EffectiveSan: Type and Memory Error Detection using Dynamically Typed C/C++

Low-level programming languages with weak/static type systems, such as C and C++, are vulnerable to errors relating to the misuse of memory at runtime, such as (sub-)object bounds overflows, (re)use-after-free, and type confusion. Such errors account for many security and other undefined behavior bugs for programs written in these languages. In this paper, we introduce the notion of dynamically typed C/C++, which aims to detect such errors by dynamically checking the "effective type" of each object before use at runtime. We also present an implementation of dynamically typed C/C++ in the form of the Effective Type Sanitizer (EffectiveSan). EffectiveSan enforces type and memory safety using a combination of low-fat pointers, type meta data and type/bounds check instrumentation. We evaluate EffectiveSan against the SPEC2006 benchmark suite and the Firefox web browser, and detect several new type and memory errors. We also show that EffectiveSan achieves high compatibility and reasonable overheads for the given error coverage. Finally, we highlight that EffectiveSan is one of only a few tools that can detect sub-object bounds errors, and uses a novel approach (dynamic type checking) to do so.Comment: To appear in the Proceedings of 39th ACM SIGPLAN Conference on Programming Language Design and Implementation (PLDI2018

Vacuum energy in the presence of a magnetic string with delta function profile

We present a calculation of the ground state energy of massive spinor fields and massive scalar fields in the background of an inhomogeneous magnetic string with potential given by a delta function. The zeta functional regularization is used and the lowest heat kernel coefficients are calculated. The rest of the analytical calculation adopts the Jost function formalism. In the numerical part of the work the renormalized vacuum energy as a function of the radius $R$ of the string is calculated and plotted for various values of the strength of the potential. The sign of the energy is found to change with the radius. For both scalar and spinor fields the renormalized energy shows no logarithmic behaviour in the limit $R\to 0$, as was expected from the vanishing of the heat kernel coefficient $A_2$, which is not zero for other types of profiles.Comment: 30 pages, 10 figure

Effect of multiaxial deformation on structure, mechanical properties, and corrosion resistance of a Mg-Ca alloy

This article provides a report on the effect of multiaxial deformation (MAD) on the structure, texture, mechanical characteristics, and corrosion resistance of the Mg-0.8 (wt.)% Ca alloy. MAD was carried out on the alloy in the as-cast and the annealed states in multiple passes, with a stepwise decrease in the deformation temperature from 450 to 250 °C in 50 °C steps. The cumulative true strain at the end of the process was 22.

The effect of equal-channel angular pressing on microstructure, mechanical properties, and biodegradation behavior of magnesium alloyed with silver and gadolinium

The effect of equal channel angular pressing (ECAP) on the microstructure, texture, mechanical properties, and corrosion resistance of the alloys Mg-6.0%Ag and Mg-10.0%Gd was studied. It was shown that ECAP leads to grain refinement of the alloys down to the average grain size of 2–3 μm and 1–2 μm, respectively. In addition, in both alloys the precipitation of fine particles of phases Mg$_{54}$Ag$_{17}$ and Mg$_{5}$Gd with sizes of ~500–600 and ~400–500 nm and a volume fraction of ~9% and ~8.6%, respectively, was observed. In the case of the alloy Mg-6.0%Ag, despite a significant grain refinement, a drop in the strength characteristics and a nearly twofold increase in ductility (up to ~30%) was found. This behavior is associated with the formation of a sharp inclined basal texture. For alloy Mg-10.0%Gd, both ductility and strength were enhanced, which can be associated with the combined effect of significant grain refinement and an increased probability of prismatic and basal glide. ECAP was also shown to cause a substantial rise of the biodegradation rate of both alloys and an increase in pitting corrosion. The latter effect is attributed to an increase in the dislocation density induced by ECAP and the occurrence of micro-galvanic corrosion at the matrix/particle interfaces

Bremsstrahlung in the gravitational field of a cosmic string

In the framework of QED we investigate the bremsstrahlung process for an electron passing by a straight static cosmic string. This process is precluded in empty Minkowski space-time by energy and momentum conservation laws. It happens in the presence of the cosmic string as a consequence of the conical structure of space, in spite of the flatness of the metric. The cross section and emitted electromagnetic energy are computed and analytic expressions are found for different energies of the incoming electron. The energy interval is divided in three parts depending on whether the energy is just above electron rest mass $M$, much larger than $M$, or exceeds $M/\delta$, with $\delta$ the string mass per unit length in Planck units. We compare our results with those of scalar QED and classical electrodynamics and also with conic pair production process computed earlier.Comment: 21 pages, to appear in Phys. Rev. D., KONS-RGKU-94-0

Оценка объемов подлежащих глубинному захоронению радиоактивных отходов, образующихся в результате активации конструкционных материалов реактора ВВЭР-1200 Белорусской АЭС

