Evaluation of Machine Learning Classifiers for Mobile Network Intrusion Detection Systems

Mobile malwares are increasing with the growing number of Mobile users. Mobile malwares can perform several operations which lead to cybersecurity threats such as, stealing financial or personal information, installing malicious applications, sending premium SMS, creating backdoors, keylogging and crypto-ransomware attacks. Knowing the fact that there are many illegitimate Applications available on the App stores, most of the mobile users remain careless about the security of their Mobile devices and become the potential victim of these threats. Previous studies have shown that not every antivirus is capable of detecting all the threats; due to the fact that Mobile malwares use advance techniques to avoid detection. A Network-based IDS at the operator side will bring an extra layer of security to the subscribers and can detect many advanced threats by analyzing their traffic patterns. Machine Learning(ML) will provide the ability to these systems to detect unknown threats for which signatures are not yet known. This research is focused on the evaluation of Machine Learning classifiers in Network-based Intrusion detection systems for Mobile Networks. In this study, different techniques of Network-based intrusion detection with their advantages, disadvantages and state of the art in Hybrid solutions are discussed. Finally, a ML based NIDS is proposed which will work as a subsystem, to Network-based IDS deployed by Mobile Operators, that can help in detecting unknown threats and reducing false positives. In this research, several ML classifiers were implemented and evaluated. This study is focused on Android-based malwares, as Android is the most popular OS among users, hence most targeted by cyber criminals. Supervised ML algorithms based classifiers were built using the dataset which contained the labeled instances of relevant features. These features were extracted from the traffic generated by samples of several malware families and benign applications. These classifiers were able to detect malicious traffic patterns with the TPR upto 99.6% during Cross-validation test. Also, several experiments were conducted to detect unknown malware traffic and to detect false positives. These classifiers were able to detect unknown threats with the Accuracy of 97.5%. These classifiers could be integrated with current NIDS', which use signatures, statistical or knowledge-based techniques to detect malicious traffic. Technique to integrate the output from ML classifier with traditional NIDS is discussed and proposed for future work.

Putkistosuunnittelun tunnusluvut

Tässä insinöörityössä tutkittiin Neste Jacobsin toimeksiantamia laitossuunnitteluprojekteja ja tarkemmin niiden yleis- ja putkistosuunnittelua ja siinä yleisimmin käytettäviä tunnuslu-kuja. Tunnuslukujen selvittämistä varten valittiin neljä projektia, jotka olivat tyypillisiä teollisia investointiprojekteja, ja joista saadut tekniset tiedot olivat tuoreita. Valittujen projektien suunnittelutyö oli joko valmis tai valmistumassa tietojenkeruuhetkellä. Työssä tutkittiin projektien tunnuslukujen eroja ja niiden syitä. Projektien tekniset tiedot kerättiin niiden suunnittelutyössä mukana olleilta yrityksiltä. Alkutietojen hyväksymisen jälkeen niiden pohjalta laskettiin projektikohtaiset tunnusluvut Tunnuslukutietojen keräämisen tuli olla huolellista ja pitkäjänteistä, koska niistä saatuja tietoja käytetään tulevien projektien laajuuksien ja kustannuksien arviointiin. Työn tärkeimpiä tuloksia olivat yleisimmin käytettyjen tunnuslukujen saanti jokaisesta pro-jektista ja tietojen kokoaminen helposti luettavaan taulukkoon. Saatuja tuloksia voidaan pitää luotettavina ja niitä voidaan käyttää jatkossa arvioitaessa projektien laajuuksia.

Auktorisoitujen tilintarkastajien valvonta: Hyvä tilintarkastustapa TILA:n ja VALA:n valvontaratkaisuissa vuosina 1995-2004

