Intellectual Technologies on Transport Intellectual Technologies on Transport Интеллектуальные технологии на транспорте 2413-2527 93105 10.20295/2413-2527-2024-440-59-66 МЕТОДЫ И СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ, ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ Methods and systems of information protection, information security МЕТОДЫ И СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ, ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ Investigation of Video Dispatching Methods on Multiple End Devices in the Context of the Rust Programming Language Исследование способов диспетчеризации видео на множестве конечных устройств в контексте языка программирования Rust Ермаков Сергей Геннадьевич Ermakov Sergey Gennad'evich ermakov@pgups.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Ляпунов Владислав Евгеньевич Lyapunov Vladislav Evgen'evich Bladl1967@yandex.ru Шефнер Альберт Shefner Al'bert dev_n0emo@tuta.io Ахмедов Хаджимурад Арсланович Ahmedov Hadzhimurad Arslanovich tearus2002@mail.ru Кот Никита Дмитриевич Kot Nikita Dmitrievich nikitakot072@gmail.com Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Saint Petersburg Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Russian Federation 24 03 2025 24 03 2025 4 59 66 30 12 2024 https://itt-pgups.ru/en/nauka/article/93105/view

Современный мир активно движется в сторону цифровизации, что требует эффективного распределения видеоконтента на множестве конечных устройств. Проблема заключается в том, что различные сценарии использования предъявляют разные требования к безопасности, качеству и задержке при передаче видео. Целью исследования является выявление наиболее подходящих протоколов для диспетчеризации видео в образовательных и реальных приложениях с использованием языка программирования Rust, известного своей безопасностью и производительностью. Исследованы и проанализированы такие протоколы, как HTTPS (TCP), BitTorrent, HLS, WebRTC, SRT и DASH. Результаты показывают, что HLS и DASH обладают преимуществами при адаптивном потоковом вещании в условиях меняющейся сети, в то время как SRT и WebRTC обеспечивают низкую задержку и высокую надежность для приложений, требующих работы в реальном времени. Практическая значимость этих выводов подтверждается успешной интеграцией в образовательные системы, что обеспечивает стабильную работу даже при изменении нагрузки. Обсуждение: в будущем рекомендуется изучить комбинированное использование нескольких протоколов, таких как HLS и SRT, для повышения общей эффективности и надежности передачи видеоданных, а также интеграцию с CDN для улучшения качества и снижения нагрузки.

The modern world is actively moving towards digitalization, which requires efficient distribution of video content on a variety of end devices. The problem is that different usage scenarios impose different requirements on security, quality, and latency when transmitting video. The aim of the study is to identify the most suitable protocols for video dispatching in educational and real-world applications using the Rust programming language, known for its security and performance. Protocols such as HTTPS (TCP), BitTorrent, HLS, WebRTC, SRT and DASH have been investigated and analyzed. The results show that HLS and DASH have advantages in adaptive streaming in a changing network environment, while SRT and WebRTC provide low latency and high reliability for applications requiring real-time operation. The practical significance of these findings is confirmed by successful integration into educational systems, which ensures stable work even with a change in workload. Discussion: in the future, it is recommended to explore the combined use of several protocols, such as HLS and SRT, to improve the overall efficiency and reliability of video data transmission, as well as integration with CDN to improve quality and reduce load.

 Rust потоковое вещание HLS DASH SRT WebRTC BitTorrent безопасность CDN мультимедийные системы Rust live streaming HLS DASH SRT WebRTC BitTorrent security CDN multimedia systems

