Integration and validation of embedded flight software on space-qualified multicore architectures

In the recent decades, the importance of software on space missions has notably increased, reflecting the need to integrate advanced on-board functionalities. With multicore processors being lately introduced to host critical high-performance applications, the complexity to validate software has significantly raised with respect to single core architectures. While there has been a big step forward in avionics after the publication of the CAST-32A paper, the ECSS-E-ST-40C software engineering standard used by the European Space Agency (ESA) is still not providing validation support for multicore processors. Hence, it is expected that standardising guidelines to develop software on such platforms will become a recurring topic in the industry to match the demands of future space exploration missions

Performance Analysis of Rainbow on ARM Cortex-M4

The risk posed by a fully operational quantum computer has anticipated a revolution in the way to approach the level of security provided by a cryptographic algorithm. Public keybased solutions such as RSA or ECC will be easily broken once we enter the post-quantum era. Multivariate quadratic cryptosystems are a promising candidate for the need of quantum resistant digital signature schemes. In order to estimate if these approach will someday be able to replace current standards, it is necessary to determine how ef?ciently can they operate on diverse platforms and at which level of security can they do it. This aspects are particularly relevant for reduced size devices with restricted energy, memory or computational power. In this work, a theoretical description of the so-called Rainbow multivariate signature algorithm is given, which is later implemented on a memory-constrained environment. An optimization approach is proposed in order to improve the ef?ciency of the scheme, in terms of message signature and veri?cation speed. A performance comparison is also presented between various state-of-the-art post-quantum signature cryptosystems and the optimized instances of Rainbow, in order to study its characteristics from a wider perspective.El riesgo que supone un futuro ordenador cuántico con suficientes recursos computacionales ha anticipado una revolución en la manera de enfocar la seguridad de la información. Varias técnicas de clave pública empleados tradicionalmente, como el RSA o el ECC resultarán totalmente desprotegidos en cuanto la sociedad moderna entre en la era cuántica. Algoritmos de encriptación basados ??en ecuaciones polinómicas multivariable son actualmente un potencial candidato para producir firmas digitales suficientemente robustas contra sistemas de computación cuántica. Para evaluar las capacidades de esta técnica y estudiar la posibilidad de sustituir los sistemas tradicionales de encriptación en un futuro próximo, es necesario cuantificar por un lado la eficiencia a la que pueden operar en diferentes plataformas y por otro lado el nivel de seguridad que pueden llegar a ofrecer. Estos aspectos son especialmente clave en dispositivos de tamaño reducido con restricciones sobre el consumo de energía, la cantidad de memoria disponible o la potencia computacional. En este trabajo, se da una descripción teórica del algoritmo Rainbow, basado en ecuaciones polinómicas multivariable, el cual es posteriormente implementado sobre un sistema limitado en memoria. Adicionalmente se propone una modificación en el algoritmo original, con el fin de de reducir el tiempo de ejecución de firma y verificación de mensajes. Finalmente, se presenta una comparación de rendimiento entre diversas técnicas criptográficas dedicadas a firma digital y las instancias que se implementan en esta disertación, para así analizar las características de los sistemas de encriptación basados ??en ecuaciones polinómicas multivariable desde una perspectiva más amplia.El risc que suposa un futur ordinador quàntic amb suficients recursos computacionals ha anticipat una revolució en la manera d'enfocar la seguretat de la informació. Diverses tècniques de clau pública emprats tradicionalment, com l'RSA o l'ECC esdevindràn totalment vulnerables tant bon punt la societat moderna entri en l'era quàntica. Sistemes d'encriptació basats en equacions polinòmiques multivariable són actualment un potencial candidat per produïr firmes digitals suficientment robustes contra sistemes de computació quàntica. Per avaluar les capacitats d'aquesta tècnica i estudiar la possibilitat de substituir els sistemes tradicionals d'encriptació en un futur pròxim, és necessari quantificar d'una banda la eficiència a la que poden operar en diferents plataformes i d'altra banda el nivell de seguretat que poden arribar a oferir. Aquests aspectes són especialment clau en dispositius de mida reduïda amb restriccions sobre el consum d'energia, la quantitat de memòria disponible o la potència computacional. En aquest treball, es dóna una descripció teòrica de l'algoritme Rainbow, basat en equacions polinòmiques multivariable, el qual és posteriorment implementat sobre un sistema limitat en memòria. Adicionalment es proposa una modificació a l'algoritme original, per tal de de reduïr el temps d'execució de firma i verificació de missatges. Finalment, es presenta una comparació de rendiment entre diverses tècniques criptogràfiques dedicades a firma digital i les instàncies que s'implementen en aquesta dissertació, per així analitzar les característiques dels sistemes d'encriptació basats en equacions polinòmiques multivariable des d'una perspectiva més amplia

