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Energieeffizienz in Büroumgebungen
Get PDFThe increasing cost of energy and the worldwide desire to reduce CO2 emissions has raised concern about the energy efficiency of information and communication technology. Whilst research has focused on data centres recently, this thesis identifies office computing environments as significant consumers of energy. Office computing environments offer great potential for energy savings: On one hand, such environments consist of a large number of hosts. On the other hand, these hosts often remain turned on 24~hours per day while being underutilised or even idle. This thesis analyzes the energy consumption within office computing environments and suggests an energy-efficient virtualized office environment. The office environment is virtualized to achieve flexible virtualized office resources that enable an energy-based resource management. This resource management stops idle services and idle hosts from consuming resources within the office and consolidates utilised office services on office hosts. This increases the utilisation of some hosts while other hosts are turned off to save energy. The suggested architecture is based on a decentralized approach that can be applied to all kinds of office computing environments, even if no centralized data centre infrastructure is available. The thesis develops the architecture of the virtualized office environment together with an energy consumption model that is able to estimate the energy consumption of hosts and network within office environments. The model enables the energy-related comparison of ordinary and virtualized office environments, considering the energy-efficient management of services. Furthermore, this thesis evaluates energy efficiency and overhead of the suggested approach. First, it theoretically proves the energy efficiency of the virtualized office environment with respect to the energy consumption model. Second, it uses Markov processes to evaluate the impact of user behaviour on the suggested architecture. Finally, the thesis develops a discrete-event simulation that enables the simulation and evaluation of office computing environments with respect to varying virtualization approaches, resource management parameters, user behaviour, and office equipment. The evaluation shows that the virtualized office environment saves more than half of the energy consumption within office computing environments, depending on user behaviour and office equipment.Die steigenden Kosten von Energie und die weltweiten Bemühungen CO2-Emmissionen zu reduzieren, führt aktuell zu einer intensiven Untersuchung der Energieeffizienz von Informations- und Kommunikationstechnologien. Während ein großer Teil der aktuellen Forschung sich auf Rechenzentren fokussiert, betrachtet diese Arbeit Büroumgebungen mit ihren Rechnern und dem verbindenden Netzwerk. Eine energieeffiziente Architektur wird vorgeschlagen, die auf die Virtualisierung und Konsolidierung von Diensten setzt, ohne auf zentralisierte Rechenzentrumshardware oder Thin Clients angewiesen zu sein
High-Resolution Scalar Quantization with Rényi Entropy Constraint
Get PDFWe consider optimal scalar quantization with th power distortion and constrained R\'enyi entropy of order . For sources with absolutely continuous distributions the high rate asymptotics of the quantizer distortion has long been known for (fixed-rate quantization) and (entropy-constrained quantization). These results have recently been extended to quantization with R\'enyi entropy constraint of order . Here we consider the more challenging case and for a large class of absolutely continuous source distributions we determine the sharp asymptotics of the optimal quantization distortion. The achievability proof is based on finding (asymptotically) optimal quantizers via the companding approach, and is thus constructive
Code-injection Verwundbarkeiten in Web Anwendungen am Beispiel von Cross-site Scripting
Get PDFThe majority of all security problems in today's Web applications is caused by string-based code injection, with Cross-site Scripting (XSS)being the dominant representative of this vulnerability class. This thesis discusses XSS and suggests defense mechanisms. We do so in three stages: First, we conduct a thorough analysis of JavaScript's capabilities and explain how these capabilities are utilized in XSS attacks. We subsequently design a systematic, hierarchical classification of XSS payloads. In addition, we present a comprehensive survey of publicly documented XSS payloads which is structured according to our proposed classification scheme. Secondly, we explore defensive mechanisms which dynamically prevent the execution of some payload types without eliminating the actual vulnerability. More specifically, we discuss the design and implementation of countermeasures against the XSS payloads Session Hijacking'', Cross-site Request Forgery'', and attacks that target intranet resources. We build upon this and introduce a general