Сидорова В. И. Применение универсальных протоколов для передачи изображений и видео // Молодой ученый. 2022. № 4 (399). C. 41–44. Sidorova V. I. Primenenie universal'nyh protokolov dlya peredachi izobrazheniy i video // Molodoy uchenyy. 2022. № 4 (399). C. 41–44. Клабник С., Николс К. Программирование на Rust = The Rust Programming Language. СПб.: Питер, 2021. 592 с. Klabnik S., Nikols K. Programmirovanie na Rust = The Rust Programming Language. SPb.: Piter, 2021. 592 s. Enabling Secure and Efficient Video Delivery Through Encrypted In-Network Caching / X. Yuan, X. Wang, J. Wang [et al.] // IEEE Journal on Selected Areas in Communications. 2016. Vol. 34, iss. 8. P. 2077–2090. DOI: 10.1109/ jsac.2016.2577301 Enabling Secure and Efficient Video Delivery Through Encrypted In-Network Caching / X. Yuan, X. Wang, J. Wang [et al.] // IEEE Journal on Selected Areas in Communications. 2016. Vol. 34, iss. 8. P. 2077–2090. DOI: 10.1109/ jsac.2016.2577301 Krawczyk H., Paterson K. G., Wee H. On the Security of the TLS Protocol: A Systematic Analysis // Canetti R., Garay J. A. (eds) Advances in Cryptology — CRYPTO 2013: Proceedings of the 33rd Annual Cryptology Conference (Santa Barbara, CA, USA, 18–22 August 2013). Part 1. Lecture Notes in Computer Science. Vol. 8042. Heidelberg: Springer-Verlag, 2013. P. 429–448. DOI: 10.1007/978-3-642-40041-4_24 Krawczyk H., Paterson K. G., Wee H. On the Security of the TLS Protocol: A Systematic Analysis // Canetti R., Garay J. A. (eds) Advances in Cryptology — CRYPTO 2013: Proceedings of the 33rd Annual Cryptology Conference (Santa Barbara, CA, USA, 18–22 August 2013). Part 1. Lecture Notes in Computer Science. Vol. 8042. Heidelberg: Springer-Verlag, 2013. P. 429–448. DOI: 10.1007/978-3-642-40041-4_24 BEP 3: The BitTorrent Protocol Specification. URL: http://www.bittorrent.org/beps/bep_0003.html (дата обращения: 24.11.2024). BEP 3: The BitTorrent Protocol Specification. URL: http://www.bittorrent.org/beps/bep_0003.html (data obrascheniya: 24.11.2024). Xia R. L., Muppala J. K. A Survey of BitTorrent Performance // IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2010. Vol. 12, iss. 2. P. 140–158. DOI: 10.1109/SURV.2010.021110.00036 Xia R. L., Muppala J. K. A Survey of BitTorrent Performance // IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2010. Vol. 12, iss. 2. P. 140–158. DOI: 10.1109/SURV.2010.021110.00036 The QoS Improvement Using CDN for Live Video Streaming with HLS / W. E. Shabrina [et al.] // Proceedings of the 2020 International Conference on Smart Technology and Applications (ICoSTA), (Surabaya, Indonesia, 20 February 2020). Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2020. 5 p. DOI: 10.1109/ICoSTA48221.2020.1570613984 The QoS Improvement Using CDN for Live Video Streaming with HLS / W. E. Shabrina [et al.] // Proceedings of the 2020 International Conference on Smart Technology and Applications (ICoSTA), (Surabaya, Indonesia, 20 February 2020). Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2020. 5 p. DOI: 10.1109/ICoSTA48221.2020.1570613984 WebRTC Security Measures and Weaknesses / B. Feher [et al.] // International Journal of Internet Technology and Secured Transactions. 2018. Vol. 8, no. 1. P. 78–102. DOI: 10.1504/IJITST.2018.092138 WebRTC Security Measures and Weaknesses / B. Feher [et al.] // International Journal of Internet Technology and Secured Transactions. 2018. Vol. 8, no. 1. P. 78–102. DOI: 10.1504/IJITST.2018.092138 Fosser E., Nedberg L. Quality of Experience of WebRTC Based Video Communication. Norwegian University of Science and Technology, 2016. 131 p. URL: http://ntnuopen.ntnu.no/ntnu-xmlui/bitstream/handle/11250/2409900/15147_ FULLTEXT.pdf Fosser E., Nedberg L. Quality of Experience of WebRTC Based Video Communication. Norwegian University of Science and Technology, 2016. 131 p. URL: http://ntnuopen.ntnu.no/ntnu-xmlui/bitstream/handle/11250/2409900/15147_ FULLTEXT.pdf Adaptive Rate Control for Live Streaming Using SRT Protocol / R. Viola [et al.] // Proceedings of the 2020 IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting (BMSB) (Paris, France, 27–29 October 2020). Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2020. 6 p. DOI: 10.1109/BMSB49480.2020.9379708 Adaptive Rate Control for Live Streaming Using SRT Protocol / R. Viola [et al.] // Proceedings of the 2020 IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting (BMSB) (Paris, France, 27–29 October 2020). Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2020. 6 p. DOI: 10.1109/BMSB49480.2020.9379708 Biryukov A., Khovratovich D. Related-Key Cryptanalysis of the Full AES-192 and AES-256 // Matsui M. (ed.) Advances in Cryptology — ASIACRYPT 2009: Proceedings of the 15th International Conference on the Theory and Application of Cryptology and Information Security (Tokyo, Japan, 06–10 December 2009). Lecture Notes in Computer Science. Vol. 5912. Heidelberg: Springer-Verlag, 2009. P. 1–18. DOI: 10.1007/978-3-642-10366-7_1 Biryukov A., Khovratovich D. Related-Key Cryptanalysis of the Full AES-192 and AES-256 // Matsui M. (ed.) Advances in Cryptology — ASIACRYPT 2009: Proceedings of the 15th International Conference on the Theory and Application of Cryptology and Information Security (Tokyo, Japan, 06–10 December 2009). Lecture Notes in Computer Science. Vol. 5912. Heidelberg: Springer-Verlag, 2009. P. 1–18. DOI: 10.1007/978-3-642-10366-7_1 Enhancing MPEG Dash Performance Via Server and Network Assistance / E. Thomas [et al.] // Proceedings of the International Broadcasting Convention Conference (IBC 2015) (Amsterdam, Netherlands, 11–15 September 2015). 8 p. DOI: 10.1049/ibc.2015.0014 Enhancing MPEG Dash Performance Via Server and Network Assistance / E. Thomas [et al.] // Proceedings of the International Broadcasting Convention Conference (IBC 2015) (Amsterdam, Netherlands, 11–15 September 2015). 8 p. DOI: 10.1049/ibc.2015.0014 Bouzakaria N., Concolato C., Le Feuvre J. Overhead and Performance of Low Latency Live Streaming Using MPEG-DASH // Proceedings of the Fifth International Conference on Information, Intelligence, Systems and Applications (IISA 2014) (Chania, Greece, 07–09 July 2014). Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2014. P. 92–97. DOI: 10.1109/IISA.2014.6878732 Bouzakaria N., Concolato C., Le Feuvre J. Overhead and Performance of Low Latency Live Streaming Using MPEG-DASH // Proceedings of the Fifth International Conference on Information, Intelligence, Systems and Applications (IISA 2014) (Chania, Greece, 07–09 July 2014). Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2014. P. 92–97. DOI: 10.1109/IISA.2014.6878732