Protocols de seguretat amb terceres parts

Les solucions proposades en els articles científics sobre els intercanvis electrònics entre dues parts sovint involucren terceres parts (TTPs) per resoldre i simplificar el problema, però els usuaris hi han de dipositar una certa confiança. Ara bé, la confiança no és garantia ferma del compliment dels requisits de seguretat. Per això, molts usuaris són reticents a dipositar confiança en entitats remotes, fet que en dificulta l’ús. Aquí mostram com, a partir d’un determinat protocol de seguretat, podem aconseguir que la TTP involucrada sigui verificable. Construïm un entorn de confiança dins del protocol per mitjà del subministrament d’evidències sobre cada una de les operacions de la TTP (definim i introduïm la verificabilitat on-line de la TTP). Aconseguim això gràcies a la detecció, l’anàlisi i la classificació de cada una de les accions de la TTP. Aportam unes orientacions de disseny que faciliten la introducció de TTPs verificables dins dels protocols

Contribució a l'estudi de les uninormes en el marc de les equacions funcionals.

Les uninormes són uns operadors d'agregació que, per la seva definició, es poden considerar com a conjuncions o disjuncions, i que han estat aplicades a camps molt diversos. En aquest treball s'estudien algunes equacions funcionals que tenen com a incògnites les uninormes, o operadors definits a partir d'elles. Una d'elles és la distributivitat, que és resolta per les classes d'uninormes conegudes, solucionant, en particular, un problema obert en la teoria de l'anàlisi no-estàndard. També s'estudien les implicacions residuals i fortes definides a partir d'uninormes, trobant solució a la distributivitat d'aquestes implicacions sobre uninormes. Com a aplicació d'aquests estudis, es revisa i s'amplia la morfologia matemàtica borrosa basada en uninormes, que proporciona un marc inicial favorable per a un nou enfocament en l'anàlisi d'imatges, que haurà de ser estudiat en més profunditat.Las uninormas son unos operadores de agregación que, por su definición se pueden considerar como conjunciones o disjunciones y que han sido aplicados a campos muy diversos. En este trabajo se estudian algunas ecuaciones funcionales que tienen como incógnitas las uninormas, o operadores definidos a partir de ellas. Una de ellas es la distributividad, que se resuelve para las classes de uninormas conocidas, solucionando, en particular, un problema abierto en la teoría del análisis no estándar. También se estudian las implicaciones residuales y fuertes definidas a partir de uninormas, encontrando solución a la distributividad de estas implicaciones sobre uninormas. Como aplicación de estos estudios, se revisa y amplía la morfología matemática borrosa basada en uninormas, que proporciona un marco inicial favorable para un nuevo enfoque en el análisis de imágenes, que tendrá que ser estudiado en más profundidad.Uninorms are aggregation operators that, due to its definition, can be considered as conjunctions or disjunctions, and they have been applied to very different fields. In this work, some functional equations are studied, involving uninorms, or operators defined from them as unknowns. One of them is the distributivity equation, that is solved for all the known classes of uninorms, finding solution, in particular, to one open problem in the non-standard analysis theory. Residual implications, as well as strong ones defined from uninorms are studied, obtaining solution to the distributivity equation of this implications over uninorms. As an application of all these studies, the fuzzy mathematical morphology based on uninorms is revised and deeply studied, getting a new framework in image processing, that it will have to be studied in more detail

Mac-Phy Cross-Layer analysis and design of Mimo-Ofdm Wlans based on fast link adaptation

