On the Security of Balanced Encoding Countermeasures

Most cryptographic devices should inevitably have a resistance against the threat of side channel attacks. For this, masking and hiding schemes have been proposed since 1999. The security validation of these countermeasures is an ongoing research topic, as a wider range of new and existing attack techniques are tested against these countermeasures. This paper examines the side channel security of the balanced encoding countermeasure, whose aim is to process the secret key-related data under a constant Hamming weight and/or Hamming distance leakage. Unlike previous works, we assume that the leakage model coefficients conform to a normal distribution, producing a model with closer fidelity to real-world implementations. We perform analysis on the balanced encoded PRINCE block cipher with simulated leakage model and also an implementation on an AVR board. We consider both standard correlation power analysis (CPA) and bit-wise CPA. We confirm the resistance of the countermeasure against standard CPA, however, we find with a bit-wise CPA that we can reveal the key with only a few thousands traces.

Comparison of optimal designs of steel portal frames including topological asymmetry considering rolled, fabricated and tapered sections

A structural design optimisation has been carried out to allow for asymmetry and fully tapered portal frames. The additional weight of an asymmetric structural shape was found to be on average 5–13% with additional photovoltaic (PV) loading having a negligible effect on the optimum design. It was also shown that fabricated and tapered frames achieved an average percentage weight reduction of 9% and 11%, respectively, as compared to comparable hot-rolled steel frames. When the deflection limits recommended by the Steel Construction Institute were used, frames were shown to be deflection controlled with industrial limits yielding up to 40% saving.

Use of bacterial whole-genome sequencing to investigate local persistence and spread in bovine tuberculosis

Mycobacterium bovis is the causal agent of bovine tuberculosis, one of the most important diseases currently facing the UK cattle industry. Here, we use high-density whole genome sequencing (WGS) in a defined sub-population of M. bovis in 145 cattle across 66 herd breakdowns to gain insights into local spread and persistence. We show that despite low divergence among isolates, WGS can in principle expose contributions of under-sampled host populations to M. bovis transmission. However, we demonstrate that in our data such a signal is due to molecular type switching, which had been previously undocumented for M. bovis. Isolates from farms with a known history of direct cattle movement between them did not show a statistical signal of higher genetic similarity. Despite an overall signal of genetic isolation by distance, genetic distances also showed no apparent relationship with spatial distance among affected farms over distances <5 km. Using simulations, we find that even over the brief evolutionary timescale covered by our data, Bayesian phylogeographic approaches are feasible. Applying such approaches showed that M. bovis dispersal in this system is heterogeneous but slow overall, averaging 2 km/year. These results confirm that widespread application of WGS to M. bovis will bring novel and important insights into the dynamics of M. bovis spread and persistence, but that the current questions most pertinent to control will be best addressed using approaches that more directly integrate WGS with additional epidemiological data.

Nerve Growth Factor Sensitisation of TRPA1 on Sensory Neurones

Background: Sensory neurones from the trigeminal nerve innervate the oro-facial region and teeth. Transient receptor potential channels (TRPs) expressed by these neurones are responsible for relaying sensory information such as changes in ambient temperature, mechanical sensations and pain. Study of TRP channel expression and regulation in human sensory neurones therefore merits investigation to improve our understanding of allodynia and hyperalgesia. Objective: The objective of this study was to differentiate human dental pulp stem cells (hDPSCs) towards a neuronal phenotype (peripheral neuronal equivalents; PNEs) and employ this model to study TRP channel sensitisation. Method: hDPSCs were enriched by preferential adhesion to fibronectin, plated on coverslips (thickness 0) coated with poly-l-ornithine and laminin and then differentiated for 7 days in neurobasal A medium with additional supplementation. A whole cell patch clamp technique was used to investigate whether TRP channels on PNE membranes were modulated in the presence of nerve growth factor (NGF). PNEs were treated with NGF for 20 minutes immediately before experimentation and then stimulated for TRPA1 activity using cinnamaldehyde. Peak currents were read at 80 mV and -80 mV and compared to peak currents recorded in untreated PNEs. Data were analysed and plotted using Clampfit9 software (Molecular Devices, Sunnyvale, California, USA). Result: Results showed for the first time that pre-treatment of PNEs by NGF produced significantly larger inward and outward currents demonstrating that TRPA1 channels on PNE membranes were capable of becoming sensitised following treatment with NGF. Conclusion: Sensitisation of TRPA1 by NGF provides evidence of a mechanism for rapid neuronal sensitisation that is independent of TRPA1 gene expression

