Андрей Черногоров

Российские ИТ-технологии: машинное зрение и шифрование данных

Андрей Черногоров, генеральный директор компании Cognitive Technologies, продолжает рассказ о том, как современные российские ИТ-разработки меняют мир.


Первая часть статьи доступна тут.


Технология: машинное зрение

Третье направление – это машинное зрение, то есть, аппаратные и программные комплексы, позволяющие автоматизировать процесс распознания и анализа любой информации из окружающей среды – как статичной, так и динамичной. В сентябре 2015 года роботизированная машина на платформе автомобиля «КамАЗ» впервые получила систему фовеального зрения – полноценную и максимально реалистичную способность воспринимать окружающую действительность точно так же, как это делает человек.



Фовеальным зрением называется особенность человеческого восприятия, при котором четкое видение объектов возможно только в рамках узкого угла зрения. Зона фовеального зрения охватывает пространство, расположенное в центре и с минимальными отклонениями по бокам от зрительной оси глаза. Расходящийся угол такого «тоннельного зрения» составляет в среднем всего один-два процента и помогает человеку сохранять максимальную зрительной четкость. Объекты, находящиеся за пределами фовеального зрения, видятся нечеткими и размытыми. Они располагаются в зонах, которые мы называем периферическим зрением. С подобным явлением сталкивается, например, каждый водитель, когда с увеличением скорости картинка событий, происходящих не в зоне прямого взгляда, начинается «размываться» и терять очертания.



Компьютерная технология фовеального зрения полностью моделирует человеческую функцию направленного взгляда. Специальное программное обеспечение на основе видеонаблюдения выстраивает зону интереса. Из таких зон формируется «виртуальный тоннель» – последовательно удаляющиеся участки изображения в рамках динамики происходящих событий.



Эта зона представляет собой небольшой участок изображения, который при движении подвергается тщательному анализу компьютерной системой (участки окружение, не входящие в эту зону, обсчитываются компьютером лишь условно, с минимальным потреблением ресурсов). При этом в высоком разрешении анализируются лишь объекты и особенности дороги, необходимые для движения беспилотного автомобиля. То есть, дорожное полотно, расположение обочины, дорожные знаки и съезды, препятствия в виде ремонтных отбойников и так далее.



Благодаря технологии фовеального зрения бортовые системы беспилотного автомобиля анализируют только пять-семь процентов получаемого видеоизображения. При этом в рамках «виртуального тоннеля» анализу подвергаются объекты, расположенные как на близком расстоянии, так и на удалении. Для построения «виртуального тоннеля» используется принцип внутреннего самоподобия: выявляются некоторые общие признаки, присущие любому типу дороги (геометрия разметки и полос, средняя ширина дорожного полотна, типа дорожных развязок и т. п.).


Новая сфера применения: информационные системы мониторинга и контроля

Применение системы машинного зрения с фовеальной функцией будет особенно востребовано на дорогах общего пользования для мониторинга и предотвращения аварий, снижения общего уровня аварийности. Технологически подобная система может включать в себя две камеры, образующие стереопару и вычислительный блок. При этом система может быть установлена как в автомобилях, например, специальных служб, так и стационарно, например, рядом с дорожными камерами на столбах.



По теме: 5 советов по безопасности от создателей Интернета вещей



Система обеспечивает распознавание динамики и траектории движения автомобилей. При идентификации любых резких перестроений система анализирует дорожную сцену, внутри которой происходит эта динамика, учитывая при этом дорожную разметку, соответствие скорости машины ограничениям на данном участке дороги, среднюю скорость потока, плотность движения, тип дороги (населенный пункт, автострада, шоссе) и даже время суток.

В дальнейшем, после того как понятие «опасное вождение» будет сформулировано в законодательстве (а сейчас в правительстве нашей страны всерьез обсуждается такая идея), в логику работы системы можно будет без проблем внести соответствующие коррективы. Так, в случае выявления опасного вождения, могут распознаваться номера транспортного средства (а также его характерные признаки – тип кузова, цвет), после чего информация может передаваться с учетом ГЛОНАСС-локации на ближайший пункт ДПС.


Технология: хранение и шифрование данных

Четвертное направление – хранение и шифрование данных – важнейшая область инфраструктурных научных исследований в сфере ИТ. По данным ежегодного исследования «Цифровая вселенная», проводимого аналитической компанией International Data Corporation по заказу EMC Corporation, к 2020 году вселенная цифровых данных увеличится десятикратно, с 4,4 трлн гигабайт до 44 трлн. В этой связи вопрос сохранности и безопасной передачи данных невероятно обостряется.

Отсутствие универсального решения проблемы связано сразу с несколькими факторами. Отсутствует четкое понимание, что такое электронный документ с точки зрения состава информации, которую нужно сохранять. Отсутствует единая методика контроля параметров среды для хранения электронного документа. К тому же не все проблемы сохранности данных до конца изучены и систематизированы.

Детальный обзор современных физических носителей информации также показал, что в настоящее время не существует носителей, способных бесперебойно работать в течение десятилетий. Это касается как носителей CD/DVD, Blu-Ray и других WORM-носителей (WORM – Write Once Read Many), так и традиционных жестких дисков, а также SSD (Solid State Disk) и флэш-карт, технологий FRAM (Ferroelectric Random Access Memory) и UDO (Ultra Density Optical). Также существует еще проблема технологического старения, когда абсолютно сохранный носитель невозможно будет со временем прочитать по причине отсутствия читающих устройств. К тому же производителям IT-технологий со временем становится экономически невыгодно поддерживать старые, слабо востребованные технологии (как это уже произошло с дискетами).