Definition of a landing strategy for a model-scale reusable rocket

Model-scale rockets differ from their real-size counterparts in important ways. For one, the lack of significant thrust throttling limits retro propulsion landing capabilities. This paper studies its feasibility by employing model-scale non-throttleable solid-propellant engines. Our landing strategy comprises an aerodynamic passive descent followed by a thrust vector control touchdown, and thus thrust is modulated not by magnitude but by direction. This strategy imposes additional levels of under-actuation and nonlinearities that cannot be easily tackled with linear approaches. We propose a Nonlinear Model Predictive Controller as a solution and test its performance and robustness in simulation in different scenarios

ADBench: benchmarking autonomous driving systems

Driven by the improvements in a variety of domains, autonomous driving is becoming a reality and today, industry aims at moving toward fully autonomous vehicles. High-tech chip manufacturers are designing high-performance and energy-efficient platforms in accordance with safety standard requirements. However, the software used to implement advanced functionalities in autonomous vehicles challenges real-time constraints on those platforms. Hence, there is a clear need for industry-level autonomous driving benchmarks to evaluate platforms and systems. In this paper, we propose ADBench, a benchmarking approach and benchmark suite for state-of-the-art autonomous driving platforms, in accordance with the key modules, structural design and functions of AD systems, building on several industry-level autonomous driving systems. The use of standard benchmarks facilitates the design, verification and validation process of autonomous systems.This work has been partially supported by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (MINECO) under Grant TIN2015-65316-P, the SuPerCom European Research Council (ERC) project under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme (Grant Agreement No. 772773), and the HiPEAC Network of Excellence.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

TFG 2012/2013

Amb aquesta publicació, EINA, Centre universitari de Disseny i Art adscrit a la Universitat Autònoma de Barcelona, dóna a conèixer el recull dels Treballs de Fi de Grau presentats durant el curs 2012-2013. Voldríem que un recull com aquest donés una idea més precisa de la tasca que es realitza a EINA per tal de formar nous dissenyadors amb capacitat de respondre professionalment i intel·lectualment a les necessitats i exigències de la nostra societat. El treball formatiu s’orienta a oferir resultats que responguin tant a paràmetres de rigor acadèmic i capacitat d’anàlisi del context com a l’experimentació i la creació de nous llenguatges, tot fomentant el potencial innovador del disseny.Con esta publicación, EINA, Centro universitario de diseño y arte adscrito a la Universidad Autónoma de Barcelona, da a conocer la recopilación de los Trabajos de Fin de Grado presentados durante el curso 2012-2013. Querríamos que una recopilación como ésta diera una idea más precisa del trabajo que se realiza en EINA para formar nuevos diseñadores con capacidad de responder profesional e intelectualmente a las necesidades y exigencias de nuestra sociedad. El trabajo formativo se orienta a ofrecer resultados que respondan tanto a parámetros de rigor académico y capacidad de análisis, como a la experimentación y la creación de nuevos lenguajes, al tiempo que se fomenta el potencial innovador del diseño.With this publication, EINA, University School of Design and Art, ascribed to the Autonomous University of Barcelona, brings to the public eye the Final Degree Projects presented during the 2012-2013 academic year. Our hope is that this volume might offer a more precise idea of the task performed by EINA in training new designers, able to speak both professionally and intellectually to the needs and demands of our society. The educational task is oriented towards results that might respond to the parameters of academic rigour and the capacity for contextual analysis, as well as to considerations of experimentation and the creation of new languages, all the while reinforcing design’s innovative potential

