Implementing fully homomorphic encryption schemes in FPGA-based systems

LLas nuevas tecnologías orientadas a la nube, el internet de las cosas o las tendencias "as a service" se basan en el almacenamiento y procesamiento de datos en servidores remotos. Para garantizar la seguridad en la comunicación de dichos datos al servidor remoto, y en el manejo de los mismos en dicho servidor, se hace uso de diferentes esquemas criptográficos. Tradicionalmente, dichos sistemas criptográficos se centran en encriptar los datos mientras no sea necesario procesarlos (es decir, durante la comunicación y almacenamiento de los mismos). Sin embargo, una vez es necesario procesar dichos datos encriptados (en el servidor remoto), es necesario desencriptarlos, momento en el cual un intruso en dicho servidor podría a acceder a datos sensibles de usuarios del mismo. Es más, este enfoque tradicional necesita que el servidor sea capaz de desencriptar dichos datos, teniendo que confiar en la integridad de dicho servidor de no comprometer los datos. Como posible solución a estos problemas, surgen los esquemas de encriptación homomórficos completos. Un esquema homomórfico completo no requiere desencriptar los datos para operar con ellos, sino que es capaz de realizar las operaciones sobre los datos encriptados, manteniendo un homomorfismo entre el mensaje cifrado y el mensaje plano. De esta manera, cualquier intruso en el sistema no podría robar más que textos cifrados, siendo imposible un robo de los datos sensibles sin un robo de las claves de cifrado. Sin embargo, los esquemas de encriptación homomórfica son, actualmente, drás-ticamente lentos comparados con otros esquemas de encriptación clásicos. Una op¬eración en el anillo del texto plano puede conllevar numerosas operaciones en el anillo del texto encriptado. Por esta razón, están surgiendo distintos planteamientos sobre como acelerar estos esquemas para un uso práctico. Una de las propuestas para acelerar los esquemas homomórficos consiste en el uso de High-Performance Computing (HPC) usando FPGAs (Field Programmable Gate Arrays). Una FPGA es un dispositivo semiconductor que contiene bloques de lógica cuya interconexión y funcionalidad puede ser reprogramada. Al compilar para FPGAs, se genera un circuito hardware específico para el algorithmo proporcionado, en lugar de hacer uso de instrucciones en una máquina universal, lo que supone una gran ventaja con respecto a CPUs. Las FPGAs tienen, por tanto, claras difrencias con respecto a CPUs: -Arquitectura en pipeline: permite la obtención de outputs sucesivos en tiempo constante -Posibilidad de tener multiples pipes para computación concurrente/paralela. Así, en este proyecto: -Se realizan diferentes implementaciones de esquemas homomórficos en sistemas basados en FPGAs. -Se analizan y estudian las ventajas y desventajas de los esquemas criptográficos en sistemas basados en FPGAs, comparando con proyectos relacionados. -Se comparan las implementaciones con trabajos relacionados New cloud-based technologies, the internet of things or "as a service" trends are based in data storage and processing in a remote server. In order to guarantee a secure communication and handling of data, cryptographic schemes are used. Tradi¬tionally, these cryptographic schemes focus on guaranteeing the security of data while storing and transferring it, not while operating with it. Therefore, once the server has to operate with that encrypted data, it first decrypts it, exposing unencrypted data to intruders in the server. Moreover, the whole traditional scheme is based on the assumption the server is reliable, giving it enough credentials to decipher data to process it. As a possible solution for this issues, fully homomorphic encryption(FHE) schemes is introduced. A fully homomorphic scheme does not require data decryption to operate, but rather operates over the cyphertext ring, keeping an homomorphism between the cyphertext ring and the plaintext ring. As a result, an outsider could only obtain encrypted data, making it impossible to retrieve the actual sensitive data without its associated cypher keys. However, using homomorphic encryption(HE) schemes impacts performance dras-tically, slowing it down. One operation in the plaintext space can lead to several operations in the cyphertext space. Because of this, different approaches address the problem of speeding up these schemes in order to become practical. One of these approaches consists in the use of High-Performance Computing (HPC) using FPGAs (Field Programmable Gate Array). An FPGA is an integrated circuit designed to be configured by a customer or a designer after manufacturing - hence "field-programmable". Compiling into FPGA means generating a circuit (hardware) specific for that algorithm, instead of having an universal machine and generating a set of machine instructions. FPGAs have, thus, clear differences compared to CPUs: - Pipeline architecture, which allows obtaining successive outputs in constant time. -Possibility of having multiple pipes for concurrent/parallel computation. Thereby, In this project: -We present different implementations of FHE schemes in FPGA-based systems. -We analyse and study advantages and drawbacks of the implemented FHE schemes, compared to related work.

