Sicurezza di rete, analisi del traffico e monitoraggio.

Il lavoro è stato suddiviso in tre macro-aree. Una prima riguardante un'analisi teorica di come funzionano le intrusioni, di quali software vengono utilizzati per compierle, e di come proteggersi (usando i dispositivi che in termine generico si possono riconoscere come i firewall). Una seconda macro-area che analizza un'intrusione avvenuta dall'esterno verso dei server sensibili di una rete LAN. Questa analisi viene condotta sui file catturati dalle due interfacce di rete configurate in modalità promiscua su una sonda presente nella LAN. Le interfacce sono due per potersi interfacciare a due segmenti di LAN aventi due maschere di sotto-rete differenti. L'attacco viene analizzato mediante vari software. Si può infatti definire una terza parte del lavoro, la parte dove vengono analizzati i file catturati dalle due interfacce con i software che prima si occupano di analizzare i dati di contenuto completo, come Wireshark, poi dei software che si occupano di analizzare i dati di sessione che sono stati trattati con Argus, e infine i dati di tipo statistico che sono stati trattati con Ntop. Il penultimo capitolo, quello prima delle conclusioni, invece tratta l'installazione di Nagios, e la sua configurazione per il monitoraggio attraverso plugin dello spazio di disco rimanente su una macchina agent remota, e sui servizi MySql e DNS. Ovviamente Nagios può essere configurato per monitorare ogni tipo di servizio offerto sulla rete.

Structured P2P Video Streaming and Collaborative Failure Detection

Il video streaming in peer-to-peer sta diventando sempre più popolare e utiliz- zato. Per tali applicazioni i criteri di misurazione delle performance sono: - startup delay: il tempo che intercorre tra la connessione e l’inizio della ripro- duzione dello stream (chiamato anche switching delay), - playback delay: il tempo che intercorre tra l’invio da parte della sorgente e la riproduzione dello stream da parte di un peer, - time lag: la differenza tra i playback delay di due diversi peer. Tuttavia, al giorno d’oggi i sistemi P2P per il video streaming sono interessati da considerevoli ritardi, sia nella fase di startup che in quella di riproduzione. Un recente studio su un famoso sistema P2P per lo streaming, ha mostrato che solitamente i ritardi variano tra i 10 e i 60 secondi. Gli autori hanno osservato anche che in alcuni casi i ritardi superano i 4 minuti! Si tratta quindi di gravi inconvenienti se si vuole assistere a eventi in diretta o se si vuole fruire di applicazioni interattive. Alcuni studi hanno mostrato che questi ritardi sono la conseguenza della natura non strutturata di molti sistemi P2P. Ogni stream viene suddiviso in blocchi che vengono scambiati tra i peer. A causa della diffusione non strutturata del contenuto, i peer devono continuamente scambiare informazioni con i loro vicini prima di poter inoltrare i blocchi ricevuti. Queste soluzioni sono estremamente re- sistenti ai cambiamenti della rete, ma comportano una perdita notevole in termini di prestazioni, rendendo complicato raggiungere l’obiettivo di un broadcast in realtime. In questo progetto abbiamo lavorato su un sistema P2P strutturato per il video streaming che ha mostrato di poter offrire ottimi risultati con ritardi molto vicini a quelli ottimali. In un sistema P2P strutturato ogni peer conosce esattamente quale blocchi inviare e a quali peer. Siccome il numero di peer che compongono il sistema potrebbe essere elevato, ogni peer dovrebbe operare possedendo solo una conoscenza limitata dello stato del sistema. Inoltre il sistema è in grado di gestire arrivi e partenze, anche raggruppati, richiedendo una riorganizzazione limitata della struttura. Infine, in questo progetto abbiamo progettato e implementato una soluzione personalizzata per rilevare e sostituire i peer non più in grado di cooperare. Anche per questo aspetto, l’obiettivo è stato quello di minimizzare il numero di informazioni scambiate tra peer.