Performance Analysis of Rainbow on ARM Cortex-M4

The risk posed by a fully operational quantum computer has anticipated a revolution in the way to approach the level of security provided by a cryptographic algorithm. Public keybased solutions such as RSA or ECC will be easily broken once we enter the post-quantum era. Multivariate quadratic cryptosystems are a promising candidate for the need of quantum resistant digital signature schemes. In order to estimate if these approach will someday be able to replace current standards, it is necessary to determine how ef?ciently can they operate on diverse platforms and at which level of security can they do it. This aspects are particularly relevant for reduced size devices with restricted energy, memory or computational power. In this work, a theoretical description of the so-called Rainbow multivariate signature algorithm is given, which is later implemented on a memory-constrained environment. An optimization approach is proposed in order to improve the ef?ciency of the scheme, in terms of message signature and veri?cation speed. A performance comparison is also presented between various state-of-the-art post-quantum signature cryptosystems and the optimized instances of Rainbow, in order to study its characteristics from a wider perspective.El riesgo que supone un futuro ordenador cuántico con suficientes recursos computacionales ha anticipado una revolución en la manera de enfocar la seguridad de la información. Varias técnicas de clave pública empleados tradicionalmente, como el RSA o el ECC resultarán totalmente desprotegidos en cuanto la sociedad moderna entre en la era cuántica. Algoritmos de encriptación basados ??en ecuaciones polinómicas multivariable son actualmente un potencial candidato para producir firmas digitales suficientemente robustas contra sistemas de computación cuántica. Para evaluar las capacidades de esta técnica y estudiar la posibilidad de sustituir los sistemas tradicionales de encriptación en un futuro próximo, es necesario cuantificar por un lado la eficiencia a la que pueden operar en diferentes plataformas y por otro lado el nivel de seguridad que pueden llegar a ofrecer. Estos aspectos son especialmente clave en dispositivos de tamaño reducido con restricciones sobre el consumo de energía, la cantidad de memoria disponible o la potencia computacional. En este trabajo, se da una descripción teórica del algoritmo Rainbow, basado en ecuaciones polinómicas multivariable, el cual es posteriormente implementado sobre un sistema limitado en memoria. Adicionalmente se propone una modificación en el algoritmo original, con el fin de de reducir el tiempo de ejecución de firma y verificación de mensajes. Finalmente, se presenta una comparación de rendimiento entre diversas técnicas criptográficas dedicadas a firma digital y las instancias que se implementan en esta disertación, para así analizar las características de los sistemas de encriptación basados ??en ecuaciones polinómicas multivariable desde una perspectiva más amplia.El risc que suposa un futur ordinador quàntic amb suficients recursos computacionals ha anticipat una revolució en la manera d'enfocar la seguretat de la informació. Diverses tècniques de clau pública emprats tradicionalment, com l'RSA o l'ECC esdevindràn totalment vulnerables tant bon punt la societat moderna entri en l'era quàntica. Sistemes d'encriptació basats en equacions polinòmiques multivariable són actualment un potencial candidat per produïr firmes digitals suficientment robustes contra sistemes de computació quàntica. Per avaluar les capacitats d'aquesta tècnica i estudiar la possibilitat de substituir els sistemes tradicionals d'encriptació en un futur pròxim, és necessari quantificar d'una banda la eficiència a la que poden operar en diferents plataformes i d'altra banda el nivell de seguretat que poden arribar a oferir. Aquests aspectes són especialment clau en dispositius de mida reduïda amb restriccions sobre el consum d'energia, la quantitat de memòria disponible o la potència computacional. En aquest treball, es dóna una descripció teòrica de l'algoritme Rainbow, basat en equacions polinòmiques multivariable, el qual és posteriorment implementat sobre un sistema limitat en memòria. Adicionalment es proposa una modificació a l'algoritme original, per tal de de reduïr el temps d'execució de firma i verificació de missatges. Finalment, es presenta una comparació de rendiment entre diverses tècniques criptogràfiques dedicades a firma digital i les instàncies que s'implementen en aquesta dissertació, per així analitzar les característiques dels sistemes d'encriptació basats en equacions polinòmiques multivariable des d'una perspectiva més amplia

