- Кількість кредитів 3
- Тип Обов'язковий
- Семестри 4, 10
- Рівень вищої освіти Бакалавр, Магістр
- Підсумковий контроль Залік
⚡Квест: Шлях до Data Protection Engineer!
Мрієш оптимізувати хмарні сховища та захищати дані на рівні бітів? Час зазирнути в серце протоколів! Опануй розрахунок Шеннонівської ентропії та кодуй безвтратні алгоритми стиснення Хаффмана й LZW. Навчися конструювати завадостійкі лінійні коди Хеммінга для автоматичного виправлення помилок у бітових потоках. Програмуй шифри гамування на Python, генеруй крипто-QR коди та тестуй стійкість систем у CyberChef.
🚀Захисти та стисни свої дані на максимум!
🛠Стек: Python, Jupyter, NumPy, CyberChef, Pillow, PyCryptodome, zlib, Cursor.
🎒В рюкзак: Програмний комплекс оптимізації та захисту потокових даних.
⚡Квест: Підкори ентропійне стиснення LZW, конструюй завадостійкі коди Хеммінга на Python та зламай класичні шифри у CyberChef!
🌐Опис місії
Просто передавати дані між серверами вміє кожен, але вміти оптимізувати інфраструктурні витрати на збереження інформації та забезпечувати наскрізне шифрування на рівні двійкових даних — це ознака елітного розробника. Сучасний ІТ-ринок вимагає від інженерів вміння працювати з потоками даних в умовах жорстких обмежень хмарних сховищ та зашумлених каналів зв'язку. Цей квест — твій безкомпромісний технологічний міст від звичайного кодингу до системного захисту й компресії інформації. Ми навчимо тебе вимірювати ентропію джерела повідомлень, проєктувати префіксні та словникові коди, автоматично виправляти пошкоджені біти та проводити частотний криптоаналіз. Ти дізнаєшся все про пропускну здатність каналів (Channel Capacity) за Шенноном, математику модулярної арифметики, рівні відновлення даних Ріда-Соломона у QR-кодах та критерії абсолютної секретності одноразових блокнотів. Створи захищений канал обміну даними, докажи на графіках ефективність свого коду та пройди аудит на рівні Architecture Review!
🛠Твій інструментарій
Modeling, Automation & Analytics: Python 3.11+ (бібліотеки NumPy, SciPy Stats, Matplotlib для розрахунку ентропії, симуляції каналів зв'язку та аналізу частот алфавітів), Jupyter Notebooks.
Data Compression & Processing Repositories: Модулі Python zlib, bz2, lzma (проведення порівняльного аналізу ефективності алгоритмів LZW, bzip2 та LZMA), алгоритми Шеннона-Фано та Хаффмана (побудова кодових дерев).
QR-Coding & Image Manipulation: Python Pillow, Qrcode library (програмна генерація, брендування та розпізнавання QR-кодів і двовимірних матриць).
Cryptanalysis & Security Auditing: CyberChef (веб-інструмент від воєнної розвідки GCHQ для аналізу бітових потоків та частотного криптоаналізу класичних шифрів), PyCryptodome (бібліотека прикладних криптографічних примітивів для систем гамування).
AI-Driven Development & Version Control: GitHub Copilot, Cursor AI (оптимізація обробки бітових масивів, рефакторинг низькорівневого коду), Git / GitHub.
🚀Що прокачаєш (Суперсили)
High-Efficiency Source Coding: Навчишся розраховувати Шеннонівську ймовірність та надлишковість джерел, кодувати та декодувати повідомлення словниковими методами безвтратного стиснення (Compression Ratio).
Resilient Channel Coding: Опануєш конструювання лінійних групових кодів Хеммінга, розрахунок мінімальної відстані Хеммінга, твірних і перевірочних матриць та обчислення синдромів для автоматичного виправлення поодиноких помилок (Error Correction).
QR Architecture & Gray Codes: Навчишся кодувати дані у графічні QR-коди з інтеграцією математичного захисту Ріда-Соломона, а також використовувати коди Грея для виключення невизначеності в датчиках.
Symmetric Cryptography & Modular Arithmetic: Прокачаєш навички програмування симетричних шифрів (Цезаря, афінні системи, шифр гамування) на базі побітових логічних операцій (XOR, бітові зсуви) та оцінки їхньої стійкості методом повного перебору.
🎒Що покладеш у рюкзак (Портфоліо)
На фінальному захисті у формі імітації Architecture Review (демонстрації логів та метрик роботи коду під час інформаційної атаки чи спотворення каналу) ти презентуєш Прикладний програмний комплекс оптимізації та захисту потокових даних, оформлений як репозиторій на GitHub:
Entropy & Statistical Data Core: Модуль попереднього збору статистики, частотного аналізу природного тексту та обчислення ентропії джерела повідомлень.
Huffman & LZW Compressor: Працюючий програмний конвертер безвтратного стиснення даних на базі ентропійного алгоритму Хаффмана або адаптивного словникового рушія LZW.
Hamming Error-Correction Node: Програмна підсистема захисту інформаційного блоку завадостійким кодом Хеммінга, що успішно відновлює пошкоджені біти при симуляції інфраструктурних шумів мережі.
Crypto-QR Graphic Generator: Автономний модуль генерації брендованих графічних QR-кодів із зашифрованою, токенізованою та верифікованою міткою об'єкта.
Stream Cipher Engine: Програмний модуль шифрування методом гамування та псевдовипадкових послідовностей (One-Time Pad) з інтегрованими звітами частотного криптоаналізу з CyberChef.
💼Твій майбутній тайтл
Ці глибокі фундаментальні компетенції відкривають шлях до розробки високонавантажених сховищ, хмарних систем та кібербезпеки:
Cryptographic Developer / Engineer.
Data Protection & Optimization Engineer.
Backend Engineer (with Storage/Security focus).
Cloud Infrastructure Analyst / Telemetry Software Developer.