Progettazione e implementazione di applicazioni context-aware su dispositivi mobili

Il progetto descritto in questo documento consiste fondamentalmente nell'integrazione di applicazioni context-aware su dispositivi mobili con reti di sensori e nello studio delle problematiche derivanti, vantaggi e potenziali utilizzi. La rete è stata costruita sfruttando l'insieme di protocolli per comunicazioni via radio Zigbee, particolarmente adatti per interazione tra dispositivi a basso consumo energetico e che necessitano di uno scarso tasso di trasferimento di dati. Le informazioni ottenute da sensori di varia natura sono processate da microcontrollori Arduino, scelti per la loro versatilità di utilizzo e design open source. Uno o più dispositivi sono designati per aggregare i dati rilevati dai singoli nodi in un unico pacchetto di informazioni, semanticamente correlate tra loro, quindi emetterle in broadcast su una diversa interfaccia di rete, in modo che diverse applicazioni esterne in ascolto possano riceverle e manipolarle. Viene utilizzato un protocollo specifico per la comunicazione tra i microcontrollori e le applicazioni che si interfacciano con la rete, costruito su misura per dispositivi con risorse limitate. L'applicazione context-aware che interagisce con la rete è stata sviluppata su piattaforma Android, la cui particolare flessibilità favorisce una migliore capacità di gestire i dati ottenuti. Questa applicazione è in grado di comunicare con la rete, manipolare i dati ricevuti ed eventualmente intraprendere azioni specifiche in totale indipendenza dal suo utilizzatore. Obiettivo del progetto è quello di costruire un meccanismo di interazione tra le tecnologie più adattivo e funzionale possibile.

Libertà di espressione e sorveglianza globale

La presente tesi ha come scopo quello di individuare alcune problematiche relative all’esercizio e alla limitazione del diritto alla libertà di espressione nel contesto delle attività globali di sorveglianza e controllo delle tecnologie dell’informazione e della comunicazione. Tali attività, poste in essere da parte degli Stati e da parte degli operatori privati, sono favorite dal nebuloso rapporto tra norme di fonte pubblica, privata e informatica, e sono invece osteggiate dal ricorso, collettivo e individuale, alle possibilità offerte dalle tecnologie stesse per la conduzione di attività in anonimato e segretezza. La sorveglianza globale nel contesto delle privatizzazioni si serve del codice e dell’autonomia privata, così come la resistenza digitale ricorre alle competenze informatiche e agli spazi di autonomia d’azione dell’individuo. In questo contesto, la garanzia dell’esistenza e dell’esercizio dei diritti fondamentali dell’individuo, tra tutti il diritto alla libertà di espressione e il diritto alla tutela della riservatezza, passa per l’adozione di tecniche e pratiche di autotutela attraverso l’utilizzo di sistemi di cifratura e comunicazioni anonime. L’individuo, in questo conflitto tecnico e sociale, si trova a dover difendere l’esercizio dei propri diritti e finanche l’adempimento ai propri doveri, quando attinenti a particolari figure professionali o sociali, quali avvocati, operatori di giustizia, giornalisti, o anche semplicemente genitori. In conclusione dell’elaborato si propongono alcune riflessioni sulla formazione della cittadinanza e del mondo professionale, da parte dei giuristi delle nuove tecnologie, all’uso cosciente, consapevole e responsabile delle nuove tecnologie dell’informazione, con lo stimolo ad orientare altresì le proprie attività alla tutela e alla promozione dei diritti umani fondamentali, democratici, costituzionali, civili e sociali.

Matrix Designs and Methods for Secure and Efficient Compressed Sensing

The idea of balancing the resources spent in the acquisition and encoding of natural signals strictly to their intrinsic information content has interested nearly a decade of research under the name of compressed sensing. In this doctoral dissertation we develop some extensions and improvements upon this technique's foundations, by modifying the random sensing matrices on which the signals of interest are projected to achieve different objectives. Firstly, we propose two methods for the adaptation of sensing matrix ensembles to the second-order moments of natural signals. These techniques leverage the maximisation of different proxies for the quantity of information acquired by compressed sensing, and are efficiently applied in the encoding of electrocardiographic tracks with minimum-complexity digital hardware. Secondly, we focus on the possibility of using compressed sensing as a method to provide a partial, yet cryptanalysis-resistant form of encryption; in this context, we show how a random matrix generation strategy with a controlled amount of perturbations can be used to distinguish between multiple user classes with different quality of access to the encrypted information content. Finally, we explore the application of compressed sensing in the design of a multispectral imager, by implementing an optical scheme that entails a coded aperture array and Fabry-Pérot spectral filters. The signal recoveries obtained by processing real-world measurements show promising results, that leave room for an improvement of the sensing matrix calibration problem in the devised imager.

