Securing implementations of feedback-shift-register-based ciphers using compiler optimizations and co-processors

Los algoritmos basados en registros de desplazamiento con realimentación (en inglés FSR) se han utilizado como generadores de flujos pseudoaleatorios en aplicaciones con recursos limitados como los sistemas de apertura sin llave. Se considera canal primario a aquel que se utiliza para realizar una transmisión de información. La aparición de los ataques de canal auxiliar (en inglés SCA), que explotan información filtrada inintencionadamente a través de canales laterales como el consumo, las emisiones electromagnéticas o el tiempo empleado, supone una grave amenaza para estas aplicaciones, dado que los dispositivos son accesibles por un atacante. El objetivo de esta tesis es proporcionar un conjunto de protecciones que se puedan aplicar de forma automática y que utilicen recursos ya disponibles, evitando un incremento sustancial en los costes y alargando la vida útil de aplicaciones que puedan estar desplegadas. Explotamos el paralelismo existente en algoritmos FSR, ya que sólo hay 1 bit de diferencia entre estados de rondas consecutivas. Realizamos aportaciones en tres niveles: a nivel de sistema, utilizando un coprocesador reconfigurable, a través del compilador y a nivel de bit, aprovechando los recursos disponibles en el procesador. Proponemos un marco de trabajo que nos permite evaluar implementaciones de un algoritmo incluyendo los efectos introducidos por el compilador considerando que el atacante es experto. En el campo de los ataques, hemos propuesto un nuevo ataque diferencial que se adapta mejor a las condiciones de las implementaciones software de FSR, en las que el consumo entre rondas es muy similar. SORU2 es un co-procesador vectorial reconfigurable propuesto para reducir el consumo energético en aplicaciones con paralelismo y basadas en el uso de bucles. Proponemos el uso de SORU2, además, para ejecutar algoritmos basados en FSR de forma segura. Al ser reconfigurable, no supone un sobrecoste en recursos, ya que no está dedicado en exclusiva al algoritmo de cifrado. Proponemos una configuración que ejecuta múltiples algoritmos de cifrado similares de forma simultánea, con distintas implementaciones y claves. A partir de una implementación sin protecciones, que demostramos que es completamente vulnerable ante SCA, obtenemos una implementación segura a los ataques que hemos realizado. A nivel de compilador, proponemos un mecanismo para evaluar los efectos de las secuencias de optimización del compilador sobre una implementación. El número de posibles secuencias de optimizaciones de compilador es extremadamente alto. El marco de trabajo propuesto incluye un algoritmo para la selección de las secuencias de optimización a considerar. Debido a que las optimizaciones del compilador transforman las implementaciones, se pueden generar automáticamente implementaciones diferentes combinamos para incrementar la seguridad ante SCA. Proponemos 2 mecanismos de aplicación de estas contramedidas, que aumentan la seguridad de la implementación original sin poder considerarse seguras. Finalmente hemos propuesto la ejecución paralela a nivel de bit del algoritmo en un procesador. Utilizamos la forma algebraica normal del algoritmo, que automáticamente se paraleliza. La implementación sobre el algoritmo evaluado mejora en rendimiento y evita que se filtre información por una ejecución dependiente de datos. Sin embargo, es más vulnerable ante ataques diferenciales que la implementación original. Proponemos una modificación del algoritmo para obtener una implementación segura, descartando parcialmente ejecuciones del algoritmo, de forma aleatoria. Esta implementación no introduce una sobrecarga en rendimiento comparada con las implementaciones originales. En definitiva, hemos propuesto varios mecanismos originales a distintos niveles para introducir aleatoridad en implementaciones de algoritmos FSR sin incrementar sustancialmente los recursos necesarios. ABSTRACT Feedback Shift Registers (FSR) have been traditionally used to implement pseudorandom sequence generators. These generators are used in Stream ciphers in systems with tight resource constraints, such as Remote Keyless Entry. When communicating electronic devices, the primary channel is the one used to transmit the information. Side-Channel Attack (SCA) use additional information leaking from the actual implementation, including power consumption, electromagnetic emissions or timing information. Side-Channel Attacks (SCA) are a serious threat to FSR-based applications, as an attacker usually has physical access to the devices. The main objective of this Ph.D. thesis is to provide a set of countermeasures that can be applied automatically using the available resources, avoiding a significant cost overhead and extending the useful life of deployed systems. If possible, we propose to take advantage of the inherent parallelism of FSR-based algorithms, as the state of a FSR differs from previous values only in 1-bit. We have contributed in three different levels: architecture (using a reconfigurable co-processor), using compiler optimizations, and at bit level, making the most of the resources available at the processor. We have developed a framework to evaluate implementations of an algorithm including the effects introduced by the compiler. We consider the presence of an expert attacker with great knowledge on the application and the device. Regarding SCA, we have presented a new differential SCA that performs better than traditional SCA on software FSR-based algorithms, where the leaked values are similar between rounds. SORU2 is a reconfigurable vector co-processor. It has been developed to reduce energy consumption in loop-based applications with parallelism. In addition, we propose its use for secure implementations of FSR-based algorithms. The cost overhead is discarded as the co-processor is not exclusively dedicated to the encryption algorithm. We present a co-processor configuration that executes multiple simultaneous encryptions, using different implementations and keys. From a basic implementation, which is proved to be vulnerable to SCA, we obtain an implementation where the SCA applied were unsuccessful. At compiler level, we use the framework to evaluate the effect of sequences of compiler optimization passes on a software implementation. There are many optimization passes available. The optimization sequences are combinations of the available passes. The amount of sequences is extremely high. The framework includes an algorithm for the selection of interesting sequences that require detailed evaluation. As existing compiler optimizations transform the software implementation, using different optimization sequences we can automatically generate different implementations. We propose to randomly switch between the generated implementations to increase the resistance against SCA.We propose two countermeasures. The results show that, although they increase the resistance against SCA, the resulting implementations are not secure. At bit level, we propose to exploit bit level parallelism of FSR-based implementations using pseudo bitslice implementation in a wireless node processor. The bitslice implementation is automatically obtained from the Algebraic Normal Form of the algorithm. The results show a performance improvement, avoiding timing information leakage, but increasing the vulnerability against differential SCA.We provide a secure version of the algorithm by randomly discarding part of the data obtained. The overhead in performance is negligible when compared to the original implementations. To summarize, we have proposed a set of original countermeasures at different levels that introduce randomness in FSR-based algorithms avoiding a heavy overhead on the resources required.