methodology for developing such countermeasures: We determine a necessary set of basic capabilities an adversary needs for successfully executing an attack through an analysis of the targeted payload type. The resulting countermeasure relies on revoking one of these capabilities, which in turn renders the payload infeasible. Finally, we present two language-based approaches that prevent XSS and related vulnerabilities: We identify the implicit mixing of data and code during string-based syntax assembly as the root cause of string-based code injection attacks. Consequently, we explore data/code separation in web applications. For this purpose, we propose a novel methodology for token-level data/code partitioning of a computer language's syntactical elements. This forms the basis for our two distinct techniques: For one, we present an approach to detect data/code confusion on run-time and demonstrate how this can be used for attack prevention. Furthermore, we show how vulnerabilities can be avoided through altering the underlying programming language. We introduce a dedicated datatype for syntax assembly instead of using string datatypes themselves for this purpose. We develop a formal, type-theoretical model of the proposed datatype and proof that it provides reliable separation between data and code hence, preventing code injection vulnerabilities. We verify our approach's applicability utilizing a practical implementation for the J2EE application server.Cross-site Scripting (XSS) ist eine der häufigsten Verwundbarkeitstypen im Bereich der Web Anwendungen. Die Dissertation behandelt das Problem XSS ganzheitlich: Basierend auf einer systematischen Erarbeitung der Ursachen und potentiellen Konsequenzen von XSS, sowie einer umfassenden Klassifikation dokumentier Angriffsarten, wird zunächst eine Methodik vorgestellt, die das Design von dynamischen Gegenmaßnahmen zur Angriffseingrenzung erlaubt. Unter Verwendung dieser Methodik wird das Design und die Evaluation von drei Gegemaßnahmen für die Angriffsunterklassen "Session Hijacking", "Cross-site Request Forgery" und "Angriffe auf das Intranet" vorgestellt. Weiterhin, um das unterliegende Problem grundsätzlich anzugehen, wird ein Typ-basierter Ansatz zur sicheren Programmierung von Web Anwendungen beschrieben, der zuverlässigen Schutz vor XSS Lücken garantiert
Bib-aktuell 3. Eine Gebrauchsanleitung für die Universitätsbibliothek Passau
Get PDFEine Gebrauchsanleitung für die Bibliothek. Ausgabe Wintersemester 2011/2012
Effizienz in Cluster-Datenbanksystemen - Dynamische und Arbeitslastberücksichtigende Skalierung und Allokation
Get PDFDatabase systems have been vital in all forms of data processing for a long time. In recent years, the amount of processed data has been growing dramatically, even in small projects. Nevertheless, database management systems tend to be static in terms of size and performance which makes scaling a difficult and expensive task. Because of performance and especially cost advantages more and more installed systems have a shared nothing cluster architecture. Due to the massive parallelism of the hardware programming paradigms from high performance computing are translated into data processing. Database research struggles to keep up with this trend. A key feature of traditional database systems is to provide transparent access to the stored data. This introduces data dependencies and increases system complexity and inter process communication. Therefore, many developers are exchanging this feature for a better scalability. However, explicitly managing the data distribution and data flow requires a deep understanding of the distributed system and reduces the possibilities for automatic and autonomic optimization. In this thesis we present an approach for database system scaling and allocation that features good scalability although it keeps the data distribution transparent. The first part of this thesis analyzes the challenges and opportunities for self-scaling database management systems in cluster environments. Scalability is a major concern of Internet based applications. Access peaks that overload the application are a financial risk. Therefore, systems are usually configured to be able to process peaks at any given moment. As a result, server systems often have a very low utilization. In distributed systems the efficiency can be increased by adapting the number of nodes to the current workload. We propose a processing model and an architecture that allows efficient self-scaling of cluster database systems. In the second part we consider different allocation approaches. To increase the efficiency we present a workload-aware, query-centric model. The approach is formalized; optimal and heuristic algorithms are presented. The algorithms optimize the data distribution for local query execution and balance the workload according to the query history. We present different query classification schemes for different forms of partitioning. The approach is evaluated for OLTP and OLAP style workloads. It is shown that