Towards a System Theoretic Approach to Wireless Network Capacity in Finite Time and Space

In asymptotic regimes, both in time and space (network size), the derivation of network capacity results is grossly simplified by brushing aside queueing behavior in non-Jackson networks. This simplifying double-limit model, however, lends itself to conservative numerical results in finite regimes. To properly account for queueing behavior beyond a simple calculus based on average rates, we advocate a system theoretic methodology for the capacity problem in finite time and space regimes. This methodology also accounts for spatial correlations arising in networks with CSMA/CA scheduling and it delivers rigorous closed-form capacity results in terms of probability distributions. Unlike numerous existing asymptotic results, subject to anecdotal practical concerns, our transient one can be used in practical settings: for example, to compute the time scales at which multi-hop routing is more advantageous than single-hop routing

A Practical Hardware Implementation of Systemic Computation

It is widely accepted that natural computation, such as brain computation, is far superior to typical computational approaches addressing tasks such as learning and parallel processing. As conventional silicon-based technologies are about to reach their physical limits, researchers have drawn inspiration from nature to found new computational paradigms. Such a newly-conceived paradigm is Systemic Computation (SC). SC is a bio-inspired model of computation. It incorporates natural characteristics and defines a massively parallel non-von Neumann computer architecture that can model natural systems efficiently. This thesis investigates the viability and utility of a Systemic Computation hardware implementation, since prior software-based approaches have proved inadequate in terms of performance and flexibility. This is achieved by addressing three main research challenges regarding the level of support for the natural properties of SC, the design of its implied architecture and methods to make the implementation practical and efficient. Various hardware-based approaches to Natural Computation are reviewed and their compatibility and suitability, with respect to the SC paradigm, is investigated. FPGAs are identified as the most appropriate implementation platform through critical evaluation and the first prototype Hardware Architecture of Systemic computation (HAoS) is presented. HAoS is a novel custom digital design, which takes advantage of the inbuilt parallelism of an FPGA and the highly efficient matching capability of a Ternary Content Addressable Memory. It provides basic processing capabilities in order to minimize time-demanding data transfers, while the optional use of a CPU provides high-level processing support. It is optimized and extended to a practical hardware platform accompanied by a software framework to provide an efficient SC programming solution. The suggested platform is evaluated using three bio-inspired models and analysis shows that it satisfies the research challenges and provides an effective solution in terms of efficiency versus flexibility trade-off

Business Investigation Study For The Nordic Telemedicine Center Using Business Model Canvas and Monte Carlo Simulation

The eHealth industry has caught huge attention during the last decade especially in Nordic countries. The concept of telemedicine is becoming an essential factor in the healthcare sector owing to its advantageous edges that made remote diagnosis and monitoring become more viable. Such role that brought numerous patients’ cases within the reach of healthcare professionals, facilitated the continuous monitoring of their vital signs and kept records of their previous health history for better treatments. However, telemedicine projects –as any other type of projects– should possess a preliminary feasibility plan described in business terms to speculate the likelihood of failure or success based on the resources and the value proposition. Various worldwide approaches have been conducted in many countries to provide the suitable business frames for the telemedicine business model. One of the main objectives of the Nordic telemedicine Center (NTC) project is to establish a running center that operates and sustains itself even after the project period is concluded thus, a feasible business model is required. In this thesis, an approach is designed upon the business model Canvas structure. The proposed canvas is based on the Nordic telemedicine Center project’s resources and objectives. Nevertheless, the output canvas is assigned with a conducted Monte Carlo simulation to obtain some business insights relying on both real and assumed input data.fi=Opinnäytetyö kokotekstinä PDF-muodossa.|en=Thesis fulltext in PDF format.|sv=Lärdomsprov tillgängligt som fulltext i PDF-format

On Security and Privacy for Networked Information Society : Observations and Solutions for Security Engineering and Trust Building in Advanced Societal Processes

