Программные продукты и системы

В последние годы интенсивно разрабатывается новое научное направление «природные вычисления», объединяющее математические методы, в которых заложен принцип природных механизмов принятия решений. К таким методам относятся методы моделирования отжига, эволюционного моделирования, генетические алгоритмы, методы эволюционной адаптации, алгоритмы роевого интеллекта, муравьиные алгоритмы. В моделях и алгоритмах эволюционных вычислений ключевым элементом является построение начальной модели и правил, по которым она может изменяться (эволюционировать). Были предложены разнообразные схемы эволюционных вычислений, в том числе генетический алгоритм, генетическое программирование, эволюционные стратегии, эволюционное программирование. В настоящее время известно применение генетических алгоритмов для оптимизации широкого круга задач, в том числе задач криптоанализа.

Недостатком генетических алгоритмов является наличие «слепого» поиска. Это в общем случае приводит к генерации решений с нарушениями, что увеличивает время поиска и требует дополнительного контроля, к генерации большого количества одинаковых решений, генерации большого количества плохо приспособленных решений, что в общем случае может привести к попаданию в локальный оптимум. Поэтому представляет интерес применение эвристических методов, инспирированных природными системами, в которых осуществляется поэтапное построение решения задачи (то есть добавление нового оптимального частичного решения к уже построенному частичному оптимальному решению). К методам данного вида относят и муравьиные алгоритмы, идея которых состоит в моделировании поведения муравьев, связанного с их способностью быстро находить кратчайший путь от муравейника к источнику пищи.

 Подробное описание дается в статье «Разработка и исследование параллельного алгоритма муравьиных колоний для криптоанализа блочных криптосистем», авторы: Чернышев Ю.О., Сергеев А.С., Рязанов A.H. (Донской государственный технический университет, Ростов-на-Дону), Капустин C.А. (Филиал Военной академии связи, Краснодар).