

Таблица 1.

Параметры хоста виртуальной машины на время проведения эксперимента

Таблица 2.

Перечень операционных систем и утилит

Результаты исследования

В таблице 3 отражены результаты скорости шифрования при средней нагрузке (LoadAverage).

Средние значения нагрузки (LoadAverage) - это «средние значения нагрузки системы», показывающие потребность в исполняемых потоках (задачах) в виде усреднённого количества исполняемых и ожидающих потоков. Это мера нагрузки, которая может превышать обрабатываемую системой в данный момент.

Таблица 3.

Первичные результаты шифрования

Для визуализации результатов исследования была построена гистограмма средних результатов (рисунок 1).

Рисунок 1. Среднее время шифрования

Рисунок 2. Гистограмма средней нагрузки системы LoadAverage

Отследив скорость шифрования по ГОСТ на разных операционных системах, можно с уверенностью сказать, что: при среднем объеме данных, в 5 ГБ,ОС Astra Linux SE 1.7.4 и ОС АльтРабочая станция имеют наилучшие показатели относительно РЕД ОС и РОСА «ФРЕШ».

Однако Astra Linux больше нагружает систему, по сравнению с прочими ОС, но не критично - всего на 2-3%.

По минимальной средней нагрузке на систему лидером является Альт Рабочая станция. РОСА «ФРЕШ»по данному показателю оказалась самой непроизводительной.

РЕД ОС показывает третий результат по средней нагрузке системы, однако скорость шифрования самая низкая, по сравнению со всеми тремяОС заявленными в эксперименте.

При шифровании малых объёмов данных, таких как 100 Мб и 1 ГБ целесообразнее использовать Astra Linux, при увеличении объемов, например, до 5 ГБ лучше будет справляться Альт Рабочая станция.

Таким образом, по совокупности результатов скорости шифрования и средней нагрузки, можно сделать вывод, что системы Альт Рабочая станция и Astra Linux зарекомендовали себя с лучшей стороны, но при шифровании по ГОСТ для маломощных систем, предпочтительнее использовать Альт Рабочая станция, как менее нагружающая систему.

Данное исследование, выполненное с целью оценки отечественных ОС на скорость шифрования по ГОСТ, показало различия и сходства как в инфраструктуре самих операционных систем, так и в их программных обеспечениях, сборках.

Список литературы:

1. Уймин А. Г. Технические средства информатизации: Практикум для СПО.
2. Уймин А. Г. Профобразование, Ай Пи Ар Медиа.– Саратов, Москва, 2023. – 434 с. – ISBN 978-5-4488-1589-8. – EDN YNXGEM.
3. LoadAverage в Linux: разгадка тайны [Электронный ресурс] // ХАБРURL: https://habr.com/ru/companies/vk/articles/335326/ (дата обращения: 25.12.2024).
4. ТЕСТИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ШИФРОВАНИЯ ДИСКОВ АЛГОРИТМОМ («КУЗНЕЧИК») В ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ДИСТРИБУТИВАХ LINUX [Электронный ресурс] // Научный Лидер – URL: https://scilead.ru/article/7669-testirovanie-skorosti-shifrovaniya-diskov-alg (дата обращения: 25.12.2024).
5. ГОСТ Р 34.12─2015 // Информационная технология КРИПТОГРАФИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ Блочные шифры// Издание официальное: Москва Стандартинформ 2015 (дата обращения: 25.12.2024).