Optimización multiobjetivo inteligente del dimensionamiento energético en sistemas ferroviarios señalizados y en plataformas software de tiempo real

La capacidad de transporte es uno de los baremos fundamentales para evaluar la progresión que puede llegar a tener un área económica y social. Es un sector de elevada importancia para la sociedad actual. Englobado en los distintos tipos de transporte, uno de los medios de transporte que se encuentra más en alza en la actualidad, es el ferroviario. Tanto para movilidad de pasajeros como para mercancías, el tren se ha convertido en un medio de transporte muy útil. Se encuentra dentro de las ciudades, entre ciudades con un radio pequeño entre ellas e incluso cada vez más, gracias a la alta velocidad, entre ciudades con gran distancia entre ellas. Esta Tesis pretende ayudar en el diseño de una de las etapas más importantes de los Proyectos de instalación de un sistema ferroviario: el sistema eléctrico de tracción. La fase de diseño de un sistema eléctrico de tracción ferroviaria se enfrenta a muchas dudas que deben ser resueltas con precisión. Del éxito de esta fase dependerá la capacidad de afrontar las demandas de energía de la explotación ferroviaria. También se debe atender a los costes de instalación y de operación, tanto costes directos como indirectos. Con la Metodología que se presenta en esta Tesis se ofrecerá al diseñador la opción de manejar un sistema experto que como soluciones le plantee un conjunto de escenarios de sistemas eléctricos correctos, comprobados por resolución de modelos de ecuaciones. Correctos desde el punto de vista de validez de distintos parámetros eléctrico, como de costes presupuestarios e impacto de costes indirectos. Por tanto, el diseñador al haber hecho uso de esta Metodología, tendría en un espacio de tiempo relativamente corto, un conjunto de soluciones factibles con las que poder elegir cuál convendría más según sus intereses finales. Esta Tesis se ha desarrollado en una vía de investigación integrada dentro del Centro de Investigaciones Ferroviarias CITEF-UPM. Entre otros proyectos y vías de investigación, en CITEF se ha venido trabajando en estudios de validación y dimensionamiento de sistemas eléctricos ferroviarios con diversos y variados clientes y sistemas ferroviarios. A lo largo de los proyectos realizados, el interés siempre ha girado mayoritariamente sobre los siguientes parámetros del sistema eléctrico: - Calcular número y posición de subestaciones de tracción. Potencia de cada subestación. - Tipo de catenaria a lo largo del recorrido. Conductores que componen la catenaria. Características. - Calcular número y posición de autotransformadores para sistemas funcionando en alterna bitensión o 2x25kV. - Posición Zonas Neutras. - Validación según normativa de: o Caídas de tensión en la línea o Tensiones máximas en el retorno de la línea o Sobrecalentamiento de conductores o Sobrecalentamiento de los transformadores de las subestaciones de tracción La idea es que las soluciones aportadas por la Metodología sugieran escenarios donde de estos parámetros estén dentro de los límites que marca la normativa. Tener la posibilidad de tener un repositorio de posibles escenarios donde los parámetros y elementos eléctricos estén calculados como correctos, aporta un avance en tiempos y en pruebas, que mejoraría ostensiblemente el proceso habitual de diseño para los sistemas eléctricos ferroviarios. Los costes directos referidos a elementos como subestaciones de tracción, autotransformadores, zonas neutras, ocupan un gran volumen dentro del presupuesto de un sistema ferroviario. En esta Tesis se ha querido profundizar también en el efecto de los costes indirectos provocados en la instalación y operación de sistemas eléctricos. Aquellos derivados del impacto medioambiental, los costes que se generan al mantener los equipos eléctricos y la instalación de la catenaria, los costes que implican la conexión entre las subestaciones de tracción con la red general o de distribución y por último, los costes de instalación propios de cada elemento compondrían los costes indirectos que, según experiencia, se han pensado relevantes para ejercer un cierto control sobre ellos. La Metodología cubrirá la posibilidad de que los diseños eléctricos propuestos tengan en cuenta variaciones de coste inasumibles o directamente, proponer en igualdad de condiciones de parámetros eléctricos, los más baratos en función de los costes comentados. Analizando los costes directos e indirectos, se ha pensado dividir su impacto entre los que se computan en la instalación y los que suceden posteriormente, durante la operación de la línea ferroviaria. Estos costes normalmente suelen ser contrapuestos, cuánto mejor es uno peor suele ser el otro y viceversa, por lo que hace falta un sistema que trate ambos objetivos por separado. Para conseguir los objetivos comentados, se ha construido la Metodología sobre tres pilares básicos: - Simulador ferroviario Hamlet: Este simulador integra módulos para construir esquemas de vías ferroviarios completos; módulo de simulación mecánica y de la tracción de material rodante; módulo de señalización ferroviaria; módulo de sistema eléctrico. Software realizado en C++ y Matlab. - Análisis y estudio de cómo focalizar los distintos posibles escenarios eléctricos, para que puedan ser examinados rápidamente. Pico de demanda máxima de potencia por el tráfico ferroviario. - Algoritmos de optimización: A partir de un estudio de los posibles algoritmos adaptables a un sistema tan complejo como el que se plantea, se decidió que los algoritmos genéticos serían los elegidos. Se han escogido 3 algoritmos genéticos, permitiendo recabar información acerca del comportamiento y resultados de cada uno de ellos. Los elegidos por motivos de tiempos de respuesta, multiobjetividad, facilidad de adaptación y buena y amplia aplicación en proyectos de ingeniería fueron: NSGA-II, AMGA-II y ɛ-MOEA. - Diseño de funciones y modelo preparado para trabajar con los costes directos e indirectos y las restricciones básicas que los escenarios eléctricos no deberían violar. Estas restricciones vigilan el comportamiento eléctrico y la estabilidad presupuestaria. Las pruebas realizadas utilizando el sistema han tratado o bien de copiar situaciones que se puedan dar en la realidad o directamente sistemas y problemas reales. Esto ha proporcionado además de la posibilidad de validar la Metodología, también se ha posibilitado la comparación entre los algoritmos genéticos, comparar sistemas eléctricos escogidos con los reales y llegar a conclusiones muy satisfactorias. La Metodología sugiere una vía de trabajo muy interesante, tanto por los resultados ya obtenidos como por las oportunidades que puede llegar a crear con la evolución de la misma. Esta Tesis se ha desarrollado con esta idea, por lo que se espera pueda servir como otro factor para trabajar con la validación y diseño de sistemas eléctricos ferroviarios. ABSTRACT Transport capacity is one of the critical points to evaluate the progress than a specific social and economical area is able to reach. This is a sector of high significance for the actual society. Included