Performance Analysis of Rainbow on ARM Cortex-M4

The risk posed by a fully operational quantum computer has anticipated a revolution in the way to approach the level of security provided by a cryptographic algorithm. Public keybased solutions such as RSA or ECC will be easily broken once we enter the post-quantum era. Multivariate quadratic cryptosystems are a promising candidate for the need of quantum resistant digital signature schemes. In order to estimate if these approach will someday be able to replace current standards, it is necessary to determine how ef?ciently can they operate on diverse platforms and at which level of security can they do it. This aspects are particularly relevant for reduced size devices with restricted energy, memory or computational power. In this work, a theoretical description of the so-called Rainbow multivariate signature algorithm is given, which is later implemented on a memory-constrained environment. An optimization approach is proposed in order to improve the ef?ciency of the scheme, in terms of message signature and veri?cation speed. A performance comparison is also presented between various state-of-the-art post-quantum signature cryptosystems and the optimized instances of Rainbow, in order to study its characteristics from a wider perspective.El riesgo que supone un futuro ordenador cuántico con suficientes recursos computacionales ha anticipado una revolución en la manera de enfocar la seguridad de la información. Varias técnicas de clave pública empleados tradicionalmente, como el RSA o el ECC resultarán totalmente desprotegidos en cuanto la sociedad moderna entre en la era cuántica. Algoritmos de encriptación basados ??en ecuaciones polinómicas multivariable son actualmente un potencial candidato para producir firmas digitales suficientemente robustas contra sistemas de computación cuántica. Para evaluar las capacidades de esta técnica y estudiar la posibilidad de sustituir los sistemas tradicionales de encriptación en un futuro próximo, es necesario cuantificar por un lado la eficiencia a la que pueden operar en diferentes plataformas y por otro lado el nivel de seguridad que pueden llegar a ofrecer. Estos aspectos son especialmente clave en dispositivos de tamaño reducido con restricciones sobre el consumo de energía, la cantidad de memoria disponible o la potencia computacional. En este trabajo, se da una descripción teórica del algoritmo Rainbow, basado en ecuaciones polinómicas multivariable, el cual es posteriormente implementado sobre un sistema limitado en memoria. Adicionalmente se propone una modificación en el algoritmo original, con el fin de de reducir el tiempo de ejecución de firma y verificación de mensajes. Finalmente, se presenta una comparación de rendimiento entre diversas técnicas criptográficas dedicadas a firma digital y las instancias que se implementan en esta disertación, para así analizar las características de los sistemas de encriptación basados ??en ecuaciones polinómicas multivariable desde una perspectiva más amplia.El risc que suposa un futur ordinador quàntic amb suficients recursos computacionals ha anticipat una revolució en la manera d'enfocar la seguretat de la informació. Diverses tècniques de clau pública emprats tradicionalment, com l'RSA o l'ECC esdevindràn totalment vulnerables tant bon punt la societat moderna entri en l'era quàntica. Sistemes d'encriptació basats en equacions polinòmiques multivariable són actualment un potencial candidat per produïr firmes digitals suficientment robustes contra sistemes de computació quàntica. Per avaluar les capacitats d'aquesta tècnica i estudiar la possibilitat de substituir els sistemes tradicionals d'encriptació en un futur pròxim, és necessari quantificar d'una banda la eficiència a la que poden operar en diferents plataformes i d'altra banda el nivell de seguretat que poden arribar a oferir. Aquests aspectes són especialment clau en dispositius de mida reduïda amb restriccions sobre el consum d'energia, la quantitat de memòria disponible o la potència computacional. En aquest treball, es dóna una descripció teòrica de l'algoritme Rainbow, basat en equacions polinòmiques multivariable, el qual és posteriorment implementat sobre un sistema limitat en memòria. Adicionalment es proposa una modificació a l'algoritme original, per tal de de reduïr el temps d'execució de firma i verificació de missatges. Finalment, es presenta una comparació de rendiment entre diverses tècniques criptogràfiques dedicades a firma digital i les instàncies que s'implementen en aquesta dissertació, per així analitzar les característiques dels sistemes d'encriptació basats en equacions polinòmiques multivariable des d'una perspectiva més amplia