Проаналізовано існуючі проблеми взаємодії програмного забезпечення та дослідників із Грід-середовищем. Запропоновано методики створення інтегрованого середовища автоматизації роботи з великими об'ємами даних у Грід. Методики реалізовано для автоматизації задач розрахунку молекулярної динаміки біологічних макромолекул. Інтегроване середовище впроваджено в віртуальній лабораторії MolDynGrid для автоматизації розрахунків для розв'язання задач комп'ютерної структурної біології.

Описано результати аналізу ряду існуючих систем керування завданнями в Грід. На Грід ресурсі Київського національного університету проведено тестування трьох систем: LAP, P-GRADE, BIOSIMGRID. Здійснено порівняння характеристик проаналізованих систем керування. Розроблено вимоги до архітектури комплексної веб-орієнтованої системи віртуальних лабораторій та інтерактивного керування завданнями в GRID-інфраструктурі високопродуктивних обчислень для наукових та освітніх установ України.

Запропоновано метод інтеграції віртуальних організацій (ВО) у грід-інфраструктури для інтероперабельної роботи на сучасних провайдерах грід-ресурсів із забезпеченням цілісності та високої доступності, визначено шляхи його практичної реалізації. Розроблено та впроваджено метод відображення внутрішньої структури ВО на локальну систему керування завданнями обчислювального кластеру для застосування інтероперабельних політик виділення ресурсів. Запропоновано метод побудови масштабованої служби засвідчення та керування участю в ВО із забезпеченням високої доступності, за допомогою якого реалізовано та впроваджено координуючий сервіс керування українськими ВО національного рівня. Сформовано і досліджено методи та формалізовано методики побудови служб керування завданнями ВО у грід-інфраструктурах. Визначено множину сервісних функцій, що розв'язують задачі автоматизації наукових досліджень ВО у грід. Для керування 10 тисячами завдань одночасно запропоновано метод керування грід-завданнями, що грунтується на асинхронній обробці подій. Методи використано для реалізації систем керування грід-завданнями провідних ВО, робота яких інтегрована в Український національний грід.

Проведено аналіз особливостей запуску прикладного програмного забезпечення віртуальної лабораторії MolDynGrid. Сформовано методики автоматизації запуску задач на обчислювальні кластери під управлінням систем HTCondor та PBS. Запропоновані методики реалізовано у вигляді програмних модулів, що надало змогу використовувати єдиний програмний інтерфейс для запуску задач на обчислювальні ресурси грід-інфраструктури та на локальні кластери. Запропоновано підходи, що надають змогу адаптувати та доповнювати методики для використання інших обчислювальних ресурсів.

Запропоновано метод проведення безпечного голосування серед власників акцій зі збереженням секретності кожного голосу та отриманням довіреного результату на основі використання криптографічної системи Пейе, яка реалізує адитивну властивість шифротекстів. На основі запропонованого методу виконано імплементацію протоколу голосування з використанням технології блокчейн, що забезпечує довірене середовище обробки транзакцій. Коротко викладено теоретичні поняття технології блочного ланцюжку транзакцій, механізму гомоморфного шифрування, розподіленої генерації ключів. Наведено покроковий алгоритм функціювання системи, описано основні технічні аспекти та переваги застосування децентралізованих технологій для збереження та обробки даних. Досліджено існуючі рішення в галузі проведення голосувань та приведено порівняльний аналіз. На основі проведеного аналізу було сформовано основні критерії проведення безпечного процесу голосування. Стисло описано метод розподіленої генерації ключів серед учасників системи з урахуванням відмінностей ключів криптосистеми Пейе від стандартних RSA ключів. Докладно описано алгоритмом ієрархічної генерації ключів акціонера. Використання цього алгоритму дає можливість оптимізувати процес збереження та обробки криптографічних матеріалів на клієнтському застосунку. Також було розкрито та обгрунтовано доцільність використання технології розумних контрактів, які є децентралізованими застосунками із спільним середовищем зберігання даних та консенсус алгоритмом. Контракти являють собою алгоритм обробки даних транзакцій у мережі, дозволяють перевіряти правила функціювання системи та проводити логічні операції над даними у захищений спосіб. Наведений метод може використовуватись для проведення голосувань у консорціумах, акціонерних товариствах та приватних мережах, бути інтегрований до децентралізованих систем зберігання даних для забезпечення безпечного механізму прийняття рішення.