СТВОРЕННЯ АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ ОБРОБКИ ІНФОРМАЦІЇ З ОБМЕЖЕНИМ ДОСТУПОМ “ ІНТЕРНЕТ РЕЧЕЙ В “РОЗУМНОМУ МІСТІ”: ЗАГРОЗИ – ТЕХНОЛОГІЇ БЕЗПЕКИ” У ПРОСТОРІ ІНДУСТРІЇ 4.0

Валерій Дудикевич; Галина Микитин; Ярослава Парчук; Максим-Степан Терпелюк

doi:10.28925/2663-4023.2026.32.917

Автор(и)

Валерій Дудикевич Національний університет «Львівська Політехніка» https://orcid.org/0000-0001-8827-9920
Галина Микитин Національний університет «Львівська Політехніка» https://orcid.org/0000-0003-4275-8285
Ярослава Парчук Національний університет «Львівська Політехніка» https://orcid.org/0009-0002-7349-7364
Максим-Степан Терпелюк Національний університет «Львівська Політехніка» https://orcid.org/0009-0001-7015-5855

DOI:

https://doi.org/10.28925/2663-4023.2026.32.917

Ключові слова:

інтелектуалізація об’єктів; безпека; Інтернет речей; “розумне місто”; класифікаційна схема; концептуальна та інформаційна моделі; реляційна база даних; автоматизована система обробки інформації.

Анотація

У просторі завдань Індустрії 4.0 в роботі досліджено питання безпечної інтелектуалізації об’єктів інфраструктури суспільства України на рівні розроблення автоматизованої системи обробки інформації з обмежених доступом (АСОІ з ОД) у сегменті безпеки Інтернету речей (ІоТ) “розумного міста” (РМ) та алгоритмічно-програмної реалізації засобами мови програмування Python. Проведено аналітичний огляд відомих методологій розроблення безпечних автоматизованих систем обробки інформації та підходів до забезпечення безпеки ІоТ-систем. Розгорнуто якісний аналіз сегментів “розумного міста” – транспорту, медицини, енергетики, екології методом групування на рівні класифікаційної схеми предметної сфери згідно концепції “об’єкт – загроза – захист”. Створено концептуальну модель предметної сфери “Інтернет речей в “розумному місті”: загрози – технології безпеки” на основі принципів системного аналізу – цілісності, ієрархічності, багатоаспектності. Обґрунтувано критерії вибору реляційної бази даних (РБД), системи управління базою даних (СУБД) SQLite і мови програмування Python та побудовано інформаційну модель РБД для подальшої алгоритмічно-програмної реалізації. Представлено алгоритм безпечного функціонування автоматизованої системи обробки інформації на рівні процедури автентифікації і, на цій основі, розроблено програмну реалізацію АСОІ “Інтернет речей в “розумному місті”: загрози – технології безпеки” засобами Python для сегментів: “розумного транспорту”, “розумної медицини”, “розумної енергетики”, “розумної екології” на рівні веб-застосунку.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Association of Industrial Automation Enterprises of Ukraine. (2018). Industry 4.0 development strategy. https://mautic.appau.org.ua/asset/42:strategia-rozvitku-4-0-v3.pdf

European Union Agency for Cybersecurity. (2021). International strategy of the EU Agency for Cybersecurity. https://www.enisa.europa.eu/sites/default/files/all_files/2022-02%20B16%20ENISA%20International%20Strategy.pdf

National Security and Defense Council of Ukraine. (2021). Cybersecurity Strategy of Ukraine for 2021–2025. https://www.rnbo.gov.ua/les/2021/STRATEGIYA%20KYBERBEZPEKI/proekt%20strategii_kyberbezpeki_Ukr.pdf

Dudykevych, V. B., Mykytyn, H. V., & Rebets, A. I. (2018). Quintessence of cyber-physical system information security. Bulletin of the National University “Lviv Polytechnic”. Series: Information Systems and Networks, (887), 58–68. http://nbuv.gov.ua/UJRN/VNULPICM_2018_887_10

Asatiani, A., Hakkarainen, T., Paaso, K., & Penttinen, E. (2024). Security by envelopment: A novel approach to data-security-oriented configuration of lightweight automation systems. European Journal of Information Systems, 33(5), 631–653. https://doi.org/10.1080/0960085X.2023.2217362

Balocon, O. H. (2024). Prioritizing information security: Analysis of software development life cycle methodologies using the NIST cybersecurity framework. Ignatian International Journal for Multidisciplinary Research, 2(4), 1495–1508.