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää Keskuskauppakamarin tilintarkastuslautakunnan ja Valtion tilintarkastuslautakunnan valvontaratkaisujen vaikutusta hyvään tilintarkastustapaan. Tavoitteeseen päästiin alatavoitteiden kautta: a) selvittämällä tilintarkastukselle asetetut vaatimukset ja tilintarkastajien valvonnan periaatteet, b) tarkastelemalla valvontaratkaisujen kautta tilintarkastajien velvollisuuksia: riippumattomuutta, salassapitovelvollisuutta sekä ammattitaitoa ja huolellisuutta, c) tutkimalla, millaisia seikkoja Keskuskauppakamarin tilintarkastuslautakunta ja Valtion tilintarkastuslautakunta korostavat ja nostavat esiin valvontaratkaisujen yhteydessä d) tutkimalla, mihin edellä mainitut valvontaorganisaatiot kiinnittävät huomiota valvontaratkaisujen käsittelyssä ja mihin päätökset perustuvat. Tutkimus on luonteeltaan kvalitatiivinen ja deskriptiivinen. Se on myös normiperustainen, koska tilintarkastuksen taustalla vaikuttavat erilaiset lait, asetukset ja suositukset. Tutkimuksen empiirinen aineisto koostuu Keskuskauppakamarin tilintarkas tuslautakunnan ja Valtion tilintarkastuslautakunnan valvontaratkaisuselosteista vuosilta 1995-2004. Tutkimuksen perusteella valvontaratkaisut muokkaavat hyvää tilintarkastustapaa. Tilintarkastuslautakunta julkaisee ratkaisujen johdosta kannanottoja, antaa tarvittaessa tilintarkastusalan säännöstöä täydentäviä suosituksia ja ohjeita sekä esittää oman kannanottonsa tulkinnanvaraisiin seikkoihin. Valvontaratkaisut perustuvat voimassa olevaan säädöstöön, tilintarkastusalan suosituksiin ja toimielinten aiempiin ratkaisuihin. Tilintarkastajien toiminnan arvioinnissa tilintarkastajan tekemän virheen olennaisuudella on keskeinen merkitys. Lisäksi arvioinnissa kiinnitetään erityisesti huomiota tilintarkastajien toimintaan kokonaisuutena ja siihen, onko ulkopuolinen voinut saada virheen johdosta väärän käsityksen. Ratkaisuissa korostuu säätiöiden, julkisen kaupankäynnin kohteena olevien yhtiöiden sekä erikoistarkastusten erityinen tarkastusvastuu.

Päätöspuun käyttö tutkamaalien initialisoinnissa

Suomen ilmatilaa valvotaan reaaliaikaisesti, pääasiassa ilmavalvontatutkilla. Ilmatilassa on lentokoneiden lisäksi paljon muitakin kohteita, jotka tutka havaitsee. Tutka lähettää nämä tiedot edelleen ilmavalvontajärjestelmään. Ilmavalvontajärjestelmä käsittelee tiedot, sekä lähettää ne edelleen esitysjärjestelmään. Esitysjärjestelmässä tiedot esitetään synteettisinä merkkeinä, seurantoina joista käytetään nimitystä träkki. Näiden tietojen puitteissa sekä oman ammattitaitonsa perusteella ihmiset tekevät päätöksiä. Tämän työn tarkoituksena on tutkia tutkan havaintoja träkkien initialisointipisteessä siten, että voitaisiin määritellä tyypillinen rakenne sille mikä on oikea ja mikä väärä tai huono träkki. Tämän lisäksi tulisi ennustaa, mitkä Irakeista eivät aiheudu ilma- aluksista. Saadut tulokset voivat helpottaa työtä havaintojen tulkinnassa - jokainen lintuparvi ei ole ehdokas seurannaksi. Havaintojen luokittelu voidaan tehdä joko neurolaskennalla tai päätöspuulla. Neurolaskenta tehdään neuroverkoilla, jotka koostuvat neuroneista. Päätöspuu- luokittelijat ovat oppivia tietorakenteita kuten neuroverkotkin. Yleisin päätöpuu on binääripuu. Tämän työn tavoitteena on opettaa päätöspuuluokittelija havaintojen avulla siten, että se pystyy luokittelemaan väärät havainnot oikeista. Neurolaskennan mahdollisuuksia tässä työssä ei käsitellä kuin teoreettisesti. Työn tuloksena voi todeta, että päätöspuuluokittelijat ovat erittäin kykeneviä erottamaan oikeat havainnot vääristä. Vaikka tulokset olivat rohkaiseva, lisää tutkimusta tarvitaan määrittelemään luotettavammin tekijät, jotka parhaiten suorittavat luokittelun.

Energiankäytön kartoitus Lappeenrannan sementtitehtaalla.

