Secured Data Masking Framework and Technique for Preserving Privacy in a Business Intelligence Analytics Platform

The main concept behind business intelligence (BI) is how to use integrated data across different business systems within an enterprise to make strategic decisions. It is difficult to map internal and external BI’s users to subsets of the enterprise’s data warehouse (DW), resulting that protecting the privacy of this data while maintaining its utility is a challenging task. Today, such DW systems constitute one of the most serious privacy breach threats that an enterprise might face when many internal users of different security levels have access to BI components. This thesis proposes a data masking framework (iMaskU: Identify, Map, Apply, Sign, Keep testing, Utilize) for a BI platform to protect the data at rest, preserve the data format, and maintain the data utility on-the-fly querying level. A new reversible data masking technique (COntent BAsed Data masking - COBAD) is developed as an implementation of iMaskU. The masking algorithm in COBAD is based on the statistical content of the extracted dataset, so that, the masked data cannot be linked with specific individuals or be re-identified by any means. The strength of the re-identification risk factor for the COBAD technique has been computed using a supercomputer where, three security scheme/attacking methods are considered, a) the brute force attack, needs, on average, 55 years to crack the key of each record; b) the dictionary attack, needs 231 days to crack the same key for the entire extracted dataset (containing 50,000 records), c) a data linkage attack, the re-identification risk is very low when the common linked attributes are used. The performance validation of COBAD masking technique has been conducted. A database schema of 1GB is used in TPC-H decision support benchmark. The performance evaluation for the execution time of the selected TPC-H queries presented that the COBAD speed results are much better than AES128 and 3DES encryption. Theoretical and experimental results show that the proposed solution provides a reasonable trade-off between data security and the utility of re-identified data

Semantic Modelling of e-Solutions Using a View Formalism with Conceptual and Logical Extensions

In industrial informatics, there exists a requirement to model and design views at a higher level of abstraction. Since the classical view definitions are only available at the query or instance level, modelling and maintaining such views for complex enterprise information systems (EIS) is a challenging task. Further, the introduction of semi-structured data (namely XML) and its rapid adaptation by the commercial and industrial systems increased the complexity for view design and specification. To address such and issue, in this paper we present; (a) a layered view model for XML, (b) a design methodology for such views and (c) some real-world industrial applications of the view model. The XML view formalism is defined at the conceptual level and the design methodology is based on the XML semantic (XSemantic) nets, a high-level object-oriented (OO) modelling language for XML domains

Design of restoration information system

Závěrečná práce se zaměřuje na modelováním informačního systému podporujícího veškeré činnosti spojené s restaurováním exponátů pro Technické muzeum v Liberci. Hlavním cílem této práce je navrhnout systémovou architekturu dříve zmíněného informačního systému. S cílem shromáždit poznatky a analyzovat současný stav technického muzea v této oblasti je vypracován přehled literatury o dostupných výzkumných pracích, které jsou zmíněny pomocí vhodných klíčových slov. Na základě požadavků Technické muzea v Liberci se práce soustředí na vývoj informačního systému (IS) pro restaurování. Navrhovaná architektura je založena na objektově orientovaném přístupu s využitím diagramů tříd UML a použití schématických případů. Výsledky prezentované v kroku návrhu zahrnují diagram tříd, které modelují dynamický aspekt systému s uživateli, kteří se vzájemně propojují s procesy, a třídní diagram, který modeluje klíčové pojmy informací spravovaných v systému. Toto modelování je obecné pro společnost, která bere v úvahu osvědčené postupy v restaurování.The work presented in this thesis is the modeling of an information system supporting all activities of the exhibit restoration for the Technical Museum of Liberec. The main goal of this thesis is then to suggest system architecture of before mentioned Information system. In order to gather knowledge and analyze the current state of the Technical Museum on this topic, a literature review is established for the available research works which are mentioned using suitable criteria. Based on the requirements of the technical museum of Liberec, work consists of developing an information system (IS) design for Restoration. The proposed modeling is based on an object-oriented analysis approach using UML class diagrams and use case diagrams. The results announced at the design step includes the class diagrams which modeling the dynamic aspect of the system with the actors interacting with the processes and a class diagram that models the key concepts of information managed in the system. This modeling is generic for a company which takes into account good practices in Restoration