inside the most common types of transport, one of the means of transport which is elevating its use nowadays is the railway. Such as for passenger transport of weight movements, the train is being consolidated like a very useful mean of transport. Railways are installed in many geography areas. Everyone know train in cities, or connecting cities inside a surrounding area or even more often, taking into account the high-speed, there are railways infrastructure between cities separated with a long distance. This Ph.D work aims to help in the process to design one of the most essential steps in Installation Projects belonging to a railway system: Power Supply System. Design step of the railway power supply, usually confronts to several doubts and uncertainties, which must be solved with high accuracy. Capacity to supply power to the railway traffic depends on the success of this step. On the other hand is very important to manage the direct and indirect costs derived from Installation and Operation. With the Methodology is presented in this Thesis, it will be offered to the designer the possibility to handle an expert system that finally will fill a set of possible solutions. These solutions must be ready to work properly in the railway system, and they were tested using complex equation models. This Thesis has been developed through a research way, integrated inside Citef (Railway Research Centre of Technical University of Madrid). Among other projects and research ways, in Citef has been working in several validation studies and dimensioning of railway power supplies. It is been working by a large range of clients and railways systems. Along the accomplished Projects, the main goal has been rounded mostly about the next list of parameters of the electrical system: - Calculating number and location of traction substations. Power of each substation. - Type of Overhead contact line or catenary through the railway line. The wires which set up the catenary. Main Characteristics. - Calculating number and position of autotransformers for systems working in alternating current bi-voltage of called 2x25 kV. - Location of Neutral Zones. - Validating upon regulation of: o Drop voltages along the line o Maximum return voltages in the line o Overheating/overcurrent of the wires of the catenary o Avoiding overheating in the transformers of the traction substations. Main objective is that the solutions given by the Methodology, could be suggest scenarios where all of these parameters from above, would be between the limits established in the regulation. Having the choice to achieve a repository of possible good scenarios, where the parameters and electrical elements will be assigned like ready to work, that gives a great advance in terms of times and avoiding several tests. All of this would improve evidently the regular railway electrical systems process design. Direct costs referred to elements like traction substations, autotransformers, neutral zones, usually take up a great volume inside the general budget in railway systems. In this Thesis has been thought to bear in mind another kind of costs related to railway systems, also called indirect costs. These could be enveloped by those enmarked during installation and operation of electrical systems. Those derived from environmental impact; costs generated during the maintenance of the electrical elements and catenary; costs involved in the connection between traction substations and general electric grid; finally costs linked with the own installation of the whole electrical elements needed for the correct performance of the railway system. These are integrated inside the set has been collected taking into account own experience and research works. They are relevant to be controlled for our Methodology, just in case for the designers of this type of systems. The Methodology will cover the possibility that the final proposed power supply systems will be hold non-acceptable variations of costs, comparing with initial expected budgets, or directly assuming a threshold of budget for electrical elements in actual scenario, and achieving the cheapest in terms of commented costs from above. Analyzing direct and indirect costs, has been thought to divide their impact between two main categories. First one will be inside the Installation and the other category will comply with the costs often happens during Railway Operation time. These costs normally are opposed, that means when one is better the other turn into worse, in costs meaning. For this reason is necessary treating both objectives separately, in order to evaluate correctly the impact of each one into the final system. The objectives detailed before build the Methodology under three basic pillars: - Railway simulator Hamlet: This software has modules to configure many railway type of lines; mechanical and traction module to simulate the movement of rolling stock; signaling module; power supply module. This software has been developed using C++ and Matlab R13a - Previously has been mandatory to study how would be possible to work properly with a great number of feasible electrical systems. The target comprised the quick examination of these set of scenarios in terms of time. This point is talking about Maximum power demand peaks by railway operation plans. - Optimization algorithms. A railway infrastructure is a very complex system. At the beginning it was necessary to search about techniques and optimization algorithms, which could be adaptable to this complex system. Finally three genetic multiobjective algorithms were the chosen. Final decision was taken attending to reasons such as time complexity, able to multiobjective, easy to integrate in our problem and with a large application in engineering tasks. They are: NSGA-II, AMGA-II and ɛ-MOEA. - Designing objectives functions and equation model ready to work with the direct and indirect costs. The basic restrictions are not able to avoid, like budgetary or electrical, connected hardly with the recommended performance of elements, catenary and safety in a electrical railway systems. The battery of tests launched to the Methodology has been designed to be as real as possible. In fact, due to our work in Citef and with real Projects, has been integrated and configured three real railway lines, in order to evaluate correctly the final results collected by the Methodology. Another topic of our tests has been the comparison between the performances of the three algorithms chosen. Final step has been the comparison again with different possible good solutions, it means power supply system designs, provided by the Methodology, testing the validity of them. Once this work has been finished, the conclusions have been very satisfactory. Therefore this Thesis suggest a very interesting way of research and work, in terms of the results obtained and for the future opportunities can be created with the evolution of this. This Thesis has been developed with this idea in mind, so is expected this work could adhere another factor to work in the difficult task of validation and design of railway power supply systems.