variants of the approach scale well for both fields of application. The third part of the thesis considers benchmarks for large, adaptive systems. First, we present a data generator for cloud-sized applications. Due to its architecture the data generator can easily be extended and configured. A key feature is the high degree of parallelism that makes linear speedup for arbitrary numbers of nodes possible. To simulate systems with user interaction, we have analyzed a productive online e-learning management system. Based on our findings, we present a model for workload generation that considers the temporal dependency of user interaction.Datenbanksysteme sind seit langem die Grundlage für alle Arten von Informationsverarbeitung. In den letzten Jahren ist das Datenaufkommen selbst in kleinen Projekten dramatisch angestiegen. Dennoch sind viele Datenbanksysteme statisch in Bezug auf ihre Kapazität und Verarbeitungsgeschwindigkeit was die Skalierung aufwendig und teuer macht. Aufgrund der guten Geschwindigkeit und vor allem aus Kostengründen haben immer mehr Systeme eine Shared-Nothing-Architektur, bestehen also aus unabhängigen, lose gekoppelten Rechnerknoten. Da dieses Konstruktionsprinzip einen sehr hohen Grad an Parallelität aufweist, werden zunehmend Programmierparadigmen aus dem klassischen Hochleistungsrechen für die Informationsverarbeitung eingesetzt. Dieser Trend stellt die Datenbankforschung vor große Herausforderungen. Eine der grundlegenden Eigenschaften traditioneller Datenbanksysteme ist der transparente Zugriff zu den gespeicherten Daten, der es dem Nutzer erlaubt unabhängig von der internen Organisation auf die Daten zuzugreifen. Die resultierende Unabhängigkeit führt zu Abhängigkeiten in den Daten und erhöht die Komplexität der Systeme und der Kommunikation zwischen einzelnen Prozessen. Daher wird Transparenz von vielen Entwicklern für eine bessere Skalierbarkeit geopfert. Diese Entscheidung führt dazu, dass der die Datenorganisation und der Datenfluss explizit behandelt werden muss, was die Möglichkeiten für eine automatische und autonome Optimierung des Systems einschränkt. Der in dieser Arbeit vorgestellte Ansatz zur Skalierung und Allokation erhält den transparenten Zugriff und zeichnet sich dabei durch seine vollständige Automatisierbarkeit und sehr gute Skalierbarkeit aus. Im ersten Teil dieser Dissertation werden die Herausforderungen und Chancen für selbst-skalierende Datenbankmanagementsysteme behandelt, die in auf Computerclustern betrieben werden. Gute Skalierbarkeit ist eine notwendige Eigenschaft für Anwendungen, die über das Internet zugreifbar sind. Lastspitzen im Zugriff, die die Anwendung überladen stellen ein finanzielles Risiko dar. Deshalb werden Systeme so konfiguriert, dass sie eventuelle Lastspitzen zu jedem Zeitpunkt verarbeiten können. Das führt meist zu einer im Schnitt sehr geringen Auslastung der unterliegenden Systeme. Eine Möglichkeit dieser Ineffizienz entgegen zu steuern ist es die Anzahl der verwendeten Rechnerknoten an die vorliegende Last anzupassen. In dieser Dissertation werden ein Modell und eine Architektur für die Anfrageverarbeitung vorgestellt, mit denen es möglich ist Datenbanksysteme auf Clusterrechnern einfach und effizient zu skalieren. Im zweiten Teil der Arbeit werden verschieden Möglichkeiten für die Datenverteilung behandelt. Um die Effizienz zu steigern wird ein Modell verwendet, das die Lastverteilung im Anfragestrom berücksichtigt. Der Ansatz ist formalisiert und optimale und heuristische Lösungen werden präsentiert. Die vorgestellten Algorithmen optimieren die Datenverteilung für eine lokale Ausführung aller Anfragen und balancieren die Last auf den Rechnerknoten. Es werden unterschiedliche Arten der Anfrageklassifizierung vorgestellt, die zu verschiedenen Arten von Partitionierung führen. Der Ansatz wird sowohl für Onlinetransaktionsverarbeitung, als auch Onlinedatenanalyse evaluiert. Die Evaluierung zeigt, dass der Ansatz für beide Felder sehr gut skaliert. Im letzten Teil der Arbeit werden verschiedene Techniken für die Leistungsmessung von großen, adaptiven Systemen präsentiert. Zunächst wird ein Datengenerierungsansatz gezeigt, der es ermöglicht sehr große Datenmengen völlig parallel zu erzeugen. Um die Benutzerinteraktion von Onlinesystemen zu simulieren wurde ein produktives E-learningsystem analysiert. Anhand der Analyse wurde ein Modell für die Generierung von Arbeitslasten erstellt, das die zeitlichen Abhängigkeiten von Benutzerinteraktion berücksichtigt
Optimal vector quantization in terms of Wasserstein distance
Get PDFThe optimal quantizer in memory-size constrained vector quantization induces a quantization error which is equal to a Wasserstein distortion. However, for the optimal (Shannon-)entropy constrained quantization error a proof for a similar identity is still missing. Relying on principal results of the optimal mass transportation theory, we will prove that the optimal quantization error is equal to a Wasserstein distance. Since we will state the quantization problem in a very general setting, our approach includes the R\'enyi--entropy as a complexity constraint, which includes the special case of (Shannon-)entropy constrained and memory-size constrained quantization. Additionally, we will derive for certain distance functions codecell convexity for quantizers with a finite codebook. Using other methods, this regularity in codecell geometry has already been proved earlier by Gy\"{o}rgy and Linder