The latestWLAN standard, known as IEEE 802.11n, has notably increased the network capacity with respect to its predecessors thanks to the incorporation of the multipleinput multiple-output (MIMO) technology. Nonetheless, the new amendment, as its previous ones, does not specify how crucial configuration mechanisms, most notably the adaptive modulation and coding (AMC) algorithm should be implemented. The AMC process has proved essential to fully exploit the system resources in light of varying channel conditions. In this dissertation, a closed-loop AMC technique, referred to as fast link adaption (FLA) algorithm, that effectively selects themodulation and coding scheme (MCS) for multicarriermultiantennaWLAN networks is proposed. The FLA algorithm determines the MCS that maximizes the throughput while satisfying a quality of service (QoS) constraint, usually defined in the form of an objective packet error rate (PER). To this end, FLA uses a packet/bit error rate prediction methodology based on the exponential effective SNRmetric (EESM). The FLA algorithm performance has been evaluated under IEEE 802.11n systems that thanks to the incorporation of a feedbackmechanismare able to implement closed- loop AMC mechanisms. Initially, this AMC technique relies only on physical layer information but it is subsequently extended to also take into account themediumaccess control (MAC) sublayer performance. At the physical layer, the FLA algorithm has demonstrated its effectivity by performing very close to optimality in terms of throughput, while satisfying a prescribed PER constraint. The FLA algorithm has also been evaluated using imperfect channel information. It has been observed that the proposed FLA technique is rather robust against imperfect channel information, and only in highly-frequency selective channels, imperfect channel knowledge causes a noticeable degradation in throughput. At the MAC sublayer, the FLA algorithm has been complemented with a timeout strategy that weighs down the influence of the available channel information as this becomes outdated. This channel information outdate is caused by the MAC sublayer whose user multiplexing policy potentially results in large delays between acquiring the instant in which the channel state information is acquired and that in which the channel is accessed. Results demonstrate the superiority of FLA when compared to open-loop algorithms under saturated and non-saturated conditions and irrespective of the packet length, number of users, protocol (CSMA/CA or CDMA/E2CA) and access scheme (Basic Access or RTS/CTS). Additionally, several analytical models have been developed to estimate the system performance at the MAC sublayer. These models account for all operational details of the IEEE 802.11n MAC sublayer, such as finite number of retries, anomalous slot or channel errors. In particular, a semi-analytical model that assesses the MAC layer throughput under saturated conditions, considering the AMC performance is first introduced. Then, an analytical model that allows the evaluation of the QoS performance under non-saturated conditions is presented. This model focuses on single MCS and it is able to accurately predict very important system performance metrics such as blocking probability, delay, probability of discard or goodput thanks to the consideration of the finite queues on each station. Finally, the previous non-saturated analytical approach is used to define a semi-analytical model in order to estimate the system performance when considering AMC algorithms (i.e. whenmultiple MCSs are available)La darrera versió de l’estàndard deWLAN, anomenada IEEE 802.11n, ha augmentat la seva capacitat notablement en relació als sistemes anteriors gràcies a la incorporació de la tecnologia de múltiples antenes en transmissió i recepció (MIMO). No obstant això, la nova proposta, al igual que les anteriors, segueix sense especificar com s’han d’implementar elsmecanismes de configuraciómés crucials, un dels quals és l’algoritme de codificació imodulació adaptativa (AMC). Aquests algoritmes ja han demostrat la seva importància a l’hora demaximitzar el rendiment del sistema tenint en compte les condicions canviants del canal. En aquesta tesis s’ha proposat un algoritme AMC de llaç tancat, anomenat adaptació ràpida de l’enllaç (FLA), que selecciona eficientment l’esquema demodulació i codificació adaptativa per xarxes WLAN basades en arquitectures multiportadora multiantena. L’algoritme FLA determina el mode de transmissió capaç de maximitzar el throughput per les condicions de canal actuals, mentre satisfà un requisit de qualitat de servei en forma de taxa d’error per paquet (PER). FLA utilitza una metodologia de predicció de PER basada en l’estimació de la relació senyal renou (SNR) efectiva exponencial (EESM). El rendiment de l’algoritme FLA ha estat avaluat en sistemes IEEE 802.11n, ja que aquests, gràcies a la incorporació d’unmecanisme de realimentació demodes de transmissió, poden adoptar solucions AMC de llaç tancat. En una primera part, l’estudi s’ha centrat a la capa física i després s’ha estès a la subcapa MAC. A la capa física s’ha demostrat l’efectivitat de l’algoritme FLA aconseguint un rendiment molt proper al que ens proporcionaria un esquema AMC òptim en termes de throughput, alhora que es satisfan els requisits de PER objectiu. L’algoritme FLA també ha estat avaluat utilitzant informació imperfecte del canal. S’ha vist que l’algoritme FLA proposat és robust en front dels efectes d’estimació imperfecte del canal, i només en canals altament selectius en freqüència, la informació imperfecte del canal provoca una davallada en el rendiment en termes de throughput. A la subcapa MAC, l’algoritme FLA ha estat complementat amb una estratègia de temps d’espera que disminueix la dependència amb la informació de canal disponible a mesura que aquesta va quedant desfassada respecte de l’estat actual. Aquesta informació de canal desfassada és conseqüència de la subcapa MAC que degut a la multiplexació d’usuaris introdueix grans retards entre que es determina el mode de transmissió més adequat i la seva utilització per a l’accés al canal. Els resultats obtinguts han demostrat la superioritat de FLA respecte d’altres algoritmes de llaç obert en condicions de saturació i de no saturació, i independentment de la longitud de paquet, nombre d’usuaris, protocol (CSMA/CA i CSMA/E2CA) i esquema d’accés (Basic Access i RTS/CTS). Amés, s’han desenvolupat diversosmodels analítics per tal d’estimar el rendiment del sistema a la subcapa MAC. Aquests models consideren tots els detalls de funcionament de la subcapaMAC del 802.11n, comper exemple un nombre finit de retransmissions de cada paquet, l’slot anòmal o els errors introduïts pel canal. Inicialment s’ha proposat unmodel semi-analític que determina el throughtput en condicions de saturació, considerant el rendiment dels algoritmes AMC. Després s’ha presentat un model analític que estima el rendiment del sistema per condicions de no saturació, mitjançat elmodelat de cues finites a cada estació. Aquestmodel consideramodes de transmissió fixes i és capaç de determinar de manera molt precisa mètriques de rendimentmolt importants comsón la probabilitat de bloqueig de cada estació, el retard mitjà del paquets, la probabilitat de descart o la mesura del goodput. Finalment, el model analític de no saturació s’ha utilitzat per definir un model semi-analític per tal d’estimar el rendiment del sistema quan es considera l’ús d’algoritmes AMC