The future of the national laboratories

The end of the Cold War has called into question the activities of the national laboratories and, more generally, the level of support now given to federal intramural research in the United States. This paper seeks to analyze the potential role of the laboratories, with particular attention to the possibility, on the one hand, of integrating private technology development into the laboratory’s menu of activities and, on the other hand, of outsourcing traditional mission activities. We review the economic efficiency arguments for intramural research and the political conditions that are likely to constrain the activities of the laboratories, and analyze the early history of programs intended to promote new technology via cooperative agreements between the laboratories and private industry. Our analysis suggests that the laboratories are likely to shrink considerably in size, and that the federal government faces a significant problem in deciding how to organize a downsizing of the federal research establishment.

Absenteísmo na equipe de enfermagem e suas implicações para a assistência prestada em unidades de urgência e emergência

Trata-se de um estudo descritivo e exploratório, com abordagem qualitativa dos dados. Objetivou-se analisar a percepção da equipe de enfermagem sobre as condições geradoras de absenteísmo e suas implicações na assistência nas unidades de Urgência e Emergência (UE) das cinco distritais de saúde no município de Ribeirão Preto/SP. Os sujeitos foram profissionais da equipe de enfermagem (enfermeiro, auxiliar e técnico de enfermagem) que atuam nestas unidades. Foram selecionados 2 profissionais de cada categoria, a partir dos critérios de inclusão do estudo, sem considerar sexo, faixa etária e tempo de trabalho no serviço, totalizando 30 participantes. Os dados foram coletados por meio de entrevistas individuais semiestruturadas, conduzidas a partir de um roteiro norteador composto pelas variáveis (Processo de Gestão de Recursos Humanos (RH); Condição de Trabalho em Equipe e Qualidade do Cuidado Prestado) abordadas no estudo. Para análise dos dados utilizou-se análise de conteúdo, modalidade temática. Após análise dos dados, as categorias encontradas foram: TEMA 1 - Gerenciamento, organização e enfrentamento para a operacionalização do trabalho de enfermagem (Subtema 1 - Operacionalização da escala de trabalho frente ao desafio do quantitativo da equipe de enfermagem na unidade de UE; Subtema 2 - Reorganização do trabalho e a perspectiva dos trabalhadores frente à mudança para as 30h/semanais e a terceirização do serviço; Subtema 3 - Tempo de permanência do profissional no serviço; Subtema 4 - Comunicação como ferramenta para desenvolver o trabalho em equipe e gerenciar conflitos); TEMA 2 - Condições impostas ao trabalhador e sua influência no desenvolvimento do trabalho (Subtema 1 - Plano de carreira e salário como estimulantes para desenvolvimento do trabalho; Subtema 2 - Vínculo empregatício: vantagens e desvantagens; Subtema 3 - Educação permanente e sua importância para desenvolvimento do trabalho; Subtema 4 - Influência da estrutura física, materiais e equipamentos no cuidado) e TEMA 3 - Avaliação do serviço e da assistência prestada. No que diz respeito ao quantitativo de enfermagem disposto nas unidades, todos os entrevistados relatam que é um quantitativo razoável e que, em alguns momentos, se sentem sobrecarregados quando ocorrem ausências não previstas. Ao se tratar da terceirização das unidades estatutárias, relata-se que não houve comunicação prévia do evento e é visível a insegurança e frustração por parte dos entrevistados. Ressalta-se que a unidade terceirizada não sofreu mudanças em sua rotina. A rotatividade é presente nestas unidades de UE, sendo maior em determinada unidade e ocorre por inúmeros motivos, dentre eles, aposentadoria, transferência para Unidade Básica de Saúde (UBS), conflitos na equipe e/ou com pacientes, dentre outros. Todos os entrevistados sugerem que a comunicação é fundamental para o desenvolvimento do trabalho em equipe e é através dela que os conflitos possam vir a ser resolvidos. Neste