ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
 
154
Затем пользователи А и В независимо друг от друга выбирают соответственные секретные 
ключи 1< k
A
, k
B
 < 
m
2
 и вычисляют открытые ключи соответственно:   
 
))
(
),...,
(
),
(
(
)
(
2
1
x
K
x
K
x
K
x
K
S
A
A
A
A
=
, где 
))
(
)(mod
(
)
(
x
p
x
x
K
i
k
i
A
A
i
α
≡
; 
))
(
),...,
(
),
(
(
)
(
2
1
x
K
x
K
x
K
x
K
S
B
B
B
B
=
, где 
))
(
)(mod
(
)
(
x
p
x
x
K
i
k
i
B
B
i
α
≡
.  
 
Все  операции  возведения  в  степень  вычисляются  параллельно  по  модулям  оснований 
системы.  Затем  стороны  А  и  В  обмениваются  значениями  открытых  ключей 
)
(x
K
A
 
и
)
(
 
x
K
B
 в двоичном представлении по незащищенному каналу.  Далее пользователи А и 
В вычисляют общий секретный ключ из следующих сравнений соответственно:  
 
))
(
),...,
(
),
(
(
))
(
(
)
(
2
1
x
K
x
K
x
K
x
K
x
K
S
k
B
A
=
=
,
))
(
(mod
))
(
(
)
(
x
p
x
K
x
K
i
k
B
i
A
i
≡
; 
))
(
),...,
(
),
(
(
))
(
(
)
(
2
1
x
K
x
K
x
K
x
K
x
K
S
k
A
B
′
′
′
=
=
′
, ))
(
(mod
))
(
(
)
(
x
p
x
K
x
K
i
k
A
i
B
i
≡
′
. 
 
Позиционное  представление  полиномов 
)
(
  
и
  
)
(
x
K
x
K
′
  восстанавливается  по  их 
непозиционному  виду.  При  этом,  так  как 
))
(
(mod
)
)
(
(
)
)
(
(
x
P
x
x
S
k
k
k
k
B
A
A
B
α
α
≡
,  получаем 
)
(
)
(
x
K
x
K
′
=
. Криптостойкость алгоритма определяется формулой: 
               
∑
∏
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
⋅
+
+
+
=
=
S
i
S
S
k
k
k
S
i
m
k
n
k
n
k
n
S
cr
C
C
C
k
k
k
p
...
2
1
2
1
2
1
2
2
1
1
)
2
2
(
...
)!
...
(
1
.                 (10) 
 
Рассмотрено влияние степени рабочего диапазона 
m
 на изменение криптостойкости 
(таблица 1): при увеличении 
m
 на единицу происходит увеличение ее значения примерно 
на порядок.  
Выводы 
Использование  непозиционных  полиномиальных  систем  счисления  при  построении 
алгоритмов симметричного шифрования, формирования электронной цифровой подписи и 
открытого  распределения  криптографических  ключей  позволяет  существенно  повысить 
их  криптостойкость.  Возможно  также  значительное  повышение  эффективности  этих 
алгоритмов  при  параллельном  выполнении  операций  по  модулям  оснований 
непозиционной системы. 
ЛИТЕРАТУРА 
 
1.  Акушский  И.Я.,  Юдицкий  Д.И.  Машинная  арифметика  в  остаточных  классах.  М., 
Советское радио, 1968, 439 с. 
2.   Бияшев,  Р.Г.  Разработка  и  исследование  методов  сквозного  повышения  достоверности  в 
системах обмена данными распределенных АСУ.  Дис. докт. тех. наук. М., 1985, 328 с.  
3.  Нысанбаев  Р.К.  Разработка  нетрадиционных  методов  и  средств  криптографической 
защиты информации. Дис. канд. тех. наук, Алматы, 2000, 117 с.  
4.  Амербаев  В.  М.,  Бияшев  Р.  Г.,  Нысанбаева  С.  Е.  Применение  непозиционных  систем 
счисления  при  криптографической  защите  информации // Известия  Национальной  академии  наук 
Республики Казахстан, сер. физ.-мат. наук, 2005, № 3, с. 84-89.  
5.  Бияшев  Р.Г.,  Нысанбаева  С.Е.  Влияние  состава  полиномиальных  оснований 
непозиционной  системы  счисления  на  надежность  шифрования // Материалы VIII Междун. 
научно-практ. конф. «Информационная безопасность», Таганрог, изд-во ТРТУ 2006, с. 66-69.  

