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    Configuration Management of Distributed Systems over Unreliable and Hostile Networks

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    Economic incentives of large criminal profits and the threat of legal consequences have pushed criminals to continuously improve their malware, especially command and control channels. This thesis applied concepts from successful malware command and control to explore the survivability and resilience of benign configuration management systems. This work expands on existing stage models of malware life cycle to contribute a new model for identifying malware concepts applicable to benign configuration management. The Hidden Master architecture is a contribution to master-agent network communication. In the Hidden Master architecture, communication between master and agent is asynchronous and can operate trough intermediate nodes. This protects the master secret key, which gives full control of all computers participating in configuration management. Multiple improvements to idempotent configuration were proposed, including the definition of the minimal base resource dependency model, simplified resource revalidation and the use of imperative general purpose language for defining idempotent configuration. Following the constructive research approach, the improvements to configuration management were designed into two prototypes. This allowed validation in laboratory testing, in two case studies and in expert interviews. In laboratory testing, the Hidden Master prototype was more resilient than leading configuration management tools in high load and low memory conditions, and against packet loss and corruption. Only the research prototype was adaptable to a network without stable topology due to the asynchronous nature of the Hidden Master architecture. The main case study used the research prototype in a complex environment to deploy a multi-room, authenticated audiovisual system for a client of an organization deploying the configuration. The case studies indicated that imperative general purpose language can be used for idempotent configuration in real life, for defining new configurations in unexpected situations using the base resources, and abstracting those using standard language features; and that such a system seems easy to learn. Potential business benefits were identified and evaluated using individual semistructured expert interviews. Respondents agreed that the models and the Hidden Master architecture could reduce costs and risks, improve developer productivity and allow faster time-to-market. Protection of master secret keys and the reduced need for incident response were seen as key drivers for improved security. Low-cost geographic scaling and leveraging file serving capabilities of commodity servers were seen to improve scaling and resiliency. Respondents identified jurisdictional legal limitations to encryption and requirements for cloud operator auditing as factors potentially limiting the full use of some concepts

    Multidisciplinary perspectives on Artificial Intelligence and the law

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    This open access book presents an interdisciplinary, multi-authored, edited collection of chapters on Artificial Intelligence (‘AI’) and the Law. AI technology has come to play a central role in the modern data economy. Through a combination of increased computing power, the growing availability of data and the advancement of algorithms, AI has now become an umbrella term for some of the most transformational technological breakthroughs of this age. The importance of AI stems from both the opportunities that it offers and the challenges that it entails. While AI applications hold the promise of economic growth and efficiency gains, they also create significant risks and uncertainty. The potential and perils of AI have thus come to dominate modern discussions of technology and ethics – and although AI was initially allowed to largely develop without guidelines or rules, few would deny that the law is set to play a fundamental role in shaping the future of AI. As the debate over AI is far from over, the need for rigorous analysis has never been greater. This book thus brings together contributors from different fields and backgrounds to explore how the law might provide answers to some of the most pressing questions raised by AI. An outcome of the Católica Research Centre for the Future of Law and its interdisciplinary working group on Law and Artificial Intelligence, it includes contributions by leading scholars in the fields of technology, ethics and the law.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

    LIPIcs, Volume 251, ITCS 2023, Complete Volume

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    LIPIcs, Volume 251, ITCS 2023, Complete Volum

    Rethink Digital Health Innovation: Understanding Socio-Technical Interoperability as Guiding Concept

