Selection of sampling keys for cryptographic tests

The keys of modern cryptographic algorithms have an enormous size, so the testing of the algorithm performance for all key combinations, will take practically an infinite time. To avoid this, the sampling method is used, where a much smaller number of keys is tested and then the estimation of the algorithm performance for all the keys is calculated with a predetermined sampling error. For each sampling key, an output sample of the algorithm must be generated and tested. Therefore, in order to have sampling results as close as possible to the real performance of the algorithm, the key question is whether the selection of the keys should be random or it must follow some rules. If the selection of the keys is completely random, there is a high probability that the tests will not find some weak or equivalent keys, which give non-random or similar outputs and therefore reduce the total number of active keys. But if the sampling keys are selected with some specific criteria, there is a much greater probability of detecting any weak or equivalent key. In this study an optimal key selection methodology is proposed, which combines the random and the non-random key selection

Sampling methods for cryptographic tests

Abstract Modern cryptographic algorithms have an enormous key diversity, so if we want to test their strength for all the keys, it will take practically an infinite time. To avoid this, we use the sampling method, in which we examine a much smaller number of keys n and then we make estimation for the total key population N with a predetermined sampling error. For the generation of the n cipher outputs (samples) with the n corresponding keys, the critical questions are how many samples we will test and how large must be the size of each sample. The general rule is that, the sampling error is reduced as we increase the number of the samples. But since the tests must be executed in an acceptable time, we must compromise the above rule with some additional factors, such as the type of the cryptographic cipher, the kind and the size of the plain information and of course the available computer power. In this study we examine the interrelations of all the above factors, and we propose applicable solutions. Keywords: Cryptography, Data encryption, Communication security, Computer security, Data security, Information security

Nature-inspired Intelligent Techniques for Pap Smear Diagnosis: Ant Colony Optimization for Cell Classification

ABSTRACT: During the last years, Nature Inspired Intelligent Techniques have been very attractive. In this paper, one of the most important Nature Inspired Intelligent Techniques, the Ant Colony Optimization (ACO), is presented for the solution of the Pap Smear Cell Classification problem. ACO is derived from the foraging behaviour of real ants in nature. The main idea of ACO is to model the problem as the search for a minimum cost path in a graph. Artificial ants walk through this graph, looking for good paths. Each ant has a rather simple behaviour so that it will typically only find rather poor-quality paths on its own. Better paths are found as the emergent result of the global cooperation among ants in the colony. This algorithm is combined with a number of nearest neighbor based classifiers. The algorithm is tested in two sets of data. The first one consists of 917 images of Pap smear cells and the second set consists of 500 images, classified carefully by cyto-technicians and doctors. Each cell is described by 20 features, and the cells fall into 7 classes but a minimal requirement is to separate normal from abnormal cells, which is a 2 class problem

Calibration of activated carbon canisters for indoor radon concentration measurements

