Obhajoby tezí disertační práce v roce 2014


Mgr. Ľuboš Korenčiak

Název: Analysis of Continuous-Time Stochastic Systems with Deterministic Events
Školitel: prof. RNDr. Antonín Kučera, Ph.D., FI MU
Oponenti: doc. RNDr. Jiří Barnat, Ph.D., FI MU
doc. Ing. Zdeněk Sawa, Ph.D., TU v Ostravě
Datum obhajoby: 30. května 2014
Obor: Informatika

Záměr disertační práce:

Stochastické systémy se spojitým časem a fixními událostmi se vyskytují všude kolem nás. Existuje mnoho formalizmů na modelování těchto systémů, které zahrnují stochastic Petri nets, fixed-delay general semi-Markov processes (fdGSMP) a fixed-delay continuous-time Markov chains (fdCTMC). Budu se zabývat výkonnostními metrikami pro tyto formalizmy, jako například time bounded reachability, unbounded reachability a time frequency. Je mnoho metod na aproximaci hodnot těchto metrik, ale neexistuje studie, která by určovala, která metoda je nejlepší na výpočet dané metriky na daném modelu.
V rámci svého výzkumu se nejprve zaměřím na rozhodnutelnost problému reachability approximation na fdCTMC. Moje hypotéza je, že tento problém je nerozhodnutelný. Dále budu pracovat na specifikování nutných a postačujících podmínek na to, aby byla time frequency dobře definovaná pro fdGSMP. Nakonec plánuji otestovat metody na aproximaci time bounded reachability na fdCTMC a implementovat nejlepší z nich do nástroje Prism.
Teze disertační práce byly obhájeny.

Mgr. Jan Kozák

Název: Outsourcing Similarity Search
Školitel: prof. Ing. Pavel Zezula, CSc., FI MU
Oponenti: RNDr. Jakub Lokoč, Ph.D., MFF UK v Praze
prof. RNDr. Václav Matyáš, M.Sc., Ph.D., FI MU
Datum obhajoby: 30. května 2014
Obor: Informatika

Záměr disertační práce:

Všeobecným trendem v oblasti zpracování dat je outsourcing dat do systémů třetích stran, které poskytují práci s těmito daty jako službu. Tento přístup s sebou přirozeně nese problémy s bezpečností potenciálně citlivých dat. Výzkum v oblasti outsourcingu dat pro klasické vyhledávání shodou nebo pomocí klíčových slov se zajištěním bezpečnosti dat je již poměrně rozsáhlý. Nicméně oblast outsourcingu podobnostního vyhledávání je tématem novým. Podobnostní vyhledávání nabývá na významu s rostoucím množstvím zejména multimediálních dat. Cílem těchto tezí je analyzovat problém outsourcingu podobnostního vyhledávání (se zaměřením na bezpečnost citlivých dat) a vytvořit formální modely takovýchto systémů. Tyto modely by měly pokrývat všechny aspekty outsourcingu (problém extrakce deskriptorů, problém bezpečného indexování a vyhledávání). Společně s analýzou a tvorbou modelů je cílem vytvořit obecný framework, který by umožňoval rychlé implementace prototypů nově navržených systémů outsourcovaného podobnostního vyhledávání za účelem experimentálního vyhodnocení efektivity dané techniky. Tyto podcíle by měly připravit vhodné prostředí pro návrh, implementaci a evaluaci nových indexačních technik vhodných pro systémy outsourcingu podobnostního vyhledávání.
Teze disertační práce byly obhájeny.

Mgr. Petr Velan

Název: Next Generation Flow Measurement for Application Monitoring
Školitel: doc. RNDr. Václav Račanský, CSc., ÚVT MU
Oponenti: pplk. Ing. Josef Kaderka, Ph.D., FVT UO v Brně
RNDr. Vojtěch Krmíček, Ph.D., Jihomoravské inovační centrum, z.s.p.o.
Datum obhajoby: 30. května 2014
Obor: Počítačové systémy a technologie

Záměr disertační práce:

Počet bezpečnostních incidentů dnes neustále vzrůstá. Monitorování síťového provozu poskytuje škálovatelnou platformu pro tvorbu systémů pro odhalení průniků (IDS). Hloubková analýza paketů (DPI) je často používaná metoda, která prochází a podrobně analyzuje obsah každého paketu. DPI poskytuje podrobné informace o obsahu paketů. Tyto informace jsou potom využity pro hledání malwaru, zneužitých zranitelností a jiných druhů ofenzivního provozu. DPI má dvě nevýhody. Zaprvé, špatně se vypořádává se šifrovaným provozem a za druhé je výpočetní složitost analýzy všech paketů příliš vysoká pro nasazení na vysokorychlostních sítích. Monitorování IP síťových toků je metoda která analyzuje pouze IP hlavičky. Tato metoda také agreguje informace z proudu paketů do jednoho toku, díky čemuž dobře škáluje na vysokorychlostních sítích. Na druhou stranu, tato metoda neposkytuje tak detailní informace o provozu jako DPI.
Monitorování aplikačních síťových toků bylo navrženo jako snaha o rozšíření IP toků o informace z aplikační vrstvy. Avšak dopady, výhody a nevýhody monitorování aplikačních toků zatím nebyly prostudovány. K této oblasti přispějeme několika způsoby. Budeme studovat dopad aplikačních toků na exportéry. Na základě výsledků navrhneme zlepšení monitorování aplikačních toků které umožní překonat nalezené problémy. Navíc předpokládáme, že informace z aplikační vrstvy bude možné použít ke zlepšení kvality měřených toků. Na základě naších výsledků navrhneme novou generaci měření aplikačních toků. Tok bude odpovídat události v síti, jako je například načtení webové stránky, namísto jednomu proudu paketů. Tento přístup umožní systémům IDS použít přesnější algoritmy pro detekci průniků a jiných nežádoucích aktivit. Budeme se také zabývat potřebou monitorování vysokorychlostních sítí. Prozkoumáme výkon různých algoritmů pro klasifikaci a analýzu aplikací vzhledem k jejich výpočetní složitosti.
Teze disertační práce byly obhájeny.

Mgr. Zdenek Eichler

Název: Towards Multimodal Adaptive User Interfaces
Školitel: doc. Ing. Jiří Sochor, CSc., FI MU
Oponenti: doc. RNDr. Ivan Kopeček, CSc., FI MU
prof. Ing. Pavel Slavík, CSc., FEL ČVUT v Praze
Datum obhajoby: 28. května 2014
Obor: Počítačové systémy a technologie

Záměr disertační práce:

Uživatelská rozhraní dnešních aplikací jsou zpravidla velmi rozsáhlé a umožňují uživateli pracovat s velkým množstvím dat. Avšak taková složitost má negativní dopad na použitelnost aplikací, zejména při použití stejného uživatelského rozhraní pro různé uživatele. Proto se zabýváme adaptivními uživatelskými rozhraními, která automaticky přizpůsobují uživatelské rozhraní bez přímého zásahu uživatele. V poslední době se rozšiřuje schopnost počítačů sledovat a reagovat na emoce uživatele -tzv. Affective computing. Dostupnější a rozšířenější se stává také zjišťování kam přesně se uživatel dívá, pomocí zařízení zvaným eye-tracker. V naší předchozí práci jsme navrhli a implementovali adaptivní uživatelské rozhraní nazvané Boulevard, které využívá některé nové techniky adaptace. Našim novým cílem je rozšířit Boulevard o affective computing a eye-tracking.
Teze disertační práce byly obhájeny.

Ibrahim Ghafir

Název: Network-based Targeted Attacks Detection
Školitel: prof. Ing. Václav Přenosil, CSc., FI MU
Oponenti: pplk. Ing. Josef Kaderka, Ph.D., FVT Univerzita obrany
Ing. Martin Žádník, Ph.D., FIT VUT v Brně
Datum obhajoby: 28. května 2014
Obor: Computer Systems and Technologies

Záměr disertační práce:

For years businesses have striven to keep malware, spam and unwanted intruders at bay with varying degrees of success. Much of the protection they have put in place assumes that most of these attacks will be random and that, if an organization’s defenses are too hard to breach, the attacker will seek an easier victim. Nowadays, according to currently technical reports, that situation is changing fast with the rise of targeted attacks (or advanced persistent threats/APTs), where both cyber-criminals and hackers are targeting selected organizations and persisting until they achieve their goals. Virus scanners, firewalls and intrusion detection systems were created with the purpose to reduce the economic damages from cybercrimes. Cyber criminals and spies in turn created more advanced means to breach the security measures. An APT is a form of multistep attack that is executed with more stealth and is targeted specifically to achieve a specific goal, most often espionage. APTs use different steps, just as normal multistep attacks, in order to reach their goal. However, APTs are different in the sense that they are more often based on so-called "zero-day exploits" and advanced means of attack like social engineering. APTs are currently the largest threat to companies and governments.
These APTs form a problem for current detection methods because these methods depend on known signatures of attacks and APTs make heavy use of unknown security holes for attacks. The economic damages due to a successful APT attack can be very high. The expected financial impact of attacks is the main influence on investments in security measures. In this research we are aiming to contribute to intrusion detection systems, particularly to APT attack detection, the aim of this thesis is to research a novel approach to intrusion detection processes network traffic and able to detect potential APT attack. This detection of APT attack is based on the correlation between the events which we get them as outputs of our detection methods. In our proposed approach it will be two main parts: the first part is the detection methods, each method aims to detect one technique used in one of APT attack steps. The second part is the correlation framework which takes the events (the outputs of our detection methods) as an input and correlate them according to rules to raise an alert on APT attack detection. We believe that the opportunity for using this approach in APTs detection is big and, to the best of our knowledge, still unexplored.
Teze disertační práce byly obhájeny.

Mgr. Filip Nguyen

Název: Semantically Partitioned Complex Event Processing
Školitel: doc. RNDr. Tomáš Pitner, Ph.D., FI MU
Oponenti: doc. Ing. Přemysl Brada, M.Sc. Ph.D., KIV FAV ZČU Plzeň
doc. RNDr. Petr Šaloun, Ph.D., FEI VŠB TU Ostrava
Datum obhajoby: 28. května 2014
Obor: Počítačové systémy a technologie

Záměr disertační práce:

Teze dizertační práce jsou zaměřené na oblast Komplexního zpracování událostí (angl. Complex Event Processing - CEP). Tato vědecká oblast sdílí mnoho vlastností s proudovým zpracováním informací. CEP je především aplikačně zaměřený a mezi hlavní aplikace patří zpracování velkého objemu dat ve chvíli, kdy jsou data generována. Cíle dizertační práce jsou teoretické i praktické. Teoreticky dizertační práce zavede a zvaliduje nový model distribuovaného CEP, který je nazván Sémanticky dělené komplexní zpracování událostí s rovností uzlů (angl. Semantically Partitioned Peer to Peer Complex Event Processing - PCEP). Aplikačním cílem je využití klíčových myšlenek PCEP pro vytvoření běhového prostředí, které bude schopno zpracovávat velké množství informací proudově a distribuovaně. Cílem práce je také využít toto běhové prostředí pro řešení reálných problémů v oblasti energetiky a monitorování takzvaných inteligentních budov.
Teze disertační práce byly obhájeny.

Mgr. Jan Byška

Název: Algorithms for analysis and comparison of tunnels in protein structures
Školitel: doc. Ing. Jiří Sochor, CSc., FI MU
Oponenti: doc. Ing. Jaroslav Křivánek, Ph.D., KSVI MFF UK v Praze
doc. RNDr. Pavel Matula, Ph.D., FI MU
Datum obhajoby: 27. května 2014
Obor: Informatika

Záměr disertační práce:

Když mluvíme o snaze pochopit funkci proteinů, jedná se především o analýzu volného prostoru uvnitř těchto molekul. Volný prostor uvnitř proteinu můžeme rozdělit do několika skupin podle jeho tvaru, umístění a účelu. V mém výzkumu se zaměřuji především na detekci a analýzu takzvaných proteinových tunelů. Tyto tunely slouží jako přístupové cesty k chemicky aktivním místům uvnitř proteinu a proto jejich znalost hraje významnou roli při snaze o pochopení funkce celého proteinu. Stávající algoritmy pro analýzu a detekci tunelů v proteinech mají některé nedostatky. Jedním z nich je absence schopnosti detekovat takzvané asymetrické tunely. Současné algoritmy totiž reprezentují tunely v proteinech pouze jako množinu protínajících se koulí. Tato reprezentace je však nedostačující, protože ve skutečnosti tunely mají mnohdy mnohem komplikovanější tvar. V mé práci se zabývám vývojem algoritmů pro detekci takovýchto asymetrických tunelů, zejména pak pro jejich analýzu a vzájemné porovnávání. Snažím se vyvinout algoritmy, které by byly schopny automaticky porovnávat tunely na základě jejich reálného tvaru, chemických a fyzikálních vlastností, a to jak ve statických snímcích, tak v molekulárních dynamikách.
Teze disertační práce byly obhájeny.