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
 
155
6.  Бияшев  Р.Г.,  Нысанбаева  С.Е.  Формирование  электронной  цифровой  подписи  с 
проверяющими  функциями // Комплексная  защита  информации:  материалы XI Междун.  конф. 
(Новополоцк, Республика Беларусь), Минск: Амалфея, 2007, с. 51-54. 
7.  Гр.  К.  Моисил.  Алгебраическая  теория  дискретных  автоматических  устройств.  М., 
Издательство иностранной литературы, 1963, 680 с. 
8. 
СТ  РК 1073-2002. Средства  криптографической  защиты  информации / Общие  технические 
требования.  Астана, Госстандарт РК, 2002, 32 с. 
 
 
 
 
 
НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ 
 
УДК 537.523.3:531.714.1 
 
Бахтаев Шабден Абуович – д.т.н., профессор (Алматы, АИЭиС) 
Бочкарева Галина Васильевна – к.т.н., ГНС (Алматы, КазАТК) 
 
СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ОЗОНА  В  ЖИДКОЙ СРЕДЕ 
    
        Образование  озона в электрических разрядах является одним из главных методов 
его  получения,  и  практически  пока  он  остается  единственным  для  промышленного 
производства озона. Наиболее благоприятные условия для синтеза озона создаются при  
отрицательном  коронном  разряде,  когда  в  качестве  коронирующих  электронов  служат 
микропроволока  или  остриё.  Коронный  разряд  на  микроэлектродах  обладает  рядом 
преимуществ по сравнению с другими видами электрических разрядов: малый рабочий 
объем  образования  озона,  отсутствие  влияния    давления  и  скорости  протекающего 
воздуха на процессы образования озона, не обязательность воздухоподготовки /1/. 
      Главным  недостатком  традиционных  схем  применения  озона  является  некоторая 
отдаленность  озонатора  от  места  реакционной  зоны  взаимодействия  озона  с 
обрабатываемым  объектом,  что  снижает  в  несколько  раз  эффективность  применения 
озона.  В  пути  при  транспортировке  озона  намного  снижается  концентрация  самого 
озона,  и  при  этом,  отсутствуют  другие  химически  активные  компоненты  кислорода 
(метастабильные  атомы  и  молекулы  кислорода),  образуемые  в  коронном  разряде. 
Известно,  что  озон  и  активные  компоненты  кислорода  наиболее  эффективно 
образуются в зоне коронного разряда и в каналах микрозарядов барьерного разряда /2/. 
     Известен электрогазодинамический озонатор, содержащий цилиндрический внешний 
электрод  и  внутренний  коронирующий  электрод  в  виде  иглы,  расположенные 
осесимметрично,  выполнен  в  виде  четырех  последовательно  расположенных  камер: 
входной  камеры  ламинаризации  потока  кислородсодержащего  газа,  камеры 
образования озона, конусной камеры гашения скорости потока газа и выходной камеры 
нейтрализации ионов озона, причем, дополнительный сеточный электрод для усиления 
поля  установлен  напротив  коронирующей  иглы  на  расстоянии,  равном  радиусу 
внешнего электрода /3/. Основным недостатком  озонатора является то, что несмотря на 
высокую  скорость  потока  газа,  высокоактивные  атомы  и  молекулы  кислорода 
(синглетный кислород, возбужденные атомы и молекулы кислорода), кроме озона, из-за 
их  малого  времени  жизни  остаются  в  самой  камере  озонатора  и  не  доходят  до 
реакционной зоны для взаимодействия с объектом. 
       Известен    способ  возбуждения  электрического  разряда  в  жидкости, 
заключающийся  в  том,  что  подают  высокое  напряжение  между  двумя  электродами, 
находящимися  в  жидкости,  и  постепенно  увеличивая  его  значения,  доводят  до 
электрического  пробоя  жидкости /4/. Основным  недостатком  способа  является 