momento, percebe-se, a partir das falas, que a comunicação é diferente entre as unidades e, portanto, existem níveis diferentes de conflitos entre as unidades. O município não possui um plano de carreira efetivo, portanto os entrevistados demonstram desmotivação para buscar novos conhecimentos. Quanto ao salário, estes têm a visão de que é razoável, sendo considerado elevado em relação às demais instituições de saúde do município, porém, defasado em relação à categoria profissional. Os profissionais terceirizados relatam uma certa insatisfação por trabalhar da mesma forma que os estatutários, recebendo um menor salário e sem os mesmos benefícios, o que nos leva à categoria vínculo empregatício, onde a estabilidade é abordada com visões positivas e negativas. Ao se tratar da visão negativa, os entrevistados sugerem que muitos colegas não sabem lidar com esse benefício, se ausentando do trabalho ou trabalhando de uma forma não adequada, prejudicando a rotina do serviço. No que tange à educação permanente, temos a diferença mais gritante do estudo, visto que os entrevistados estatutários relatam que não possuem a disponibilização, através da prefeitura, de cursos de atualização, capacitação e constante aprendizado enquanto que os terceirizados relatam atualizações constantes e apoio por parte da instituição com a qual eles estão vinculados. É unânime que todos os entrevistados consideram que a estrutura física, materiais e equipamentos interferem diretamente no cuidado. Ao serem questionados em relação à avaliação do cuidado prestado, eles o consideram bom, podendo ser melhor caso fossem disponibilizadas condições de trabalho mais adequadas. Considera-se o estudo como um possível instrumento de avaliação dos serviços prestados em unidade de UE, bem como das condições de trabalho fornecidas ao trabalhador e sua satisfação profissional

Colaboração e cooperação entre sistemas produtivos dispersos de empresas virtuais.

No mercado global e digital, as empresas são desafiadas a encontrar caminhos inovadores para atender o aumento da pressão -competitiva. A competição é uma das formas de interação das organizações, além da colaboração e da cooperação. A cooperação e a colaboração apresentam formas de produzir conjuntamente aumentando o potencial de atendimento das empresas. Os desafios mais encontrados no mercado são: reduzir os custos, sempre assegurar qualidade e personalizar os produtos e serviços. Um fenômeno de negócios comum hoje é a terceirização da manufatura e da logística para fornecedores domésticos e estrangeiros e provedores de serviços. Essa terceirização provoca, intrinsecamente, um espalhamento geográfico da produção em novos centros que oferecem vantagens nos recursos energéticos, matérias primas e centros de produção de conhecimento. Essa terceirização pode ser realizada também nas formas de colaboração e cooperação. Para isso, as empresas necessitam estabelecer uma forma de confiança entre si. No conceito de empresa virtual, a confiança é amplamente discutida para atingir uma colaboração e/ou cooperação entre empresas. O objetivo deste trabalho é propor e modelar uma ferramenta que atenda as necessidades das empresas para colaboração e/ou cooperação entre elas, considerando suas necessidades de confiança. As empresas aqui são vistas como sistemas produtivos, com suas camadas de gerenciamento de negócios, de acordo com o padrão ANSI/ISA 95. Além disso, um tipo de interpretação da rede de Petri, chamada de rede de Petri produtiva é introduzida como ferramenta para descrever o processo produtivo realizado pelas empresas na forma de workflow. A modelagem dessa arquitetura do sistema produtivo utiliza técnicas de sistemas distribuídos, como a arquitetura orientada a serviços. Além disso, um dos enfoques é das necessidades para o desenvolvimento de novos produtos, que envolve o desafio de personalização. Testes foram realizados para avaliar a proposta de workflow com pessoas de diferentes níveis de conhecimento sobre os processos, sejam de manufatura, sejam de outras áreas. Já a arquitetura proposta foi submetida a um estudo analítico das hipóteses levantadas no ambiente colaborativo.