Bib-aktuell 1. Eine Gebrauchsanleitung für die Universitätsbibliothek Passau
Get PDFEine Gebrauchsanleitung für die Bibliothek. Ausgabe Wintersemester 2010/2011
Incentive compatibility of the legal subordination of shareholders' loans in insolvency
Get PDFZiel der Arbeit ist es, im Rahmen der neoinstitutionellen Finanzierungstheorie ökonomische Begründungsansätze für die generelle Rückstufung von Gesellschafterdarlehen nach dem MoMiG in der Insolvenz zu finden und modelltheoretisch zu analysieren. Dabei wird der Fokus insbesondere auf folgende Aussagen gelegt: „Die Rückstufung von Gesellschafterdarlehen dient der Abmilderung des Risikoanreiz- und/ oder des Verschuldungsanreizproblems und kann damit auch ökonomisch legitimiert werden.“ sowie „Ein Gesellschafterdarlehen bzw. die Erhöhung des Fremdkapitals führt zwingend zu einer Verstärkung des Risikoanreizes des Eigners.“ Die Arbeit schließt damit an die bisher geführten Untersuchungen im Rahmen der neueren ökonomischen Analyse des Rechts an und dient dazu, den Nachrang von Gesellschafterdarlehen auch aus betriebwirtschaftlicher Sicht zu analysieren und eventuell rechtfertigen zu können. Insgesamt kann festgestellt werden, dass das Verschuldungsanreizproblem aus ökonomischer Sicht richtiger Ansatzpunkt für eine Rechtfertigung des Nachranges von Gesellschafterdarlehen in der Insolvenz sein kann, nicht jedoch, wie oft vermutet, das Risikoanreizproblem. Dort kann eine Rückstufung von Gesellschafterdarlehen sogar zu einer Verschärfung des Problems führen.The economic reasons for the legal subordination (MoMiG) of shareholders' loans in the insolvency of a company are analyzed taking into account the findings of the neoinstitutional theory of finance. The dissertation can therefore be classified into the "economic analysis of law" approach. Focus are the following hypotheses: "The legal subordination of shareholders' loans mitigates the asset substitution problem and/or the problem of additional loans." and "Shareholders' loans always enforce the asset substitution problem." It shows that reason for the legal subordination can be found in the mitigation of the problem regarding additional loans. The asset substitution problem in contrast is no reason and might even be aggravated by the subordination
Baby Blues in Brasilien: Eine empirische Untersuchung sozialer und kultureller Einflussfaktoren
Get PDFDiese Arbeit beschäftigt sich mit dem Thema Baby Blues (Postpartum Blues) in Brasilien. Erkenntnisziel ist die Erforschung der für dieses Phänomen verantwortlichen Faktoren mit besonderem Fokus auf kulturellen und sozialen Einflussfaktoren. Es handelt sich um eine empirische Arbeit, bei der 33 Experteninterviews und 146 Wöchnerinnenbefragungen im Nordosten Brasiliens (Bundesstaat Paraíba) durchgeführt wurden. Methodisch handelt es sich um eine Triangulation bestehend aus einer qualitativen (Experteninterviews) und einer quantitativen Methode (Wöchnerinnenbefragungen). Die Arbeit ist Teil des Munich Post Partum Project, einer am Max-Planck-Institut Andechs (Gruppe Humanethologie) angesiedelten Forschungsgruppe
Weyl Gröbner Basis Cryptosystems
Get PDFIn this thesis, we shall consider a certain class of algebraic cryptosystems called Gröbner Basis Cryptosystems. In 1994, Koblitz introduced the Polly Cracker cryptosystem that is based on the theory of Gröbner basis in commutative polynomials rings. The security of this cryptosystem relies on the fact that the computation of Gröbner basis is, in general, EXPSPACE-hard. Cryptanalysis of these commutative Polly Cracker type cryptosystems is possible by using attacks that do not require the computation of Gröbner basis for breaking the system, for example, the attacks based on linear algebra. To secure these (commutative) Gröbner basis cryptosystems against various attacks, among others, Ackermann and Kreuzer introduced a general class of Gröbner Basis Cryptosystems that are based on the difficulty of computing module Gröbner bases over general non-commutative rings. The objective of this research is to describe a special class of such cryptosystems by introducing the Weyl Gröbner Basis Cryptosystems. We divide this class of cryptosystems in two parts namely the (left) Weyl Gröbner Basis Cryptosystems and Two-Sided Weyl Gröbner Basis Cryptosystems. We suggest to use Gröbner bases for left and two-sided ideals in Weyl algebras to construct specific instances of such cryptosystems. We analyse the resistance of these cryptosystems to the standard attacks and provide computational evidence that secure Weyl Gröbner Basis Cryptosystems can be built using left (resp. two-sided) Gröbner bases in Weyl algebras