Supply Chain (micro)TMS development

Project Work presented as the partial requirement for obtaining a Master's degree in Information Management, specialization in Information Systems and Technologies ManagementThe rise of technology across many verticals has necessitated the company’s move to digitalization. Despite “XPTO” company a well know player on the retail and success on e‐commerce internal market, they aimed at the strategy of continuous innovation to drive business growth and strengthen their position as a premium brand. They decided to move forward into digitalism inside cloud based solutions to get all the advantages of microservices architecture: optimize logistics and supply chain management, speed up the workflow and maximize service efficiency. An agile organization is not achieved purely by shifting the focus from traditional functional/ technological oriented organizations. The new way to organize teams must reflect all the principles and right segregations of roles, which will be the most immediate and visible disruption and cutover from the traditional way of managing the IT. In this project we aim to use agile framework with development based in house cloud microservice solution for a (micro)TMS solution/system that address the immediate needs imposed by the market in order to use it has competitive advantage

The Secure Medical Research Workspace: An IT Infrastructure to Enable Secure Research on Clinical Data: Shoffner et al. nSecure Medical Research Workspace

Clinical data has tremendous value for translational research, but only if security and privacy concerns can be addressed satisfactorily. A collaboration of clinical and informatics teams, including RENCI, NC TraCS, UNC’s School of Information and Library Science, Information Technology Service’s Research Computing and other partners at the University of North Carolina at Chapel Hill have developed a system called the Secure Medical Research Workspace (SMRW) that enables researchers to use clinical data securely for research. SMRW significantly minimizes the risk presented when using of identified clinical data, thereby protecting patients, researchers, and institutions associated with the data. The SMRW is built on a novel combination of virtualization and data leakage protection and can be combined with other protection methodologies and scaled to production levels

Towards development of fuzzy spatial datacubes : fundamental concepts with example for multidimensional coastal erosion risk assessment and representation