Métodos eficientes para criptografia baseada em reticulados.

Reticulados têm sido aplicados de diferentes maneiras em criptografia. Inicialmente utilizados para a destruição de criptossistemas, eles foram posteriormente aplicados na construção de novos esquemas, incluindo criptossistemas assimétricos, esquemas de assinatura cega e os primeiros métodos para encriptação completamente homomórfica. Contudo, seu desempenho ainda é proibitivamente lenta em muitos casos. Neste trabalho, expandimos técnicas originalmente desenvolvidas para encriptação homomórfica, tornando-as mais genéricas e aplicando-as no esquema GGH-YK-M, um esquema de encriptação de chave pública, e no esquema LMSV, a única construção homomórfica que não sucumbiu a ataques de recuperação de chaves IND-CCA1 até o momento. Em nossos testes, reduzimos o tamanho das chaves do GGH-YK-M em uma ordem de complexidade, especificamente, de O(n2 lg n) para O(n lg n), onde n é um parâmetro público do esquema. A nova técnica também atinge processamento mais rápido em todas as operações envolvidas em um criptossistema assimétrico, isto é, geração de chaves, encriptação e decriptação. A melhora mais significativa é na geração de chaves, que se torna mais de 3 ordens de magnitude mais rápida que resultados anteriores, enquanto a encriptação se torna por volta de 2 ordens de magnitude mais rápida. Para decriptação, nossa implementação é dez vezes mais rápida que a literatura. Também mostramos que é possível aumentar a segurança do esquema LMSV contra os ataques quânticos de recuperação de chaves recentemente publicados pela agência britânica GCHQ. Isso é feito através da adoção de reticulados não-ciclotômicos baseados em anéis polinomiais irredutíveis quase-circulantes. Em nossa implementação, o desempenho da encriptação é virtualmente idêntico, e a decriptação torna-se ligeiramente inferior, um pequeno preço a se pagar pelo aumento de segurança. A geração de chaves, porém, é muito mais lenta, devido à necessidade de se utilizar um método mais genérico e caro. A existência de métodos dedicados altamente eficientes para a geração de chaves nesta variante mais segura do LMSV permanece como um problema em aberto.

Defining and Measuring Metrics for a Multinational Human Resources Department

Successful HR departments should support key business objectives by establishing metrics that determine the effectiveness of their processes. Functions such as recruiting, benefits, and training are processes that should have metrics. Understanding who measures what, when, and how often is the first step in measuring how much it costs to run HR. The next step is determining which processes are most critical, and then determining the metrics that fit the business needs. Slight adjustments will need to be made as business needs change, but the process for measuring outcomes should not change. This paper will focus on multinational corporations that employ at least ten thousand employees and have a ratio of one HR professional to every hundred fulltime equivalents (FTEs).

Information systems contracts and relationships: A Spanish perspective

Despite the proliferation of academic research on information systems outsourcing, not many studies analyze the characteristics of outsourcing contracts. This research aims to provide an in-depth description of information systems outsourcing. An additional objective is to examine how these characteristics evolve over time. Finally, this study reports on the usefulness of measuring such characteristics over time to assess the maturity level of the information systems outsourcing. This study gathers the data from the responses of the information systems managers of the largest Spanish firms to a questionnaire. This longitudinal study covers 12 years of research and compares authors' previous research results with the results of this study.