Calidad ambiental electromagnética : atenuación de las radiaciones electromagnéticas en los espacios habitados

La perspectiva del arquitecto en calidad ambiental, y salud en un contexto sostenible, se amplía al considerar las radiaciones electromagnéticas no ionizantes en el diseño arquitectónico. En ese sentido, además del confort higrotérmico, acústico, lumínico y de la calidad del aire, se podría considerar el confort electromagnético de un lugar. Dado que existe gran controversia en cuales han de ser los límites de exposición a radiaciones electromagnéticas no ionizantes, establezco como punto de referencia los valores límite más restrictivos, que son los recomendados por la norma SBM-2008, desarrollada por el Institut für Baubiologie & Oekologie Neubeuern (IBN)1. Se plantean como hipótesis que podemos modificar el entorno electromagnético con materiales de construcción y geometría; y que determinados trazados geométricos tienen la capacidad de reducir el impacto de los campos electromagnéticos sobre los organismos vivos. El objetivo consiste en demostrar experimentalmente que podemos trabajar sobre la calidad ambiental electromagnética de un espacio, a través de la elección de materiales de construcción y trazados geométricos, intentando demostrar que existe una relación causa - efecto entre ambos. La metodología plantea tres aproximaciones experimentales, cada una con un tipo de radiación electromagnética, pues se pretende abarcar las situaciones que comúnmente se pueden presentar en un entorno habitado, ya sea urbano o rural. La primera aproximación trata sobre las alteraciones del campo geomagnético natural (nT / m) provocadas por los materiales de construcción. Utilizo el geomagnetómetro BPM 2010, para realizar un ensayo con cuatro tipos de materiales de distinta procedencia: origen vegetal muy poco procesado (corcho aglomerado negro) y más procesado (OSB), origen derivado del petróleo (tablero rígido de poliuretano) y de origen mineral metálico (chapa minionda). De la lectura de los datos se observa relación causa-efecto entre los materiales de construcción estudiados y las modificaciones que pueden ejercer sobre el campo magnético de un lugar. A continuación se estudia el entorno de radiación electromagnética artificial a baja frecuencia (3 Hz a 3 kHz) y a alta frecuencia, (800 MHz a 10 GHz) en vivienda y en oficina utilizando unas geometrías concretas: las tarjetas de corrección de radiaciones. Estas tarjetas se ubican en paramentos verticales y horizontales de un espacio sometido a radiación propia de un entorno urbano. Se concluye que en una habitación inciden múltiples variables simultáneas muy difíciles de trabajar por separado y que aparentemente no se pueden identificar cambios significativos en las mediciones con y sin las tarjetas de corrección de radiaciones. A continuación estudio el entorno de radiación electromagnética artificial a baja frecuencia asociada a la red de distribución eléctrica. Para poder ver cómo este entorno electromagnético lo podemos modificar, utilizo las tarjetas de corrección de radiaciones ubicadas en relación directa con organismos vivos, por un lado germinados de semillas de haba mungo sometidas a campos electromagnéticos complejos a alta y baja frecuencia, propios de una oficina; y por otro lado germinados de semillas de haba mungo, sometidas a campos electromagnéticos puros a 50 Hz, sin influencias de radiación a alta frecuencia. Se concluye que se observa relación causa - efecto entre los trazados geométricos estudiados y su capacidad para reducir el impacto de los campos electromagnéticos a altas y bajas frecuencias sobre las semillas de haba mungo. También utilizo las tarjetas de corrección de radiaciones en un ensayo normalizado en el laboratorio de bioelectromagnetismo del Hospital Universitario Ramón y Cajal, con células de neuroblastoma humano. Se concluye que se observa relación causa - efecto entre los trazados geométricos estudiados y su capacidad para reducir el impacto de los campos electromagnéticos de 50 Hz Y 100 μT sobre células de neuroblastoma humano y además disminuyen la velocidad de proliferación celular respecto del grupo de células de control. Finalmente se estudia el entorno de radiación electromagnética artificial a alta frecuencia, asociado a comunicaciones inalámbricas. Para ello realizo simulaciones con el software CST Studio, sobre las tarjetas de corrección de radiaciones a alta frecuencia. A la luz de los datos se observa relación causa - efecto entre el trazado geométrico estudiado y su capacidad para reducir radiaciones electromagnéticas de alta frecuencia. Se comprueba