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    Diese Dissertation sucht nach einem theoretischem Grundgerüst, um komplexe, digitale Gesundheitsinnovationen so zu entwickeln, dass sie bessere Erfolgsaussichten haben, auch in der alltäglichen Versorgungspraxis anzukommen. Denn obwohl es weder am Bedarf von noch an Ideen für digitale Gesundheitsinnovationen mangelt, bleibt die Flut an erfolgreich in der Praxis etablierten Lösungen leider aus. Dieser unzureichende Diffusionserfolg einer entwickelten Lösung - gern auch als Pilotitis pathologisiert - offenbart sich insbesondere dann, wenn die geplante Innovation mit größeren Ambitionen und Komplexität verbunden ist. Dem geübten Kritiker werden sofort ketzerische Gegenfragen in den Sinn kommen. Beispielsweise was denn unter komplexen, digitalen Gesundheitsinnovationen verstanden werden soll und ob es überhaupt möglich ist, eine universale Lösungsformel zu finden, die eine erfolgreiche Diffusion digitaler Gesundheitsinnovationen garantieren kann. Beide Fragen sind nicht nur berechtigt, sondern münden letztlich auch in zwei Forschungsstränge, welchen ich mich in dieser Dissertation explizit widme. In einem ersten Block erarbeite ich eine Abgrenzung jener digitalen Gesundheitsinnovationen, welche derzeit in Literatur und Praxis besondere Aufmerksamkeit aufgrund ihres hohen Potentials zur Versorgungsverbesserung und ihrer resultierenden Komplexität gewidmet ist. Genauer gesagt untersuche ich dominante Zielstellungen und welche Herausforderung mit ihnen einhergehen. Innerhalb der Arbeiten in diesem Forschungsstrang kristallisieren sich vier Zielstellungen heraus: 1. die Unterstützung kontinuierlicher, gemeinschaftlicher Versorgungsprozesse über diverse Leistungserbringer (auch als inter-organisationale Versorgungspfade bekannt); 2. die aktive Einbeziehung der Patient:innen in ihre Versorgungsprozesse (auch als Patient Empowerment oder Patient Engagement bekannt); 3. die Stärkung der sektoren-übergreifenden Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Versorgungpraxis bis hin zu lernenden Gesundheitssystemen und 4. die Etablierung daten-zentrierter Wertschöpfung für das Gesundheitswesen aufgrund steigender bzgl. Verfügbarkeit valider Daten, neuen Verarbeitungsmethoden (Stichwort Künstliche Intelligenz) sowie den zahlreichen Nutzungsmöglichkeiten. Im Fokus dieser Dissertation stehen daher weniger die autarken, klar abgrenzbaren Innovationen (bspw. eine Symptomtagebuch-App zur Beschwerdedokumentation). Vielmehr adressiert diese Doktorarbeit jene Innovationsvorhaben, welche eine oder mehrere der o.g. Zielstellung verfolgen, ein weiteres technologisches Puzzleteil in komplexe Informationssystemlandschaften hinzufügen und somit im Zusammenspiel mit diversen weiteren IT-Systemen zur Verbesserung der Gesundheitsversorgung und/ oder ihrer Organisation beitragen. In der Auseinandersetzung mit diesen Zielstellungen und verbundenen Herausforderungen der Systementwicklung rückte das Problem fragmentierter IT-Systemlandschaften des Gesundheitswesens in den Mittelpunkt. Darunter wird der unerfreuliche Zustand verstanden, dass unterschiedliche Informations- und Anwendungssysteme nicht wie gewünscht miteinander interagieren können. So kommt es zu Unterbrechungen von Informationsflüssen und Versorgungsprozessen, welche anderweitig durch fehleranfällige Zusatzaufwände (bspw. Doppeldokumentation) aufgefangen werden müssen. Um diesen Einschränkungen der Effektivität und Effizienz zu begegnen, müssen eben jene IT-System-Silos abgebaut werden. Alle o.g. Zielstellungen ordnen sich dieser defragmentierenden Wirkung unter, in dem sie 1. verschiedene Leistungserbringer, 2. Versorgungsteams und Patient:innen, 3. Wissenschaft und Versorgung oder 4. diverse Datenquellen und moderne Auswertungstechnologien zusammenführen wollen. Doch nun kommt es zu einem komplexen Ringschluss. Einerseits suchen die in dieser Arbeit thematisierten digitalen Gesundheitsinnovationen Wege zur Defragmentierung der Informationssystemlandschaften. Andererseits ist ihre eingeschränkte Erfolgsquote u.a. in eben jener bestehenden Fragmentierung begründet, die sie aufzulösen suchen. Mit diesem Erkenntnisgewinn eröffnet sich der zweite Forschungsstrang dieser Arbeit, der sich mit der Eigenschaft der 'Interoperabilität' intensiv auseinandersetzt. Er untersucht, wie diese Eigenschaft