213 σ.Σε αυτήν την Διπλωματική Εργασία απασχολεί η βαθμονόμηση της τεχνικής μέτρησης της συγκέντρωσης του Ραδονίου που χρησιμοποιεί ενεργό άνθρακα και είναι δυνατόν να πληροφορεί για την επικρατούσα συγκέντρωση Ραδονίου στον ατμοσφαιρικό αέρα των εσωτερικών χώρων. Η τεχνική αυτή είναι παθητική – ολοκληρωτική, έχει μικρό κόστος και χρησιμοποιεί απλά υλικά και διατάξεις. Επιπλέον, απαιτεί βραχυ-μεσοπρόθεσμη έκθεση σε εσωτερικό ατμοσφαιρικό αέρα της τάξεως των 48 h. Πολλοί ερευνητές έχουν πραγματοποιήσει πειράματα προκειμένου να καθορίσουν τα χαρακτηριστικά προσρόφησης και κατακράτησης Ραδονίου στον ενεργό άνθρακα, ώστε αυτός να χρησιμοποιείται –μέσα σε μεταλλικά δοχεία- ως παθητικές – ολοκληρωτικές συσκευές για τη μέτρηση της συγκέντρωσης του Ραδονίου σε εσωτερικούς χώρους. Τα δοχεία αυτά είναι προφανώς απλά και φθηνά, και δεν χρειάζονται καμία συντήρηση. Με τα πειράματα αυτά διαπιστώθηκε ότι 150 – 200 g ενεργού άνθρακα, είναι αρκετά για να μετρήσουν τη συγκέντρωση Ραδονίου σε έναν εσωτερικό χώρο με βολικό και εύκολο τρόπο. Τα δοχεία τοποθετούνται στον εσωτερικό χώρο που ενδιαφέρει και αφήνονται εκεί (αλλοιώς "εκτίθενται") για περίπου 24 έως 72 h. Η συγκέντρωση του Ραδονίου στον εξεταζόμενο χώρο διαπιστώνεται από το πλήθος των θυγατρικών του που υπάρχουν στο εκτεθέν δοχείο μετά το τέλος της έκθεσης. Η μέθοδος όπως την επεξεργάσθηκε πειραματικά ο George (1984) παρουσιάζει ελάχιστο όριο ανίχνευσης Ραδονίου περί τα 10 Bqm-3 (~0.2 pCiL-1). Τα πειράματα έδειξαν ότι για σταθερή σχετική υγρασία, το πλήθος των θυγατρικών στα δοχεία με τον ενεργό άνθρακα είναι κατευθείαν ανάλογο με την μέση συγκέντρωση του Ραδονίου στο χώρο που αυτά εκτέθηκαν. Τα αποτελέσματα που δίνει η μέθοδος φαίνεται ότι γενικά είναι επαναλήψιμα με αβεβαιότητα εύρους το πολύ ±20%. Η αναφερόμενη αβεβαιότητα του ± 20% παρότι χαμηλή, κρίνεται ικανοποιητική διότι είναι μέσα στην μεταβλητότητα που παρουσιάζουν οι πραγματικές συγκεντρώσεις Ραδονίου μέσα στις κατοικίες. Η μέθοδος αυτή συγκρινόμενη με άλλες παθητικές μεθόδους παρουσιάζει βέβαια πλεονεκτήματα αλλά και μειονεκτήματα το κυριότερο των οποίων είναι ότι, αν η σχετική υγρασία του εσωτερικού χώρου είναι υψηλότερη από τη συνήθως επικρατούσα 40 – 50% για την ανθρώπινη άνεση, τότε οι προσροφητικές ικανότητες Ραδονίου για τον ενεργό άνθρακα μειώνονται με αποτέλεσμα να απαιτείται ειδική βαθμονόμηση. Οι προσροφητικές ιδιότητες του ενεργού άνθρακα, δεν επιτρέπουν την ομοιόμορφη ολοκλήρωση για τον υπολογισμό της μέσης συγκέντρωσης του Ραδονίου σε ένα χώρο στην χρονική έκταση της περιόδου έκθεσης. Η προφανής αιτία είναι ότι ο ενεργός άνθρακας εκτός από προσρόφηση παρουσιάζει και απελευθέρωση Ραδονίου. Διορθώσεις επίσης πρέπει να γίνονται και λόγω της ραδιενεργού διασπάσεως του προσροφηθέντος στον ενεργό άνθρακα Ραδονίου. Οπως όμως αποδείχθηκε, παρόλα τα προβλήματα, μπορεί να γίνει βαθμονόμηση μεταλλικών δοχείων με ενεργό άνθρακα προκειμένου να μετράται με αυτά η συγκέντρωση του Ραδονίου σε εσωτερικούς χώρους. Μάλιστα ο χρόνος έκθεσης των δοχείων αρκεί να είναι μόλις 48 h. Η υπηρεσία Environmental Protection Agency (Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος) των Η.Π.