además que, las tarjetas de corrección de radiaciones disminuyen la intensidad de la radiación acercándose a los límites de exposición establecidos por el instituto de la biología de la construcción alemán, que podrían estar señalando los estándares de biocompatibilidad. ABSTRACT The perspective of the architect in environmental quality, and health in a sustainable context is extended to consider non-ionizing electromagnetic radiation in architectural design. In that sense, besides the hygrothermal, acoustic, lighting and air quality comfort, the electromagnetic comfort of an indoor space could be considered. There is still great controversy about which should be the limits of exposure to nonionizing electromagnetic radiation, as a benchmark, the more restrictive limits are considered, by the SBM- 2008 standard, developed by the Institut für Baubiologie & Oekologie Neubeuern (IBN). The hypotheses that arise are the following: the electromagnetic environment can be modified by using certain construction materials and geometry; and certain geometric design have the ability to reduce the impact of electromagnetic fields on living organisms. The aim is to demonstrate experimentally that we can work on electromagnetic environmental quality of a indoor space, by using certain construction materials and geometric design, trying to demonstrate a cause - effect relationship between them. The methodology raises three experimental approaches, each with a type of radiation, it is intend to cover situations commonly may occur in an inhabited environment, whether urban or rural. The first approach discusses the alteration of the natural magnetic field (nT / m) caused by the building materials. Geomagnetometre BPM 2010 is used for conducting a test with four types of materials from different sources: vegetable origin less processing (black agglomerate cork) and vegetable origin more processed (OSB), petroleum origin (rigid polyurethane board) and metallic origin (miniwave plate). It is observed across the data information that exist cause-effect relationship between the construction materials studied and the modifications that they can exercise on the magnetic field of a place. Then I study the environment of artificial electromagnetic radiation at low frequency (3 Hz to 3 kHz) and high frequency (800 MHz to 10 GHz) in housing and office, using some specific geometries: correcting radiation cards. These cards are placed in vertical and horizontal surfaces of an indoor space concerned by radiation. I conclude that an indoor space is affected by multiple simultaneous variables difficult to work separately and apparently it is not possible identify significant changes in measurements with and without correcting radiation cards. Then the artificial electromagnetic environment of low-frequency radiation associated with the electricity distribution network is studied. To see how the electromagnetic environment can be changed, correcting radiation cards are placed directly related to living organisms. On one hand, mung bean seeds subject to complex electromagnetic fields at low and high frequency, typical of an office; and on the other hand mung bean seeds, subjected to pure electromagnetic fields at 50 Hz, no influenced by high frequency radiation. It is observed that exist cause-effect relationship between the geometric design and their ability to reduce the impact of electromagnetic fields at high and low frequencies that arrives on on mung bean seeds. The correcting radiation cards were also used in a standard test in the bioelectromagnetics laboratory of Ramón y Cajal University Hospital, on human neuroblastoma cells. It is observed that exist cause-effect relationship between the geometric design and their ability to reduce the impact of electromagnetic fields at 50 Hz and 100 μT on human neuroblastoma cells and also decrease the rate of cell proliferation compared to the group of cells control. Finally the artificial electromagnetic radiation environment at high frequency associated with wireless communications was studied. Simulations with CST Study software were made to determine the behavior of correcting radiation cards in high-frequency. It is observed across the data information that exist causeeffect relationship between the geometric design and the ability to reduce the levels of high-frequency electromagnetic radiation. It also checks that radiation correcting cards decrease the intensity of radiation approaching exposure limits established by Institut für Baubiologie & Oekologie Neubeuern (IBN), which could be signaling biocompatibility standards.