The study of the issue of constructing a disposal facility for high-activity radioactive waste in the Republic of Belarus is associated with an assessment of the volume of radioactive waste to be deeply disposed of, generated as a result of the activation of structural materials of the VVER-1200 reactor of the Belarusian NPP. This paper presents the results of computational studies of the formation of solid high-level radioactive waste (HLW) and long-lived intermediate level radioactive waste (ILW-LL) during neutron activation of materials adjacent to the core of the VVER-1200 reactor structures of the Belarusian NPP. The assessment of the volumes of HLW and ILW-LL of activation origin, formed over 60 years of operation of the VVER-1200 reactor, was carried out on the basis of computational studies of the induced activity of structural and shielding materials using reactor and Monte Carlo program codes (SERPENT 2, TVS-M, DYN3D, MCU- PD). As a result of the research, it was found that when neutrons activate materials of the sections of the VVER-1200 reactor structures of the Belarusian NPP adjacent to the core (in the steel structures of the baffle, shaft, surfacing, part of the reactor vessel, structures of the protective tube unit (PTU), the space under the core, in heat insulation materials, rods of absorbing elements (Dy2TiO5)) are formed by HLW and ILW-LL with a total weight of 272,5 tons and a volume of 43 m3 . Calculated studies of the activation of dry protection materials, building concrete, support truss and biological protection showed that these structural elements will not belong to either HLW or ILW-LL.Проработка вопроса о сооружении пункта захоронения радиоактивных отходов высокой активности в Республике Беларусь связана с оценкой объемов подлежащих глубинному захоронению радиоактивных отходов, образующихся в результате активации конструкционных материалов реактора ВВЭР-1200 Белорусской АЭС. В данной работе представлены результаты расчетных исследований образования твердых высокоактивных радиоактивных отходов (ВАО) и долгоживущих среднеактивных радиоактивных отходов (ДСАО) при нейтронной активации материалов конструкций, прилегающих к активной зоне реактора ВВЭР-1200 Белорусской АЭС. Оценка объемов ВАО и ДСАО активационного происхождения, образующихся за 60 лет эксплуатации реактора ВВЭР-1200, выполнена на основании расчетных исследований наведенной активности конструкционных и защитных материалов с использованием реакторных и Монте-Карло программных кодов (SERPENT 2, ТВС-М, DYN3D, MCU-PD). В результате исследований установлено, что при активации нейтронами материалов участков конструкций реактора ВВЭР-1200 Белорусской АЭС, близлежащих к активной зоне (в стальных конструкциях выгородки, шахты, наплавки, части корпуса реактора, конструкциях блока защитных труб (БЗТ), пространств под активной зоной, в материалах теплоизоляции, стержней поглощающих элементов (Dy2TiO5)) образуются ВАО и ДСАО общей массой 272,5 т и объемом 43 м3 . Расчетные исследования активации материалов сухой защиты, строительного бетона, опорной фермы и биологической защиты показали, что данные элементы конструкции не будут относиться ни к ВАО, ни к ДСАО

Прогнозная оценка изменения объемов подлежащих глубинному захоронению радиоактивных отходов в активированных реакторных конструкциях в процессе их выдержки после окончательного останова энергоблоков Белорусской АЭС

This paper presents the results of computational studies of the amount of solid high-level and long-lived intermediate level radioactive waste (HLW and ILW-LL) generated during neutron activation of structural materials adjacent to the core of the VVER-1200 reactor of the Belarusian NPP, depending on the time after the final shutdown of the reactor. The assessment of the volumes of HLW and ILW-LL of activation origin, formed over 60 years of operation of the VVER-1200 reactor, was carried out on the basis of computational studies of the induced activity of structural and shielding materials using reactor and Monte Carlo program codes (SERPENT 2, TVS-M, DYN3D, MCU- PD). As a result of calculation studies, it was established that the masses and volumes of activated materials, according to the levels of pollution related to HLW and ILW‑LL, within 10 years after the final shutdown of the VVER-1200 reactor of the Belarusian NPP will be 273 tons and 43 m3 , respectively. In the interval of 30–70 years, the masses and volumes of activated materials of these categories of RW will amount to 262 t and 33 m3 , respectively. From 100 years to 200 years, the masses and volumes of activated materials of these categories of RW will be 118 t and 15 m3 , respectively. Within 10 years after the reactor shutdown, isotopes 55Fe (2.7 years), 60Co (5.27 years), 63Ni (96 years) will make the main contribution to the value of the integral specific activity of the materials of the structures of the fence, shaft, surfacing, reactor vessel, block of protective tubes (BPT), the space under the core, thermal insulation; after 10 years – 63Ni. The main contribution to the value of the integral specific activity of materials of absorbing elements (PEL) with Dy2TiO5 during the entire period of storage will be made by 63Ni.Представлены результаты расчетных исследований количества твердых высокоактивных и долгоживущих среднеактивных радиоактивных отходов (ВАО и ДСАО), образующихся при нейтронной активации материалов конструкций, прилегающих к активной зоне реактора ВВЭР-1200 Белорусской АЭС, в зависимости от времени после окончательного останова реактора. Оценка объемов ВАО и ДСАО активационного происхождения, образующихся за 60 лет эксплуатации реактора ВВЭР-1200, выполнена на основании расчетных исследований наведенной активности конструкционных и защитных материалов с использованием реакторных и Монте-Карло программных кодов (SERPENT 2, ТВС-М, DYN3D, MCU-PD). В результате рассчетных исследований установлено, что массы и объемы активированных материалов, по уровням загрязнения относящихся к ВАО и ДСАО, в течение 10 лет после окончательного останова реактора ВВЭР-1200 Белорусской АЭС будут составлять соответственно 273 т и 43 м3 . В интервале 30–70 лет выдержки массы и объемы активированных материалов этих категорий РАО составят соответственно 262 т и 33 м3 . При выдержке от 100 до 200 лет массы и объемы активированных материалов этих категорий РАО составят соответственно 118 т и 15 м3 . Основной вклад в величину интегральной удельной активности материалов конструкций выгородки, шахты, наплавки, корпуса реактора, блока защитных труб (БЗТ), пространства под активной зоной, теплоизоляции в течение 10 лет после останова реактора будут вносить изотопы 55Fe (период полураспада 2,7 года), 60Co (5,27 года) и 63Ni (96 лет), а после 10 лет выдержки – 63Ni. Основной вклад в величину интегральной удельной активности материалов поглощающих элементов (ПЭЛ) с Dy2TiO5 в течение всего срока хранения будет вносить 63Ni