Les systèmes actuels de base de données géodécisionnels (GeoBI) ne tiennent généralement pas compte de l'incertitude liée à l'imprécision et le flou des objets; ils supposent que les objets ont une sémantique, une géométrie et une temporalité bien définies et précises. Un exemple de cela est la représentation des zones à risque par des polygones avec des limites bien définies. Ces polygones sont créés en utilisant des agrégations d'un ensemble d'unités spatiales définies sur soit des intérêts des organismes responsables ou les divisions de recensement national. Malgré la variation spatio-temporelle des multiples critères impliqués dans l’analyse du risque, chaque polygone a une valeur unique de risque attribué de façon homogène sur l'étendue du territoire. En réalité, la valeur du risque change progressivement d'un polygone à l'autre. Le passage d'une zone à l'autre n'est donc pas bien représenté avec les modèles d’objets bien définis (crisp). Cette thèse propose des concepts fondamentaux pour le développement d'une approche combinant le paradigme GeoBI et le concept flou de considérer la présence de l’incertitude spatiale dans la représentation des zones à risque. En fin de compte, nous supposons cela devrait améliorer l’analyse du risque. Pour ce faire, un cadre conceptuel est développé pour créer un model conceptuel d’une base de donnée multidimensionnelle avec une application pour l’analyse du risque d’érosion côtier. Ensuite, une approche de la représentation des risques fondée sur la logique floue est développée pour traiter l'incertitude spatiale inhérente liée à l'imprécision et le flou des objets. Pour cela, les fonctions d'appartenance floues sont définies en basant sur l’indice de vulnérabilité qui est un composant important du risque. Au lieu de déterminer les limites bien définies entre les zones à risque, l'approche proposée permet une transition en douceur d'une zone à une autre. Les valeurs d'appartenance de plusieurs indicateurs sont ensuite agrégées basées sur la formule des risques et les règles SI-ALORS de la logique floue pour représenter les zones à risque. Ensuite, les éléments clés d'un cube de données spatiales floues sont formalisés en combinant la théorie des ensembles flous et le paradigme de GeoBI. En plus, certains opérateurs d'agrégation spatiale floue sont présentés. En résumé, la principale contribution de cette thèse se réfère de la combinaison de la théorie des ensembles flous et le paradigme de GeoBI. Cela permet l’extraction de connaissances plus compréhensibles et appropriées avec le raisonnement humain à partir de données spatiales et non-spatiales. Pour ce faire, un cadre conceptuel a été proposé sur la base de paradigme GéoBI afin de développer un cube de données spatiale floue dans le system de Spatial Online Analytical Processing (SOLAP) pour évaluer le risque de l'érosion côtière. Cela nécessite d'abord d'élaborer un cadre pour concevoir le modèle conceptuel basé sur les paramètres de risque, d'autre part, de mettre en œuvre l’objet spatial flou dans une base de données spatiales multidimensionnelle, puis l'agrégation des objets spatiaux flous pour envisager à la représentation multi-échelle des zones à risque. Pour valider l'approche proposée, elle est appliquée à la région Perce (Est du Québec, Canada) comme une étude de cas.Current Geospatial Business Intelligence (GeoBI) systems typically do not take into account the uncertainty related to vagueness and fuzziness of objects; they assume that the objects have well-defined and exact semantics, geometry, and temporality. Representation of fuzzy zones by polygons with well-defined boundaries is an example of such approximation. This thesis uses an application in Coastal Erosion Risk Analysis (CERA) to illustrate the problems. CERA polygons are created using aggregations of a set of spatial units defined by either the stakeholders’ interests or national census divisions. Despite spatiotemporal variation of the multiple criteria involved in estimating the extent of coastal erosion risk, each polygon typically has a unique value of risk attributed homogeneously across its spatial extent. In reality, risk value changes gradually within polygons and when going from one polygon to another. Therefore, the transition from one zone to another is not properly represented with crisp object models. The main objective of the present thesis is to develop a new approach combining GeoBI paradigm and fuzzy concept to consider the presence of the spatial uncertainty in the representation of risk zones. Ultimately, we assume this should improve coastal erosion risk assessment. To do so, a comprehensive GeoBI-based conceptual framework is developed with an application for Coastal Erosion Risk Assessment (CERA). Then, a fuzzy-based risk representation approach is developed to handle the inherent spatial uncertainty related to vagueness and fuzziness of objects. Fuzzy membership functions are defined by an expert-based vulnerability index. Instead of determining well-defined boundaries between risk zones, the proposed approach permits a smooth transition from one zone to another. The membership values of multiple indicators (e.g. slop and elevation of region under study, infrastructures, houses, hydrology network and so on) are then aggregated based on risk formula and Fuzzy IF-THEN rules to represent risk zones. Also, the key elements of a fuzzy spatial datacube are formally defined by combining fuzzy set theory and GeoBI paradigm. In this regard, some operators of fuzzy spatial aggregation are also formally defined. The main contribution of this study is combining fuzzy set theory and GeoBI. This makes spatial knowledge discovery more understandable with human reasoning and perception. Hence, an analytical conceptual framework was proposed based on GeoBI paradigm to develop a fuzzy spatial datacube within Spatial Online Analytical Processing (SOLAP) to assess coastal erosion risk. This necessitates developing a framework to design a conceptual model based on risk parameters, implementing fuzzy spatial objects in a spatial multi-dimensional database, and aggregating fuzzy spatial objects to deal with multi-scale representation of risk zones. To validate the proposed approach, it is applied to Perce region (Eastern Quebec, Canada) as a case study