Business chat: sviluppo e implementazione

In questa tesi si vuole parlare dello sviluppo e dell'implementazione di un'applicazione per smartphone. L'applicazione in questione si chiama BusinessChat, è stata sviluppata per Android e utilizza sia lato server, sia lato Client. BusinessChat è un applicazione che mette in contatto consumatori e gestori di attività. Lo scopo dell'app è quindi quello di permettere al consumatore, di comunicare con il business in maniera più immediata, semplice e diretta. Per quanto riguarda il business può utilizzare quest'app sia per fornire un servizio al proprio cliente che per utilizzarla per pubblicizzare la propria attività, ad esempio con messaggi in broadcast a tutti i propri contatti (questa funzione non è ancora presente nella nostra applicazione, ma verrà aggiunta in un breve futuro). L'utente può ricercare, attraverso l'uso di una mappa, una particolare attività, ed eventualmente mettersi in contatto con lei, ad esempio, se ciò che cerchiamo è un ristorante, potremmo voler sapere se questa sera sono ancora disponibili dei posti liberi nel proprio locale, oppure se ad esempio volessimo ordinare delle pizze da asporto dalla nostra pizzeria di fiducia o sapere se sono attrezzati per gestire clienti allergici al glutine, o più semplicemente per conoscere l'orario di chiusura, tutto questo sarebbe possibile farlo attraverso pochissimi passi grazie a BusinessChat.

Uno Two Drei: la televisione nella promozione linguistica per i giovani. Un caso italiano nel contesto europeo.

The aim of this work is to assess the effectiveness of a project carried out in the Autonomous Province of Trento to promote language learning among young people. The project consisted in a television quiz show featuring games in Italian, English and German. Eight classes from five high schools took part in the game show, which was aired between November 2014 and January 2015 by the local channel Trentino TV. Since multilingualism has been part of the European Union policy, legislation and practices for many decades, the first chapter of this dissertation offers an overview of the main EU language education policies which seek to promote language learning among all citizens. It then focuses on the commitment of the EU and its member States to find new strategies to show the benefits of language learning outside formal education, also using both old and new media. Some TV and radio shows on multilingualism broadcast in Italy and in other EU countries are also briefly described. The second chapter is devoted to Uno Two Drei, the quiz show created by the Autonomous Province of Trento and Trentino TV to promote the learning of English and German among students while enhancing their personal growth and development. The role of everyone involved in the project is outlined, as well as the concept and planning phases and the realization stage. The third chapter focuses largely on the impacts of the initiative on the target group, namely 17-year-old students. Opinions of the participants were first collected in January, when a final meeting was held between the organizers and the schools. Since the researcher has managed the German part of the project, in the following months a questionnaire was administered to the 48 students who played in the German team and to their teachers as well. From both the meeting and the questionnaires it has emerged that the main goals of the initiative were achieved: generally speaking, students have been motivated to study languages and learn new things, the bonds between them have been strengthened and their sense of solidarity has been enhanced.

Sviluppo di applicazioni android basate sulla sensoristica

L'obiettivo di questa tesi è quello di fornire le informazioni di base che, un aspirante programmatore Android, deve sapere per scrivere applicazioni che facciano uso dei sensori presenti nei moderni telefoni cellulari (accelerometro, giroscopio, sensore di prossimità, ecc...). La tesi si apre citando qualche aneddoto storico sulla nascita del sistema operativo più famoso al mondo ed elencando tutte le releases ufficiali e le novità che hanno portato dalla 1.0 all'attuale 5.1.1 Lollipop. Verranno analizzate le componenti fondamentali per costruire un applicazione Android: Activities, Services, Content Providers e Broadcast Receivers. Verrà introdotto e approfondito il concetto di sensore, sia punto di vista fisico sia dal punto di vista informatico/logico, evidenziando le tre dimensioni più importanti ovvero struttura, interazione e comportamento. Si analizzeranno tutte i tipi di errori e problematiche reali che potrebbero influire negativamente sui valori delle misurazioni (disturbi, rumori, ecc...) e si propone la moderna soluzione del Sensor Fusion come caso particolare di studio, prendendo spunto dal lavoro di grandi aziende come la Invensense e la Kionix Inc. Infine, si conclude l'elaborato passando dalle parole al codice: verranno affrontate le fasi di analisi e d'implementazione di un'applicazione esemplificativa capace di determinare l'orientamento del dispositivo nello spazio, sfruttando diverse tecniche Sensor Fusion.

