ДЕЦЕНТРАЛІЗОВАНІ ЗАСТОСУНКИ - Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Програма навчальної дисципліни

Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Велика кількість комп’ютерів, поєднаних високошвидкісними системами, дозволяє створювати комп’ютерні мережі, або у новій парадигмі комп’ютерних наук – децентралізованих або розподілених систем (ДС). ДС – це набір незалежних комп’ютерів, що представляється їх користувачам єдиної об'єднаної системою. Вивчення дисципліни «Децентралізовані застосунки»

присвячене різним підходам щодо розроблення і застосування алгоритмів, комп’ютерних програм, і їх нових компонентів, архітектури, масштабуванню і розподіленню для досягненню максимальних технічних і комерційних можливостей.

Метою навчальної дисципліни є формування у студентів здатностей до використання законодавства України, організаційних, технічних, алгоритмічних та інших методів і засобів, програм і даних, законодавства і стандартів у цій області, сучасних ДС, криптосистем; хешування, здатність їх застосовувати у професійній діяльності.

Завдання. Основними завданнями вивчення дисципліни “ Децентралізовані застосунки ” є отримання аспірантами компетенцій для того, щоб приймати участь у проектуванні інформаційних децентралізованих систем.

Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

Пререквізити: математика, інформатика, програмування, адміністрування операційних систем, теорія інформації та кодування, теоретичні основи криптографії, основи баз даних, теорія систем та системний аналіз.

Постреквізити: знання, одержані при вивченні даної дисципліни, використовуються в наступних дисциплінах: проектування розподілених баз даних, проектування інформаційних систем, проектування комп'ютеризованих інтелектуальних систем управління та інші.

Зміст навчальної дисципліни

Розділ 1. Базова модель децентралізованих системах.

Тема 1.1. Парадигма, принципи, концепції розвитку децентралізованих (розподілених) систем.

Тема 1.2. Зв'язок в комп’ютерних і децентралізованих системах.

Розділ 2. Процеси в децентралізованих системах.

Тема 2.1. Процеси в децентралізованих системах.

Тема 2.2. Процеси іменування сутностей в децентралізованих системах.

Тема 2.3. Процеси синхронізації в децентралізованих системах.

Тема 2.4. Процеси утворення несуперечливості і реплікація в децентралізованих системах.

Тема 2.5. Процеси забезпечення відмовостійкості в децентралізованих системах.

Тема 2.6. Процеси забезпечення захисту процесів, комп’ютерних систем і мереж в децентралізованих системах.

Розділ 3. Підходи утворення архітектури у децентралізованих систем.

Тема 3.1. Підходи щодо розподілу системи об’єктів в децентралізованих системах.

Тема 3.2. Підходи до розподілу файлових систем в децентралізованих системах.

Тема 3.3. Підходи до розподілу файлових систем в децентралізованих системах.

Тема 3.4. Підходи до розподілу систем узгодження в децентралізованих системах.

Розділ 4. Застосунки у децентралізованих систем.

4.1. Шифрування в децентралізованих застосунках.

4.2. Хешування інформації для файлових систем в децентралізованих застосунках.

4.4. Застосунки на основі Блокчейну.

4.5. Криптосистеми та криптовалюти.

4.6. Токен.

Навчальні матеріали та ресурси

Основна література

1. Распределенные системы. Принципы и парадигмы / Э. Таненбаум, М. ван Стеен. — СПб.: Питер, 2003. — 877 с: ил. — (Серия «Классика computer science»)

1. Венбо М. Современная криптография: теория и практика : пер. с англ. / М.Венбо – М. : Издательский дом "Вильямс", 2005. – 768 с.

2. Артем Генкин, Алексей Михеев Блокчейн: как это работает и что ждет нас завтра. – М.:Д, 2018.

3. Дрешер Д. Основы блокчейна: вводный курс для начинающих в 25 небольших главах. – М.:АльпинаПаблишер, 2018.

4. Вербіцький О. В. Вступ до криптології / О. В. Вербіцький. – Львів : ВНТЛ, 2011. – 248 с.

Додаткова література

1. Гребенчук В. Г. Цифровая стеганография / В. Г. Гребенчук, И. Н. Оков, И. В. Туринцев. – М. : СОЛОН-Пресс, 2012. – 272 с.

2. Зима В. М. Безопасность глобальных сетевых технологий / В. М. Зима, А. А. Молдовян, Н. А. Молдовян. – 2-е изд. – СПб. : БХВ-Петербург, 2013. – 368 с.

3. Кузнецов О. О. Захист інформації в інформаційних системах. Методи традиційної криптографії / О. О. Кузнецов, С. П. Євсеєв, О. Г. Король. – Х. : Вид. ХНЕУ, 2010. – 316 с.

4. Поповский В. В. Защита информации в телекоммуникационных системах : учебник : в 2 т. / В. В. Поповский, А. В. Персиков. – Х. : ООО "Компания СМИТ", 2006. – Т. 1. – 292 с.