Clinical Decision Support System for Unani Medicine Practitioners

Like other fields of Traditional Medicines, Unani Medicines have been found as an effective medical practice for ages. It is still widely used in the subcontinent, particularly in Pakistan and India. However, Unani Medicines Practitioners are lacking modern IT applications in their everyday clinical practices. An Online Clinical Decision Support System may address this challenge to assist apprentice Unani Medicines practitioners in their diagnostic processes. The proposed system provides a web-based interface to enter the patient's symptoms, which are then automatically analyzed by our system to generate a list of probable diseases. The system allows practitioners to choose the most likely disease and inform patients about the associated treatment options remotely. The system consists of three modules: an Online Clinical Decision Support System, an Artificial Intelligence Inference Engine, and a comprehensive Unani Medicines Database. The system employs advanced AI techniques such as Decision Trees, Deep Learning, and Natural Language Processing. For system development, the project team used a technology stack that includes React, FastAPI, and MySQL. Data and functionality of the application is exposed using APIs for integration and extension with similar domain applications. The novelty of the project is that it addresses the challenge of diagnosing diseases accurately and efficiently in the context of Unani Medicines principles. By leveraging the power of technology, the proposed Clinical Decision Support System has the potential to ease access to healthcare services and information, reduce cost, boost practitioner and patient satisfaction, improve speed and accuracy of the diagnostic process, and provide effective treatments remotely. The application will be useful for Unani Medicines Practitioners, Patients, Government Drug Regulators, Software Developers, and Medical Researchers.Comment: 59 pages, 11 figures, Computer Science Bachelor's Thesis on use of Artificial Intelligence in Clinical Decision Support System for Unani Medicine

Developing a model and a language to identify and specify the integrity constraints in spatial datacubes

La qualité des données dans les cubes de données spatiales est importante étant donné que ces données sont utilisées comme base pour la prise de décision dans les grandes organisations. En effet, une mauvaise qualité de données dans ces cubes pourrait nous conduire à une mauvaise prise de décision. Les contraintes d'intégrité jouent un rôle clé pour améliorer la cohérence logique de toute base de données, l'un des principaux éléments de la qualité des données. Différents modèles de cubes de données spatiales ont été proposés ces dernières années mais aucun n'inclut explicitement les contraintes d'intégrité. En conséquence, les contraintes d'intégrité de cubes de données spatiales sont traitées de façon non-systématique, pragmatique, ce qui rend inefficace le processus de vérification de la cohérence des données dans les cubes de données spatiales. Cette thèse fournit un cadre théorique pour identifier les contraintes d'intégrité dans les cubes de données spatiales ainsi qu'un langage formel pour les spécifier. Pour ce faire, nous avons d'abord proposé un modèle formel pour les cubes de données spatiales qui en décrit les différentes composantes. En nous basant sur ce modèle, nous avons ensuite identifié et catégorisé les différents types de contraintes d'intégrité dans les cubes de données spatiales. En outre, puisque les cubes de données spatiales contiennent typiquement à la fois des données spatiales et temporelles, nous avons proposé une classification des contraintes d'intégrité des bases de données traitant de l'espace et du temps. Ensuite, nous avons présenté un langage formel pour spécifier les contraintes d'intégrité des cubes de données spatiales. Ce langage est basé sur un langage naturel contrôlé et hybride avec des pictogrammes. Plusieurs exemples de contraintes d'intégrité des cubes de données spatiales sont définis en utilisant ce langage. Les designers de cubes de données spatiales (analystes) peuvent utiliser le cadre proposé pour identifier les contraintes d'intégrité et les spécifier au stade de la conception des cubes de données spatiales. D'autre part, le langage formel proposé pour spécifier des contraintes d'intégrité est proche de la façon dont les utilisateurs finaux expriment leurs contraintes d'intégrité. Par conséquent, en utilisant ce langage, les utilisateurs finaux peuvent vérifier et valider les contraintes d'intégrité définies par l'analyste au stade de la conception