TY  - JOUR
T1  - Постквантовое шифрование на основе хаотической системы и принципа кубика Рубика
JF  - Информатика
DO  - 10.37661/1/1816-0301-2026-23-3-62-75
AU  - Сидоренко А. В., 
AU  - Сергеев И. В., 
Y1  - 2026-09-26
UR  - https://www.academjournals.by/publication/21209
N2  - Цели. Целями исследования являются разработка и экспериментальная проверка гибридного алгоритма постквантового шифрования изображений, основанного на 3D-хаотической системе и принципе кубика Рубика.Методы. Рассмотрены вопросы устойчивости традиционных методов шифрования к атакам с использованием квантовых компьютеров. Для создания криптографически стойкого алгоритма предложено объединить преимущества хаотических систем и квантовых вычислений. Использована новая 3D-хаотическая система на базе модифицированной системы Лоренца для генерации псевдослучайных ключей. Применен принцип кубика Рубика для осуществления операций скремблирования (циклического сдвига строк и столбцов) изображения. Для квантового представления и обработки данных использована модель NEQR (Novel Enhanced Quantum Representation). Реализация алгоритма выполнена на языке Python с применением библиотек Quiskit, OpenCV и NumPy, а также симулятора квантовых вычислений AerSimulator.Результаты. Разработан гибридный алгоритм шифрования, реализованный в виде компьютерной программы. Алгоритм протестирован на изображениях различного размера и формата. Экспериментально подтверждена устойчивость алгоритма к статистическим и дифференциальным атакам: коэффициент корреляции соседних пикселей зашифрованных изображений близок к нулю, информационная энтропия к идеальному значению восемь, а значения NPCR (Number of Pixels Change Rate) и PSNR (Peak Signal to Noise Ratio) превышают 99,25 % и составляют менее 13 дБ соответственно.Заключение. Предложенный гибридный алгоритм демонстрирует высокую криптографическую стойкость и эффективность. Чувствительность к ключам, использование квантовых принципов и оптимизация производительности за счет многопоточности делают его практичным для применения в сферах, критичных к безопасности, таких как IoT, телемедицина и облачные хранилища. Программная реализация работает локально, не требуя подключения к интернету, что обеспечивает безопасность данных.