5. Поповский В. В. Защита информации в телекоммуникационных системах : учебник : в 2 т. / В. В. Поповский, А. В. Персиков. – Х. : ООО "Компания СМИТ", 2006. – Т. 2. – 252 с.

6. Столлингс В. Криптография и защита сетей: принципы и практика. – 2-е изд. / В. Столлингс; пер. с англ. – М. : Издательский дом "Вильямс", 2001. – 672 с.

Навчальний контент

Методика опанування навчальної дисципліни(освітнього компонента)

Розділ 1. Базова модель децентралізованих системах.

Тема 1.1. Парадигма, принципи розвитку децентралізованих (розподілених) систем.

Лекція 1.1. Парадигма, принципи, концепції розвитку децентралізованих (розподілених) систем.

Визначення ДС. Порядок з’єднання користувача з ресурсами. Задачі ДС. Концепція апаратних рішень. Концепції програмних рішень. Модель клієнт-сервер.

Тема 1.2. Зв'язок в комп’ютерних і децентралізованих системах.

Лекція 1.2. Зв'язок в комп’ютерних і децентралізованих системах.

Рівні протоколів. Віддалений виклик процедур. Звернення до віддалених об’єктів. Зв'язок по повідомленням. Зв'язок на основі потоків даних.

Розділ 2. Процеси в децентралізованих системах.

Тема 2.1. Процеси в децентралізованих системах.

Лекція 2.1. Процеси в децентралізованих системах.

Потоки виконання. Клієнти. Сервера. Перенесення коду. Програмні агрегати.

Тема 2.2. Процеси іменування сутностей в децентралізованих системах.

Лекція 2.2. Процеси іменування сутностей в децентралізованих системах.

Сутності і їх найменування. Розміщення мобільних сутностей. Видалення сутностей.

Тема 2.3. Процеси синхронізації в децентралізованих системах.

Лекція 2.3. Процеси синхронізації в децентралізованих системах.

Синхронізація годинника. Логічний годинник. Глобальні стани. Алгоритми голосування. Взаємні виключення. Розподіл транзакцій.

Тема 2.4. Процеси утворення несуперечливості і реплікація в децентралізованих системах.

Лекція 2.4. Процеси утворення несуперечливості і реплікація в децентралізованих системах.

Моделі. Моделі несуперечності, орієнтовані на дані. Протоколи розподілу. Протоколи несуперечності.

Тема 2.5. Процеси забезпечення відмовостійкості в децентралізованих системах.

Лекція 2.5. Процеси забезпечення відмовостійкості в децентралізованих системах.

Розуміння відмовостійкості. Відмовостійкість процесів. Нележність зв’язку клієнт – сервер. Нележна групова розсилка. Розподілене підтвердження. Відновлення.

Тема 2.6. Процеси забезпечення захисту процесів, комп’ютерних систем і мереж в децентралізованих системах.

Лекція 2.6. Процеси забезпечення захисту процесів, комп’ютерних систем і мереж в децентралізованих системах.

Загрози. Криптографія в ДС. Захищеність каналів. Контроль доступів. Керування захистом.

Розділ 3. Підходи утворення архітектури у децентралізованих систем.

Тема 3.1. Підходи щодо розподілу системи об’єктів в децентралізованих системах.

Лекція 3.1. Підходи щодо розподілу системи об’єктів в децентралізованих системах.

C0RBA.DCOM.Glode. Порівняння згаданих систем.

Тема 3.2. Підходи до розподілу файлових систем в децентралізованих системах.

Лекція 3.2. Підходи до розподілу файлових систем в децентралізованих системах.

Мережева файлова система Sun. Приклад файлової систем и без серверів. Масштабуєма система захисту.

Тема 3.3. Підходи до розподілу файлових систем в децентралізованих системах.

Лекція 3.3. World Wide Web.

Тема 3.4. Підходи до розподілу систем узгодження в децентралізованих системах.

Лекція 3.4. TIB/Rendezvous.

Розділ 4. Застосунки у децентралізованих систем.

Тема 4.1. Шифрування в децентралізованих застосунках.

Лекція 4.1. Цифрові підписи.

Схема застосування цифрового підпису. Цифровий підпис на основі шифру RSA. Цифровий підпис на основі шифру Ель-Гамаля. Алгоритм цифрового підпису DSA (Digital Signature Algorithm). Стандарт ГОСТ Р34.10-944.2. Хешування інформації для файлових систем в децентралізованих застосунках.

Тема 4.4. Застосунки на основі Блокчейну.

Лекція 4.4. Застосунки на основі Блокчейну (БЧ).

Схема БЧ. Принципи розроблення за стосунку на основі БЧ.

Тема 4.5. Криптосистеми та криптовалюти.

Лекція 4.5. Криптовалюти.

Огляд криптовалют. Застосування криптовалют

Тема 4.6. Токени.

Лекція 4.5. Токени, як сутність сучасного обміну мистецтвом.

Огляд Токени. Застосування токенів.