eine zentrale Rolle für Innovationsvorhaben in der Digital Health Domäne einnehmen soll. Denn Interoperabilität beschreibt, vereinfacht ausgedrückt, die Fähigkeit von zwei oder mehreren Systemen miteinander gemeinsame Aufgaben zu erfüllen. Sie repräsentiert somit das Kernanliegen der identifizierten Zielstellungen und ist Dreh- und Angelpunkt, wenn eine entwickelte Lösung in eine konkrete Zielumgebung integriert werden soll. Von einem technisch-dominierten Blickwinkel aus betrachtet, geht es hierbei um die Gewährleistung von validen, performanten und sicheren Kommunikationsszenarien, sodass die o.g. Informationsflussbrüche zwischen technischen Teilsystemen abgebaut werden. Ein rein technisches Interoperabilitätsverständnis genügt jedoch nicht, um die Vielfalt an Diffusionsbarrieren von digitalen Gesundheitsinnovationen zu umfassen. Denn beispielsweise das Fehlen adäquater Vergütungsoptionen innerhalb der gesetzlichen Rahmenbedingungen oder eine mangelhafte Passfähigkeit für den bestimmten Versorgungsprozess sind keine rein technischen Probleme. Vielmehr kommt hier eine Grundhaltung der Wirtschaftsinformatik zum Tragen, die Informationssysteme - auch die des Gesundheitswesens - als sozio-technische Systeme begreift und dabei Technologie stets im Zusammenhang mit Menschen, die sie nutzen, von ihr beeinflusst werden oder sie organisieren, betrachtet. Soll eine digitale Gesundheitsinnovation, die einen Mehrwert gemäß der o.g. Zielstellungen verspricht, in eine existierende Informationssystemlandschaft der Gesundheitsversorgung integriert werden, so muss sie aus technischen sowie nicht-technischen Gesichtspunkten 'interoperabel' sein. Zwar ist die Notwendigkeit von Interoperabilität in der Wissenschaft, Politik und Praxis bekannt und auch positive Bewegungen der Domäne hin zu mehr Interoperabilität sind zu verspüren. Jedoch dominiert dabei einerseits ein technisches Verständnis und andererseits bleibt das Potential dieser Eigenschaft als Leitmotiv für das Innovationsmanagement bislang weitestgehend ungenutzt. An genau dieser Stelle knüpft nun der Hauptbeitrag dieser Doktorarbeit an, in dem sie eine sozio-technische Konzeptualisierung und Kontextualisierung von Interoperabilität für künftige digitale Gesundheitsinnovationen vorschlägt. Literatur- und expertenbasiert wird ein Rahmenwerk erarbeitet - das Digital Health Innovation Interoperability Framework - das insbesondere Innovatoren und Innovationsfördernde dabei unterstützen soll, die Diffusionswahrscheinlichkeit in die Praxis zu erhöhen. Nun sind mit diesem Framework viele Erkenntnisse und Botschaften verbunden, die ich für diesen Prolog wie folgt zusammenfassen möchte: 1. Um die Entwicklung digitaler Gesundheitsinnovationen bestmöglich auf eine erfolgreiche Integration in eine bestimmte Zielumgebung auszurichten, sind die Realisierung eines neuartigen Wertversprechens sowie die Gewährleistung sozio-technischer Interoperabilität die zwei zusammenhängenden Hauptaufgaben eines Innovationsprozesses. 2. Die Gewährleistung von Interoperabilität ist eine aktiv zu verantwortende Managementaufgabe und wird durch projektspezifische Bedingungen sowie von externen und internen Dynamiken beeinflusst. 3. Sozio-technische Interoperabilität im Kontext digitaler Gesundheitsinnovationen kann über sieben, interdependente Ebenen definiert werden: Politische und regulatorische Bedingungen; Vertragsbedingungen; Versorgungs- und Geschäftsprozesse; Nutzung; Information; Anwendungen; IT-Infrastruktur. 4. Um Interoperabilität auf jeder dieser Ebenen zu gewährleisten, sind Strategien differenziert zu definieren, welche auf einem Kontinuum zwischen Kompatibilitätsanforderungen aufseiten der Innovation und der Motivation von Anpassungen aufseiten der Zielumgebung verortet werden können. 5. Das Streben nach mehr Interoperabilität fördert sowohl den nachhaltigen Erfolg der einzelnen digitalen Gesundheitsinnovation als auch die Defragmentierung existierender Informationssystemlandschaften und trägt somit zur Verbesserung des Gesundheitswesens bei. Zugegeben: die letzte dieser fünf Botschaften trägt eher die Färbung einer Überzeugung, als dass sie ein Ergebnis wissenschaftlicher Beweisführung ist. Dennoch empfinde ich diese, wenn auch persönliche Erkenntnis als Maxim der Domäne, der ich mich zugehörig fühle - der IT-Systementwicklung des Gesundheitswesens