Disseminazioni in reti peer-to-peer attraverso algoritmi di gossip a due fasi

Gli algoritmi di gossip sono utilizzati per la disseminazione di messaggi in una rete peer-to-peer. La tesi tratta lo sviluppo, l'implementazione e l'analisi di quattro nuovi algoritmi di gossip "a due fasi". Gli algoritmi sono stati sviluppati e testati con il simulatore LUNES per poi essere analizzati in vari confronti con gli algoritmi classici dell'ambito, ovvero Fixed Probability e Conditional Broadcast. Le prove sono state effettuate su varie tipologie di grafi, ovvero Random, Scale-free, Small-world e K-Regular.

A model for radiofrequency electromagnetic field predictions at outdoor and indoor locations in the context of epidemiological research

We present a geospatial model to predict the radiofrequency electromagnetic field from fixed site transmitters for use in epidemiological exposure assessment. The proposed model extends an existing model toward the prediction of indoor exposure, that is, at the homes of potential study participants. The model is based on accurate operation parameters of all stationary transmitters of mobile communication base stations, and radio broadcast and television transmitters for an extended urban and suburban region in the Basel area (Switzerland). The model was evaluated by calculating Spearman rank correlations and weighted Cohen's kappa (kappa) statistics between the model predictions and measurements obtained at street level, in the homes of volunteers, and in front of the windows of these homes. The correlation coefficients of the numerical predictions with street level measurements were 0.64, with indoor measurements 0.66, and with window measurements 0.67. The kappa coefficients were 0.48 (95%-confidence interval: 0.35-0.61) for street level measurements, 0.44 (95%-CI: 0.32-0.57) for indoor measurements, and 0.53 (95%-CI: 0.42-0.65) for window measurements. Although the modeling of shielding effects by walls and roofs requires considerable simplifications of a complex environment, we found a comparable accuracy of the model for indoor and outdoor points.

Fragile logo watermarking for public authentication

A new fragile logo watermarking scheme is proposed for public authentication and integrity verification of images. The security of the proposed block-wise scheme relies on a public encryption algorithm and a hash function. The encoding and decoding methods can provide public detection capabilities even in the absence of the image indices and the original logos. Furthermore, the detector automatically authenticates input images and extracts possible multiple logos and image indices, which can be used not only to localise tampered regions, but also to identify the original source of images used to generate counterfeit images. Results are reported to illustrate the effectiveness of the proposed method.

Effect of short-wave (6-22 MHz) magnetic fields on sleep quality and melatonin cycle in humans: the Schwarzenburg shut-down study

This paper describes the results of a unique "natural experiment" of the operation and cessation of a broadcast transmitter with its short-wave electromagnetic fields (6-22 MHz) on sleep quality and melatonin cycle in a general human population sample. In 1998, 54 volunteers (21 men, 33 women) were followed for 1 week each before and after shut-down of the short-wave radio transmitter at Schwarzenburg (Switzerland). Salivary melatonin was sampled five times a day and total daily excretion and acrophase were estimated using complex cosinor analysis. Sleep quality was recorded daily using a visual analogue scale. Before shut down, self-rated sleep quality was reduced by 3.9 units (95% CI: 1.7-6.0) per mA/m increase in magnetic field exposure. The corresponding decrease in melatonin excretion was 10% (95% CI: -32 to 20%). After shutdown, sleep quality improved by 1.7 units (95% CI: 0.1-3.4) per mA/m decrease in magnetic field exposure. Melatonin excretion increased by 15% (95% CI: -3 to 36%) compared to baseline values suggesting a rebound effect. Stratified analyses showed an exposure effect on melatonin excretion in poor sleepers (26% increase; 95% CI: 8-47%) but not in good sleepers. Change in sleep quality and melatonin excretion was related to the extent of magnetic field reduction after the transmitter's shut down in poor but not good sleepers. However, blinding of exposure was not possible in this observational study and this may have affected the outcome measurements in a direct or indirect (psychological) way.