Mgr. Adam Jurčík

Název: Geometry-based Methods for Detection of Asymmetric Tunnels in Proteins
Školitel: doc. Ing. Jiří Sochor, CSc., FI MU
Oponenti: Ing. Petr Felkel, Ph.D., FEL ČVUT v Praze
doc. RNDr. Pavel Matula, Ph.D., FI MU
Datum obhajoby: 27. května 2014
Obor: Informatika

Záměr disertační práce:

Proteiny jsou velmi důležité organické látky, bez nichž by život, jak jej známe, nemohl existovat. Některými z mnoha funkcí proteinů jsou katalýza chemických reakcí metabolizmu (insulin) či přenos látek v organizmu (hemoglobin). Reaktivita proteinů je proto důležitým výzkumným tématem v oblasti biochemie. Vědci z Loschmidtových laboratoří (PřF, MU) zkoumají především ty proteiny, jejichž místa umožňující průběh chemické reakce, tzv. aktivní místa, jsou ukryta uvnitř struktury proteinu a s povrchem proteinu (a jeho okolím) jsou propojena tunelem. Reaktivita takových proteinů je dána – kromě kompatibility substrátu se samotným aktivním místem – také kompatibilitou substrátu s tunelem. Kompatibilita substrátů s tunelem závisí na vlastnostech tunelu, mezi něž patří: velikost, tvar, fyzikálně-chemické vlastnosti a v neposlední řadě také dynamika neboli změna vlastností tunelu v čase. Projekt CAVER, jehož jsem spoluřešitelem, si klade za cíl aplikovat stávající (a nacházet nové) poznatky z oblasti výpočetní geometrie k vytváření specializovaného software pro analýzu a vizualizaci tunelů v proteinových strukturách na počítači. Většina dnešních softwarových nástrojů (včetně CAVERu) detekuje (a reprezentuje) tvar tunelu tak, jako by byl ve všech směrech okolo osy tunelu stejný, tj. osově souměrný neboli symetrický. Budeme-li však reprezentovat tunel pouze symetricky, např. pomocí množiny koulí se středy ležícími na křivce, může dojít k opomenutí nezanedbatelného volného místa ve struktuře proteinu, které ale je součástí tunelu. Takto dnes dochází k podhodnocení významu tunelů, jejichž tvar je výrazně osově nesouměrný – asymetrický. Přínosem této práce je návrh a implementace reprezentace, metod a algoritmů pro detekci asymetrických tunelů v proteinových strukturách. Práce je zaměřena na návrh reprezentace tunelu, která umožňuje lépe vystihnout skutečný tvar tunelu a přesněji ohodnotit geometrický význam asymetrických tunelů. Dále se práce zabývá návrhem, implementací a testováním metody detekce tunelu reprezentovaného asymetricky. Práce také využívá výsledky dosažené v oblasti detekce asymetrických tunelů ve statických proteinových strukturách k analýze asymetrických tunelů s ohledem na dynamiku proteinů.
Teze disertační práce byly obhájeny.

Ing. Jana Pazúriková

Název: Large-Scale Molecular Dynamics Simulations for Highly Parallel Infrastructures
Školitel: prof. RNDr. Luděk Matyska, CSc., FI MU
Oponenti: RNDr. Milan Češka, Ph.D., FI MU
prof. RNDr. Jiří Kolafa, CSc., VŠCHT v Praze
Datum obhajoby: 27. května 2014
Obor: Počítačové systémy a technologie

Záměr disertační práce:

Výpočetná chémia umožňuje vedcom experimentovať in sillico: pomocou počítačových simulácii zaujímavých biologických a chemických procesov. Molekulová dynamika s modelom molekulovej mechaniky simuluje problém N telies atómov—počíta pohyby atómov podľa klasickej fyziky a empirických popisov ich interakcií. Tieto simulácie patria medzi vysoko náročné výpočty, keďže na dosiahnutie zaujímavých časových škál potrebujeme najmenej milióny, často až miliardy krokov, každý z nich pomerne zložitý. Súčasné metódy počítajú na paralelných a distribuovaných infraštruktúrach pomocou priestorovej dekompozície problému. Avšak aj metódy s najvyšším silným škálovaním narazia na limit pri pol milióne jadier: nie sú schopné skrátiť čas výpočtu aj keby dostali viac procesorov. S nastupujúcimi masívne paralelnými výpočetnými zdrojmi schopnými spočítať exaFLOP/s chceme zvýšiť úroveň paralelizovateľnosti v simuláciách molekulovej dynamiky tým, že budeme počítať paralelne v čase. Výpočet výsledkov v niekoľkých nasledujúcich časových bodoch zároveň bez dát z predchádzajúcich podobných simulácií boli skúmané bez väčších úspechov. My budeme študovať a implementovať nové kombinácie metód, ktoré podľa našich analýz dosiahnú sľubné zrýchlenie v porovnaní s výpočtami sekvenčnými v čase.
Teze disertační práce byly obhájeny.

Mgr. Jakub Gajarský

Název: Algorithmic Meta-theorems for Restricted Classes of Graphs
Školitel: doc. RNDr. Petr Hliněný, Ph.D., FI MU
Oponenti: doc. RNDr. Tomáš Kaiser, Ph.D., ZČU v Plzni
prof. RNDr. Martin Loebl, MFF UK v Praze
Datum obhajoby: 13. ledna 2014
Obor: Informatika

Záměr disertační práce:

Algoritmické meta-věty jsou matematická tvrzení typu „Pro všechny problémy vyjádřitelné v dané logice existuje efektivní algoritmus na dané třídě grafů". Jsou důležitým nástrojem na dokazování existence rychlých algoritmů pro těžké problémy na omezených třídách grafů.
Cíle předkládané dizertační práce sa dají shrnout následovně:
- prozkoumat možnosti použití Courcellovy věty na dokazování nových algoritmických meta-vět pro logiku prvního řádu
- prozkoumat vztah mezi popisnou a algoritmickou složitostí hranové relace grafu a složitostí ověřování modelu logiku prvního řádu a monadickou logiku druhého řádu
- prozkoumat složitost MSOL partitioning problémů na třídách grafů s omezenou modulární šířkou.
Očekávaný přínos navrhované dizertační práce jsou nové algoritmické meta-věty (hlavně pro logiku prvního řádu) a nové techniky na jejich dokazování.
Teze disertační práce byly obhájeny.

Mgr. Jonáš Ševčík

Název: Indoor Pedestrian Localization for Mobile Devices
Školitel: prof. RNDr. Jiří Hřebíček, CSc., FI MU
Oponenti: prof. Ing. Václav Přenosil, CSc., FI MU
prof. Ing. Miroslav Švéda, CSc., FIT VUT v Brně
Datum obhajoby: 13. ledna 2014
Obor: Počítačové systémy a technologie

Záměr disertační práce:

Předmětem této práce je navržení lokalizačního systému pro uzavřené prostory bez využití GPS. V uzavřených prostorech je typicky slabý nebo nedostatečný signál GPS, který tedy nemůže být použit pro určení polohy. Současné systémy buď nejsou postaveny na mobilních platformách, vyžadují podpůrnou infrastrukturu nebo fungují s předpokladem senzorové jednotky připevněné k noze. Tato práce předkládá řešení postavené na hybridním lokačním systému. Ten využívá výhradně senzorů mobilního zařízení a již existující WiFi infrastruktury. Navržená architektura paralelně zpracovává data o lokaci z mapy WiFi signálu a inerciální navigace. Fúze dat těchto paralelních systémů je uskutečněna za pomocí Kálmánových a částicového filtru. Zamýšleným výstupem tohoto systému by měly být zeměpisné souřadnice a směr měřícího mobilního zařízení. Výsledné řešení bude jak teoretický model systému, tak jeho implementace na mobilní platformu Android. Efektivita tohoto systému bude testována v budovách Masarykovy univerzity.
Teze disertační práce byly obhájeny.