GESTÃO DO CONHECIMENTO: UM ESTUDO SOBRE A RELAÇÃO ENTRE A LIDERANÇA TRANSFORMACIONAL, A CONVERSÃO DO CONHECIMENTO E A EFICÁCIA ORGANIZACIONAL

Este estudo teve como objetivo principal analisar a relação entre a Liderança Transformacional, a Conversão do Conhecimento e a Eficácia Organizacional. Foram considerados como pressupostos teóricos conceitos consolidados sobre os temas desta relação, além de recentes pesquisas já realizadas em outros países e contextos organizacionais. Com base nisto identificou-se potencial estudo de um modelo que relacionasse estes três conceitos. Para tal considera-se que as organizações que buscam atingir Vantagem Competitiva e incorporam a Knowledge-Based View possam conquistar diferenciação frente a seus concorrentes. Nesse contexto o conhecimento ganha maior destaque e papel protagonista nestas organizações. Dessa forma criar conhecimento através de seus colaboradores, passa a ser um dos desafios dessas organizações ao passo que sugere melhoria de seus indicadores Econômicos, Sociais, Sistêmicos e Políticos, o que se define por Eficácia Organizacional. Portanto os modos de conversão do conhecimento nas organizações, demonstram relevância, uma vez que se cria e se converte conhecimentos através da interação entre o conhecimento existente de seus colaboradores. Essa conversão do conhecimento ou modelo SECI possui quatro modos que são a Socialização, Externalização, Combinação e Internalização. Nessa perspectiva a liderança nas organizações apresenta-se como um elemento capaz de influenciar seus colaboradores, propiciando maior dinâmica ao modelo SECI de conversão do conhecimento. Se identifica então na liderança do tipo Transformacional, características que possam influenciar colaboradores e entende-se que esta relação entre a Liderança Transformacional e a Conversão do Conhecimento possa ter influência positiva nos indicadores da Eficácia Organizacional. Dessa forma esta pesquisa buscou analisar um modelo que explorasse essa relação entre a liderança do tipo Transformacional, a Conversão do Conhecimento (SECI) e a Eficácia Organizacional. Esta pesquisa teve o caráter quantitativo com coleta de dados através do método survey, obtendo um total de 230 respondentes válidos de diferentes organizações. O instrumento de coleta de dados foi composto por afirmativas relativas ao modelo de relação pesquisado com um total de 44 itens. O perfil de respondentes concentrou-se entre 30 e 39 anos de idade, com a predominância de organizações privadas e de departamentos de TI/Telecom, Docência e Recursos Humanos respectivamente. O tratamento dos dados foi através da Análise Fatorial Exploratória e Modelagem de Equações Estruturais via Partial Least Square Path Modeling (PLS-PM). Como resultado da análise desta pesquisa, as hipóteses puderam ser confirmadas, concluindo que a Liderança Transformacional apresenta influência positiva nos modos de Conversão do Conhecimento e que; a Conversão do Conhecimento influencia positivamente na Eficácia Organizacional. Ainda, concluiu-se que a percepção entre os respondentes não apresenta resultado diferente sobre o modelo desta pesquisa entre quem possui ou não função de liderança.

Scaling in geology: landforms and earthquakes.

Landforms and earthquakes appear to be extremely complex; yet, there is order in the complexity. Both satisfy fractal statistics in a variety of ways. A basic question is whether the fractal behavior is due to scale invariance or is the signature of a broadly applicable class of physical processes. Both landscape evolution and regional seismicity appear to be examples of self-organized critical phenomena. A variety of statistical models have been proposed to model landforms, including diffusion-limited aggregation, self-avoiding percolation, and cellular automata. Many authors have studied the behavior of multiple slider-block models, both in terms of the rupture of a fault to generate an earthquake and in terms of the interactions between faults associated with regional seismicity. The slider-block models exhibit a remarkably rich spectrum of behavior; two slider blocks can exhibit low-order chaotic behavior. Large numbers of slider blocks clearly exhibit self-organized critical behavior.

Custos de procedimentos de saúde e associação com nível de atividade física e estado nutricional de idosos hipertensos e diabéticos: análise do Estudo SABE - Saúde, Bem-estar e Envelhecimento, 2010

