筑波大学計算科学研究センター 平成30年度 年次報告書

まえがき ...... 21 センター組織と構成員 ...... 42 平成30 年度の活動状況 ...... 83 各研究部門の報告 ...... 15I. 素粒子物理研究部門 ...... 15II. 宇宙物理研究部門 ....... 40III. 原子核物理研究部門 ...... 65IV. 量子物性研究部門 ...... 83V. 生命科学研究部門 ...... 110 V-1. 生命機能情報分野 ...... 110 V-2. 分子進化分野 ...... 125VI. 地球環境研究部門 ...... 140VII. 高性能計算システム研究部門 ...... 155VIII. 計算情報学研究部門 ...... 207 VIII-1. データ基盤分野 ...... 207 VIII-2. 計算メディア分野 ...... 22

Skema Secret Key Generation (SKG) untuk Keamanan pada Sistem Komunikasi di Lingkungan Wireless

Skema Secret Key Generation (SKG) yang mengeksploitasi sifat reciprocity dan keacakan kanal wireless untuk membangkitkan secret key telah menjadi area penelitian yang semakin menarik dan menjanjikan. Terdapat 3 permasalahan utama dalam pembangunan skema SKG yang efisien yang harus diatasi, yaitu trade-off antara parameter performansi Key Disagreement Rate (KDR) dan Key Generation Rate (KGR), tingginya kompleksitas implementasi karena banyaknya tahapan yang harus dilalui, serta tidak efisiennya skema SKG yang dibangun sehingga tidak sesuai jika diimplementasikan pada perangkat Internet of Things(IoT) yang memiliki keterbatasan sumber daya. Disertasi ini berkontribusi dalam mengatasi ketiga permasalahan tersebut. Kontribusi pertama yang dilakukan untuk mengatasi trade-off antara parameter performansi KDR dan KGR adalah didapatkannya kombinasi yang optimal antara metode pra proses yaitu Kalman Filter, Modified Polynomial Regression (MPR), serta Savitzky Golay Filter dan kuantisasi multilevel. Hasil yang didapat adalah penurunan KDR dan peningkatan KGR dibandingkan dengan skema yang eksisting. Kontribusi kedua dari disertasi ini adalah mekanisme penyederhanaan skema SKG dengan kombinasi metode Modified Kalman (MK) serta Combined Multilevel Quantization (CMQ) sehingga bisa dihasilkan secret key yang identik tanpa melalui tahap rekonsiliasi informasi. Hasil pengujian yang dilakukan menghasilkan 4 blok 128-bit data di lingkungan tanpa halangan serta 2 blok 128-bit data yang memiliki KDR sebesar 0 sehingga tidak memerlukan koreksi untuk mendapatkan secret key yang identik. Kontribusi ketiga dari disertasi ini adalah didapatkannya skema SKG Signal Strength Exchange (SSE) yang efisien dalam hal waktu komputasi dan overhead komunikasi dengan menggunakan metode Synchronized Quantization (SQ) sebagai bagian dari skema SKG SSE. Hasil yang didapat menunjukkan penurunan waktu komputasi menjadi sebesar 3.8% dan overhead komunikasi menjadi sebesar 34% skema yang eksisting. Kontribusi yang dihasilkan dalam disertasi ini diharapkan dapat menjadi salah satu solusi alternatif pembentukan kunci simetris yang tidak membutuhkan kompleksitas komputasi serta Trusted Third Party (TTP), sehingga cocok jika digunakan pada berbagai aplikasi IoT

Cyber Security and Critical Infrastructures 2nd Volume

The second volume of the book contains the manuscripts that were accepted for publication in the MDPI Special Topic "Cyber Security and Critical Infrastructure" after a rigorous peer-review process. Authors from academia, government and industry contributed their innovative solutions, consistent with the interdisciplinary nature of cybersecurity. The book contains 16 articles, including an editorial that explains the current challenges, innovative solutions and real-world experiences that include critical infrastructure and 15 original papers that present state-of-the-art innovative solutions to attacks on critical systems

Empowering vulnerable women by participatory design workshops

This contribution addresses the issue of homeless women’s empowerment through design workshops and according to the capability approach. The paper presents small, ordinary stories of women that experience being designers. Besides the professional label, being a designer means to approach reality from the transformative perspective of pursuing a positive change. It also translates in claiming the space for the expression of a personal vision of the world, within a cooperative environment. It enables to experiment innovative strategies to solve problems and to pursue self-determination in practical activities