Representações sociais de enfarte agudo do miocárdio, construídas por doentes, família e profissionais de saúde

Este estudo foi desenvolvido com a finalidade de conhecer as representações sociais de enfarte agudo do miocárdio, junto de três grupos sociais: doentes com enfarte agudo do miocárdio; respectivas famílias; e profissionais de saúde que cuidam desses doentes. A base conceptual do estudo foi a teoria das representações sociais. Como metodologia optámos por uma abordagem multi-método, com etapas complementares de recolha de dados: questionário e entrevista. Obtivemos uma amostra de 210 participantes, aplicá-mos o questionário a todos e realizámos 120 entrevistas. Analisámos os dados com re-curso à análise de conteúdo auxiliada por quatro softwares: Evoc, Simi, Trideux Alces-te. Encontrámos na interpretação das ancoragens e objectivação uma teia de sentidos compartilhados nas práticas sociais, nos diferentes grupos. Emergiram sentidos maiori-tariamente ancorados no biológico/físico e psicológico, com especial relevância na di-mensão emocional. O grupo dos profissionais de saúde fica detentor de um conjunto de representações que constituem um importante instrumento de trabalho; ### SUMMARY: Social representations of Myocardial Infarction, built by patient, family and health professionals This study was developed with the purpose of knowing the social representations of acute myocardial infarction considering three social groups: patients with acute myo-cardial infarction, respective families and health professionals who care for these pa-tients. The conceptual basis of this study was the theory of social representations. We have chosen a multi faceted method as methodology with additional gather of data col-lection through questionnaire and interviews. We obtained a sample of 210 participants applying the questionnaire to all and executing 120 interviews. The data was analyzed using content analysis supported by four software: Evoc, Simi, Trideux and Alceste. The interpretation of anchoring and objectification showed a set of shared meanings in social practices in the different groups. The biological / physical and psychological meanings emerged largely anchored with particular emphasis on the emotional dimen-sion. The group of health professionals held a set of representations that were an im-portant instrument of work.

Diffusion coefficients in dense and supercritical fluids

Os coeficientes de difusão (D 12) são propriedades fundamentais na investigação e na indústria, mas a falta de dados experimentais e a inexistência de equações que os estimem com precisão e confiança em fases comprimidas ou condensadas constituem limitações importantes. Os objetivos principais deste trabalho compreendem: i) a compilação de uma grande base de dados para valores de D 12 de sistemas gasosos, líquidos e supercríticos; ii) o desenvolvimento e validação de novos modelos de coeficientes de difusão a diluição infinita, aplicáveis em amplas gamas de temperatura e densidade, para sistemas contendo componentes muito distintos em termos de polaridade, tamanho e simetria; iii) a montagem e teste de uma instalação experimental para medir coeficientes de difusão em líquidos e fluidos supercríticos. Relativamente à modelação, uma nova expressão para coeficientes de difusão a diluição infinita de esferas rígidas foi desenvolvida e validada usando dados de dinâmica molecular (desvio relativo absoluto médio, AARD = 4.44%) Foram também estudados os coeficientes de difusão binários de sistemas reais. Para tal, foi compilada uma extensa base de dados de difusividades de sistemas reais em gases e solventes densos (622 sistemas binários num total de 9407 pontos experimentais e 358 moléculas) e a mesma foi usada na validação dos novos modelos desenvolvidos nesta tese. Um conjunto de novos modelos foi proposto para o cálculo de coeficientes de difusão a diluição infinita usando diferentes abordagens: i) dois modelos de base molecular com um parâmetro específico para cada sistema, aplicáveis em sistemas gasosos, líquidos e supercríticos, em que natureza do solvente se encontra limitada a apolar ou fracamente polar (AARDs globais na gama 4.26-4.40%); ii) dois modelos de base molecular biparamétricos, aplicáveis em todos os estados físicos, para qualquer tipo de soluto diluído em qualquer solvente (apolar, fracamente polar e polar). Ambos os modelos dão origem a erros globais entre 2.74% e 3.65%; iii) uma correlação com um parâmetro, específica para coeficientes de difusão em dióxido de carbono supercrítico (SC-CO2) e água líquida (AARD = 3.56%); iv) nove correlações empíricas e semi-empíricas que envolvem dois parâmetros, dependentes apenas da temperatura e/ou densidade do solvente e/ou viscosidade do solvente. Estes últimos modelos são muito simples e exibem excelentes resultados (AARDs entre 2.78% e 4.44%) em sistemas líquidos e supercríticos; e v) duas equações preditivas para difusividades de solutos em SC-CO2, em que os erros globais de ambas são inferiores a 6.80%. No global, deve realçar-se o facto de os novos modelos abrangerem a grande variedade de sistemas e moléculas geralmente encontrados. Os resultados obtidos são consistentemente melhores do que os obtidos com os modelos e abordagens encontrados na literatura. No caso das correlações com um ou dois parâmetros, mostrou-se que estes mesmos parâmetros podem ser ajustados usando um conjunto muito pequeno de dados, e posteriormente serem utilizados na previsão de valores de D 12 longe do conjunto original de pontos. Uma nova instalação experimental para medir coeficientes de difusão binários por técnicas cromatográficas foi montada e testada. O equipamento, o procedimento experimental e os cálculos analíticos necessários à obtenção dos valores de D 12 pelo método de abertura do pico cromatográfico, foram avaliados através da medição de difusividades de tolueno e acetona em SC-CO2. Seguidamente, foram medidos coeficientes de difusão de eucaliptol em SC-CO2 nas gamas de 202 – 252 bar e 313.15 – 333.15 K. Os resultados experimentais foram analisados através de correlações e modelos preditivos para D12.

Cinética da transferência de calor em materiais com mudança de fase

É extensa a bibliografia dedicada a potenciais aplicações de materiais com mudança de fase na regulação térmica e no armazenamento de calor ou de frio. No entanto, a baixa condutividade térmica impõe limitações numa grande diversidade de aplicações com exigências críticas em termos de tempo de resposta curto ou com requisitos de elevada potência em ciclos de carga/descarga de calor latente. Foram desenvolvidos códigos numéricos no sentido de obter soluções precisas para descrever a cinética da transferência de calor com mudança de fase, com base em geometrias representativas, i.e. planar e esférica. Foram igualmente propostas soluções aproximadas, sendo identificados correspondentes critérios de validação em função das propriedades dos materiais de mudança de fase e de outros parâmetros relevantes tais como as escalas de tamanho e de tempo, etc. As referidas soluções permitiram identificar com rigor os fatores determinantes daquelas limitações, quantificar os correspondentes efeitos e estabelecer critérios de qualidade adequados para diferentes tipologias de potenciais aplicações. Os referidos critérios foram sistematizados de acordo com metodologias de seleção propostas por Ashby e co-autores, tendo em vista o melhor desempenho dos materiais em aplicações representativas, designadamente com requisitos ao nível de densidade energética, tempo de resposta, potência de carga/descarga e gama de temperaturas de operação. Nesta sistematização foram incluídos alguns dos compósitos desenvolvidos durante o presente trabalho. A avaliação das limitações acima mencionadas deu origem ao desenvolvimento de materiais compósitos para acumulação de calor ou frio, com acentuada melhoria de resposta térmica, mediante incorporação de uma fase com condutividade térmica muito superior à da matriz. Para este efeito, foram desenvolvidos modelos para otimizar a distribuição espacial da fase condutora, de modo a superar os limites de percolação previstos por modelos clássicos de condução em compósitos com distribuição aleatória, visando melhorias de desempenho térmico com reduzidas frações de fase condutora e garantindo que a densidade energética não é significativamente afetada. Os modelos elaborados correspondem a compósitos de tipo core-shell, baseados em microestruturas celulares da fase de elevada condutividade térmica, impregnadas com o material de mudança de fase propriamente dito. Além de visarem a minimização da fração de fase condutora e correspondentes custos, os modelos de compósitos propostos tiveram em conta a adequação a métodos de processamento versáteis, reprodutíveis, preferencialmente com base na emulsificação de líquidos orgânicos em suspensões aquosas ou outros processos de reduzidas complexidade e com base em materiais de baixo custo (material de mudança de fase e fase condutora). O design da distribuição microestrutural também considerou a possibilidade de orientação preferencial de fases condutoras com elevada anisotropia (p.e. grafite), mediante auto-organização. Outros estágios do projeto foram subordinados a esses objetivos de desenvolvimento de compósitos com resposta térmica otimizada, em conformidade com previsões dos modelos de compósitos de tipo core-shell, acima mencionadas. Neste enquadramento, foram preparados 3 tipos de compósitos com organização celular da fase condutora, com as seguintes características e metodologias: i) compósitos celulares parafina-grafite para acumulação de calor, preparados in-situ por emulsificação de uma suspensão de grafite em parafina fundida; ii) compósitos celulares parafina-Al2O3 para acumulação de calor, preparados por impregnação de parafina em esqueleto cerâmico celular de Al2O3; iii) compósitos celulares para acumulação de frio, obtidos mediante impregnação de matrizes celulares de grafite com solução de colagénio, após preparação prévia das matrizes de grafite celular. Os compósitos com esqueleto cerâmico (ii) requereram o desenvolvimento prévio de um método para o seu processamento, baseado na emulsificação de suspensões de Al2O3 em parafina fundida, com adequados aditivos dispersantes, tensioactivos e consolidantes do esqueleto cerâmico, tornando-o auto-suportável durante as fases posteriores de eliminação da parafina, até à queima a alta temperatura, originando cerâmicos celulares com adequada resistência mecânica. Os compósitos desenvolvidos apresentam melhorias significativos de condutividade térmica, atingindo ganhos superiores a 1 ordem de grandeza com frações de fase condutora inferior a 10 % vol. (4 W m-1 K-1), em virtude da organização core-shell e com o contributo adicional da anisotropia da grafite, mediante orientação preferencial. Foram ainda preparados compósitos de armazenamento de frio (iii), com orientação aleatória da fase condutora, obtidos mediante gelificação de suspensões de partículas de grafite em solução aquosa de colagénio. Apesar da estabilidade microestrutural e de forma, conferida por gelificação, estes compósitos confirmaram a esperada limitação dos compósitos com distribuição aleatória, em confronto com os ganhos alcançados com a organização de tipo core-shell.

Monte Carlo studies of phase transitions and adsorption : application to n-6 Lennard-Jones, C60 and zeolite systems

The solid-fluid transition properties of the n - 6 Lennard-Jones system are studied by means of extensive free energy calculations. Different values of the parameter n which regulates the steepness of the short-range repulsive interaction are investigated. Furthermore, the free energies of the n < 12 systems are calculated using the n = 12 system as a reference. The method relies on a generalization of the multiple histogram method that combines independent canonical ensemble simulations performed with different Hamiltonians and computes the free energy difference between them. The phase behavior of the fullerene C60 solid is studied by performing NPT simulations using atomistic models which treat each carbon in the molecule as a separate interaction site with additional bond charges. In particular, the transition from an orientationally frozen phase at low temperatures to one where the molecules are freely rotating at higher temperatures is studied as a function of applied pressure. The adsorption of molecular hydrogen in the zeolite NaA is investigated by means of grand-canonical Monte Carlo, in a wide range of temperatures and imposed gas pressures, and results are compared with available experimental data. A potential model is used that comprises three main interactions: van der Waals, Coulomb and induced polarization by the permanent electric field in the zeolite.

Long-term seasonal changes in the abundance of Dendrodoris nudibranchs: a five-year survey

Dissertação de mestrado, Biologia Marinha, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Functional coherence and annotation agreement metrics for enzyme families

Tese de doutoramento, Informática (Bioinformática), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015

Potential Impact of Climate Change on Fungal Distributions: Analysis of 2 Years of Contrasting Weather in the UK

The impact of climate change on fungal growth and spore production is less well documented than for allergenic pollen grains, although similar implications for respiratory tract diseases in humans occur. Fungal spores are commonly described as either “dry” or “wet” according to the type of weather associated with their occurrence in the air. This study examined the distribution of selected fungal spores (Alternaria spp., Cladosporium spp., Didymella spp., Epicoccum spp., Leptosphaeria spp. and rusts) occurring in the West Midlands of UK during 2 years of contrasting weather. Spore specimens were collected using a 7-day volumetric air sampler and then analysed with the aid of light microscopy. Distributions of spores were then studied using normality tests and Mann–Whitney U test, while relationships with meteorological parameters were investigated using Spearman’s rank test and angular-linear correlation for wind direction analysis. Our results showed that so-called wet spores were more sensitive to the weather changes showing statistically significant differences between the 2 years of study, in contrast to “dry” spores. We predict that in following years we will observe accelerated levels in allergenic fungal spore production as well as changes in species diversity. This study could be a starting point to revise the grouping system of fungal spores as either “dry” or “wet” types and their response to climate change

Who gets to play? Investigating equity in musical instrument instruction in Scottish primary schools

There is a widely held view that learning to play a musical instrument is a valuable experience for all children in terms of their personal growth and development. Although there is no statutory obligation for instrumental music provision in Scottish primary schools, there are well-established Instrumental Music Services in Local Education Authorities that have been developed to provide this facility for pupils. This article presents the findings of a study that was aimed at investigating the extent to which the opportunity to undertake instrumental instruction in Scottish primary schools is equitable. The study employed a mixed-methods approach. Data were gathered from 21 Scottish primary schools, a total pupil population of 5122 pupils of whom 323 pupils were receiving instrumental instruction. The analysis involved an investigation of the academic profile of this group, the representation of children with additional support needs (ASN) and the nature of their ASN. A qualitative analysis of policy and guideline documents and interviews with Heads of Instrumental Services, headteachers and instrumental instructors served to explain and illuminate the quantitative data. The findings showed that particular groups of children with ASN were significantly under-represented and offer explanations of the processes by which this occurs.

Integrating Social Knowledge and Collaboration Tools into Dispersed Product Development

Employee collaboration and knowledge sharing is vital for manufacturing organisations wishing to be successful in an ever-changing global market place; Product Development (PD) teams, in particular, rely heavily on these activities to generate innovative designs and enhancements to existing product ranges. To this end, the purpose of this paper is to present the results of a validation study carried out during an Engineering Education Scheme project to confirm the benefits of using bespoke Web 2.0-based groupware to improve employee collaboration and knowledge sharing between dispersed PD teams. The results of a cross-sectional survey concluded that employees would welcome greater usage of social computing technologies. The study confirmed that groupware offers the potential to deliver a more effective collaborative and knowledge sharing environment with additional communication channels on offer. Furthermore, a series of recommended guidelines are presented to show how PD teams, operating in globally dispersed organisations, may use Web 2.0 tools to improve employee collaboration and knowledge sharing.

A model for information retrieval driven by conceptual spaces

A retrieval model describes the transformation of a query into a set of documents. The question is: what drives this transformation? For semantic information retrieval type of models this transformation is driven by the content and structure of the semantic models. In this case, Knowledge Organization Systems (KOSs) are the semantic models that encode the meaning employed for monolingual and cross-language retrieval. The focus of this research is the relationship between these meanings’ representations and their role and potential in augmenting existing retrieval models effectiveness. The proposed approach is unique in explicitly interpreting a semantic reference as a pointer to a concept in the semantic model that activates all its linked neighboring concepts. It is in fact the formalization of the information retrieval model and the integration of knowledge resources from the Linguistic Linked Open Data cloud that is distinctive from other approaches. The preprocessing of the semantic model using Formal Concept Analysis enables the extraction of conceptual spaces (formal contexts)that are based on sub-graphs from the original structure of the semantic model. The types of conceptual spaces built in this case are limited by the KOSs structural relations relevant to retrieval: exact match, broader, narrower, and related. They capture the definitional and relational aspects of the concepts in the semantic model. Also, each formal context is assigned an operational role in the flow of processes of the retrieval system enabling a clear path towards the implementations of monolingual and cross-lingual systems. By following this model’s theoretical description in constructing a retrieval system, evaluation results have shown statistically significant results in both monolingual and bilingual settings when no methods for query expansion were used. The test suite was run on the Cross-Language Evaluation Forum Domain Specific 2004-2006 collection with additional extensions to match the specifics of this model.

Conservação e manutenção nos pavimentos rodoviários e a sua importância

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Área de Especialização em Vias de Comunicação e Transportes