Smyk, D., & Burak, N. (2025). Methods and means of data processing in modern automated systems. Bulletin of Lviv State University of Life Safety, 31, 41–49. https://doi.org/10.32447/20784643.31.2025.05

Panovyk, U. (2025). Information protection in automated systems based on a conceptual model with formalized efficiency evaluation. Cybersecurity: Education, Science, Technique, 4(28), 307–320. https://doi.org/10.28925/2663-4023.2025.28.798

Bobalo, Y. Y., Dudykevych, V. B., & Mykytyn, H. V. (2020). Strategic security of the “object – information technology” system. Lviv: Lviv Polytechnic Publishing House.

Milevskyi, S., Korol, O., Mykytyn, G., Lozova, I., Solnyshkova, S., Husarova, I., & Balagura, D. (2024). Development of the sociocyberphysical systems multi-contour security methodology. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 127(9). https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.298844

Chirra, D. R. (2024). AI-enabled cybersecurity solutions for protecting smart cities against emerging threats.

Oliha, J. S., Biu, P. W., & Obi, O. C. (2024). Securing the smart city: A review of cybersecurity challenges and strategies. Engineering Science & Technology Journal, 5(2), 496–506. https://doi.org/10.53022/oarjms.2024.7.1.0013

Mohammed, A. (2024). Cybersecurity in smart cities: As cities become smarter, new vulnerabilities arise. Pioneer Research Journal of Computing Science, 1(1), 75–82. https://prjcs.com/index.php/prjcs/article/view/19

Mohammed, A. (2022). Cybersecurity in smart cities: Securing IoT and smart infrastructure. Journal of Innovative Technologies, 5(1). https://acadexpinnara.com/index.php/JIT/article/view/334

Chui, K. T., Gupta, B. B., Liu, J., Arya, V., Nedjah, N., Almomani, A., & Chaurasia, P. (2023). A survey of Internet of Things and cyber-physical systems: Standards, algorithms, applications, security, challenges, and future directions. Information, 14(7), 388. https://doi.org/10.3390/info14070388

Sharma, R., & Arya, R. (2023). Security threats and measures in the Internet of Things for smart city infrastructure: A state of the art. Transactions on Emerging Telecommunications Technologies, 34(11), e4571. https://doi.org/10.1002/ett.4571

Ali, J., Singh, S. K., Jiang, W., Alenezi, A. M., Islam, M., Daradkeh, Y. I., & Mehmood, A. (2025). A deep dive into cybersecurity solutions for AI-driven IoT-enabled smart cities in advanced communication networks. Computer Communications, 229, 108000. https://doi.org/10.1016/j.comcom.2024.108000

Khomenko, Y. (2024). Modern methods, models and software tools for implementation and optimization of IoT systems. Information Technologies in Education, 55, 72–84. https://doi.org/10.14308/ite000782

Kovalenko, A., Yaroshevich, R., & Balenko, O. (2021). Internet of Things: Problems of information security and methods of improvement. Control, Navigation and Communication Systems, 2(64), 78–80. https://doi.org/10.26906/SUNZ.2021.2.078

Klimushin, P. S., & Petro, S. K. (2025). Communication technologies and specialized communication protocols for ensuring cybersecurity of the Internet of Things. LAW, 52. https://doi.org/10.32631/pb.2025.2.05

Zhurylo, O., Lyashenko, O., & Avetisova, K. (2023). Hardware security overview of fog computing end devices in the Internet of Things. Innovative Technologies and Scientific Solutions for Industries, 1(23), 57–71. https://doi.org/10.30837/ITSSI.2023.23.057

Andrushchak, I., & Kosheliuk, V. (2025). Specific aspects of designing an information security system to protect IoT networks from attacks. International Science Journal of Engineering & Agriculture, 4(5), 27–39. https://doi.org/10.46299/j.isjea.20250405.03

Oliinyk, Y., Platonenko, A., Cherevyk, V., Vorokhob, M., & Shevchuk, Y. (2025). Methods of information security in IoT technologies. Cybersecurity: Education, Science, Technique, 3(27), 100–108. https://doi.org/10.28925/2663-4023.2025.27.705

Yashchuk, V., Panovyk, U., Cherkas, S., Ivanusa, A., & Tkachuk, R. (2025). Comprehensive protection model of IoT devices in the home environment: Threats, vulnerabilities and neutralization methods. Bulletin of Lviv State University of Life Safety, 32, 125–140. https://doi.org/10.32447/20784643.32.2025.10