Diplomityön tavoitteena oli kartoittaa Finnsementti Oy:n Lappeenrannan sementtitehtaan energiankäyttöä ja etsiä potentiaalisia energiansäästökohteita. Diplomityö liittyy Kauppa- ja teollisuusministeriön ja Teollisuuden ja Työnantajain Keskusliiton väliseen teollisuuden energiankäytön tehostamiseen tähtäävään puitesopimukseen, johon Finnsementti Oy on liittynyt. Diplomityön teoriaosassa tutustutaan sementin kemiaan raaka-aineista valmiisiin tuotteisiin. Lisäksi kartoitetaan sementtiteollisuuden energiansäästömahdollisuuksia laite-hankintojen ja prosessin optimointinnin kannalta. Työssä tutustutaan sementin-valmistuksessa käytettäviin laitteistoihin ja selvitetään niiden teknistä kehitystä ja energiaasäästäviä ratkaisuja. Kokeellinen osuus alkaa yksityiskohtaisella kuvauksella Lappeenrannan sementtitehtaan valmistusprosessista. Kokeellisessa osassa tutustutaan tehtaan energiankulutukseen sähkön ja polttoaineen muodossa. Lisäksi käsitellään paineilmaa ja vettä. Sähkön osalta kokeellinen osa sisältää sähkönkulutuksen historian ja sähkönjakeluverkon selvityksen lisäksi tehtaalla käytössä olevien luokittimien tehokkuustarkasteluita sähkönkulutuksen kannalta. Polttoaineen osalta diplomityö sisältää sementtiuunien energiataseiden mittaukset ja tulosten laskemisen sekä Excel-pohjaisen menetelmän kehittämisen energiataseiden laskemiseksi tulevaisuudessa. Paineilman ja veden osalta selvitetään niiden kulutusta tehtaalla ja lasketaan paineilmalle teoreettinen ominaissähkönkulutus. Luokittimien tehokkuustarkastelujen osalta havaittiin raakamyllyn luokittimen erottelu-terävyyden olevan huono verrattuna nykyaikaisiin korkeatehokkuusluokittimiin. Sementtimyllyjen luokittimien toiminnasta ei havaittu merkittäviä ongelmia. Energia-taseiden tuloksina havaittiin Lappeenrannan sementtitehtaan sementtiuunien edustavan vanhentunutta sementinvalmistustekniikkaa. Molempien uunien savukaasukanavien vuotoilmojen määrien havaittiin olevan suuret. Energiataloutta pystyttäisiin parantamaan mm. uusilla polttimilla, jolloin lämmittämättömän ensiöilman osuutta saataisiin pienentymään ja polttoaineen polttoa tehostumaan. Paineilman suhteen havaittiin kuumailman paineenalennuksen aiheuttavan turhia energiahäviöitä.

Toimintolaskennan soveltuminen Fingrid Verkko Oy:n kustannuslaskentaan

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää toimintolaskennan soveltuvuus esimerkkiyritykseen. Lähtökohtana oli kiinteiden kustannusten kohdistaminen tuotteille ja tuotekustannusten parempi hallinta.Lopputuloksiin on tässä casetutkimuksessa ennen kaikkea päästy kyseisen Fingrid Verkko Oy:n nykyistä laskentaa tutkimalla. Toimintolaskentakirjallisuuden ja artikkeleiden pohjalta laadittiin teoriaosuus, minkä tarkoituksena oli antaa riittävää tietoa yritykselle toimintolaskennasta sekä sen soveltamisesta. Tutkimuksessa päädyttiin kahteen merkittävään lopputulokseen. Ensinnäkin siihen, että toimintoperusteinen kustannuslaskentaa ei voida toteuttaa yrityksessä pilottiprojektin omaisesti kohdistettuna yksittäiseen tuotteeseen. Haluttaessa kertaluontoisesti jälkilaskennalla testata toimintolaskennan tuotteiden kannattavuuksia, täytyy koko yrityksen ja tässä tapauksessa myös konsernin osallistua projektiin. Toiseksi toimintolaskennan todettiin olevan yleensäkin epäsopiva yritykselle. Huomioitavaa on yrityksen prosessin luonne, jossa jokainen tuote on erillinen tilaus tai projekti. Yrityksen kustannuslaskentaa tulee kuitenkin kehittää, ratkaisu tähän voisi olla nykyisen laskentatavan tarkentaminen siten että kiinteistä kustannuksista osa saataisiin kohdennettua resurssien ajankäytön mukaan nykyisille kustannuspaikoille.