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
 
156
кратковременность  и  большая  скважность  импульсов  тока  разряда,  к  тому  же  имеет 
место  неопределенность  и  неизбирательность  к  электрофизическим  и  физико-
химическим процессам, протекающим в жидкости в момент разряда. Те же недостатки 
присущи  способу  зажигания  электрического  разряда  в  воде,  насыщенной  пузырьками 
газа /5/. В  этом  случае  проявляется  еще  другой  недостаток,  который  выражается  в 
чрезмерном повышении напряжения для зажигания разряда, что связано с присутствием 
двойного слоя на границах газ – жидкость многочисленных пузырьков газа. 
        Другой  известный  способ  получения  коронного  разряда  в  газосодержащей  среде 
(газ – жидкость,  газ – твердое  тело)  заключается  в  том,  что  коронирующий  электрод 
разрядного  промежутка  выполняют  в  виде  иглы  малого  радиуса  кривизны  и 
располагают осесимметрично в направляющей потока обрабатываемой среды, а другой 
электрод в виде пластины снабжают отверстием для вывода обработанной среды /6/. 
        Из-за  существенного  различия  условий  возникновения  и  протекания 
электрического  разряда  в  газе  и  в  жидкости  не  обеспечивается  стабильный  режим 
коронного разряда, что связано непрерывным перемешиванием пузырьков газа и потока 
жидкости в разрядном промежутке, которые носят статистический характер. При этом, 
не  исключается  возможность  перекрытия  разрядного  промежутка  жидкостью,  что  в 
свою очередь, ведет в случае ее электропроводности к угасанию коронного разряда. 
        Озон и активные компоненты кислорода наиболее эффективно образуются в зоне 
коронного  разряда  и  в  каналах  микроразрядов  барьерного  разряда.  В  предложенном 
устройстве  используется  коронный  разряд  между  двумя  электродами  в  виде  иглы  с 
малым  радиусом  кривизны  и  в  виде  металлического  полушара,  когда  разрядный 
промежуток продувается кислородсодержащим газом с довольно высокой скоростью. В 
зоне  коронного  разряда  наиболее  быстрым  и  вероятным  процессом  является 
возбуждение  электронных  состояний  молекулы  О2(3
∑
+
u
  и    3
∑
−
u
)  с  колебательным 
возбуждением,  превышающим  порог  диссоциации.  При  этом,  распад    состояния  О2 
(3
∑
−
u
)  приводит  к  образованию  атома  в  нормальном  состоянии  О (3Р)  и  атома  в 
метастабильном  состоянии  О (`D). Кроме  того,  в  результате  неупругих  соударений 
электронов  с  молекулами  кислорода  в  чехле  коронного  разряда  образуются  атомы 
кислорода  в  основном  и  возбужденном  состояниях,  метастабильные  молекулы  О2 
(
′ Δ g),  О2(в′
∑
+
g
), озон и ионы  кислорода. Установлено, что высокой окислительной 
активностью при низких температурах обладают О (3Р), О2(
′ Δ g ) и О3, которые могут 
позволить  получить  некоторые  трудноосуществимые    химические  реакции  в  
технологических  жидкостях.  Остается  рассмотреть  вопрос  о  выборе  скорости  потока 
газа для обеспечения своевременной доставки этих компонентов в реакционную зону в 
соответствии с их продолжительностью жизни. 
        При  учете  продолжительности  жизни  активных  компонентов  кислорода 
необходимо  обратить  внимание,  в  первую  очередь,  на  метастабильные  атомы  и 
молекулы  кислорода,  которые  находясь  в  наиболее  низком  возбужденном  состоянии 
имеют достаточную продолжительность жизни,  чтобы успеть среагировать с объектом. 
Например,  известны  времена  жизни  следующих  метастабильных  атомов  и  молекул 
кислорода:  О  (
′S) – 0,74сек,  О(′D) – 110сек,  О+ (2Р) – 4,8сек,  О2(′
Δ g) –  2700 сек, 
О2(в
′
∑
+
g
) – 12 сек.  Исходя  из  этих  данных,  скорость    потока  кислородсодержащего 
газа  может  быть  выбрана  равной  или  больше  отношения  расстояния  от  места 
возникновения  активного  компонента  до  реакционной  зоны  к  значению  его  времени 
жизни. 