    Mapping the Focal Points of WordPress: A Software and Critical Code Analysis

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    Programming languages or code can be examined through numerous analytical lenses. This project is a critical analysis of WordPress, a prevalent web content management system, applying four modes of inquiry. The project draws on theoretical perspectives and areas of study in media, software, platforms, code, language, and power structures. The applied research is based on Critical Code Studies, an interdisciplinary field of study that holds the potential as a theoretical lens and methodological toolkit to understand computational code beyond its function. The project begins with a critical code analysis of WordPress, examining its origins and source code and mapping selected vulnerabilities. An examination of the influence of digital and computational thinking follows this. The work also explores the intersection of code patching and vulnerability management and how code shapes our sense of control, trust, and empathy, ultimately arguing that a rhetorical-cultural lens can be used to better understand code\u27s controlling influence. Recurring themes throughout these analyses and observations are the connections to power and vulnerability in WordPress\u27 code and how cultural, processual, rhetorical, and ethical implications can be expressed through its code, creating a particular worldview. Code\u27s emergent properties help illustrate how human values and practices (e.g., empathy, aesthetics, language, and trust) become encoded in software design and how people perceive the software through its worldview. These connected analyses reveal cultural, processual, and vulnerability focal points and the influence these entanglements have concerning WordPress as code, software, and platform. WordPress is a complex sociotechnical platform worthy of further study, as is the interdisciplinary merging of theoretical perspectives and disciplines to critically examine code. Ultimately, this project helps further enrich the field by introducing focal points in code, examining sociocultural phenomena within the code, and offering techniques to apply critical code methods

    Archaeological palaeoenvironmental archives: challenges and potential

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    This Arts and Humanities Research Council (AHRC) sponsored collaborative doctoral project represents one of the most significant efforts to collate quantitative and qualitative data that can elucidate practices related to archaeological palaeoenvironmental archiving in England. The research has revealed that archived palaeoenvironmental remains are valuable resources for archaeological research and can clarify subjects that include the adoption and importation of exotic species, plant and insect invasion, human health and diet, and plant and animal husbandry practices. In addition to scientific research, archived palaeoenvironmental remains can provide evidence-based narratives of human resilience and climate change and offer evidence of the scientific process, making them ideal resources for public science engagement. These areas of potential have been realised at an imperative time; given that waterlogged palaeoenvironmental remains at significant sites such as Star Carr, Must Farm, and Flag Fen, archaeological deposits in towns and cities are at risk of decay due to climate change-related factors, and unsustainable agricultural practices. Innovative approaches to collecting and archiving palaeoenvironmental remains and maintaining existing archives will permit the creation of an accessible and thorough national resource that can service archaeologists and researchers in the related fields of biology and natural history. Furthermore, a concerted effort to recognise absences in archaeological archives, matched by an effort to supply these deficiencies, can produce a resource that can contribute to an enduring geographical and temporal record of England's biodiversity, which can be used in perpetuity in the face of diminishing archaeological and contemporary natural resources. To realise these opportunities, particular challenges must be overcome. The most prominent of these include inconsistent collection policies resulting from pressures associated with shortages in storage capacity and declining specialist knowledge in museums and repositories combined with variable curation practices. Many of these challenges can be resolved by developing a dedicated storage facility that can focus on the ongoing conservation and curation of palaeoenvironmental remains. Combined with an OASIS + module designed to handle and disseminate data pertaining to palaeoenvironmental archives, remains would be findable, accessible, and interoperable with biological archives and collections worldwide. Providing a national centre for curating palaeoenvironmental remains and a dedicated digital repository will require significant funding. Funding sources could be identified through collaboration with other disciplines. If sufficient funding cannot be identified, options that would require less financial investment, such as high-level archive audits and the production of guidance documents, will be able to assist all stakeholders with the improved curation, management, and promotion of the archived resource

