A Brief Comparison of Particle Swarm Optimization Algorithm and Firefly Algorithm

In this article, we try to present some optimization algorithms that are often used by researchers. Through the information contained in this article, the reader can know and understand the development and mechanism of optimization algorithms. The algorithms presented in this article include particle swarm optimization algorithm and firefly algorithm. We chose the swarm particles optimization algorithm and the firefly algorithm to discuss because both of these algorithms are widely used for various optimization problems. Both algorithms, particle optimization algorithms as well as the newer firefly algorithms, are well known today among researchers Furthermore, after knowing the mechanism and the difference of each optimization algorithm, it is expected the reader can choose the algorithm to be used as needed

Security and trust in cloud computing and IoT through applying obfuscation, diversification, and trusted computing technologies

Cloud computing and Internet of Things (IoT) are very widely spread and commonly used technologies nowadays. The advanced services offered by cloud computing have made it a highly demanded technology. Enterprises and businesses are more and more relying on the cloud to deliver services to their customers. The prevalent use of cloud means that more data is stored outside the organization’s premises, which raises concerns about the security and privacy of the stored and processed data. This highlights the significance of effective security practices to secure the cloud infrastructure. The number of IoT devices is growing rapidly and the technology is being employed in a wide range of sectors including smart healthcare, industry automation, and smart environments. These devices collect and exchange a great deal of information, some of which may contain critical and personal data of the users of the device. Hence, it is highly significant to protect the collected and shared data over the network; notwithstanding, the studies signify that attacks on these devices are increasing, while a high percentage of IoT devices lack proper security measures to protect the devices, the data, and the privacy of the users. In this dissertation, we study the security of cloud computing and IoT and propose software-based security approaches supported by the hardware-based technologies to provide robust measures for enhancing the security of these environments. To achieve this goal, we use obfuscation and diversification as the potential software security techniques. Code obfuscation protects the software from malicious reverse engineering and diversification mitigates the risk of large-scale exploits. We study trusted computing and Trusted Execution Environments (TEE) as the hardware-based security solutions. Trusted Platform Module (TPM) provides security and trust through a hardware root of trust, and assures the integrity of a platform. We also study Intel SGX which is a TEE solution that guarantees the integrity and confidentiality of the code and data loaded onto its protected container, enclave. More precisely, through obfuscation and diversification of the operating systems and APIs of the IoT devices, we secure them at the application level, and by obfuscation and diversification of the communication protocols, we protect the communication of data between them at the network level. For securing the cloud computing, we employ obfuscation and diversification techniques for securing the cloud computing software at the client-side. For an enhanced level of security, we employ hardware-based security solutions, TPM and SGX. These solutions, in addition to security, ensure layered trust in various layers from hardware to the application. As the result of this PhD research, this dissertation addresses a number of security risks targeting IoT and cloud computing through the delivered publications and presents a brief outlook on the future research directions.Pilvilaskenta ja esineiden internet ovat nykyään hyvin tavallisia ja laajasti sovellettuja tekniikkoja. Pilvilaskennan pitkälle kehittyneet palvelut ovat tehneet siitä hyvin kysytyn teknologian. Yritykset enenevässä määrin nojaavat pilviteknologiaan toteuttaessaan palveluita asiakkailleen. Vallitsevassa pilviteknologian soveltamistilanteessa yritykset ulkoistavat tietojensa käsittelyä yrityksen ulkopuolelle, minkä voidaan nähdä nostavan esiin huolia taltioitavan ja käsiteltävän tiedon turvallisuudesta ja yksityisyydestä. Tämä korostaa tehokkaiden turvallisuusratkaisujen merkitystä osana pilvi-infrastruktuurin turvaamista. Esineiden internet -laitteiden lukumäärä on nopeasti kasvanut. Teknologiana sitä sovelletaan laajasti monilla sektoreilla, kuten älykkäässä terveydenhuollossa, teollisuusautomaatiossa ja älytiloissa. Sellaiset laitteet keräävät ja välittävät suuria määriä informaatiota, joka voi sisältää laitteiden käyttäjien kannalta kriittistä ja yksityistä tietoa. Tästä syystä johtuen on erittäin merkityksellistä suojata verkon yli kerättävää ja jaettavaa tietoa. Monet tutkimukset osoittavat esineiden internet -laitteisiin kohdistuvien tietoturvahyökkäysten määrän olevan nousussa, ja samaan aikaan suuri osuus näistä laitteista ei omaa kunnollisia teknisiä ominaisuuksia itse laitteiden tai niiden käyttäjien yksityisen tiedon suojaamiseksi. Tässä väitöskirjassa tutkitaan pilvilaskennan sekä esineiden internetin tietoturvaa ja esitetään ohjelmistopohjaisia tietoturvalähestymistapoja turvautumalla osittain laitteistopohjaisiin teknologioihin. Esitetyt lähestymistavat tarjoavat vankkoja keinoja tietoturvallisuuden kohentamiseksi näissä konteksteissa. Tämän saavuttamiseksi työssä sovelletaan obfuskaatiota ja diversifiointia potentiaalisiana ohjelmistopohjaisina tietoturvatekniikkoina. Suoritettavan koodin obfuskointi suojaa pahantahtoiselta ohjelmiston takaisinmallinnukselta ja diversifiointi torjuu tietoturva-aukkojen laaja-alaisen hyödyntämisen riskiä. Väitöskirjatyössä tutkitaan luotettua laskentaa ja luotettavan laskennan suoritusalustoja laitteistopohjaisina tietoturvaratkaisuina. TPM (Trusted Platform Module) tarjoaa turvallisuutta ja luottamuksellisuutta rakentuen laitteistopohjaiseen luottamukseen. Pyrkimyksenä on taata suoritusalustan eheys. Työssä tutkitaan myös Intel SGX:ää yhtenä luotettavan suorituksen suoritusalustana, joka takaa suoritettavan koodin ja datan eheyden sekä luottamuksellisuuden pohjautuen suojatun säiliön, saarekkeen, tekniseen toteutukseen. Tarkemmin ilmaistuna työssä turvataan käyttöjärjestelmä- ja sovellusrajapintatasojen obfuskaation ja diversifioinnin kautta esineiden internet -laitteiden ohjelmistokerrosta. Soveltamalla samoja tekniikoita protokollakerrokseen, työssä suojataan laitteiden välistä tiedonvaihtoa verkkotasolla. Pilvilaskennan turvaamiseksi työssä sovelletaan obfuskaatio ja diversifiointitekniikoita asiakaspuolen ohjelmistoratkaisuihin. Vankemman tietoturvallisuuden saavuttamiseksi työssä hyödynnetään laitteistopohjaisia TPM- ja SGX-ratkaisuja. Tietoturvallisuuden lisäksi nämä ratkaisut tarjoavat monikerroksisen luottamuksen rakentuen laitteistotasolta ohjelmistokerrokseen asti. Tämän väitöskirjatutkimustyön tuloksena, osajulkaisuiden kautta, vastataan moniin esineiden internet -laitteisiin ja pilvilaskentaan kohdistuviin tietoturvauhkiin. Työssä esitetään myös näkemyksiä jatkotutkimusaiheista