Repenser l’histoire de la jouabilité : l’émergence du jeu de stratégie en temps réel

L’objectif de cette thèse est de réfléchir aux enjeux d’une histoire du jeu de stratégie en temps réel (STR). Il s’agit de mieux comprendre les contextes dans lesquels le genre prend sens pour historiciser son émergence et sa période classique. Cette thèse cherche à documenter, d’une part, la cristallisation du STR en tant qu’objet ayant une forme relativement stable et en tant que corpus précis et identifié et, d’autre part, l’émergence des formes de jouabilité classiques des STR. La première partie est consacrée à décrire l’objet de cette recherche, pour mieux comprendre la complexité du terme « stratégie » et de la catégorisation « jeu de stratégie ». La seconde partie met en place la réflexion épistémologique en montrant comment on peut tenir compte de la jouabilité dans un travail historien. Elle définit le concept de paradigme de jouabilité en tant que formation discursive pour regrouper différents énoncés actionnels en une unité logique qui n’est pas nécessairement l’équivalent du genre. La troisième partie cartographie l’émergence du genre entre les wargames des années 1970 et les jeux en multijoueur de la décennie suivante. Deux paradigmes de jouabilité se distinguent pour former le STR classique : le paradigme de décryptage et le paradigme de prévision. La quatrième partie explique et contextualise le STR classique en montrant qu’il comporte ces deux paradigmes de jouabilité dans deux modes de jeu qui offrent des expériences fondamentalement différentes l’une de l’autre.

Reverse Offshoring of Services: The New Wave of Emerging Offshorers. ACES Working Papers, August 2010

Offshore outsourcing of services accelerated at the end of 1990s in developed countries. In recent years, developing countries have also offshored services, not only to developed countries but also to other developing countries. Yet, to date little attention has been paid to the emergence of this reverse offshoring. The focus of this research is on the determinants of reverse offshoring of services; as such we will investigate what drives these firms from developing countries to offshore services.

Repenser l’histoire de la jouabilité : l’émergence du jeu de stratégie en temps réel

L’objectif de cette thèse est de réfléchir aux enjeux d’une histoire du jeu de stratégie en temps réel (STR). Il s’agit de mieux comprendre les contextes dans lesquels le genre prend sens pour historiciser son émergence et sa période classique. Cette thèse cherche à documenter, d’une part, la cristallisation du STR en tant qu’objet ayant une forme relativement stable et en tant que corpus précis et identifié et, d’autre part, l’émergence des formes de jouabilité classiques des STR. La première partie est consacrée à décrire l’objet de cette recherche, pour mieux comprendre la complexité du terme « stratégie » et de la catégorisation « jeu de stratégie ». La seconde partie met en place la réflexion épistémologique en montrant comment on peut tenir compte de la jouabilité dans un travail historien. Elle définit le concept de paradigme de jouabilité en tant que formation discursive pour regrouper différents énoncés actionnels en une unité logique qui n’est pas nécessairement l’équivalent du genre. La troisième partie cartographie l’émergence du genre entre les wargames des années 1970 et les jeux en multijoueur de la décennie suivante. Deux paradigmes de jouabilité se distinguent pour former le STR classique : le paradigme de décryptage et le paradigme de prévision. La quatrième partie explique et contextualise le STR classique en montrant qu’il comporte ces deux paradigmes de jouabilité dans deux modes de jeu qui offrent des expériences fondamentalement différentes l’une de l’autre.

Formal considerations of rule-based messaging for Business Process Integration

In the last decade, with the expansion of organizational scope and the tendency for outsourcing, there has been an increasing need for Business Process Integration (BPI), understood as the sharing of data and applications among business processes. The research efforts and development paths in BPI pursued by many academic groups and system vendors, targeting heterogeneous system integration, continue to face several conceptual and technological challenges. This article begins with a brief review of major approaches and emerging standards to address BPI. Further, we introduce a rule-driven messaging approach to BPI, which is based on the harmonization of messages in order to compose a new, often cross-organizational process. We will then introduce the design of a temporal first order language (Harmonized Messaging Calculus) that provides the formal foundation for general rules governing the business process execution. Definitions of the language terms, formulae, safety, and expressiveness are introduced and considered in detail.