Malinovsky, V. I., Kuperstein, L. M., Lukichov, V. V., & Dudatev, A. V. (2024). Issues and approaches to improving security in data transmission channels of IoT systems and devices. Bulletin of Vinnytsia Polytechnic Institute, 4, 105–115. https://doi.org/10.31649/1997-9266-2024-175-4-104-114

Yuzevych, V., Obshta, A., Opirskyy, I., & Harasymchuk, O. (2024). Algorithm for assessing the degree of information security risk of a cyber-physical system for controlling underground metal constructions. CEUR Workshop Proceedings, 3702, 400–412.

Martseniuk, Y., Partyka, A., Harasymchuk, O., Nyemkova, E., & Karpiński, M. (2024). Shadow IT risk analysis in public cloud infrastructure. CEUR Workshop Proceedings, 3800, 22–31.

Dudykevych, V., Mykytyn, G., Stosyk, T., & Skladannyi, P. (2024). Platform for the security of cyber-physical systems and IoT in the intellectualization of society. Cybersecurity Providing in Information and Telecommunication Systems, 449–457.

Sethi, P., & Sarangi, S. R. (2017). Internet of Things: Architectures, protocols, and applications. Journal of Electrical and Computer Engineering, 2017, 9324035. https://doi.org/10.1155/2017/9324035

Dudykevych, V. B., Mykytyn, G. V., & Galunets, M. O. (2020). System model of information security for a smart city. Information Processing Systems, 2(161), 93–98. https://doi.org/10.30748/soi.2020.161.11

Arena, F., & Pau, G. (2019). An overview of vehicular communications. Future Internet, 11(2), 27. https://doi.org/10.3390/fi11020027

Abdulmalek, S., Nasir, A., Jabbar, W. A., Almuhaya, M. A., Bairagi, A. K., Khan, M. A. M., & Kee, S. H. (2022). IoT-based healthcare monitoring system towards improving quality of life: A review. Healthcare, 10(10). https://doi.org/10.3390/healthcare10101993

Orlando, M., Estebsari, A., Pons, E., Pau, M., Quer, S., Poncino, M., & Patti, E. (2021). A smart meter infrastructure for smart grid IoT applications. IEEE Internet of Things Journal, 9(14), 12529–12541. https://doi.org/10.1109/JIOT.2021.3137596

Dudykevych, V. B., Mykytyn, G. V., Bordulyak, S. M., & Fur, Y. M. (2025). Comprehensive security system for an intelligent cyber-physical emergency monitoring system. Modern Information Protection, 1, 249–258. https://doi.org/10.31673/2409-7292.2025.014428

Khatide, N. N., Laka, K. V., & Khauoe, T. N. (2025). Applications and challenges of network technologies in IoT-based biological water monitoring systems. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-7337247/v1

Madani, K. (2026). Water bankruptcy: The formal definition. Water Resources Management, 40, 78. https://doi.org/10.1007/s11269-025-04484-0

Sicari, S., Rizzardi, A., Grieco, L. A., & Coen-Porisini, A. (2015). Security, privacy and trust in Internet of Things: The road ahead. Computer Networks, 76, 146–164. https://doi.org/10.1016/j.comnet.2014.11.008

Kolias, C., Kambourakis, G., Stavrou, A., & Voas, J. (2017). DDoS in the IoT: Mirai and other botnets. Computer, 50(7), 80–84. https://doi.org/10.1109/MC.2017.201

Ouakasse, F., & Rakrak, S. (2022). CoAP and MQTT: Characteristics and security. International Conference on Networking, Intelligent Systems and Security, 157–167. https://doi.org/10.1007/978-3-031-15191-0_15

Mrabet, H., Belguith, S., Alhomoud, A., & Jemai, A. (2020). A survey of IoT security based on a layered architecture of sensing and data analysis. Sensors, 20(13), 3625. https://doi.org/10.3390/s20133625

Bredesen, R., & Mujeye, S. (2025). Network segmentation security with the implementation of threats. Proceedings of the 8th International Conference on Software Engineering and Information Management, 137–141. https://doi.org/10.1145/3725899.3725920

Kumar, A., Abhishek, K., Ghalib, M. R., Shankar, A., & Cheng, X. (2022). Intrusion detection and prevention system for an IoT environment. Digital Communications and Networks, 8(4), 540–551. https://doi.org/10.1016/j.dcan.2022.05.027