Experience with Process Modeling in the Marvel Software Development Environment Kernel

We have been working for several years on rule-based process modeling and the implementation of such models as part of the foundation for software development environments. We have defined a kernel, called MARVEL, for such an architecture and implemented several successive versions of the kernel and several small environments using the kernel. We have evaluated our results to date, and discovered several significant flaws and delineated several important open problems. Although the details are specific to rule-based process modeling, we believe that our insights will be valuable to other researchers and developers contemplating process modeling mechanisms

Experience with Process Modeling in the Marvel Software Development Environment Kernel

We have been working for several years on rule-based process modeling and the implementation of such models as part of the foundation for software development environments. We have defined a kernel, called MARVEL, for such an architecture and implemented several successive versions of the kernel and several small environments using the kernel. We have evaluated our results to date, and discovered several significant flaws and delineated several important open problems. Although the details are specific to rule-based process modeling, we believe that our insights will be valuable to other researchers and developers contemplating process modeling mechanisms

Hammering towards QED

This paper surveys the emerging methods to automate reasoning over large libraries developed with formal proof assistants. We call these methods hammers. They give the authors of formal proofs a strong “one-stroke” tool for discharging difficult lemmas without the need for careful and detailed manual programming of proof search. The main ingredients underlying this approach are efficient automatic theorem provers that can cope with hundreds of axioms, suitable translations of the proof assistant’s logic to the logic of the automatic provers, heuristic and learning methods that select relevant facts from large libraries, and methods that reconstruct the automatically found proofs inside the proof assistants. We outline the history of these methods, explain the main issues and techniques, and show their strength on several large benchmarks. We also discuss the relation of this technology to the QED Manifesto and consider its implications for QED-like efforts.Blanchette’s Sledgehammer research was supported by the Deutsche Forschungs- gemeinschaft projects Quis Custodiet (grants NI 491/11-1 and NI 491/11-2) and Hardening the Hammer (grant NI 491/14-1). Kaliszyk is supported by the Austrian Science Fund (FWF) grant P26201. Sledgehammer was originally supported by the UK’s Engineering and Physical Sciences Research Council (grant GR/S57198/01). Urban’s work was supported by the Marie-Curie Outgoing International Fellowship project AUTOKNOMATH (grant MOIF-CT-2005-21875) and by the Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO) project Knowledge-based Automated Reasoning (grant 612.001.208).This is the final published version. It first appeared at http://jfr.unibo.it/article/view/4593/5730?acceptCookies=1

Towards More Effective Traffic Analysis in the Tor Network.

University of Minnesota Ph.D. dissertation. February 2021. Major: Computer Science. Advisor: Nicholas Hopper. 1 computer file (PDF); xiii, 161 pages.Tor is perhaps the most well-known anonymous network, used by millions of daily users to hide their sensitive internet activities from servers, ISPs, and potentially, nation-state adversaries. Tor provides low-latency anonymity by routing traffic through a series of relays using layered encryption to prevent any single entity from learning the source and destination of a connection through the content alone. Nevertheless, in low-latency anonymity networks, the timing and volume of traffic sent between the network and end systems (clients and servers) can be used for traffic analysis. For example, recent work applying traffic analysis to Tor has focused on website fingerprinting, which can allow an attacker to identify which website a client has downloaded based on the traffic between the client and the entry relay. Along with website fingerprinting, end-to-end flow correlation attacks have been recognized as the core traffic analysis in Tor. This attack assumes that an adversary observes traffic flows entering the network (Tor flow) and leaving the network (exit flow) and attempts to correlate these flows by pairing each user with a likely destination. The research in this thesis explores the extent to which the traffic analysis technique can be applied to more sophisticated fingerprinting scenarios using state-of-the-art machine-learning algorithms and deep learning techniques. The thesis breaks down four research problems. First, the applicability of machine-learning-based website fingerprinting is examined to a search query keyword fingerprinting and improve the applicability by discovering new features. Second, a variety of fingerprinting applications are introduced using deep-learning-based website fingerprinting. Third, the work presents data-limited fingerprinting by leveraging a generative deep-learning technique called a generative adversarial network that can be optimized in scenarios with limited amounts of training data. Lastly, a novel deep-learning architecture and training strategy are proposed to extract features of highly correlated Tor and exit flow pairs, which will reduce the number of false positives between pairs of flows

Data Analytics and Knowledge Discovery for Root Cause Analysis in LTE Self-Organizing Networks.

