Untersuchungen zur Risikominimierungstechnik Stealth Computing für verteilte datenverarbeitende Software-Anwendungen mit nutzerkontrollierbar zusicherbaren Eigenschaften

Die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Anwendungen, welche schutzwürdige Daten verarbeiten, lässt sich durch die geschützte Verlagerung in die Cloud mit einer Kombination aus zielgrößenabhängiger Datenkodierung, kontinuierlicher mehrfacher Dienstauswahl, dienstabhängiger optimierter Datenverteilung und kodierungsabhängiger Algorithmen deutlich erhöhen und anwenderseitig kontrollieren. Die Kombination der Verfahren zu einer anwendungsintegrierten Stealth-Schutzschicht ist eine notwendige Grundlage für die Konstruktion sicherer Anwendungen mit zusicherbaren Sicherheitseigenschaften im Rahmen eines darauf angepassten Softwareentwicklungsprozesses.:1 Problemdarstellung 1.1 Einführung 1.2 Grundlegende Betrachtungen 1.3 Problemdefinition 1.4 Einordnung und Abgrenzung 2 Vorgehensweise und Problemlösungsmethodik 2.1 Annahmen und Beiträge 2.2 Wissenschaftliche Methoden 2.3 Struktur der Arbeit 3 Stealth-Kodierung für die abgesicherte Datennutzung 3.1 Datenkodierung 3.2 Datenverteilung 3.3 Semantische Verknüpfung verteilter kodierter Daten 3.4 Verarbeitung verteilter kodierter Daten 3.5 Zusammenfassung der Beiträge 4 Stealth-Konzepte für zuverlässige Dienste und Anwendungen 4.1 Überblick über Plattformkonzepte und -dienste 4.2 Netzwerkmultiplexerschnittstelle 4.3 Dateispeicherschnittstelle 4.4 Datenbankschnittstelle 4.5 Stromspeicherdienstschnittstelle 4.6 Ereignisverarbeitungsschnittstelle 4.7 Dienstintegration 4.8 Entwicklung von Anwendungen 4.9 Plattformäquivalente Cloud-Integration sicherer Dienste und Anwendungen 4.10 Zusammenfassung der Beiträge 5 Szenarien und Anwendungsfelder 5.1 Online-Speicherung von Dateien mit Suchfunktion 5.2 Persönliche Datenanalyse 5.3 Mehrwertdienste für das Internet der Dinge 6 Validierung 6.1 Infrastruktur für Experimente 6.2 Experimentelle Validierung der Datenkodierung 6.3 Experimentelle Validierung der Datenverteilung 6.4 Experimentelle Validierung der Datenverarbeitung 6.5 Funktionstüchtigkeit und Eigenschaften der Speicherdienstanbindung 6.6 Funktionstüchtigkeit und Eigenschaften der Speicherdienstintegration 6.7 Funktionstüchtigkeit und Eigenschaften der Datenverwaltung 6.8 Funktionstüchtigkeit und Eigenschaften der Datenstromverarbeitung 6.9 Integriertes Szenario: Online-Speicherung von Dateien 6.10 Integriertes Szenario: Persönliche Datenanalyse 6.11 Integriertes Szenario: Mobile Anwendungen für das Internet der Dinge 7 Zusammenfassung 7.1 Zusammenfassung der Beiträge 7.2 Kritische Diskussion und Bewertung 7.3 Ausblick Verzeichnisse Tabellenverzeichnis Abbildungsverzeichnis Listings Literaturverzeichnis Symbole und Notationen Software-Beiträge für native Cloud-Anwendungen Repositorien mit ExperimentdatenThe security and reliability of applications processing sensitive data can be significantly increased and controlled by the user by a combination of techniques. These encompass a targeted data coding, continuous multiple service selection, service-specific optimal data distribution and coding-specific algorithms. The combination of the techniques towards an application-integrated stealth protection layer is a necessary precondition for the construction of safe applications with guaranteeable safety properties in the context of a custom software development process.:1 Problemdarstellung 1.1 Einführung 1.2 Grundlegende Betrachtungen 1.3 Problemdefinition 1.4 Einordnung und Abgrenzung 2 Vorgehensweise und Problemlösungsmethodik 2.1 Annahmen und Beiträge 2.2 Wissenschaftliche Methoden 2.3 Struktur der Arbeit 3 Stealth-Kodierung für die abgesicherte Datennutzung 3.1 Datenkodierung 3.2 Datenverteilung 3.3 Semantische Verknüpfung verteilter kodierter Daten 3.4 Verarbeitung verteilter kodierter Daten 3.5 Zusammenfassung der Beiträge 4 Stealth-Konzepte für zuverlässige Dienste und Anwendungen 4.1 Überblick über Plattformkonzepte und -dienste 4.2 Netzwerkmultiplexerschnittstelle 4.3 Dateispeicherschnittstelle 4.4 Datenbankschnittstelle 4.5 Stromspeicherdienstschnittstelle 4.6 Ereignisverarbeitungsschnittstelle 4.7 Dienstintegration 4.8 Entwicklung von Anwendungen 4.9 Plattformäquivalente Cloud-Integration sicherer Dienste und Anwendungen 4.10 Zusammenfassung der Beiträge 5 Szenarien und Anwendungsfelder 5.1 Online-Speicherung von Dateien mit Suchfunktion 5.2 Persönliche Datenanalyse 5.3 Mehrwertdienste für das Internet der Dinge 6 Validierung 6.1 Infrastruktur für Experimente 6.2 Experimentelle Validierung der Datenkodierung 6.3 Experimentelle Validierung der Datenverteilung 6.4 Experimentelle Validierung der Datenverarbeitung 6.5 Funktionstüchtigkeit und Eigenschaften der Speicherdienstanbindung 6.6 Funktionstüchtigkeit und Eigenschaften der Speicherdienstintegration 6.7 Funktionstüchtigkeit und Eigenschaften der Datenverwaltung 6.8 Funktionstüchtigkeit und Eigenschaften der Datenstromverarbeitung 6.9 Integriertes Szenario: Online-Speicherung von Dateien 6.10 Integriertes Szenario: Persönliche Datenanalyse 6.11 Integriertes Szenario: Mobile Anwendungen für das Internet der Dinge 7 Zusammenfassung 7.1 Zusammenfassung der Beiträge 7.2 Kritische Diskussion und Bewertung 7.3 Ausblick Verzeichnisse Tabellenverzeichnis Abbildungsverzeichnis Listings Literaturverzeichnis Symbole und Notationen Software-Beiträge für native Cloud-Anwendungen Repositorien mit Experimentdate