Introdução O nível de atividade física (NAF) insuficiente e estado nutricional (EN) inadequado conferem risco de desenvolvimento de hipertensão arterial e diabete, bem como dificultam o controle destas doenças. Assim, infere-se que os custos despendidos pelo SUS com medicamentos, internações e consultas de hipertensos e diabéticos apresentem relação inversa com NAF, incluindo a prática de caminhada e EN. Entretanto, estudos epidemiológicos que descrevam estes custos e analisem essas associações na população idosa são inexistentes no Brasil, o que dificulta a fundamentação para a implementação de políticas publicas para a economia de recursos. Objetivo Descrever os custos com procedimentos de saúde de idosos hipertensos e diabéticos e verificar qual a sua associação com NAF e EN, segundo sexo e grupos etários. Métodos A amostra foi constituída por 806 idosos com autorreferência à hipertensão e/ou diabete ( 60 anos) residentes no município de São PauloSP, participantes das três coortes do Estudo Saúde, Bem-estar e Envelhecimento SABE - em 2010. A variável dependente custo total anual (em Reais), foi estimada com base nos dados autorreferidos sobre uso de medicamentos, uso dos serviços ambulatoriais e internações hospitalares, retroativos a um ano da coleta de dados. A variáveis explanatórias: i) NAF foi estimada a partir de entrevista utilizando o International Physical Activity Questionnaire (IPAQ, versão curta), classificando os idosos segundo duração da realização de atividades físicas moderada, em ativos ( 150 minutos/semana) e insuficientemente ativos (< 150 minutos/semana); ii) Prática de caminhada, categorizada segundo frequência semanal: a) 4 dias/ semana; b) 1 a 3 dias/semana; c) não caminha. iii) EN, identificado pelo índice de massa corporal (IMC), classificando os idosos em dois grupos: a) IMC < 28 kg/ m²; b) IMC 28 kg/ m² (excesso de peso); as variáveis de controle foram o sexo, grupos etários (a. 70 anos; b. 65 a 69 anos; c. 60 a 64 anos); estado civil (a. casado; b. outros) e, escolaridade (a. sem escolaridade; b. 1 ano). A descrição dos custos segundo as NAF e EN foi representada pelos valores de média e IC95 por cento , mediana e P25 P75, valores mínimos e máximos. Modelos de regressão logística múltipla foram empregados para analisar as associações entre variáveis dependentes e explanatórias. O nível de significância foi estabelecido em 5 por cento e todas as análises foram realizadas considerando amostras complexas, por meio do software Stata, 13.0. 9 Resultados: A média de custo total anual por pessoa foi de R$ 732,54 e a soma dos custos relativa a 12 meses para os 806 idosos foi de R$ 609.587,20, sempre superiores para idosos em excesso de peso, com NAF insuficiente e para idosos que não caminham. Idosos em excesso de peso apresentaram chance 50 por cento superior de estarem no grupo de maior custo total anual (OR 1.49, IC95 por cento 1.01 2.18) e mais de 70 por cento superior de maior custo com medicamentos (OR 1.71, IC95 por cento 1.18 2.47). A ausência de caminhada significou a chance superior para maiores custos anuais com medicamentos (OR 1.63, IC95 por cento 1.06 2.51) e custos totais (OR 1.82, IC95 por cento 1.17 2.81). Todas as análises ajustadas por sexo e idade. O NAF não se associou aos custos totais e custo com medicamentos (p>0.05). Conclusão: Os custos para o controle de HAS e DM em idosos são altos e se associam inversamente à prática de caminhada e ao estado nutricional, especialmente em relação ao custo com o uso de medicamentos antihipertensivos e hipoglicemiantes.

Valor de marca-país: uma investigação empírica em diferentes modelos operacionais e relações com imagem de país e percepção de cultura

Atualmente, os valores intangíveis são cada vez mais importantes no processo gerencial de empresas e governos, implicando a necessidade de informações mais precisas. Dentre os ativos intangíveis mais importantes encontram-se as marcas. É por meio das marcas que os consumidores escolhem e memorizam suas compras, e assim destinam seu dinheiro para algo que possa solucionar problemas em suas vidas. Marcas são formas de empresas e países conseguirem se diferenciar no mercado competitivo globalizado, e estas últimas são denominadas marca-país. A marca-país é fonte de conhecimento e associações no mercado, e torna o país mais ou menos atraente para os estrangeiros. Para se medir o valor de uma marca-país (country brand equity) utilizamse métodos específicos. Essa métrica perceptual é uma construção de valores baseados na marca-país, como conhecimento, associações, imagem, qualidade percebida e lealdade. Este trabalho visa compor um modelo de mensuração de country brand equity aplicável à realidade brasileira. Para tanto foram apresentados diversos modelos de avaliação de marcas e marca-país, por serem complementares, e testados empiricamente. Os dois principais modelos utilizados neste trabalho foram o modelo de valor de marca de Yoo, Donthu e Lee (2000), e o modelo de valor de marca-país de Pappu e Quester (2010). Como o construto de valor de marca-país é derivado de dimensões formativas que o compõem, foram somadas nessa equação as dimensões de imagem baseada na personalidade (AAKER, 1997) e percepção de cultura (NEWMAN; NOLLEN, 1996; HOFSTEDE; BOND, 1984). Todas as variáveis e composições de dimensões foram avaliadas quanto à sua confiabilidade, linearidade, normalidade, heterocedasticidade, multicolinearidade, correlações, formação de fatores e, por fim, avaliadas em regressões e modelos de equações estruturais. Foram criados dezesseis (16) modelos iniciais, nos quais se avaliou o poder de explicação dos construtos com a variável dependente proposta por Zeugner-Roth, Diamantopoulos e Montesinos (2008). Verificou-se pouca variabilidade entre os modelos. Em seguida, foram elaborados mais oito (8) modelos com a proxy de valor de marca-país pela reputação de marca-país, proposta por Kang e Yang (2010), na qual se pôde observar que os modelos com maior número de dimensões se mostraram melhores para explicar a variável dependente. Além disso, verificou-se a importância das dimensões de imagem e percepção de cultura nesses construtos. Por fim, esta tese apresenta modelos mais consistentes de avaliação de marca-país.

Exceso de peso, aspectos económicos, políticos y sociales en el mundo: un análisis ecológico

Se analizaron las prevalencias de exceso de peso, según índice de masa corporal (IMC), en adultos y su asociación con algunas variables demográficas, socioeconómicas e índice de democracia. Se realizó un diseño ecológico que consideró un total de 105 países, con datos de IMC de 2000 a 2006. Las demás variables se obtuvieron en correspondencia con el año del dato de estado nutricional, o su referente más cercano. Se utilizaron los puntos de corte de la Organización Mundial de la Salud (OMS) para IMC. Se calcularon correlaciones de Spearman y modelos de regresión múltiple. El sobrepeso y la obesidad se correlacionaron en ambos sexos con la disponibilidad energética y con el Índice de Desarrollo Humano (IDH) y sus variables constitutivas. En cuanto a las variables relacionadas con democracia, la correlación fue inversa y más fuerte con el nivel ponderal de los hombres. En conclusión, indicadores de condiciones de vida más favorables en los países se asociaron de forma directa con mayores prevalencias de exceso de peso poblacional, con comportamientos diferentes en función del género.

Intimate partner violence in older women in Spain: prevalence, health consequences, and service utilization

The purpose of this study is to estimate the prevalence of lifetime intimate partner violence (IPV) in older women and to analyze its effect on women's health and Healthcare Services utilization. Women aged 55 years and over (1,676) randomly sampled from Primary Healthcare Services around Spain were included. Lifetime IPV prevalence, types, and duration were calculated. Descriptive and multivariate procedures using logistic and multiple lineal regression models were used. Of the women studied, 29.4% experienced IPV with an average duration of 21 years. Regardless of the type of IPV experienced, abused women showed significantly poorer health and higher healthcare services utilization compared to women who had never been abused. The high prevalence detected long standing duration, negative health impact, and high healthcare services utilization, calling attention to a need for increased efforts aimed at addressing IPV in older women.

Evaluation of a Quality Improvement Intervention for Anesthetic Management of Acute Ischemic Stroke Patients Undergoing Endovascular Therapy

Thesis (Master's)--University of Washington, 2016-06

The Relationship of Built Environment and Weather with Bike Share –Evidence from the Pronto Bike Share System in Seattle

Thesis (Master's)--University of Washington, 2016-06

The relationship between non-orthographic language abilities and reading performance: An exploration of the primary systems hypothesis in chronic aphasia

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06

Genetic effects on alcohol dependence risk: re-evaluating the importance of psychiatric and other heritable risk factors

Background. Genetic influences have been shown to play a major role in determining the risk of alcohol dependence (AD) in both women and men; however, little attention has been directed to identifying the major sources of genetic variation in AD risk. Method. Diagnostic telephone interview data from young adult Australian twin pairs born between 1964 and 1971 were analyzed. Cox regression models were fitted to interview data from a total of 2708 complete twin pairs (690 MZ female, 485 MZ male, 500 DZ female, 384 DZ male, and 649 DZ female/male pairs). Structural equation models were fitted to determine the extent of residual genetic and environmental influences on AD risk while controlling for effects of sociodemographic and psychiatric predictors on risk. Results. Risk of AD was increased in males, in Roman Catholics, in those reporting a history of major depression, social anxiety problems, and conduct disorder, or (in females only) a history of suicide attempt and childhood sexual abuse; but was decreased in those reporting Baptist, Methodist, or Orthodox religion, in those who reported weekly church attendance, and in university-educated males. After allowing for the effects of sociodemographic and psychiatric predictors, 47 % (95 % CI 28-55) of the residual variance in alcoholism risk was attributable to additive genetic effects, 0 % (95 % CI 0-14) to shared environmental factors, and 53 % (95 % CI 45-63) to non-shared environmental influences. Conclusions. Controlling for other risk factors, substantial residual heritability of AD was observed, suggesting that psychiatric and other risk factors play a minor role in the inheritance of AD.

A study of organizational citizenship behaviors in a retail setting

This study investigates the potential antecedents of organizational citizenship behaviors (OCBs) in a retail setting. Much remains unknown about the factors affecting OCBs in retail settings. Several characteristics of retail jobs, as compared with other organizational behavior contexts, suggest the need to examine antecedents of OCBs. Job attitudes (job satisfaction and organizational commitment) are proposed as direct predictors of OCBs. Leadership support, professional development, and empowerment are posited as indirect predictors of OCBs and direct predictors of job attitudes. The possible moderating impacts of employee demographics and job types on the modeled relationships are also examined. The research hypotheses are tested using data collected from 211 frontline employees who work in a retail setting. The employees have customer-contact roles in the upscale food and grocery retailer that participated in the study. The pattern of results is more complex than hypothesized. Job attitudes are related to OCBs but the mediating role of job attitudes is not supported. The relationships between leadership support, professional development, and empowerment, and OCBs and job attitudes differ systematically. Evidence of how employee demographics can alter the modeled relationships is also presented. The findings have significant implications for the theory and practice of managing frontline employees. Limitations of the study are discussed and a program of further research is sketched. (C) 2003 Elsevier Inc. All rights reserved.

The effect of service evaluations on behavioral intentions and quality of life

Understanding the contribution of marketing to economic and social outcomes is fundamental to broadening the focus of marketing. The authors develop a comprehensive model that integrates the impact of service quality and service satisfaction on both economic and societal outcomes. The model is validated using two random samples involving intensive health services. The results indicate that service quality and service satisfaction significantly enhance quality of life and behavioral intentions, highlighting that customer service has social as well as economic outcomes. This is an important finding given the movement toward recognizing social and environmental outcomes, such as emphasized through triple bottom-line reporting. The findings have important implications for managing service processes, for improving the quality of life of customers, and for enhancing customers' behavioral intentions toward the organization.