Α (ΕPA-US) έχει προχωρήσει στην ποιοτικότερη τυποποίηση για τη βαθμονόμηση αυτή. Οι σχετικές πρότυπες διαδικασίες αναφέρονται στην έκθεση του Gray (1987). Παρόλη την πληρότητα της έκθεσης αυτής σε ότι αφορά τις αναγκαίες διαδικασίες βαθμονόμησης και τον αντίστοιχο ποιοτικό τους έλεγχο, δεν γίνεται ικανοποιητική αναφορά στις προκύπτουσες αβεβαιότητες. Το Εργαστήριο Πυρηνικής Τεχνολογίας του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου (ΕΠΤ-ΕΜΠ) διαθέτει πολλαπλές δυνατότητες υλικών και εξοπλισμού προκειμένου για την οργάνωση της βαθμονόμησης μεταλλικών δοχείων με ενεργό άνθρακα για τη μέτρηση συγκεντρώσεων Ραδονίου. Οπωσδήποτε αυτές οι δυνατότητες δεν είναι ταυτόσημες με εκείνες της υπηρεσίας EPA-US. Παρόλαυτά, σημειώνεται ότι με κανέναν τρόπο δεν λείπουν τα απολύτως απαραίτητα, δηλαδή διατίθενται ανιχνευτές Ιωδιούχου Νατρίου διαφόρων τύπων, κατάλληλες θωρακίσεις των ανιχνευτών, θάλαμοι Ραδονίου και τέλος πηγές 226Ra για τη δημιουργία συγκεντρώσεων Ραδονίου στους θαλάμους. Ο εξοπλισμός που είναι διαθέσιμος στο ΕΠΤ-ΕΜΠ, φαίνεται ότι επαρκεί με πληρότητα για την οργάνωση πειραμάτων βαθμονόμησης δοχείων με ενεργό άνθρακα. Από τη διαθέσιμη ποικιλία έγιναν οι κατάλληλες επιλογές εργαστηριακών συσκευών και υλικών, ώστε να γίνει δυνατό να πραγματοποιηθούν πειράματα βαθμονόμησης. Δύο από τα κριτήρια που χρησιμοποιήθηκαν για τις επιλογές αυτές είναι (α) η χρησιμοποίηση συσκευών και διατάξεων όσο το δυνατόν μικρότερης αγοραίας αξίας, προκειμένου να βελτιστοποιείται ο λόγος απόδοση προς κόστος, και (β) η ΦΟΡΗΤΟΤΗΤΑ της προκύπτουσας μετρητικής μεθόδου για τη μέτρηση συγκεντρώσεων Ραδονίου με μεταλλικά δοχεία με ενεργό άνθρακα. Ειδικά για τη φορητότητα επισημαίνεται ότι εξασφαλίζεται από δύο συνιστώσες της βαθμονόμησης: (α) τη φορητότητα των προτεινόμενων χρησιμοποιούμενων ανιχνευτών και (β) τη φορητότητα της προτεινόμενης λυόμενης θωράκισης. Ετσι με αυτές τις διαφοροποιήσεις είναι δυνατόν, μικρή εργαστηριακή ομάδα αποτελούμενη από ένα – δύο άτομα να μεταβαίνει στην ομάδα κατοικιών προς μέτρηση συγκέντρωσης Ραδονίου και επιτόπου μετά από μικρή παραμονή για την έκθεση των δοχείων (48 – 72 h) να προβαίνει στις σχετικές μετρήσεις χωρίς να εμπλέκονται εργαστηριακοί χώροι και σταθερές εγκαταστάσεις. Το πρωτόκολλο των πειραμάτων βαθμονόμησης (οι κανόνες δηλαδή της πειραματικής διαδικασίας βαθμονόμησης) που χρησιμοποιείται στο Εργαστήριο Πυρηνικής Τεχνολογίας ΕΜΠ παρουσιάζεται κατά τη σειρά των απαιτούμενων βημάτων. Σημαντικό βάρος δίνεται στην παρουσίαση του τρόπου που υπολογίζεται ο συντελεστής απόδοσης των ανιχνευτών Ιωδιούχου Νατρίου και ο ελάχιστος ανιχνευόμενος ρυθμός κρούσεων. Επίσης βάρος δίνεται στην εκτίμηση της συνολικής αβεβαιότητας του πρωτοκόλλου βαθμονόμησης. Τα πειράματα βαθμονόμησης των μεταλλικών δοχείων με ενεργό άνθρακα, πραγματοποιήθηκαν με βάση το υπόψιν πρωτόκολλο. Ο προφανής στόχος των πειραμάτων είναι ο προσδιορισμός δύο μεγεθών: του συντελεστή βαθμονόμησης CF και του κατώτατου ορίου ανίχνευσης συγκέντρωσης Ραδονίου (σε Bqm-3) LLD. Τα πειράματα σε ό,τι αφορά την έκθεση σχεδιάσθηκαν για να καλύψουν τις περισσότερες περιπτώσεις μετρήσεων. Χαρακτηριστικά αναφέρεται ότι έγιναν εκθέσεις 24 h και 48 h και κατασκευάσθηκαν διάφορες βαθμονομημένες συγκεντρώσεις Ραδονίου στην περιοχή 1 – 3 kBqm-3. Στο σύνολό τους τα πειράματα έγιναν στις ίδιες περιβαλλοντικές συνθήκες: τις περιβαλλοντικές συνθήκες του Εργαστηρίου. Με