Evaluation Methodologies in Software Protection Research

Man-at-the-end (MATE) attackers have full control over the system on which the attacked software runs, and try to break the confidentiality or integrity of assets embedded in the software. Both companies and malware authors want to prevent such attacks. This has driven an arms race between attackers and defenders, resulting in a plethora of different protection and analysis methods. However, it remains difficult to measure the strength of protections because MATE attackers can reach their goals in many different ways and a universally accepted evaluation methodology does not exist. This survey systematically reviews the evaluation methodologies of papers on obfuscation, a major class of protections against MATE attacks. For 572 papers, we collected 113 aspects of their evaluation methodologies, ranging from sample set types and sizes, over sample treatment, to performed measurements. We provide detailed insights into how the academic state of the art evaluates both the protections and analyses thereon. In summary, there is a clear need for better evaluation methodologies. We identify nine challenges for software protection evaluations, which represent threats to the validity, reproducibility, and interpretation of research results in the context of MATE attacks

Comparison of Multi-objective Optimization Algorithms for the JShadObf JavaScript Obfuscator

With the advent of the Cloud Computing (CC) paradigm and the explosion of new Web Services proposed over the Internet (such as Google Office Apps, Dropbox or Doodle), the protection of the programs at the heart of these services becomes more and more crucial, especially for the companies making business on top of these services. The majority of these services are now using the JavaScript programming language to interact with the user as all modern web browsers – either on desktops, game consoles, tablets or smart phones – include JavaScript interpreters making it the most ubiquitous programming language in history. This context renew the interest of obfuscation techniques, i.e. to render a program "unintelligible" without altering its functionality. The objective is to prevent the reverse-engineering on the program for a certain period of time – an absolute protection by this way being unrealistic since stand-alone obfuscation for arbitrary programs has been proven impossible in 2001. In [11], we have presented JSHADOBF, an obfuscation framework based on evolutionary heuristics designed to optimize for a given input JavaScript program, the sequence of transformations that should be applied to the source code to improve its obfuscation capacity. Measuring this capacity is based on the combination of several metrics optimized simultaneously with Multi-Objective Evolutionary Algorithms (MOEAs). In this paper, we extend and complete the experiments made around JSHADOBF to ana- lyze the impact of the underlying Multi-Objective Evolutionary Algorithms (MOEAs) algorithm onto the obfuscation process. In particular, we compare the performances of NSGA-II and MOEAD (two reference algorithms in the optimization domain) on top of JSHADOBF to first obfuscate a pedagogical program inherited from linear algebra, then one of the most popular and widely used JavaScript library: JQuery