Ein komponentenbasiertes Meta-Modell kontextabhängiger Adaptionsgraphen für mobile und ubiquitäre Anwendungen

Gegenwärtige Infrastrukturen für verteilte Dienste und Anwendungen, insbesondere das Internet, entwickeln sich zunehmend zu mobilen verteilten Systemen. Durch die Integration drahtloser Netze, mobiler bzw. dedizierter Endgeräte und nicht zuletzt durch die Mobilität der Benutzer steigt die Heterogenität und Dynamik der Systeme hinsichtlich der eingesetzten Endgeräte, Kommunikationstechnologien sowie Benutzeranforderungen und Anwendungssituationen. Diese Eigenschaften sind mobilen Systemen inhärent und bleiben trotz der fortschreitenden Entwicklung der Technologien bestehen. Daraus resultieren spezifische Anforderungen an Anwendungen und Dienste, denen insbesondere die Softwareentwicklung Rechnung tragen muss. In der vorliegenden Arbeit wird die Adaptivität von Softwaresystemen als wesentlicher Lösungsansatz für mobile verteilte Infrastrukturen thematisiert. Dazu werden wesentliche Mechanismen zur Adaption sowie der Überschneidungsbereich von Adaptionsmechanismen, "Context-Awareness" und Softwareentwicklung untersucht. Ziel ist es, Erkenntnisse über Basismechanismen und Grundprinzipien der Adaption zu gewinnen und diese zur systematischen Entwicklung adaptiver Anwendungen auszunutzen. Aus der Analyse des State-of-the-Art werden als erstes wichtiges Ergebnis der Arbeit wesentliche Basismechanismen zur Adaption identifiziert, umfassend klassifiziert und hinsichtlich eines Einsatzes in mobilen verteilten Infrastrukturen bewertet. Auf dieser Grundlage wird ein Meta-Modell zur systematischen Entwicklung adaptiver Anwendungen erarbeitet. Dieses erlaubt die Beschreibung adaptiver Anwendungen durch die Komposition von Basismechanismen zur Struktur- und Parameteradaption. Die Steuerung der Adaption durch Kontext und Meta-Informationen kann explizit beschrieben werden. Das Meta-Modell kann Entwickler beim Entwurf adaptiver Anwendungen unterstützen, stellt aber auch einen Ausgangspunkt für deren Analyse und Validierung sowie zur Kodegenerierung dar. Durch die explizite Beschreibung der verwendeten Adaptionsmechanismen und deren Abhängigkeiten von Kontext können Anwendungsmodelle außerdem zur Dokumentation verwendet werden. Im Rahmen der Validierung konnte die Integrierbarkeit der Basismechanismen und die flexible Anwendbarkeit des Modells zur systematischen Entwicklung adaptiver Anwendungen nachgewiesen werden