βάση αυτά τα πειράματα βαθμονόμησης μπορεί κανείς να πει με απόλυτη βεβαιότητα, ότι τα μεταλλικά δοχεία με ενεργό άνθρακα, μετά από έκθεση μπορούν οπωσδήποτε να δείξουν αν η συγκέντρωση Ραδονίου υπερβαίνει τη σύσταση των 200 Bqm-3 (90/143/EURATOM) και να προσδιορίσουν με ικανοποιητική ακρίβεια την τιμή της συγκέντρωσης αυτής.Radon-222 (or simply Radon) is the heaviest naturally occurring gas with an atomic number of 86. It is one of the noble gases and chemically inert. Radon is generated within the natural radioactive chain of Uranium-238 and it decays to solid radioisotopes mainly by emitting a-particles. Considering the fact that Uranium-238 is a metal, which is usually found in the Earth's crust, it seems obvious that high values of radon concentration are expected to be met in soil gas. Radon concentrations are also detected in water springs and in environmental air outdoors. The concentrations outdoors typically range between 0 – 10 Bqm-3. However, radon concentrations indoors are much higher because of the low air exchange rate. Indoor Radon enters the inner building space at the foundation area through diffusion and advection processes. From the radioactive point of view, Radon emits -a particles at 5.5 MeV, thus producing solid radioactive progeny, which also emit -a particles. In case that there exists a Radon concentration indoors the produced -a particles of inhaled Radon and Radon progeny may damage the lung tissue and even lead to cancer. Keeping in mind that Radon and its progeny may prove to be a health hazard, indoor Radon concentration measurements for both residential and public buildings are necessary. That is why there is a need for adequate techniques and protocols, which could measure Radon both precisely and accurately over the measurement period. Between 1965 and 1980 there were developed many such techniques for measuring indoor Radon concentration. The most precise and accurate are the active ones such as open ionization chambers. Active techniques have a wide range of application and give almost real time information on Radon concentration (usually every 10 minutes). Nevertheless, this kind of techniques need cost consuming equipment, external power, constant supervision, continuous maintenance and consequently they are very expensive, a fact that prohibits their wide application for large series of measurements. In practice, the danger from Radon could be estimated by its average concentration for a period of time e.g. for days, weeks or even months. This can be successfully accomplished using passive - integrating methods, replacing the complicated high cost active ones. A simple, cost - effective, short –mid term, passive - integrating technique, that has an optimum time of exposure indoors of 48 h and relatively high uncertainty (~20%) is the charcoal canisters technique. The main scope of this Diploma Dissertation is, to present the principle behind this technique, to review the calibration procedures followed in U.S Laboratories, to investigate the possible application of such or similar calibration procedures in the Nuclear Engineering Laboratory at NTUA and last, but not least, to carry out an adequate set of calibration experiments.Γεώργιος Σ. Μαρινάκη