Exposure modeling of high-frequency electromagnetic fields

We developed a geospatial model that calculates ambient high-frequency electromagnetic field (HF-EMF) strengths of stationary transmission installations such as mobile phone base stations and broadcast transmitters with high spatial resolution in the order of 1 m. The model considers the location and transmission patterns of the transmitters, the three-dimensional topography, and shielding effects by buildings. The aim of the present study was to assess the suitability of the model for exposure monitoring and for epidemiological research. We modeled time-averaged HF-EMF strengths for an urban area in the city of Basel as well as for a rural area (Bubendorf). To compare modeling with measurements, we selected 20 outdoor measurement sites in Basel and 18 sites in Bubendorf. We calculated Pearson's correlation coefficients between modeling and measurements. Chance-corrected agreement was evaluated by weighted Cohen's kappa statistics for three exposure categories. Correlation between measurements and modeling of the total HF-EMF strength was 0.67 (95% confidence interval (CI): 0.33-0.86) in the city of Basel and 0.77 (95% CI: 0.46-0.91) in the rural area. In both regions, kappa coefficients between measurements and modeling were 0.63 and 0.77 for the total HF-EMF strengths and for all mobile phone frequency bands. First evaluation of our geospatial model yielded substantial agreement between modeling and measurements. However, before the model can be applied for future epidemiologic research, additional validation studies focusing on indoor values are needed to improve model validity.Journal of Exposure Science and Environmental Epidemiology (2008) 18, 183-191; doi:10.1038/sj.jes.7500575; published online 4 April 2007.

A prediction model for personal radio frequency electromagnetic field exposure

Radio frequency electromagnetic fields (RF-EMF) in our daily life are caused by numerous sources such as fixed site transmitters (e.g. mobile phone base stations) or indoor devices (e.g. cordless phones). The objective of this study was to develop a prediction model which can be used to predict mean RF-EMF exposure from different sources for a large study population in epidemiological research. We collected personal RF-EMF exposure measurements of 166 volunteers from Basel, Switzerland, by means of portable exposure meters, which were carried during one week. For a validation study we repeated exposure measurements of 31 study participants 21 weeks after the measurements of the first week on average. These second measurements were not used for the model development. We used two data sources as exposure predictors: 1) a questionnaire on potentially exposure relevant characteristics and behaviors and 2) modeled RF-EMF from fixed site transmitters (mobile phone base stations, broadcast transmitters) at the participants' place of residence using a geospatial propagation model. Relevant exposure predictors, which were identified by means of multiple regression analysis, were the modeled RF-EMF at the participants' home from the propagation model, housing characteristics, ownership of communication devices (wireless LAN, mobile and cordless phones) and behavioral aspects such as amount of time spent in public transports. The proportion of variance explained (R2) by the final model was 0.52. The analysis of the agreement between calculated and measured RF-EMF showed a sensitivity of 0.56 and a specificity of 0.95 (cut-off: 90th percentile). In the validation study, the sensitivity and specificity of the model were 0.67 and 0.96, respectively. We could demonstrate that it is feasible to model personal RF-EMF exposure. Most importantly, our validation study suggests that the model can be used to assess average exposure over several months.

Video Search: New Challenges in the Pervasive Digital Video Era

The explosion of multimedia digital content and the development of technologies that go beyond traditional broadcast and TV have rendered access to such content important for all end-users of these technologies. While originally developed for providing access to multimedia digital libraries, video search technologies assume now a more demanding role. In this paper, we attempt to shed light onto this new role of video search technologies, looking at the rapid developments in the related market, the lessons learned from state of art video search prototypes developed mainly in the digital libraries context and the new technological challenges that have risen. We focus on one of the latter, i.e., the development of cross-media decision mechanisms, drawing examples from REVEAL THIS, an FP6 project on the retrieval of video and language for the home user. We argue, that efficient video search holds a key to the usability of the new ”pervasive digital video” technologies and that it should involve cross-media decision mechanisms.