Nuevas metodologías para la asignación de tareas y formación de coaliciones en sistemas multi-robot

Este trabajo analiza la idoneidad de dos de los principales métodos de asignación de tareas en entornos con restricciones temporales. Se pondrá de manifiesto que ambos tipos de mecanismos presentan carencias para tratar tareas con deadlines, especialmente cuando los robots han de formar coaliciones. Uno de los aspectos a los que esta tesis dedica mayor atención es la predicción del tiempo de ejecución, que depende, entre otros factores, de la interferencia física entre robots. Este fenómeno no se ha tenido en cuenta en los mecanismos actuales de asignación basados en subastas. Así, esta tesis presenta el primer mecanismo de subastas para la creación de coaliciones que tiene en cuenta la interferencia entre robots. Para ello, se ha desarrollado un modelo de predicción del tiempo de ejecución y un nuevo paradigma llamado subasta doble. Además, se han propuesto nuevos mecanismos basados en swar

Expresión de emociones de alegría para personajes virtuales mediante la risa y la sonrisa

La animación facial es uno de los tópicos todavía no resueltos tanto en el campo de la interacción hombre máquina como en el de la informática gráfica. Las expresiones de alegría asociadas a risa y sonrisa son por su significado e importancia, parte fundamental de estos campos. En esta tesis se hace una aproximación a la representación de los diferentes tipos de risa en animación facial a la vez que se presenta un nuevo método capaz de reproducir todos estos tipos. El método se valida mediante la recreación de secuencias cinematográficas y mediante la utilización de bases de datos de expresiones faciales genéricas y específicas de sonrisa. Adicionalmente se crea una base de datos propia que recopila los diferentes tipos de risas clasificados y generados en este trabajo. De acuerdo a esta base de datos propia se generan las expresiones más representativas de cada una de las risas y sonrisas consideradas en el estudio.L'animació facial és un dels tòpics encara no resolts tant en el camp de la interacció home màquina com en el de la informàtica gràfica. Les expressions d'alegria associades a riure i somriure són pel seu significat i importància, part fonamental d'aquests camps. En aquesta tesi es fa una aproximació a la representació dels diferents tipus de riure en animació facial alhora que es presenta un nou mètode capaç de reproduir tots aquests tipus. El mètode es valida mitjançant la recreació de seqüències cinematogràfiques i mitjançant la utilització de bases de dades d'expressions facials genèriques i específiques de somriure. Addicionalment es crea una base de dades pròpia que recull els diferents tipus de rialles classificats i generats en aquest treball. D'acord a aquesta base de dades pròpia es generen les expressions més representatives de cadascuna de les rialles i somriures considerades en l'estudi.Nowadays, facial animation is one of the most relevant research topics still unresolved both in the field of human machine interaction and in the computer graphics. Expressions of joy associated with laughter and smiling are a key part of these fields mainly due to its meaning and importance. In this thesis an approach to the representation of different types of laughter in facial animation is done while a new method to reproduce all these types is proposed. The method is validated by recreating movie sequences and using databases of generic and specific facial smile expressions. Additionally, a proprietary database that lists the different types of classified and generated laughs in this work is created. According to this proprietary database the most representative of every smile expression considered in the study is generated