Самостійна робота аспіранта

Розділ 1. Базова модель безпеки інформації.

Визначення ДС. Порядок з’єднання користувача з ресурсами. Задачі ДС. Концепція апаратних рішень. Концепції програмних рішень. Модель клієнт-сервер.

Рівні протоколів. Віддалений виклик процедур. Звернення до віддалених об’єктів. Зв'язок по повідомленням. Зв'язок на основі потоків даних.

Розділ 2. Процеси в децентралізованих системах.

Потоки виконання. Клієнти. Сервера. Перенесення коду. Програмні агрегати.

Сутності і їх найменування. Розміщення мобільних сутностей. Видалення сутностей.

Синхронізація годинника. Логічний годинник. Глобальні стани. Алгоритми голосування. Взаємні виключення. Розподіл транзакцій.

Моделі. Моделі несуперечності, орієнтовані на дані. Протоколи розподілу. Протоколи несуперечності.

Розуміння відмовостійкості. Відмовостійкість процесів. Нележність зв’язку клієнт – сервер. Нележна групова розсилка. Розподілене підтвердження. Відновлення.

Загрози. Криптографія в ДС. Захищеність каналів. Контроль доступів. Керування захистом.

Розділ 3. Підходи утворення архітектури у децентралізованих систем.

C0RBA.DCOM.Glode. Порівняння згаданих систем.

Мережева файлова система Sun. Приклад файлової систем и без серверів. Масштабуєма система захисту.

Розділ 4. Застосунки у децентралізованих систем.

Схема застосування цифрового підпису. Цифровий підпис на основі шифру RSA. Цифровий підпис на основі шифру Ель-Гамаля. Алгоритм цифрового підпису DSA (Digital Signature Algorithm). Стандарт ГОСТ Р34.10-944.2. Хешування інформації для файлових систем в децентралізованих застосунках.

Схема БЧ. Принципи розроблення за стосунку на основі БЧ.

Огляд криптовалют. Застосування криптовалют

Огляд Токени. Застосування токенів.

Політика та контроль

Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Відвідування лекційних та практичних занять є обов’язковим за винятком поважних причин (хвороби, форс-мажорних обставин).

В разі пропущення занять з поважних причин викладач надає можливість студенту виконати усі або деякі лабораторні завдання (винятком є виконання деяких завдань у зв’язку із закінченням навчального процесу).

В разі пропущення занять без поважних причин, а також через порушення граничного терміну виконання завдання (deadline)студент може отримати зменшену кількість балів від максимальної оцінки за відповідне завдання.

Протягом семестру студенти:

- виконують та захищають лабораторні роботи у відповідні терміни,

- пишуть модульну контрольну роботу,

- повинні позитивно закрити дві атестації (в кінці березня та в середині травня),

- по закінченні навчального процесу складають залік.

Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

Система рейтингових (вагових) балів та критерії оцінювання

Максимальна кількість балів з кредитного модуля дорівнює 100.

Рейтинг студента з дисципліни складається з балів, що він отримує за:

● виконання та захист лабораторних робіт,

● модульну контрольну роботу (МКР) тривалістю 1 акад. година.

1. Виконання завдань лабораторних робіт

Завдання лабораторної роботи являє собою індивідуальне виконання робіт, що пов'язані з рішенням на ЕОМ заданої задачі комп’ютерного моделювання.

Вагові бали завдань наведено у таблиці.

Максимальна кількість балів за всі завдання дорівнює 60 балів.

Критерії оцінювання

Підготовка до роботи (у відсотках від максимальної кількості балів за відповідну роботу):

• протокол відповідає вимогам, охайний – 20 %;

• протокол відповідає вимогам, але є чисельні виправлення – 10 %;

Виконання завдання лабораторної роботи:

• робота виконана повністю і вірно протягом відведеного часу – 50 %;

• робота виконана пізніше зазначеного терміну – 20 %;

Якість захисту роботи:

• студент вірно і повністю відповів на запитання – 30 %;

• студент при відповіді допустив несуттєві неточності – 20 %;

• студент при відповіді на запитання допустив суттєві неточності, але

  самостійно виправив їх – 10 %.

2. Модульний контроль

Ваговий бал – 40.

Контрольна робота складається з 20 тестових завдань. За кожну вірну відповідь на запитання надається 2 бали.

Сума вагових балів контрольних заходів протягом семестру складає:

R= 60 + 40 = 100 балів.

Необхідною умовою допуску до заліку є зарахування усіх лабораторних робіт, а також стартовий рейтинг (r_c) не менше 40% від R, тобто 40 балів.

Сума балів переводиться до залікової оцінки згідно з таблицею:

Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):

Складенодоцент, д.т.н., професор Гаврилко Є.В.

Ухвалено кафедрою ІСТ (протокол № 13 від 15.06.2022 р.)

Погоджено Методичною комісією факультету[1] (протокол № 11 від 07.07.2022 р.)

[1] Методичною радою університету– для загальноуніверситетських дисциплін.