По развитию технологий хранения и шифрования данных можно подробно прослеживать эволюцию вычислительных возможностей современных машин. С годами, по мере развития вычислительных способностей, появляются все более современные способы шифрования, которые ранее были бы просто невозможны – не в силу отсутствия соответствующих решений, а в силу неготовности инфраструктуры.

Как правило, данные зашифровываются по специальным алгоритмам и защищаются с помощью цифровых ключей. Взломать шифр ключа сам по себе тяжело, так что хакеры обычно идут по следу работы программы до тех пор, пока ее алгоритмы сами не подскажут верный путь к расшифровке. Современный вид шифрования, именуемый гомоморфным, позволяет обрабатывать данные, не расшифровывая их и не оставляя лазеек для хакеров. Прежде применению технологии гомоморфного шифрования мешала ее колоссальная ресурсоемкость. Однако современные технология, реализуемые, например, американским стартапом Kryptnostic, делает ненужными дополнительные вычисления, все происходит в «облаке».

В свою очередь создание новой технологии долговременного хранения электронных документов предполагает комплексное решение ряда проблем долговременного хранения, таких как: сохранение аутентичности (неизменности), интерпретируемости (читаемости и визуализируемости) документов, их отчуждаемости от программно-аппаратной среды. А также контроля надежности и устойчивости среды хранения документов, в том числе при воздействии человеческого фактора.

В нашей компании, к примеру, удалось решить основную часть описанных задач, используя современные программные технологии. Была создана математическая модель документа долговременного хранения, которая в цифровом виде описывала состав информации из него. Это позволило в свою очередь разработать формат долговременного хранения, основанного на стандарте XML (Extensible Markup Language). Сам по себе формат XML достаточно известен. В настоящее время XML широко распространен в интернете, применяется в документообороте, на его основе создано множество дополнительных форматов, например FB2 или YML. Наше решение заключалась в том, чтобы, взяв за основу базовые алгоритмы этого формата, привести все к ситуации, когда элементами математической модели документа являются отдельные семантические блоки документа. Это в итоге позволяет рассматривать документ в качестве автономного объекта управления, никак не связанного с программно-аппаратной средой. Данные, сохраненные в такой связке форматов (XML + математический алгоритм), могут храниться сколь угодно долго.

Потребность в таком формате хранения вызвана тем, что в настоящее время сложилась тенденция, при которой для каждого случая обмена данными между информационными системами создается свой узкоспециализированный формат хранения документов. Таких форматов сейчас расплодилось очень много, и порой они мало совместимы между собой. Формат XML почти полностью решает эту проблему. Документ с расширением .xml представляет собой текстовый файл в формате, который описывает документ и частично описывает поведение программ, читающих его. Это делает его более стабильным и легко воспроизводимым.

Основой научно-практического результата, полученного нами, стала докторская диссертация одного из руководителей наших проектов Александра Соловьева по теме «Модели и алгоритмы организации долговременного хранения электронных деловых документов». Соловьев является учеником и продолжателем дела российского и советского ученого, лауреата Премии Совета министров СССР, доктора технических наук, профессора Николая Емельянова. Группа этих ученых впервые в нашей стране смогла решить вопрос устойчивого хранения и шифровки информации с использованием математического подхода к кодированию ПО.


Новая сфера применения: информационная безопасность в финансовом секторе

По данным платежной системы Wallet One, главной тенденцией в сфере онлайн-платежей стал рост популярности онлайн-банкинга: в I полугодии 2015 года количество покупателей, использующих для оплаты товаров и услуг ИБ, возросло на 5,6% по сравнению с аналогичным периодом года прошлого. Наши собственные исследования показывают, что современные интернет-банки в восьми случаях из десяти используют для работы зарубежное ПО с закрытым кодом, которое может представлять большую опасность для персональных данных пользователей.



По теме: 6 современных тенденций в финансовом секторе



Речь идет про базы данных от Oracle, их специальное решение для кредитных учреждений Oracle Financial Services Data Warehouse. А обработка данных пользователей происходит на оборудовании и софте от американского гиганта IBM. Речь идет про открытый доступ третьих лиц ко всем основным операциям, которые в личном кабинете системы интернет-банкинга совершает клиент (остаток на счетах, размеры переводов и их адреса, детальная структура трат).

Обыватель может сколько угодно в недоумении пожимать плечами и улыбаться, наблюдая за чрезмерной перестраховкой чиновников и желанием полностью избавить ключевые отрасли российской экономики от так называемого проприетарного (то есть, закрытого для полной проверки на безопасность) ПО. Но в условиях, когда суммарный объем займов, предоставленных, к примеру, микрофинансовыми организациями населению нашей стране, во II квартале 2015 года вырос почти на 30% и достиг 50,9 млрд рублей (данные НБКИ, полученные от 2,4 тысяч МФО) – все это уже не кажется блажью. Более половины этих кредитов в крупных городах с населением от 450-500 тысяч обслуживается сегодня именно через систему интернет-банкинга. На основании полученной информации по заемщикам через интернет-банк (прежде всего – по их социальному положению, региону, размеру и частотности займов) сторонние лица могут смело строить целые графики по тому, что происходит с национальной экономикой РФ, вычислить, где ее сильные и слабые стороны и какова фактическая платежеспособность населения. Вот почему вопрос информационной безопасности для интернет-банка сегодня – приоритет номер один.

Для повышения информационной безопасности и снижения риска утечек конфиденциальных данных клиентов может пригодиться внедрение новых форматов шифрования и хранения данных. Все выписки со счетов клиентов и информация с их аккаунта в интернет-банке может быть зашифрована в модифицированный формат XML.

Фото на обложке: Shutterstock.


comments powered by Disqus

Подпишитесь на рассылку RUSBASE

Мы будем вам писать только тогда, когда это действительно очень важно