Criptografia: Da origem aos dias atuais

Esta pesquisa foi realizada com a intenção de motivar o estudo da criptografia, mostrando que a matemática e a comunicação estão presentes em diversos momentos, tanto no passado quanto no presente. Este trabalho mostra a origem da criptoanálise e toda a sua evolução dando ênfase nos mecanismos de codificação e decodificação através de exemplos práticos. Além disso, alguns métodos criptográficos são destacados como a cifra de substituição monoalfabética, a cifra de Vigenère, a criptografia RSA que é o método mais conhecido de criptografia de chave pública, as cifras de Hill, o método das transformações lineares e o método de Rabin, devido a sua grande importância para a evolução de sistemas computacionais e assinaturas digitais entre outros. Por fim, mostra-se a importância e a necessidade dos recursos criptográficos nos dias de hoje, na tentativa de impedir que hackers e pessoas que fazem mau uso do conhecimento matemático possam causar danos a sociedade, seja por uma simples mensagem ou até mesmo através de situações mais imprudentes como as transações bancárias indevidas

Ensaios sobre computação e informação quânticas: fundamentação e simulações sobre o efeito da entropia

Pós-graduação em Ciência da Computação - IBILCE

Codificação de fonte

Pós-graduação em Matemática Universitária - IGCE

Inserção e extração de marca d'água em imagens digitais usando a transformada wavelet

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Uma API criptográfica para aplicações embarcadas

This document presents GEmSysC, an unified cryptographic API for embedded systems. Software layers implementing this API can be built over existing libraries, allowing embedded software to access cryptographic functions in a consistent way that does not depend on the underlying library. The API complies to good practices for API design and good practices for embedded software development and took its inspiration from other cryptographic libraries and standards. The main inspiration for creating GEmSysC was the CMSIS-RTOS standard, which defines an unified API for embedded software in an implementation-independent way, but targets operating systems instead of cryptographic functions. GEmSysC is made of a generic core and attachable modules, one for each cryptographic algorithm. This document contains the specification of the core of GEmSysC and three of its modules: AES, RSA and SHA-256. GEmSysC was built targeting embedded systems, but this does not restrict its use only in such systems – after all, embedded systems are just very limited computing devices. As a proof of concept, two implementations of GEmSysC were made. One of them was built over wolfSSL, which is an open source library for embedded systems. The other was built over OpenSSL, which is open source and a de facto standard. Unlike wolfSSL, OpenSSL does not specifically target embedded systems. The implementation built over wolfSSL was evaluated in a Cortex- M3 processor with no operating system while the implementation built over OpenSSL was evaluated on a personal computer with Windows 10 operating system. This document displays test results showing GEmSysC to be simpler than other libraries in some aspects. These results have shown that both implementations incur in little overhead in computation time compared to the cryptographic libraries themselves. The overhead of the implementation has been measured for each cryptographic algorithm and is between around 0% and 0.17% for the implementation over wolfSSL and between 0.03% and 1.40% for the one over OpenSSL. This document also presents the memory costs for each implementation.

Aplicação de computação evolucionária na mineração de dados físico-químicos da água e do solo

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Compressão de dados sísmicos com perda controlada

Neste trabalho apresentamos um novo método de compressão, com perda controlada de dados, que tem a vantagem de ter uma taxa significativa de compressão sem introduzir nenhuma perda superior a um parâmetro escolhido pelo usuário. Esta abordagem é uma abordagem mista, pois usa técnicas de compactação de dados tanto com perda quanto sem perda. Isto quer dizer que conseguimos um método que alia as vantagens da alta compressão, sem introduzir distorções indesejáveis nos dados. Mostramos como a massa de dados utilizada nos nossos estudos é obtida e a sua importância na prospecção de depósitos de hidrocarbonetos. É apresentado um levantamento bibliográfico com técnicas de compressão aplicadas a dados sísmicos tipicamente utilizadas em aplicações comerciais. Por fim, apresentamos os resultados da compressão utilizando o método em conjuntos de dados sísmicos reais. Para 1% de erro, os arquivos de dados sísmicos compactados passaram a ter algo próximo a 25% de seus tamanhos originais, o que representa um fator de compressão de aproximadamente 4

Mineração de dados para previsão de eventos extremos de precipitação

No presente trabalho foram desenvolvidos modelos de classificação aplicados à mineração de dados climáticos para a previsão de eventos extremos de precipitação com uma hora de antecedência. Mais especificamente, foram utilizados dados observacionais registrados pela estação meteorológica de superfície localizada no Instituto Politécnico da Universidade do Estado do Rio de Janeiro em Nova Friburgo RJ, durante o período de 2008 a 2012. A partir desses dados foi aplicado o processo de Descoberta de Conhecimento em Banco de Dados (KDD Knowledge Discovery in Databases), composto das etapas de preparação, mineração e pós processamento dos dados. Com base no uso de algoritmos de Redes Neurais Artificiais e Árvores de Decisão para a extração de padrões que indicassem um acúmulo de precipitação maior que 10 mm na hora posterior à medição das variáveis climáticas, pôde-se notar que a utilização da observação meteorológica de micro escala para previsões de curto prazo é suscetível a altas taxas de alarmes falsos (falsos positivos). Para contornar este problema, foram utilizados dados históricos de previsões realizadas pelo Modelo Eta com resolução de 15 km, disponibilizados pelo Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais CPTEC/INPE. De posse desses dados, foi possível calcular os índices de instabilidade relacionados à formação de situação convectiva severa na região de Nova Friburgo e então armazená-los de maneira estruturada em um banco de dados, realizando a união entre os registros de micro e meso escala. Os resultados demonstraram que a união entre as bases de dados foi de extrema importância para a redução dos índices de falsos positivos, sendo essa uma importante contribuição aos estudos meteorológicos realizados em estações meteorológicas de superfície. Por fim, o modelo com maior precisão foi utilizado para o desenvolvimento de um sistema de alertas em tempo real, que verifica, para a região estudada, a possibilidade de chuva maior que 10 mm na próxima hora.

O Futuro dos Centros de Dados

Atualmente, as Tecnologias de Informação (TI) são cada vez mais vitais dentro das organizações. As TI são o motor de suporte do negócio. Para grande parte das organizações, o funcionamento e desenvolvimento das TI têm como base infraestruturas dedicadas (internas ou externas) denominadas por Centro de Dados (CD). Nestas infraestruturas estão concentrados os equipamentos de processamento e armazenamento de dados de uma organização, por isso, são e serão cada vez mais desafiadas relativamente a diversos fatores tais como a escalabilidade, disponibilidade, tolerância à falha, desempenho, recursos disponíveis ou disponibilizados, segurança, eficiência energética e inevitavelmente os custos associados. Com o aparecimento das tecnologias baseadas em computação em nuvem e virtualização, abrese todo um leque de novas formas de endereçar os desafios anteriormente descritos. Perante este novo paradigma, surgem novas oportunidades de consolidação dos CD que podem representar novos desafios para os gestores de CD. Por isso, é no mínimo irrealista para as organizações simplesmente eliminarem os CD ou transforma-los segundo os mais altos padrões de qualidade. As organizações devem otimizar os seus CD, contudo um projeto eficiente desta natureza, com capacidade para suportar as necessidades impostas pelo mercado, necessidades dos negócios e a velocidade da evolução tecnológica, exigem soluções complexas e dispendiosas tanto para a sua implementação como a sua gestão. É neste âmbito que surge o presente trabalho. Com o objetivo de estudar os CD inicia-se um estudo sobre esta temática, onde é detalhado o seu conceito, evolução histórica, a sua topologia, arquitetura e normas existentes que regem os mesmos. Posteriormente o estudo detalha algumas das principais tendências condicionadoras do futuro dos CD. Explorando o conhecimento teórico resultante do estudo anterior, desenvolve-se uma metodologia de avaliação dos CD baseado em critérios de decisão. O estudo culmina com uma análise sobre uma nova solução tecnológica e a avaliação de três possíveis cenários de implementação: a primeira baseada na manutenção do atual CD; a segunda baseada na implementação da nova solução em outro CD em regime de hosting externo; e finalmente a terceira baseada numa implementação em regime de IaaS.

O poder da generalização na modelagem de dados : um estudo empírico

Trata-se de uma pesquisa de campo que abrange 21 empresas, onde se procurou identificar estruturas de dados comuns nos modelos de dados das mesmas. A base teórica para o trabalho são os conceitos de abstração existentes na literatura de Projeto de Banco de Dados, agregação (é-parte-de) e generalização (é-um). Foram identificadas aplicações destes conceitos, mas a pesquisa também mostra que ainda há poucas ferramentas disponíveis para implementação dos mesmos e pouca familiaridade dos técnicos com os conceitos

Comparando a saúde no Brasil com os países da OCDE: explorando dados de saúde pública

A atenção à saúde da população no Brasil gera um grande volume de dados sobre os serviços de saúde prestados. O tratamento adequado destes dados com técnicas de acesso à grande massa de dados pode permitir a extração de informações importantes para um melhor conhecimento do setor saúde. Avaliar o desempenho dos sistemas de saúde através da utilização da massa de dados produzida tem sido uma tendência mundial, uma vez que vários países já mantêm programas de avaliação baseados em dados e indicadores. Neste contexto, A OCDE – Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico, que é uma organização internacional que avalia as políticas econômicas de seus 34 países membros, possui uma publicação bienal, chamada Health at a Glance, que tem por objetivo fazer a comparação dos sistemas de saúde dos países membros da OCDE. Embora o Brasil não seja um membro, a OCDE procura incluí-lo no cálculo de alguns indicadores, quando os dados estão disponíveis, pois considera o Brasil como uma das maiores economias que não é um país membro. O presente estudo tem por objetivo propor e implementar, com base na metodologia da publicação Health at a Glance de 2015, o cálculo para o Brasil de 22 indicadores em saúde que compõem o domínio “utilização de serviços em saúde” da publicação da OCDE. Para isto foi feito um levantamento das principais bases de dados nacionais em saúde disponíveis que posteriormente foram capturadas, conforme necessidade, através de técnicas para acessar e tratar o grande volume de dados em saúde no Brasil. As bases de dados utilizadas são provenientes de três principais fontes remuneração: SUS, planos privados de saúde e outras fontes de remuneração como, por exemplo, planos públicos de saúde, DPVAT e particular. A realização deste trabalho permitiu verificar que os dados em saúde disponíveis publicamente no Brasil podem ser usados na avaliação do desempenho do sistema de saúde, e além de incluir o Brasil no benchmark internacional dos países da OCDE nestes 22 indicadores, promoveu a comparação destes indicadores entre o setor público de saúde do Brasil, o SUS, e o setor de planos privados de saúde, a chamada saúde suplementar. Além disso, também foi possível comparar os indicadores calculados para o SUS para cada UF, demonstrando assim as diferenças na prestação de serviços de saúde nos estados do Brasil para o setor público. A análise dos resultados demonstrou que, em geral, o Brasil comparado com os países da OCDE apresenta um desempenho abaixo da média dos demais países, o que indica necessidade de esforços para atingir um nível mais alto na prestação de serviços em saúde que estão no âmbito de avaliação dos indicadores calculados. Quando segmentado entre SUS e saúde suplementar, a análise dos resultados dos indicadores do Brasil aponta para uma aproximação do desempenho do setor de saúde suplementar em relação à média dos demais países da OCDE, e por outro lado um distanciamento do SUS em relação a esta média. Isto evidencia a diferença no nível de prestação de serviços dentro do Brasil entre o SUS e a saúde suplementar. Por fim, como proposta de melhoria na qualidade dos resultados obtidos neste estudo sugere-se o uso da base de dados do TISS/ANS para as informações provenientes do setor de saúde suplementar, uma vez que o TISS reflete toda a troca de informações entre os prestadores de serviços de saúde e as operadoras de planos privados de saúde para fins de pagamento dos serviços prestados.

Mineração de dados em triagem neonatal de hemoglobinopatias

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise de desempenho do Criptossistema Fuzzy Vault em aplicações reais

Pós-graduação em Ciência da Computação - IBILCE

Mineração multirrelacional de regras de associação em grandes bases de dados

Pós-graduação em Ciência da Computação - IBILCE

Mineração de dados baseada em inteligência computacional: uma aplicação à determinação da tipologia de curvas de cargas

As concessionárias de energia, para garantir que sua rede seja confiável, necessitam realizar um procedimento para estudo e análise baseado em funções de entrega de energia nos pontos de consumo. Este estudo, geralmente chamado de planejamento de sistemas de distribuição de energia elétrica, é essencial para garantir que variações na demanda de energia não afetem o desempenho do sistema, que deverá se manter operando de maneira técnica e economicamente viável. Nestes estudos, geralmente são analisados, demanda, tipologia de curva de carga, fator de carga e outros aspectos das cargas existentes. Considerando então a importância da determinação das tipologias de curvas de cargas para as concessionárias de energia em seu processo de planejamento, a Companhia de Eletricidade do Amapá (CEA) realizou uma campanha de medidas de curvas de carga de transformadores de distribuição para obtenção das tipologias de curvas de carga que caracterizam seus consumidores. Neste trabalho apresentam-se os resultados satisfatórios obtidos a partir da utilização de Mineração de Dados baseada em Inteligência Computacional (Mapas Auto-Organizáveis de Kohonen) para seleção das curvas típicas e determinação das tipologias de curvas de carga de consumidores residenciais e industriais da cidade de Macapá, localizada no estado do Amapá. O mapa auto-organizável de Kohonen é um tipo de Rede Neural Artificial que combina operações de projeção e agrupamento, permitindo a realização de análise exploratória de dados, com o objetivo de produzir descrições sumarizadas de grandes conjuntos de dados.