En las últimas décadas, las redes móviles han cobrado cada vez más importancia en el mundo de las telecomunicaciones. Lo que empezó con el objetivo de dar un servicio de voz a nivel global, ha tomado recientemente la direcci\'on de convertirse en un servicio casi exclusivo de datos en banda ancha, dando lugar a la red LTE. Como consecuencia de la continua aparición de nuevos servicios, los usuarios demandan cada vez redes con mayor capacidad, mejor calidad de servicio y a precios menores. Esto provoca una dura competición entre los operadores, que necesitan reducir costes y cortes en el servicio causados por trabajos de mejora o problemas. Para este fin, las redes autoorganizadas SON (Self-Organizing Network) proporcionan herramientas para la automatización de las tareas de operación y mantenimiento, haciéndolas más rápidas y mantenibles por pequeños equipos de expertos. Las funcionalidades SON se dividen en tres grupos principales: autoconfiguración (Self-configuration, los elementos nuevos se configuran de forma automática), autooptimización (Self-optimization, los parámetros de la red se actualizan de forma automática para dar el mejor servicio posible) y autocuración (Self-healing, la red se recupera automáticamente de problemas). En el ambiente competitivo de las redes móviles, los cortes de servicio provocados por problemas en la red causan un gran coste de oportunidad, dado que afectan a la experiencia de usuario. Self-healing es la función SON que se encarga de la automatización de la resolución de problemas. El objetivo principal de Self-healing es reducir el tiempo que dura la resolución de un problema y liberar a los expertos de tareas repetitivas. Self-healing tiene cuatro procesos principales: detección (identificar que los usuarios tienen problemas en una celda), compensación (redirigir los recursos de la red para cubrir a los usuarios afectados), diagnosis (encontrar la causa de dichos problemas) y recuperación (realizar las acciones necesarias para devolver los elementos afectados a su operación normal). De todas las funcionalidades SON, Self-healing (especialmente la función de diagnosis) es la que constituye el mayor desafío, dada su complejidad, y por tanto, es la que menos se ha desarrollado. No hay sistemas comerciales que hagan una diagnosis automática con la suficiente fiabilidad para convencer a los operadores de red. Esta falta de desarrollo se debe a la ausencia de información necesaria para el diseño de sistemas de diagnosis automática. No hay bases de datos que recojan datos de rendimiento de la red en casos problemáticos y los etiqueten con la causa del problema que puedan ser estudiados para encontrar los mejores algoritmos de tratamiento de datos. A pesar de esto, se han propuesto soluciones basadas en la Inteligencia Artificial (IA) para la diagnosis, tomando como punto de partida la limitada información disponible. Estos algoritmos a su vez necesitan ser entrenados con datos realistas. Nuevamente, dado que no hay bases de datos de problemas reales, los datos de entrenamiento suelen ser extraídos de simulaciones, lo cual les quita realismo. La causa de la falta de datos es que los expertos en resolución de problemas no registran los casos conforme los van solucionando. En el ambiente competitivo en el que trabajan, su tiempo es un recurso limitado que debe ser utilizado para resolver problemas y no para registrarlos. En el caso en que tales bases de datos fueran recogidas, un aspecto importante a tener en cuenta es que el volumen, variabilidad y velocidad de generación de los datos hacen que éste sea considerado un problema Big Data. El problema principal de los sistemas de diagnosis automática es la falta de conocimiento experto. Para resolver esto, el conocimiento experto debe convertirse a un formato utilizable. Este proceso se conoce como adquisición del conocimiento. Hay dos aproximaciones a la adquisición del conocimiento: manual(a través de entrevistas o con la implicación de los expertos en el desarrollo) o a través de la analítica de datos (minería de datos en bases de datos que contienen el resultado del trabajo de los expertos). Esta tesis estudia la aproximación de la analítica de datos, utilizando las técnicas KDD (Knowledge Discovery and Datamining). Para que esta aproximación pueda ser utilizada, se requiere la existencia de una base de datos de casos reales de fallo, lo cual es un gran desafío. La visión general de esta tesis es una plataforma en la que cada vez que un experto diagnostica un problema en la red, éste puede reportarlo con un esfuerzo mínimo y almacenarlo en el sistema. La parte central de este sistema es un algoritmo de diagnosis (en esta tesis un controlador de lógica borrosa) que evoluciona y mejora aprendiendo de cada nuevo ejemplo, hasta llegar al punto en el que los expertos pueden confiar en su precisión para los problemas más comunes. Cada vez que surja un nuevo problema, se añadirá a la base de datos del sistema, incrementando así aún más su potencia. El fin es liberar a los expertos de tareas repetitivas, de modo que puedan dedicar su tiempo a desafíos cuya resolución sea más gratificante. Por tanto, el primer objetivo de esta tesis es la colección de una base de datos de casos reales de fallos. Para ello, se diseña una interfaz de usuario para la recolección de datos teniendo en cuenta como requisito prioritario la facilidad de uso. Una vez que se dispone de datos recogidos, se analizarán para comprender mejor sus propiedades y obtener la información necesaria para el diseño de los algoritmos de analítica de datos. Otro objetivo de esta tesis es la creación de un modelo de fallos de LTE, encontrando las relaciones entre el rendimiento de la red y la ocurrencia de los problemas. La adquisición del conocimiento se realiza mediante la aplicación de algoritmos de analítica sobre los datos recogidos. Se diseña un proceso KDD que extrae los parámetros de un controlador de lógica borrosa y se aplica sobre la base de datos recogida. Finalmente, esta tesis también tiene como objetivo realizar un análisis de los aspectos Big Data de las funciones Self-healing, y tenerlos en cuenta a la hora de diseñar los algoritmos