Methods to test gas tightness of packages

One of the primary goals for food packages is to protect food against harmful environment, especially oxygen and moisture. The gas transmission rate is the total gas transport through the package, both by permeation through the package material and by leakage through pinholes and cracks. The shelf life of a product can be extended, if the food is stored in a gas tight package. Thus there is a need to test gas tightness of packages. There are several tightness testing methods, and they can be broadly divided into destructive and nondestructive methods. One of the most sensitive methods to detect leaks is by using a non destructive tracer gas technique. Carbon dioxide, helium and hydrogen are the most commonly used tracer gases. Hydrogen is the lightest and the smallest of all gases, which allows it to escape rapidly from the leak areas. The low background concentration of H2 in air (0.5 ppm) enables sensitive leak detection. With a hydrogen leak detector it is also possible to locate leaks. That is not possible with many other tightness testing methods. The experimental work has been focused on investigating the factors which affect the measurement results with the H2leak detector. Also reasons for false results were searched to avoid them in upcoming measurements. From the results of these experiments, the appropriate measurement practice was created in order to have correct and repeatable results. The most important thing for good measurement results is to keep the probe of the detector tightly against the leak. Because of its high diffusion rate, the HZ concentration decreases quickly if holding the probe further away from the leak area and thus the measured H2 leaks would be incorrect and small leaks could be undetected. In the experimental part hydrogen, oxygen and water vapour transmissions through laser beam reference holes (diameters 1 100 μm) were also measured and compared. With the H2 leak detector it was possible to detect even a leakage through 1 μm (diameter) within a few seconds. Water vapour did not penetrate even the largest reference hole (100 μm), even at tropical conditions (38 °C, 90 % RH), whereas some O2 transmission occurred through the reference holes larger than 5 μm. Thus water vapour transmission does not have a significant effect on food deterioration, if the diameter of the leak is less than 100 μm, but small leaks (5 100 μm) are more harmful for the food products, which are sensitive to oxidation.

Arvonlisäveropetokset ja niiden ehkäiseminen

Tämän tutkielman tavoitteena on tutkia suomalaisen liiketoimintaa harjoittavan yrityksen mahdolliset väärinkäyttötilanteet liittyen arvonlisäverovelvollisuuteen sekä mahdolliset ratkaisut, joilla arvonlisäveroväärinkäytöksiä voidaan hallita. Mahdollisia vaarinkatostapoja ovat muun muassa: vääränsisältöiset ilmoitukset, perusteettomat ostotositteet, perusteettoman arvonlisäveropalautuksen hakeminen, toimiminen verovalvonnan ulkopuolella, veron maksamatta jättäminen, verokantojen väärentäminen, ketjupetos, karusellipetos, marginaaliverokeinottelu ja toisen yhtiön alv-tunnisteen käyttö. Torjunta- tai hallintakeinoja ovat muun muassa: käännetty verovelvollisuus, verotili, kansainvälinen tietojenvaihto, yhteisvastuu, verovalvonnan tehostaminen ja ajantasaistaminen, rekisteröitymisien tarkistaminen ja lopullinen verojärjestelmä.

Study of ligand-based virtual screening tools in computer-aided drug design

Virtual screening is a central technique in drug discovery today. Millions of molecules can be tested in silico with the aim to only select the most promising and test them experimentally. The topic of this thesis is ligand-based virtual screening tools which take existing active molecules as starting point for finding new drug candidates. One goal of this thesis was to build a model that gives the probability that two molecules are biologically similar as function of one or more chemical similarity scores. Another important goal was to evaluate how well different ligand-based virtual screening tools are able to distinguish active molecules from inactives. One more criterion set for the virtual screening tools was their applicability in scaffold-hopping, i.e. finding new active chemotypes. In the first part of the work, a link was defined between the abstract chemical similarity score given by a screening tool and the probability that the two molecules are biologically similar. These results help to decide objectively which virtual screening hits to test experimentally. The work also resulted in a new type of data fusion method when using two or more tools. In the second part, five ligand-based virtual screening tools were evaluated and their performance was found to be generally poor. Three reasons for this were proposed: false negatives in the benchmark sets, active molecules that do not share the binding mode, and activity cliffs. In the third part of the study, a novel visualization and quantification method is presented for evaluation of the scaffold-hopping ability of virtual screening tools.