Роль молекулярно-генетических изменений в прогнозе эффективности адъювантной внутрипузырной терапии немышечно-инвазивного рака мочевого пузыря

Bladder cancer (BC) is represented by non-muscle-invasive forms at the stage Ta, T1, CIS (NMBC) in 75 % of cases. The gold standard of treatment of NMBC patients is transurethral resection, but its implementation does not always allow the patient to be relieved of the recurrence of the disease. In this regard, patients with a low risk of progression after transurethral resection are administered by intravesical chemotherapy, with high risk (T1G2/3) – using instillation with BCG (Bacillus Calmette–Guerin) vaccine. Searching of NMBC markers for laboratory diagnostics, which would help to determine sensitivity or resistance to the planned type of adjuvant therapy remains an actual problem. The data published mainly in the last 5–7 years about genetic predictors of the response to adjuvant chemotherapy and, to a greater extent, immunotherapy with BCG vaccine, are reviewed in this work. Allele combinations in the genes involved in immune response, xenobiotic biotransformation and other loci that are associated with the response to the adjuvant NMBC therapy in meta-analyzes are systematized. Also, expression profiles of mRNA, microRNA and proteins, as well as panels of methylated loci associated with the effectiveness of chemotherapy and immunotherapy of NMBC are considered. It was demonstrated that the somatic mutations sequencing in the primary tumor and the total mutational load using high-throughput sequencing technologies (NGS) identified a number of potential prognostic markers. Perhaps, the mutational load will be more widely used as a highly informative predictor of immunotherapeutic effect in BC: BCG therapy of NMBC and BC targeted therapy using the inhibitors of immune control points, after the standardization of the analysis. This review is intended to oncologists, geneticists, molecular biologists, urologists, pathologists and other specialists working in the field of molecular genetics in oncological urology.Рак мочевого пузыря (РМП) в 75 % случаев представлен немышечно-инвазивными формами на стадии Та, Т1, CIS. При немышечно-инвазивном РМП (НМРМП) «золотым стандартом» лечения является трансуретральная резекция мочевого пузыря, однако ее проведение далеко не всегда позволяет избавить пациента от рецидива заболевания. В связи с этим пациентам с низким риском прогрессирования после трансуретральной резекции назначают внутрипузырную химиотерапию, с высоким риском (T1G2/3) — инстилляции вакциной БЦЖ (бацилла Кальметта-Герена). Остается актуальным вопрос о поиске маркеров для лабораторной диагностики, которые помогли бы заблаговременно определить чувствительность или резистентность к планируемому виду адъювантной терапии НМРМП. В настоящей работе рассмотрены опубликованные преимущественно в последние 5-7лет данные о генетических предикторах ответа на адъювантную химиотерапию и, в большей мере, иммунотерапию вакциной БЦЖ. Систематизированы подтвержденные в метаанализах сочетания аллелей в генах иммунного ответа, детоксикации ксенобиотиков и других локусах, которые ассоциированы с ответом на адъювантную терапию НМРМП. Отдельно рассмотрены экспрессионные профили на уровнях матричных РНК, микро-РНК и белков, панели метилированных локусов, ассоциированные с эффективностью химио- и иммунотерапии НМРМП. Показано, что определение соматических мутаций в первичной опухоли и общей мутационной нагрузки с помощью технологий высокопроизводительного секвенирования (NGS) также позволило выявить ряд потенциальных прогностических маркеров. Возможно, после стандартизации анализа мутационной нагрузки он будет шире использоваться как высокоинформативный предиктор иммунотерапии РМП: БЦЖ-терапии НМРМП и схем лечения РМП с назначением таргетных ингибиторов иммунных контрольных точек. Обзор ориентирован на онкологов, генетиков, молекулярных биологов, урологов, патоморфологов и других специалистов, работающих в области молекулярной генетики онкоурологических заболеваний