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
 
157
       Предлагаемый  авторами  способ  реализуется  в  электропроводящих  жидкостях 
(водные  растворы,  кислотные  и  щелочные  соединения)  и  преимущественно 
насыщенных пузырьками газа /7/. 
        Коронирующий  электрод  в  виде  иглы,  с  высокой  кривизной  поверхности,  
покрывают  диэлектрическим  слоем  и  оставляют  оголенным  только  кончик  иглы 
(остриё),  после  чего  помещают  его  в  жидкость,  насыщенную  пузырьками  газа.  При 
протыкании  газового  пузырька  острием  иглы  коронирующего  электрода  создается 
условие  для  возбуждения  коронного  разряда  между  острием  иглы  и  внутренней 
сферической  поверхностью  пузырька  газа.  Для  повышения  эффективности  этого 
действия острие иглы электрода обычно располагают против направления течения или 
всплывания  пузырьков  газа  в  жидкости.  В  момент  протыкания  пузырька  газа  острием 
иглы  включается  зарядное  устройство,  которое  доводит  напряжение  питания 
отрицательной полярности до возникновения коронного разряда в пузырьке газа. Время 
заряда  и  разряда  напряжения  питания  устанавливается  таким  образом,  что  оно  не 
превышает  время  нахождения  пузырька  газа  на  оголенном  острие  коронирующего 
электрода.  При  прохождении  тока  коронного  разряда  в  газовом  пузырьке  образуется 
высокоактивные  частицы  газа,  которые  реагируя  с  жидкостью  подвергают  её  физико-
химической обработке. 
       Устройство содержит коронирующий электрод, зарядное устройство, нагрузочное 
сопротивление  и  источник  питания  отрицательной  полярности.  Коронирующий 
электрод,  покрытый  диэлектрическим  слоем  и  с  оголенным  острием  помещают  в 
жидкость, где могут к нему прилипать и отлипать пузырьки газа.  Приняты следующие 
обозначения: 
 U0 
и  Т1 – напряжение  на  острие  и  время  появления  пузырька  газа, Uк    и  Т2 – 
напряжение и время возникновения коронного разряда, Т3 – время отрыва пузырька от 
острия,  Т4 – время  окончания  разрядки  устройства, 
1
3
Т
Т
Т
П
−
=
Δ
 - время  нахождения 
пузырька  на  острие, 
1
3
Т
Т
Т
К
−
=
Δ
 - время  коронирования  острия  электрода, r – радиус 
полушара острия иглы, R – радиус пузырька газа, VВ – скорость всплывания пузырька 
газа, VТ – скорость течения потока жидкости. 
        При отсутствии пузырька газа на кончике иглы коронирующий электрод закорочен 
через  электропроводящую  жидкость  с  земляной  шиной  источника  питания.  В  этом 
режиме  через  коронирующий  электрод  течет

жүктеу/скачать 5,31 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: