MADAP, a flexible clustering tool for the interpretation of one-dimensional genome annotation data.

A recurring task in the analysis of mass genome annotation data from high-throughput technologies is the identification of peaks or clusters in a noisy signal profile. Examples of such applications are the definition of promoters on the basis of transcription start site profiles, the mapping of transcription factor binding sites based on ChIP-chip data and the identification of quantitative trait loci (QTL) from whole genome SNP profiles. Input to such an analysis is a set of genome coordinates associated with counts or intensities. The output consists of a discrete number of peaks with respective volumes, extensions and center positions. We have developed for this purpose a flexible one-dimensional clustering tool, called MADAP, which we make available as a web server and as standalone program. A set of parameters enables the user to customize the procedure to a specific problem. The web server, which returns results in textual and graphical form, is useful for small to medium-scale applications, as well as for evaluation and parameter tuning in view of large-scale applications, requiring a local installation. The program written in C++ can be freely downloaded from ftp://ftp.epd.unil.ch/pub/software/unix/madap. The MADAP web server can be accessed at http://www.isrec.isb-sib.ch/madap/.

Three essays on major trends in a slow clockspeed industry : the case of industrial automation

The motivation for this research initiated from the abrupt rise and fall of minicomputers which were initially used both for industrial automation and business applications due to their significantly lower cost than their predecessors, the mainframes. Later industrial automation developed its own vertically integrated hardware and software to address the application needs of uninterrupted operations, real-time control and resilience to harsh environmental conditions. This has led to the creation of an independent industry, namely industrial automation used in PLC, DCS, SCADA and robot control systems. This industry employs today over 200'000 people in a profitable slow clockspeed context in contrast to the two mainstream computing industries of information technology (IT) focused on business applications and telecommunications focused on communications networks and hand-held devices. Already in 1990s it was foreseen that IT and communication would merge into one Information and communication industry (ICT). The fundamental question of the thesis is: Could industrial automation leverage a common technology platform with the newly formed ICT industry? Computer systems dominated by complex instruction set computers (CISC) were challenged during 1990s with higher performance reduced instruction set computers (RISC). RISC started to evolve parallel to the constant advancement of Moore's law. These developments created the high performance and low energy consumption System-on-Chip architecture (SoC). Unlike to the CISC processors RISC processor architecture is a separate industry from the RISC chip manufacturing industry. It also has several hardware independent software platforms consisting of integrated operating system, development environment, user interface and application market which enables customers to have more choices due to hardware independent real time capable software applications. An architecture disruption merged and the smartphone and tablet market were formed with new rules and new key players in the ICT industry. Today there are more RISC computer systems running Linux (or other Unix variants) than any other computer system. The astonishing rise of SoC based technologies and related software platforms in smartphones created in unit terms the largest installed base ever seen in the history of computers and is now being further extended by tablets. An underlying additional element of this transition is the increasing role of open source technologies both in software and hardware. This has driven the microprocessor based personal computer industry with few dominating closed operating system platforms into a steep decline. A significant factor in this process has been the separation of processor architecture and processor chip production and operating systems and application development platforms merger into integrated software platforms with proprietary application markets. Furthermore the pay-by-click marketing has changed the way applications development is compensated: Three essays on major trends in a slow clockspeed industry: The case of industrial automation 2014 freeware, ad based or licensed - all at a lower price and used by a wider customer base than ever before. Moreover, the concept of software maintenance contract is very remote in the app world. However, as a slow clockspeed industry, industrial automation has remained intact during the disruptions based on SoC and related software platforms in the ICT industries. Industrial automation incumbents continue to supply systems based on vertically integrated systems consisting of proprietary software and proprietary mainly microprocessor based hardware. They enjoy admirable profitability levels on a very narrow customer base due to strong technology-enabled customer lock-in and customers' high risk leverage as their production is dependent on fault-free operation of the industrial automation systems. When will this balance of power be disrupted? The thesis suggests how industrial automation could join the mainstream ICT industry and create an information, communication and automation (ICAT) industry. Lately the Internet of Things (loT) and weightless networks, a new standard leveraging frequency channels earlier occupied by TV broadcasting, have gradually started to change the rigid world of Machine to Machine (M2M) interaction. It is foreseeable that enough momentum will be created that the industrial automation market will in due course face an architecture disruption empowered by these new trends. This thesis examines the current state of industrial automation subject to the competition between the incumbents firstly through a research on cost competitiveness efforts in captive outsourcing of engineering, research and development and secondly researching process re- engineering in the case of complex system global software support. Thirdly we investigate the industry actors', namely customers, incumbents and newcomers, views on the future direction of industrial automation and conclude with our assessments of the possible routes industrial automation could advance taking into account the looming rise of the Internet of Things (loT) and weightless networks. Industrial automation is an industry dominated by a handful of global players each of them focusing on maintaining their own proprietary solutions. The rise of de facto standards like IBM PC, Unix and Linux and SoC leveraged by IBM, Compaq, Dell, HP, ARM, Apple, Google, Samsung and others have created new markets of personal computers, smartphone and tablets and will eventually also impact industrial automation through game changing commoditization and related control point and business model changes. This trend will inevitably continue, but the transition to a commoditized industrial automation will not happen in the near future.

Tietoturvainformaation ja -tapahtumien hallinta PCI DSS -standardissa

Työn keskeisimpänä tavoitteena on tutkia SIEM-järjestelmien (Security Information and Event Management) käyttömahdollisuuksia PCI DSS -standardissa (Payment Card IndustryData Security Standard) lähtökohtaisesti ratkaisutoimittajan näkökulmasta. Työ on tehty Cygate Oy:ssä. SIEM on uusi tietoturvan ratkaisualue, jonka käyttöönottoa vauhdittavat erilaiset viralliset sääntelyt kuten luottokorttiyhtiöiden asettama PCI DSS -standardi. SIEM-järjestelmien avulla organisaatiot pystyvät keräämään valmistajariippumattomasti verkon systeemikomponenteista tapahtumatietoja, joiden avulla pystytään näkemään keskitetysti, mitä verkossa on tapahtunut. SIEM:ssa käsitellään sekä historiapohjaisia että reaaliaikaisia tapahtumia ja se toimii organisaatioiden keskitettynä tietoturvaprosessia tukevana hallintatyökaluna. PCI DSS -standardi on hyvin yksityiskohtainen ja sen vaatimusten täyttäminen ei ole yksinkertaista. Vaatimuksenmukaisuutta ei saavuteta hetkessä, vaan siihen liittyvä projekti voi kestää viikoista kuukausiin. Standardin yksi haasteellisimmista asioista on keskitetty lokien hallinta. Maksukorttitietoja käsittelevien ja välittävien organisaatioiden on kerättävä kaikki audit-lokit eri järjestelmistä, jotta maksukorttitietojen käyttöä pystytään luottamuksellisesti seuraamaan. Standardin mukaan organisaatioiden tulee käyttää myös tunkeutumisen ja haavoittuvuuksien havainnointijärjestelmiä mahdollisten tietomurtojen havaitsemiseksi ja estämiseksi. SIEM-järjestelmän avulla saadaan täytettyä PCI DSS -standardin vaativimpia lokien hallintaan liittyviä vaatimuksia ja se tuo samallamonia yksityiskohtaisia parannuksia tukemaan muita standardin vaatimuskohtia. Siitä voi olla hyötyä mm. tunkeutumisen ja haavoittuvuuksien havainnoinnissa. SIEM-järjestelmän hyödyntäminen standardin apuna on kuitenkin erittäin haasteellista. Käyttöönotto vaatii tarkkaa etukäteissuunnittelua ja kokonaisuuksien ymmärtämistä niin ratkaisutoimittajan kuin ratkaisun käyttöönottajan puolelta.

Sähköisten reseptien hallinta

Sähköinen reseptijärjestelmä nykyisessä muodossaan sai alkunsa Sosiaali- ja terveysministeriön aloitteesta ja Kansaneläkelaitoksen toimesta vuoden 2001 aikana. Käytössä oleva kansallinen reseptipalvelin mahdollistaa potilaiden oikeudet muun muassa apteekin vapaaseen valintaan ja lääkkeiden suorakorvausmenetelmään. Sähköinen resepti pyritään integroimaan olemassa olevien potilasrekisterijärjestelmien yhteyteen, joten semanttisen webin tuomat teknologiat kuten Web-palvelut ja XML-pohjaiset kielet ovat tärkeässä asemassa reseptien hallinnassa. Tässä työssä pyritään esittämään sähköisen reseptijärjestelmän toimintaa ja sen mahdollistavia jo olemassa olevia tekniikoita. Esille tuodaan myös uusia lisäarvoa tuovia tekniikoita, kuten RDF(S)-kuvauskielet, jotka mahdollistavat muun muassa resepteihin kohdistuvat kyselyt ja täten uudet terveyspalvelut sekä potilaille että lääkäreille. Oleellista on tietenkin myös tietoturva, sillä organisaatioiden välillä resepteissä liikkuu arkaluontoisia tietoja. Turvallisuutta pyritään edistämään muun muassa sähköisillä allekirjoituksilla ja älykorttien avulla tapahtuvalla järjestelmään tunnistautumisella. Jotta sähköinen resepti toimisi tulevaisuudessakin halutulla tavalla ja mahdollistaisi lisäarvopalveluita, on siinä panostettava sisällön lisäksi senkuvaamiseen. Sisällön ja sen suhteiden tarkka määrittely auttaa muun muassa reseptikyselyjen tekemisessä, mikä onkin olennainen osa potilasturvallisuuden ylläpitoa. Kuvauskielien ja ontologioiden käyttö voi myös auttaa lääkehoidon määrittämisessä useiden erilaisten ja jatkuvasti lisääntyvien lääkkeiden viidakossa, kun lääkkeitä voidaan etsiä tietokannoista reseptin kirjoituksen yhteydessä.

Langaton työympäristö yrityskäyttäjille: Kokonaisratkaisut ja niiden tuotteistus

Langattomuus ja erilaiset mobiilit ratkaisut ovat tulleet jäädäkseen.Langattomiin laitteisiin törmää nykyään päivittäin mitä erilaisimmissa yhteyksissä ja myös yrityksissä on huomattu langattomuuden mukanaan tuoma potentiaali mahdollisuutena tehostaa työntekoa, parantaa tuottavuutta sekä luoda kokonaan uusia toimintamalleja. Tämän työn teettäjänä toimii Datainfo Solutions Lappeenranta.Tarkoituksena oli luoda yrityksen käyttöön langattomia mobiilityöympäristöjä, joita yritys voi hyödyntää tarjotessaan uudentyyppisiä langattomia kokonaisratkaisuja asiakkailleen. Työ käsittelee ensin perusteknologioita, joilla langaton työympäristö voidaan toteuttaa. Tietoturvaosiossa käsitellään ensimmäisessä luvussa esiteltyjen teknologioiden tietoturvaa sekä langattomuuden mukanaan tuomia erityisiä uhkakuvia sekä ratkaisuja näihin tietoturvauhkiin. Langattomuus ja liikkuminen lisäävät luonnollisesti erilaisten etäkäyttöratkaisujen käyttöä, joten työssä esitellään myös etäkäytön teoriapuolta. Diplomityön tuloksena saatiin langaton kokonaisratkaisu, joka sisältää kolme eri asiakassegmenttiäja kuusi erilaista ja -tyyppistä tuotteistusta.

VariScan Software

VariScan is a software package for the analysis of DNA sequence polymorphisms at the whole genome scale. Among other features, the software:(1) can conduct many population genetic analyses; (2) incorporates a multiresolution wavelet transform-based method that allows capturing relevant information from DNA polymorphism data; and (3) it facilitates the visualization of the results in the most commonly used genome browsers.

Uudet Internet -kehitysvälineet.

Diplomityön tavoitteena on tutkia uusia Internet-kehitysvälineitä ja arvioida näiden soveltuvuutta eri käyttötarkoituksiin. Tarkasteltavana ja testattavana on kaksi hieman erilaista välinettä, SilverStream ja WebSphere. Kehitysvälineitä arvioidaan työssä käyttämällä mm. seuraavia kriteereitä: skaalautuvuus, tietoturva, teknologiaratkaisut, avoimuus, hallittavuus ja suorituskyky. Lisäksi työn lopussa verrataan välineitä keskenään saatujen tulosten perusteella.

Centralized password management in a global enterprise

Käyttäjien tunnistaminen tietojärjestelmissä on ollut yksi tietoturvan kulmakivistä vuosikymmenten ajan. Ajatus käyttäjätunnuksesta ja salasanasta on kaikkein kustannustehokkain ja käytetyin tapa säilyttää luottamus tietojärjestelmän ja käyttäjien välillä. Tietojärjestelmien käyttöönoton alkuaikoina, jolloin yrityksissä oli vain muutamia tietojärjestelmiä ja niitä käyttivät vain pieni ryhmä käyttäjiä, tämä toimintamalli osoittautui toimivaksi. Vuosien mittaan järjestelmien määrä kasvoi ja sen mukana kasvoi salasanojen määrä ja monimuotoisuus. Kukaan ei osannut ennustaa, kuinka paljon salasanoihin liittyviä ongelmia käyttäjät kohtaisivat ja kuinka paljon ne tulisivat ruuhkauttamaan yritysten käyttäjätukea ja minkälaisia tietoturvariskejä salasanat tulisivat aiheuttamaan suurissa yrityksissä. Tässä diplomityössä tarkastelemme salasanojen aiheuttamia ongelmia suuressa, globaalissa yrityksessä. Ongelmia tarkastellaan neljästä eri näkökulmasta; ihmiset, teknologia, tietoturva ja liiketoiminta. Ongelmat osoitetaan esittelemällä tulokset yrityksen työntekijöille tehdystä kyselystä, joka toteutettiin osana tätä diplomityötä. Ratkaisu näihin ongelmiin esitellään keskitetyn salasanojenhallintajärjestelmän muodossa. Järjestelmän eri ominaisuuksia arvioidaan ja kokeilu -tyyppinen toteutus rakennetaan osoittamaan tällaisen järjestelmän toiminnallisuus.

Sulautetun järjestelmän Web-käyttö

Diplomityössä on tutkittu sulautetun järjestelmän liittämistä Ethernet-verkkoon sekä TCP/IP-protokollapinoon kuuluvien tavallisimpien protokollien toimintaa. Työn tuloksien perusteella on suunniteltu harjoitustyö, jota voidaan käyttää sähkötekniikan osaston opetuksessa. Työssä hankittiin Atmelin sulautettu Web-serverikortti (EWS) ja STK500-kortti serverin ohjelmointiin. Serverin mukana tuli Internet-yhteyden mahdollistava TCP/IP-pinon lähdekoodi. Työssä selvitettiin TCP/IP:hen kuuluvien protokollien toimintaa teoriassa ja käytännön toteutusta EWS:n avulla. Lähdekoodiin lisättiin ominaisuudet, joiden avulla laite hakee kellonaikatiedot aikapalvelimelta time-protokollaa käyttäen ja lähettää sähköpostia määriteltyyn osoitteeseen sähköpostipalvelimen kautta. Laitetta käytettiin sekä palvelimena että asiakkaana. Työssä perehdyttiin sulautettujen järjestelmien yleisiin ominaisuuksiin ja erilaisiin verkonhallinnan apuohjelmiin. Työssä tutkittiin palvelin- ja asiakaskoneen välillä Ethernetissä kulkevaa verkkoliikennettä. Työssä minimoitiin protokollatiedostojen viemä tila prosessorin muistista ja tutkittiin Internet-yhteyden kuluttamien kellojaksojen määrää. Työssä selvitettiin tietoturva-kysymysten merkitystä ja toteutusta sulautetuissa järjestelmissä.

Wireless Technologies in e-Business; Services, Security and Management

Uusien mobiilien laitteiden ja palveluiden kehitys ovat herättäneet yritysten mielenkiinnon soveltaa langattomia sovelluksia omassa liiketoiminnassaan. Erilaisten tekniikoiden myötä myös mahdollisuuksien kirjo on laajentumassa, mikä johtaa erilaisten verkkojen ja laitteiden yhtenäiselle hallinnalle asetettavien vaatimusten kasvuun. Yritysten siirtyessä soveltamaan uusia langattomia palveluita ja sovelluksia on myös huomioon otettavaa sovellusten sekä palveluiden vaatima tietoturva ja sen hallittavuus. Tutkimuksessa esitetään langattoman sähköisen liiketoiminnan määritelmä sekä kyseisien teknologioiden käyttöä edistävät tekijät. Tutkimus luo viitekehyksen yrityksen langattomien teknologioiden käytölle ja siihen olennaisesti vaikuttavista tekijöistä. Viitekehystä on käytetty todelliseen esimerkkiin, liikkuva myyntihenkilö, kyseisten teknologioiden, palveluiden, tietoturvan ja hallittavuuden näkökulmasta. Johtopäätöksinä on arvioitu mobiilien ja langattomien teknologioiden sekä palveluiden, tietoturvan ja hallittavuuden tilaa ja analysoimalla niitä tulevaa ajatellen.

Web-palvelutekniikka teollisuuden tietojärjestelmäintegraation kehitysvälineenä

Tänä päivänä tiedon nopea saatavuus ja hyvä hallittavuus ovat liiketoiminnan avainasioita. Tämän takia nykyisiä tietojärjestelmiä pyritään integroimaan. Integraatio asettaa monenlaisia vaatimuksia, jolloin sopivan integraatiomenetelmän ja -teknologian valitsemiseen pitää paneutua huolella. Integraatiototeutuksessa tulisi pyrkiä ns. löyhään sidokseen, jonka avulla voidaan saavuttaa aika-, paikka- ja alustariippumattomuus. Tällöin integraation eri osapuolien väliset oletukset saadaan karsittua minimiin, jonka myötä integraation hallittavuus ja vikasietoisuus paranee. Tässä diplomityössä keskitytään tutkimaan nykyisin teollisuuden käytössä olevien integraatiomenetelmien ja -teknologioiden ominaisuuksia, etuja ja haittoja. Lisäksi työssä tutustutaan Web-palvelutekniikkaan ja toteutetaan asynkroninen tiedonkopiointisovellus ko. teknologian avulla. Web-palvelutekniikka on vielä kehittyvä palvelukeskeinen teknologia, jolla pyritään voittamaan monet aiempia teknologioita vaivanneet ongelmat. Yhtenä teknologian päätavoitteista on luoda löyhä sidos integroitavien osapuolien välille ja mahdollistaa toiminta heterogeenisessa ympäristössä. Teknologiaa vaivaa kuitenkin vielä standardien puute esimerkiksi tietoturva-asioissa sekä päällekkäisten standardien kehitys eri valmistajien toimesta. Jotta teknologia voi yleistyä, on nämä ongelmat pystyttävä ratkaisemaan.

Wireless Authentication and Authorization, case Wireless Access Control System

Lyhyen kantaman radiotekniikoiden hyödyntäminen mahdollistaa uudenlaisten paikallisten palveluiden käytön ja vanhojen palveluiden kehittämisen. Kulunvalvonta on päivittäisenä palveluna valittu työn esimerkkisovellukseksi. Useita tunnistus- ja valtuutustapoja tutkitaan, ja julkisen avaimen infrastruktuuri on esitellään tarkemmin. Langattomat tekniikat Bluetooth, Zigbee, RFID ja IrDA esitellän yleisellä tasolla langattomat tekniikat –luvussa. Bluetooth-tekniikan rakennetta, mukaan lukien sen tietoturva-arkkitehtuuria, tutkitaan tarkemmin. Bluetooth-tekniikkaa käytetään työssä suunnitellun langattoman kulunvalvontajärjestelmän tietojen siirtoon. Kannettava päätelaite toimii käyttäjän henkilökohtaisena luotettuna laitteena, jota voi käyttää avaimena. Käyttäjän tunnistaminen ja valtuuttaminen perustuu julkisen avaimen infrastruktuuriin. Ylläpidon allekirjoittamat varmenteet sisältävät käyttäjän julkisen avaimen lisäksi tietoa hänestä ja hänen oikeuksistaan. Käyttäjän tunnistaminen kulunvalvontapisteissä tehdään julkisen ja salaisen avaimen käyttöön perustuvalla haaste-vastaus-menetelmällä. Lyhyesti, järjestelmässä käytetään Bluetooth-päätelaitteita langattomina avaimina.

Software Security Design and Testing

Elektroninen kaupankäynti ja pankkipalvelut ovat herättäneet toiminnan jatkuvuuden kannalta erittäin kriittisen kysymyksen siitä, kuinka näitä palveluja pystytään suojaamaan järjestäytynyttä rikollisuutta ja erilaisia hyväksikäyttöjä vastaan.

Paikallisen WLAN-operaattorin liiketoimintasuunnitelma: Case Wireless

Työn tavoitteena oli selvittää uudenlaisen WLAN-verkkoyhteyden tarjoajan liiketoiminnallisia mahdollisuuksia ja -edellytyksiä. Uudenlaisessa mallissa loppukäyttäjällä on langatonta lähiverkkoa käyttäessään mahdollisuus valita mieleisensä Internet-operaattori sekä käyttää paikallisia palveluja ilman Internet-yhteyttä, alueverkon kautta. Lisaksi tutkittiin langattoman tiedonsiirron markkinointia. Työn case-osuudessa tutkittiin Lappeen¬rannan teknillisen korkeakoulun WLAN-hanketta, ja siinä rakennettua access-verkkoa. Koko langattoman tiedonsiirron liiketoimintakenttä on vasta hakemassa lopullisia muotojaan. Nopeasta yleistymisestä huolimatta WLAN:in massamarkkinoille tuloa hidastavat tietyt ongelmat, mm. verkkovierailut (sekä WLAN-verkkojen että eri langattomien tiedonsiirtoteknologioiden välillä), epäselvät laskutusmallit sekä yhteensopivuusongelmat. Tietoturva on WLAN:in ongelmista kuuluisin, mutta ei suurin este todellisten massamarkkinoiden saavuttamisessa. Hyödyntämällä teknologian omaksujaryhmien erilaisia piirteitä saadaan etua tavoiteltaessa massamarkkinoita. Case-verkon liiketoimintasuunnitelmasta käy ilmi, että mikäli WLAN yleistyy, kuten on odotettu, esitetty uudenlainen alueellinen liiketoimintamalli voi olla taloudellisesti mahdollinen. Esitetyt riskit ja oletukset on huomioitava alan epävarman kehityksen takia.

Tietoturvaohjelmiston kehitys ja immateriaalioikeus

Diplomityö kartoittaa yleisesti tietoturvaohjelmistokehityksessä huomioitavia immateriaalioikeudellisia näkökohtia ja selvittää yksityiskohtaisemmin niiden soveltamista ja vaikutusta erään tietoturvakomponentin suunnittelussa ja toteutuksessa Soneran TradeXpress-ohjelmistoon. Kyseinen komponentti mahdollistaa muun muassa autentikaation ja salauksen käytön sähköisessä tiedonsiirrossa. Työ käsittää myös perustiedot tietoturvasta ja TradeXpress-ohjelmistosta, jotta komponentin kehitystä käsittelevän osuuden ymmärtäminen olisi helpompaa. Immateriaalioikeutta käsitellään vain niiltä osin, joilla on vaikutusta tietokoneohjelmiin ja ohjelmistotuotantoon. Näitä ovat muun muassa tekijänoikeus, patenttioikeus ja tavaramerkkioikeus. Diplomityön tuloksena syntyi selvitys immateriaalioikeudesta ja sen vaikutuksesta ohjelmistotuotantoprosesseihin.