Maintenance Strategies for used equipment under lease

Abstract: Purpose – The aim of this research is to determine the optimal upgrade and preventive maintenance actions that minimize the total expected cost (maintenance costs+penalty costs). Design/methodology/approach – The problem is a four-parameter optimization with two parameters being k-dimensional. The optimal solution is obtained by using a four-stage approach where at each stage a one-parameter optimization is solved. Findings – Upgrading action is an extra option before the lease of used equipment, in addition to preventive maintenance action. Upgrading action makes equipment younger and preventive maintenance action lowers the ROCOF. Practical implications – There is a growing trend towards leasing equipment rather than owning it. The lease contract contains penalties if the equipment fails often and repairs are done within reasonable time period. This implies that the lessor needs to look at optimal preventive maintenance strategies in the case of new equipment lease, and upgrade actions plus preventive maintenance in the case of used equipment lease. The paper deals with this topic and is of great significant to business involved with leasing equipment. Originality/value – Nowadays many organizations are interested in leasing equipment and outsourcing maintenance. The model in this paper addresses the preventive maintenance problem for leased equipment. It provides an approach to dealing with this problem.

Paying for housework: Resources, demand and attitudes

A number of recent studies have suggested that households in western countries are increasingly turning to paid household help to perform a range of domestic tasks formerly carried out by women at home. But while expenditure on meal services, in the form of eating out or buying take out food has undoubtedly increased in recent years, the percentage of households that employ paid help with routine everyday housework activities, such as cleaning, appears to be comparatively low in many western countries. In Australia our data indicate that only 19 per cent of couple households pay someone to do domestic work, and only 11 per cent of couple households employ paid help with routine house cleaning. In this paper we use data from the Negotiating the Life Course survey, 1997 to investigate why some households use paid help with domestic labour while others do not. We examine hypotheses relating to level of resources, level of demand and gender role attitudes. We also examine attitudes about whether paid domestic help is viewed as an efficient strategy for dealing with domestic tasks. We find that although resources, demand and gender role attitudes provide the parameters within which employing household help is made possible or desirable, beliefs about the effectiveness of this strategy are also very significant. The paper concludes that domestic outsourcing is doing little to relieve women's double burden of paid and unpaid work.

An FPGA network architecture for accelerating 3DES - CBC

This paper presents a DES/3DES core that will support cipher block chaining (CBC) and also has a built in keygen that together take up about 10% of the resources in a Xilinx Virtex II 1000-4. The core will achieve up to 200Mbit/s of encryption or decryption. Also presented is a network architecture that will allow these CBC capable 3DES cores to perform their processing in parallel.

Business education in operations management

This paper examines trends in the practice of Operations Management and in teaching the field in major Business Schools. Operations Management has been defined as the design and management of transformation processes that create value for society. The operations function is the one function directly involved in that transformation, and hence is directly responsible for the activities that justify the existence of the firm, both economically and as a value-creating organization in society. The top rated schools in Operations Management are the top-rated research-intensive Business Schools in the world. Operations Management is an area that has been undergoing rapid change in response to changes in business practices worldwide. It is at the heart of changes of which the AACSB report Management Education at Risk, August 2002 (p 20), comments of Business Schools in general: ‘With regard to global relevance (of Business Schools), the complex opportunities and challenges that emanate from the world scope of operations, outsourcing, supply chains, partnerships, and financial and consumer markets – all linked in real time through the Internet – are not reflected adequately in curricula and learning approaches.’ Products, and even services, depend increasingly on advanced technology. This is true globally and especially so for countries in South East and East Asia, from which Australian Universities draw a significant number of students. Services operations management has become much more important, while there are both educational and industrial needs in management science or operations research.