Fair exchange in e-commerce and certified e-mail, new scenarios and protocols

We are witnessing a steady growth in the use of Internet in the electronic commerce field. This rise is promoting the migration from traditional processes and applications (paper based) to an electronic model. But the security of electronic transactions continues to pose an impediment to its implementation. Traditionally, most business transactions were conducted in person. Signing a contract required the meeting of all interested parties, the postman delivered certified mail in hand, and when paying for goods or services both customer and provider were present. When all parties are physically present, a transaction does not require a complex protocol. The participants acknowledge the presence of the other parties as assurance that they will receive their parts, whether a signature on a contract, or a receipt, etc. But with e-commerce growing in importance as sales and business channel, all these transactions have moved to its digital counterpart. Therefore we have digital signature of contracts, certified delivery of messages and electronic payment systems. With electronic transactions, the physical presence is not required,moreover, most of the times it is even impossible. The participants in a transaction can be thousands of kilometers away from each other, and they may not even be human participants, they can be machines. Thus, the security that the transaction will be executed without incident is not assured per se, we need additional security measures. To address this problem, fair exchange protocols were developed. In a fair exchange every party involved has an item that wants to exchange, but none of the participants is willing to give his item away unless he has an assurance he will receive the corresponding item from the other participants. Fair exchange has many applications, like digital signature of contracts, where the items to be exchanged are signatures on contracts, certified delivery of messages, where we exchange a message for evidence of receipt, or a payment process, where we exchange a payment (e-cash, e-check, visa, etc.) for digital goods or a receipt. The objective of this dissertation is the study of the fair exchange problem. In particular, it presents two new scenarios for digital contracting, the Atomic Multi- Two Party (AM2P) and the Agent Mediated Scenario (AMS), and proposes one optimistic contract signing protocol for each one. Moreover, it studies the efficiency of Multi-Party Contract Signing (MPCS) protocols from their architecture point of view, presenting a new lower bound for each architecture, in terms of minimum number of transactions needed. Regarding Certified Electronic Mail (CEM), this dissertation presents two optimistic CEMprotocols designed to be deployed on thecurrent e-mail infrastructure, therefore they assume the participation of multiple Mail Transfer Agents (MTAs). In one case, the protocol assumes untrusted MTAs whereas in the other one it assumes each User Agent (UA) trusts his own MTA. Regarding payment systems, this dissertation presents a secure and efficient electronic bearer bank check scheme allowing the electronic checks to be transferred fairly and anonymously.L’ús d’Internet en l’àmbit del comerç electrònic està experimentant un creixement estable. Aquest increment d’ús està promovent lamigració de processos tradicionals i aplicacions (basades en paper) cap a un model electrònic. Però la seguretat de les transaccions electròniques continua impedint la seva implantació. Tradicionalment, la majoria de les transaccions s’han dut a terme en persona. La firma d’un contracte requeria la presència de tots els firmants, el carter entrega les cartes certificades enmà, i quan es paga per un bé o servei ambdós venedor i comprador hi són presents. Quan totes les parts hi són presents, les transaccions no requereixen un protocol complex. Els participants assumeixen la presència de les altres parts com assegurança que rebran el que esperen d’elles, ja sigui la firma d’un contracte, un rebut d’entrega o un pagament. Però amb el creixement del comerç electrònic com a canal de venda i negoci, totes aquestes transaccions s’hanmogut al seu equivalent en el món electrònic. Així doncs tenim firma electrònica de contractes, enviament certificat de missatges, sistemes de pagament electrònic, etc. En les transaccions electròniques la presència física no és necessària, de fet, la majoria de vegades és fins it tot impossible. Els participants poden estar separats permilers de kilòmetres, i no és necessari que siguin humans, podrien sermàquines. Llavors, la seguretat de que la transacció s’executarà correctament no està assegurada per se, necessitem proporcionar mesures de seguretat addicionals. Per solucionar aquest problema, es van desenvolupar els protocols d’intercanvi equitatiu. En un intercanvi equitatiu totes les parts involucrades tenen un objecte que volen intercanviar, però cap de les parts implicades vol donar el seu objecte si no té la seguretat que rebrà els objectes de les altres parts. L’intercanvi equitatiu té multitud d’aplicacions, com la firma electrònica de contractes, on els elements a intercanviar son firmes de contractes, enviament certificat demissatges, on s’intercanvien unmissatge per una evidència de recepció, o un procés de pagament, on intercanviemun pagament (e-cash, visa, e-xec, etc.) per bens digitals o per un rebut. L’objectiu d’aquesta tesi és estudiar el problema de l’intercanvi equitatiu. En particular, la tesi presenta dos nous escenaris per a la firma electrònica de contractes, l’escenari multi-two party atòmic i l’escenari amb agents intermediaris, i proposa un protocol optimista per a cada un d’ells. A més, presenta un estudi de l’eficiència dels protocols de firma electrònica multi-part (Multi-Party Contract Signing (MPCS) protocols) des del punt de vista de la seva arquitectura, presentant una nova fita per a cada una, en termes de mínim nombre de transaccions necessàries. Pel que fa al correu electrònic certificat, aquesta tesi presenta dos protocols optimistes dissenyats per a ser desplegats damunt l’infraestructura actual de correu electrònic, per tant assumeix la participació demúltiples agents de transferència de correu. Un dels protocols assumeix que cap dels agents de transferència de correu participants és de confiança,mentre que l’altre assumeix que cada usuari confia en el seu propi agent. Pel que fa a sistemes de pagament, la tesi presenta un esquema de xec bancari al portador, eficient i segur, que garanteix que la transferència dels xecs es fa demanera anònima i equitativa