Our society has developed into a networked information society, in which all aspects of human life are interconnected via the Internet — the backbone through which a significant part of communications traffic is routed. This makes the Internet arguably the most important piece of critical infrastructure in the world. Securing Internet communications for everyone using it is extremely important, as the continuing growth of the networked information society relies upon fast, reliable and secure communications. A prominent threat to the security and privacy of Internet users is mass surveillance of Internet communications. The methods and tools used to implement mass surveillance capabilities on the Internet pose a danger to the security of all communications, not just the intended targets. When we continue to further build the networked information upon the unreliable foundation of the Internet we encounter increasingly complex problems,which are the main focus of this dissertation. As the reliance on communication technology grows in a society, so does the importance of information security. At this stage, information security issues become separated from the purely technological domain and begin to affect everyone in society. The approach taken in this thesis is therefore both technical and socio-technical. The research presented in this PhD thesis builds security in to the networked information society and provides parameters for further development of a safe and secure networked information society. This is achieved by proposing improvements on a multitude of layers. In the technical domain we present an efficient design flow for secure embedded devices that use cryptographic primitives in a resource-constrained environment, examine and analyze threats to biometric passport and electronic voting systems, observe techniques used to conduct mass Internet surveillance, and analyze the security of Finnish web user passwords. In the socio-technical domain we examine surveillance and how it affects the citizens of a networked information society, study methods for delivering efficient security education, examine what is essential security knowledge for citizens, advocate mastery over surveillance data by the targeted citizens in the networked information society, and examine the concept of forced trust that permeates all topics examined in this work.Yhteiskunta, jossa elämme, on muovautunut teknologian kehityksen myötä todelliseksi tietoyhteiskunnaksi. Monet verkottuneen tietoyhteiskunnan osa-alueet ovat kokeneet muutoksen tämän kehityksen seurauksena. Tämän muutoksen keskiössä on Internet: maailmanlaajuinen tietoverkko, joka mahdollistaa verkottuneiden laitteiden keskenäisen viestinnän ennennäkemättömässä mittakaavassa. Internet on muovautunut ehkä keskeisimmäksi osaksi globaalia viestintäinfrastruktuuria, ja siksi myös globaalin viestinnän turvaaminen korostuu tulevaisuudessa yhä enemmän. Verkottuneen tietoyhteiskunnan kasvu ja kehitys edellyttävät vakaan, turvallisen ja nopean viestintäjärjestelmän olemassaoloa. Laajamittainen tietoverkkojen joukkovalvonta muodostaa merkittävän uhan tämän järjestelmän vakaudelle ja turvallisuudelle. Verkkovalvonnan toteuttamiseen käytetyt menetelmät ja työkalut eivät vain anna mahdollisuutta tarkastella valvonnan kohteena olevaa viestiliikennettä, vaan myös vaarantavat kaiken Internet-liikenteen ja siitä riippuvaisen toiminnan turvallisuuden. Kun verkottunutta tietoyhteiskuntaa rakennetaan tämän kaltaisia valuvikoja ja haavoittuvuuksia sisältävän järjestelmän varaan, keskeinen uhkatekijä on, että yhteiskunnan ydintoiminnot ovat alttiina ulkopuoliselle vaikuttamiselle. Näiden uhkatekijöiden ja niiden taustalla vaikuttavien mekanismien tarkastelu on tämän väitöskirjatyön keskiössä. Koska työssä on teknisen sisällön lisäksi vahva yhteiskunnallinen elementti, tarkastellaan tiukan teknisen tarkastelun sijaan aihepiirä laajemmin myös yhteiskunnallisesta näkökulmasta. Tässä väitöskirjassa pyritään rakentamaan kokonaiskuvaa verkottuneen tietoyhteiskunnan turvallisuuteen, toimintaan ja vakauteen vaikuttavista tekijöistä, sekä tuomaan esiin uusia ratkaisuja ja avauksia eri näkökulmista. Työn tavoitteena on osaltaan mahdollistaa entistä turvallisemman verkottuneen tietoyhteiskunnan rakentaminen tulevaisuudessa. Teknisestä näkökulmasta työssä esitetään suunnitteluvuo kryptografisia primitiivejä tehokkaasti hyödyntäville rajallisen laskentatehon sulautetuviiille järjestelmille, analysoidaan biometrisiin passeihin, kansainväliseen passijärjestelmään, sekä sähköiseen äänestykseen kohdistuvia uhkia, tarkastellaan joukkovalvontaan käytettyjen tekniikoiden toimintaperiaatteita ja niiden aiheuttamia uhkia, sekä tutkitaan suomalaisten Internet-käyttäjien salasanatottumuksia verkkosovelluksissa. Teknis-yhteiskunnallisesta näkökulmasta työssä tarkastellaan valvonnan teoriaa ja perehdytään siihen, miten valvonta vaikuttaa verkottuneen tietoyhteiskunnan kansalaisiin. Lisäksi kehitetään menetelmiä parempaan tietoturvaopetukseen kaikilla koulutusasteilla, määritellään keskeiset tietoturvatietouden käsitteet, tarkastellaan mahdollisuutta soveltaa tiedon herruuden periaatetta verkottuneen tietoyhteiskunnan kansalaisistaan keräämän tiedon hallintaan ja käyttöön, sekä tutkitaan luottamuksen merkitystä yhteiskunnan ydintoimintojen turvallisuudelle ja toiminnalle, keskittyen erityisesti pakotetun luottamuksen vaikutuksiin