Resilient and Scalable Android Malware Fingerprinting and Detection

Malicious software (Malware) proliferation reaches hundreds of thousands daily. The manual analysis of such a large volume of malware is daunting and time-consuming. The diversity of targeted systems in terms of architecture and platforms compounds the challenges of Android malware detection and malware in general. This highlights the need to design and implement new scalable and robust methods, techniques, and tools to detect Android malware. In this thesis, we develop a malware fingerprinting framework to cover accurate Android malware detection and family attribution. In this context, we emphasize the following: (i) the scalability over a large malware corpus; (ii) the resiliency to common obfuscation techniques; (iii) the portability over different platforms and architectures. In the context of bulk and offline detection on the laboratory/vendor level: First, we propose an approximate fingerprinting technique for Android packaging that captures the underlying static structure of the Android apps. We also propose a malware clustering framework on top of this fingerprinting technique to perform unsupervised malware detection and grouping by building and partitioning a similarity network of malicious apps. Second, we propose an approximate fingerprinting technique for Android malware's behavior reports generated using dynamic analyses leveraging natural language processing techniques. Based on this fingerprinting technique, we propose a portable malware detection and family threat attribution framework employing supervised machine learning techniques. Third, we design an automatic framework to produce intelligence about the underlying malicious cyber-infrastructures of Android malware. We leverage graph analysis techniques to generate relevant, actionable, and granular intelligence that can be used to identify the threat effects induced by malicious Internet activity associated to Android malicious apps. In the context of the single app and online detection on the mobile device level, we further propose the following: Fourth, we design a portable and effective Android malware detection system that is suitable for deployment on mobile and resource constrained devices, using machine learning classification on raw method call sequences. Fifth, we elaborate a framework for Android malware detection that is resilient to common code obfuscation techniques and adaptive to operating systems and malware change overtime, using natural language processing and deep learning techniques. We also evaluate the portability of the proposed techniques and methods beyond Android platform malware, as follows: Sixth, we leverage the previously elaborated techniques to build a framework for cross-platform ransomware fingerprinting relying on raw hybrid features in conjunction with advanced deep learning techniques

Building resilience for social-ecological sustainability in Atlantic Europe

This thesis argues that complex adaptive social–ecological systems (SES) theory has important implications for the design of integrated ocean and coastal governance in the EU. Traditional systems of governance have struggled to deal with the global changes, complexity and uncertainties that challenge a transition towards sustainability in Europe’s maritime macro-regions. There is an apparent disconnect between governance strategies for sustainability in Europe’s maritime macro-regions and a sound theoretical basis for them. My premise is that the design of governance architecture for maritime regional sustainability should be informed by SES theory. Therefore, the aim of this research was to gain insight into a multilevel adaptive governance architecture that combines notions of sustainability and development in the context of the Atlantic Europe maritime macro-region. The central research question asked whether it is possible to achieve this insight by using a SES as a framework and analytical tool. This research adopted social ecology and sustainability science as a foundation for understanding society–nature relations. Concepts from complex adaptive systems, SES and resilience theories were integrated into a conceptual framework that guided the investigation and analysis. A study was conducted to conceptualise the European Atlantic social–ecological system (EASES). This was used to represent and understand the Atlantic Europe macro-region as a SES. The study examined the proposition that governance can be focused on building SES resilience to help achieve maritime regional sustainability. A workbook method was developed and used to elicit expert opinion regarding EASES. The study identified sources of resilience and resilience dynamics that require management in the context of multilevel adaptive governance. This research found that the Atlantic Europe macro-region is a key focal level for multilevel adaptive governance architecture. The majority of the findings are specific to Atlantic Europe and not generalisable to other maritime macro-regions in Europe

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