Promoting Programming Learning. Engagement, Automatic Assessment with Immediate Feedback in Visualizations

The skill of programming is a key asset for every computer science student. Many studies have shown that this is a hard skill to learn and the outcomes of programming courses have often been substandard. Thus, a range of methods and tools have been developed to assist students’ learning processes. One of the biggest fields in computer science education is the use of visualizations as a learning aid and many visualization based tools have been developed to aid the learning process during last few decades. Studies conducted in this thesis focus on two different visualizationbased tools TRAKLA2 and ViLLE. This thesis includes results from multiple empirical studies about what kind of effects the introduction and usage of these tools have on students’ opinions and performance, and what kind of implications there are from a teacher’s point of view. The results from studies in this thesis show that students preferred to do web-based exercises, and felt that those exercises contributed to their learning. The usage of the tool motivated students to work harder during their course, which was shown in overall course performance and drop-out statistics. We have also shown that visualization-based tools can be used to enhance the learning process, and one of the key factors is the higher and active level of engagement (see. Engagement Taxonomy by Naps et al., 2002). The automatic grading accompanied with immediate feedback helps students to overcome obstacles during the learning process, and to grasp the key element in the learning task. These kinds of tools can help us to cope with the fact that many programming courses are overcrowded with limited teaching resources. These tools allows us to tackle this problem by utilizing automatic assessment in exercises that are most suitable to be done in the web (like tracing and simulation) since its supports students’ independent learning regardless of time and place. In summary, we can use our course’s resources more efficiently to increase the quality of the learning experience of the students and the teaching experience of the teacher, and even increase performance of the students. There are also methodological results from this thesis which contribute to developing insight into the conduct of empirical evaluations of new tools or techniques. When we evaluate a new tool, especially one accompanied with visualization, we need to give a proper introduction to it and to the graphical notation used by tool. The standard procedure should also include capturing the screen with audio to confirm that the participants of the experiment are doing what they are supposed to do. By taken such measures in the study of the learning impact of visualization support for learning, we can avoid drawing false conclusion from our experiments. As computer science educators, we face two important challenges. Firstly, we need to start to deliver the message in our own institution and all over the world about the new – scientifically proven – innovations in teaching like TRAKLA2 and ViLLE. Secondly, we have the relevant experience of conducting teaching related experiment, and thus we can support our colleagues to learn essential know-how of the research based improvement of their teaching. This change can transform academic teaching into publications and by utilizing this approach we can significantly increase the adoption of the new tools and techniques, and overall increase the knowledge of best-practices. In future, we need to combine our forces and tackle these universal and common problems together by creating multi-national and multiinstitutional research projects. We need to create a community and a platform in which we can share these best practices and at the same time conduct multi-national research projects easily.

Verorikokset, erityisesti silmällä pitäen törkeää veropetosta

Tutkimusongelmana tutkimuksessani on törkeys veropetoksissa ja keskeisenä tavoitteenani on selvittää niitä edellytyksiä, jotka on asetettu rikoslain 29 luvun 2 §:ssä mainitun rikoksen tekomuodon tunnusmerkistön täyttymisen edellytykseksi. Veropetossäännös on ollut rikoslaissa jo vuodesta 1889, mutta veropetoksen törkeästä muodosta on säännös ollut vasta vuodesta 1972. Veropetoksen tekomuotoja ovat väärän tiedon antaminen, tiedon salaaminen, verotusta varten säädetyn velvollisuuden laiminlyönti eli passiivinen veropetos ja muu petollisuus. Veropetos katsotaan törkeäksi, jos veropetoksessa on tavoiteltu huomattavaa taloudellista hyötyä, rikos on tehty erityisen suunnitelmallisesti ja veropetos on kokonaisuutena arvostellen ollut törkeä. Tutkimukseni on talousoikeudellinen, joka sijoittuu vero- ja rikosoikeuden alalle. Tutkielman tutkimusote on oikeusdogmaattinen, jolloin tutkimuksessa hyödynnetään lainopillista menetelmää. Tutkimusainesto, jonka avulla tutkimusongelmaan etsitään vastausta, koostuu oikeuskirjallisuudesta, lainsäädännöstä, lainvalmisteluaineistosta sekä oikeuskäytännöstä, tarkemmin Korkeimman oikeuden oikeustapauksista 2000-2011 väliseltä ajalta.