Analytical methods fort he study of color in digital images

La descripció qualitativa dels colors que composen una imatge digital és una tasca molt senzilla pel sistema visual humà. Per un ordinador aquesta tasca involucra una gran quantitat de qüestions i de dades que la converteixen en una operació de gran complexitat. En aquesta tesi desenvolupam un mètode automàtic per a la construcció d’una paleta de colors d’una imatge digital, intentant respondre a les diferents qüestions que se’ns plantegen quan treballam amb colors a dins el món computacional. El desenvolupament d’aquest mètode suposa l’obtenció d’un algorisme automàtic de segmentació d’histogrames, el qual és construït en detall a la tesi i diferents aplicacions del mateix son donades. Finalment, també s’explica el funcionament de CProcess, un ‘software’ amigable desenvolupat per a la fàcil comprensió del color

Advanced and natural interaction system for motion-impaired users

Human-computer interaction is an important area that searches for better and more comfortable systems to promote communication between humans and machines. Vision-based interfaces can offer a more natural and appealing way of communication. Moreover, it can help in the e-accessibility component of the e-inclusion. The aim is to develop a usable system, that is, the end-user must consider the use of this device effective, efficient and satisfactory. The research's main contribution is SINA, a hands-free interface based on computer vision techniques for motion impaired users. This interface does not require the user to use his upper body limbs, as only nose motion is considered. Besides the technical aspect, user's satisfaction when using an interface is a critical issue. The approach that we have adopted is to integrate usability evaluation at relevant points of the software developmen

An adaptive admission control and load balancing algorithm for a QoS-aware Web system

The main objective of this thesis focuses on the design of an adaptive algorithm for admission control and content-aware load balancing for Web traffic. In order to set the context of this work, several reviews are included to introduce the reader in the background concepts of Web load balancing, admission control and the Internet traffic characteristics that may affect the good performance of a Web site. The admission control and load balancing algorithm described in this thesis manages the distribution of traffic to a Web cluster based on QoS requirements. The goal of the proposed scheduling algorithm is to avoid situations in which the system provides a lower performance than desired due to servers' congestion. This is achieved through the implementation of forecasting calculations. Obviously, the increase of the computational cost of the algorithm results in some overhead. This is the reason for designing an adaptive time slot scheduling that sets the execution times of the algorithm depending on the burstiness that is arriving to the system. Therefore, the predictive scheduling algorithm proposed includes an adaptive overhead control. Once defined the scheduling of the algorithm, we design the admission control module based on throughput predictions. The results obtained by several throughput predictors are compared and one of them is selected to be included in our algorithm. The utilisation level that the Web servers will have in the near future is also forecasted and reserved for each service depending on the Service Level Agreement (SLA). Our load balancing strategy is based on a classical policy. Hence, a comparison of several classical load balancing policies is also included in order to know which of them better fits our algorithm. A simulation model has been designed to obtain the results presented in this thesis