Validating reasoning heuristics using next generation theorem provers

The specification of enterprise information systems using formal specification languages enables the formal verification of these systems. Reasoning about the properties of a formal specification is a tedious task that can be facilitated much through the use of an automated reasoner. However, set theory is a corner stone of many formal specification languages and poses demanding challenges to automated reasoners. To this end a number of heuristics has been developed to aid the Otter theorem prover in finding short proofs for set-theoretic problems. This dissertation investigates the applicability of these heuristics to next generation theorem provers.ComputingM.Sc. (Computer Science

Communicative humanoids : a computational model of psychosocial dialogue skills

Thesis (Ph. D.)--Massachusetts Institute of Technology, Program in Media Arts & Sciences, 1996.Includes bibliographical references (p. [223]-238).Kristinn Rúnar Thórisson.Ph.D

Deduction-Based Software Component Retrieval

Deduction-based software component retrieval is a software reuse technique that uses formal specifications as component descriptors and as search keys; matching components are identified using an automated theorem prover. This dissertation contains a detailed theoretical investigation of the concept as well as the first substantial experimental evaluation of its technical feasibility.Deduktionsbasiertes Kompenentenretrieval ist eine Softwarereusetechnik, in der formale Spezifikationen zur Beschreibung von Komponenten sowie als Anfragen verwendet werden; passende Komponenten werden mit Hilfe eines automatischen Theorembeweisers ermittelt. Diese Arbeit enthält eine detaillierte theoretische Untersuchung dieses Konzeptes und die erste ausführliche experimentelle Evaluierung seiner technischen Realisierbarkeit

Explanatory Publics: Explainability and Democratic Thought

In order to legitimate and defend democratic politics under conditions of computational capital, my aim is to contribute a notion of what I am calling explanatory publics. I will explore what is at stake when we question the social and political effects of the disruptive technologies, networks and values that are hidden within the "black boxes" of computational systems. By "explanatory publics", I am gesturing to the need for frameworks of knowledge - whether social, political, technical, economic, or cultural - to be justified through a social right to explanation. That is, for a polity to be considered democratic, it must ensure that its citizens are able to develop a capacity for explanatory thought (in addition to other capacities), and, thereby, able to question ideas, practices, and institutions in society. This is to extend the notion of a public sphere where citizens are able to question ideas, practices, and institutions in society more generally. But it also adds the corollary that citizens can demand explanatory accounts from institutions and, crucially, the digital technologies that they use.Comment: 22 page