    AI: Limits and Prospects of Artificial Intelligence

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    The emergence of artificial intelligence has triggered enthusiasm and promise of boundless opportunities as much as uncertainty about its limits. The contributions to this volume explore the limits of AI, describe the necessary conditions for its functionality, reveal its attendant technical and social problems, and present some existing and potential solutions. At the same time, the contributors highlight the societal and attending economic hopes and fears, utopias and dystopias that are associated with the current and future development of artificial intelligence

    Mining Butterflies in Streaming Graphs

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    This thesis introduces two main-memory systems sGrapp and sGradd for performing the fundamental analytic tasks of biclique counting and concept drift detection over a streaming graph. A data-driven heuristic is used to architect the systems. To this end, initially, the growth patterns of bipartite streaming graphs are mined and the emergence principles of streaming motifs are discovered. Next, the discovered principles are (a) explained by a graph generator called sGrow; and (b) utilized to establish the requirements for efficient, effective, explainable, and interpretable management and processing of streams. sGrow is used to benchmark stream analytics, particularly in the case of concept drift detection. sGrow displays robust realization of streaming growth patterns independent of initial conditions, scale and temporal characteristics, and model configurations. Extensive evaluations confirm the simultaneous effectiveness and efficiency of sGrapp and sGradd. sGrapp achieves mean absolute percentage error up to 0.05/0.14 for the cumulative butterfly count in streaming graphs with uniform/non-uniform temporal distribution and a processing throughput of 1.5 million data records per second. The throughput and estimation error of sGrapp are 160x higher and 0.02x lower than baselines. sGradd demonstrates an improving performance over time, achieves zero false detection rates when there is not any drift and when drift is already detected, and detects sequential drifts in zero to a few seconds after their occurrence regardless of drift intervals

    Children’s experiences of migration to the United Kingdom and adaptation in British primary schools: An Interpretative Phenomenological Analysis study

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    The United Kingdom (UK) is a culturally diverse society, which has witnessed an increase in migration over the years. Despite this, not enough is known about migrant children’s experiences from their perspective, particularly those in primary schools. This research explored first-generation migrant children’s experiences of migration to the UK and adaptation in primary schools. This study aimed to gain insight how children make sense of the migration process, and the role school plays in their adaptation. By providing an opportunity for children to tell their stories, the study also aimed to provide a platform for their voices to be heard. Seven migrant children, aged between 6 to 11, were recruited through purposive sampling from primary schools in an inner-London borough. Semi- structured interviews were used to collect data and interpreters were used where necessary. Drawings were incorporated in the interview process as a stimulus for discussion. The data collected was transcribed and analysed using Interpretative Phenomenological Analysis, to provide an in-depth exploration of individual children’s experiences, while also allowing for similarities and differences across their experiences to be explored. Five Group Experiential Themes were identified from participants’ experiences: ‘Migration: The Move, The Journey and Sense- Making’, ‘Life in the UK’, ‘Relationships: Loss, Changes and a Key to Adaptation’, ‘Adjusting to a New Linguistic Context’, ‘School Adaptation: Interconnection of Language, Social Factors and Learning’. Findings are presented then considered within the context of relevant literature and theoretical frameworks. Implications for migrant children and their families, schools and Educational Psychologists are discussed, alongside the study’s limitations and areas for future research
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