Altering contingencies to facilitate compliance with traffic light systems

The effects of altering light pattern sequences on driver compliance at a busy, urban intersection were explored. The baseline light timing sequences resulted in only 46.8% of drivers stopping at the yellow or red lights. Using an A-B-C design, we altered light pattern sequences that increased the probability of drivers stopping at the signals to 88.8% and 98.8%. These findings indicate that traffic light contingencies have potent effects in influencing driver behaviors at busy intersections. Following completion of the study, the traffic engineer approved the permanence of the light timing pattern that increased traffic rule compliance. Accident data collected before and after the light timing changes indicated a reduction in automobile accidents

Chebyshev Interpolation Using Almost Equally Spaced Points and Applications in Emission Tomography

Since their introduction, Chebyshev polynomials of the first kind have been extensively investigated, especially in the context of approximation and interpolation. Although standard interpolation methods usually employ equally spaced points, this is not the case in Chebyshev interpolation. Instead of equally spaced points along a line, Chebyshev interpolation involves the roots of Chebyshev polynomials, known as Chebyshev nodes, corresponding to equally spaced points along the unit semicircle. By reviewing prior research on the applications of Chebyshev interpolation, it becomes apparent that this interpolation is rather impractical for medical imaging. Especially in clinical positron emission tomography (PET) and in single-photon emission computerized tomography (SPECT), the so-called sinogram is always calculated at equally spaced points, since the detectors are almost always uniformly distributed. We have been able to overcome this difficulty as follows. Suppose that the function to be interpolated has compact support and is known at q equally spaced points in −1,1. We extend the domain to −a,a, a>1, and select a sufficiently large value of a, such that exactlyq Chebyshev nodes are included in −1,1, which are almost equally spaced. This construction provides a generalization of the concept of standard Chebyshev interpolation to almost equally spaced points. Our preliminary results indicate that our modification of the Chebyshev method provides comparable, or, in several cases including Runge’s phenomenon, superior interpolation over the standard Chebyshev interpolation. In terms of the L∞ norm of the interpolation error, a decrease of up to 75% was observed. Furthermore, our approach opens the way for using Chebyshev polynomials in the solution of the inverse problems arising in PET and SPECT image reconstruction

Chebyshev Interpolation Using Almost Equally Spaced Points and Applications in Emission Tomography

Peer reviewed: TruePublication status: PublishedSince their introduction, Chebyshev polynomials of the first kind have been extensively investigated, especially in the context of approximation and interpolation. Although standard interpolation methods usually employ equally spaced points, this is not the case in Chebyshev interpolation. Instead of equally spaced points along a line, Chebyshev interpolation involves the roots of Chebyshev polynomials, known as Chebyshev nodes, corresponding to equally spaced points along the unit semicircle. By reviewing prior research on the applications of Chebyshev interpolation, it becomes apparent that this interpolation is rather impractical for medical imaging. Especially in clinical positron emission tomography (PET) and in single-photon emission computerized tomography (SPECT), the so-called sinogram is always calculated at equally spaced points, since the detectors are almost always uniformly distributed. We have been able to overcome this difficulty as follows. Suppose that the function to be interpolated has compact support and is known at q equally spaced points in −1,1. We extend the domain to −a,a, a&gt;1, and select a sufficiently large value of a, such that exactlyq Chebyshev nodes are included in −1,1, which are almost equally spaced. This construction provides a generalization of the concept of standard Chebyshev interpolation to almost equally spaced points. Our preliminary results indicate that our modification of the Chebyshev method provides comparable, or, in several cases including Runge’s phenomenon, superior interpolation over the standard Chebyshev interpolation. In terms of the L∞ norm of the interpolation error, a decrease of up to 75% was observed. Furthermore, our approach opens the way for using Chebyshev polynomials in the solution of the inverse problems arising in PET and SPECT image reconstruction.</jats:p

An introduction to Management of Technology pedagogy (andragogy)

In this introduction we leverage efforts of three professionals involved in the practice and use of MoT education. These professionals each discuss MoT from different perspectives. One is primarily interested in MoT pedagogy from a practitioner point of view. Another is a progenitor of the field. The third is an emergent MoT professor. The fourth and fifth utilize their efforts to focus on the importance of MoT education, and how MoT programs, courses and course materials can be presented to managers and technical professionals using both traditional and emergent methods. 21st century managers and students are either participating in or entering into a marketplace where the effective Management of Technology is key both to their professional development and to the effectiveness of large, small and medium enterprises, entrepreneurial activities, NGO operations, government policies and regional development. The Special Issue editors then provide a view of how the authors incorporated in this Special Issue provide the basis for 21st century MoT pedagogy for lifelong learner

An introduction to Management of Technology pedagogy (andragogy)

In this introduction we leverage efforts of three professionals involved in the practice and use of MoT education. These professionals each discuss MoT from different perspectives. One is primarily interested in MoT pedagogy from a practitioner point of view. Another is a progenitor of the field. The third is an emergent MoT professor. The fourth and fifth utilize their efforts to focus on the importance of MoT education, and how MoT programs, courses and course materials can be presented to managers and technical professionals using both traditional and emergent methods. 21st century managers and students are either participating in or entering into a marketplace where the effective Management of Technology is key both to their professional development and to the effectiveness of large, small and medium enterprises, entrepreneurial activities, NGO operations, government policies and regional development. The Special Issue editors then provide a view of how the authors incorporated in this Special Issue provide the basis for 21st century MoT pedagogy for lifelong learner