Submitted by PPG Engenharia e Tecnologia de Materiais (engenharia.pg.materiais@pucrs.br) on 2018-07-10T19:17:06Z No. of bitstreams: 1 TESELL_5jul.pdf: 8671551 bytes, checksum: c59b1fb1df38a655609d9a3ce6cd7d50 (MD5) / Approved for entry into archive by Sheila Dias (sheila.dias@pucrs.br) on 2018-07-13T20:27:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESELL_5jul.pdf: 8671551 bytes, checksum: c59b1fb1df38a655609d9a3ce6cd7d50 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-13T20:37:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESELL_5jul.pdf: 8671551 bytes, checksum: c59b1fb1df38a655609d9a3ce6cd7d50 (MD5) Previous issue date: 2018-05-16 / The climate changes associated with the increase of greenhouse gases emissions to the atmosphere stand out as one of the greatest current environmental concerns. Extensive research is being conducted in order to reduce the amount of emissions and their impact on climate. Carbon dioxide (CO2) is the main greenhouse gas contributing to this problem. Therefore, it is increasingly important to find solutions to reduce CO2 levels in the atmosphere. Among the feasible techniques to reduce these emissions is the geological storage, which consists of injecting large amounts of this gas into deep underground geological formations. To be effective, CO2 must be trapped in these deep geological formations for at least several centuries. In this context, monitoring of CO2 leakages and seepages to sensitive environments is a key step in the process. Research on monitoring and verification of CO2 leakages in shallow environments are carried out in large areas prepared for controlled injection and leakage of this gas, this techniques for its detection are hard and expensive. In this sense, this study aims to verify the use of microcosms as a biomonitoring tool to control CO2 leakage by conducting controlled injections of CO2 into continuous flow columns under different experimental conditions. For this, physical, chemical and microbiological analyzes were performed in the soil before, during and after percolation of CO2 in the column. These parameters were also analyzed with in situ soil samples. Based on statistical methods at the end of the study, it was observed that the design of the columns was suitable, however, the chosen parameters were insufficient to determine the influence of CO2 on the proposed test conditions. / As mudan?as clim?ticas associadas ? intensifica??o do efeito estufa est?o entre as maiores preocupa??es ambientais atuais. Muita pesquisa tem sido realizada com o intuito de reduzir o impacto dos gases associados ao efeito estufa, dentre eles o di?xido de carbono (CO2). Devido ? grande contribui??o do CO2 para o aquecimento global, ? cada vez mais importante a realiza??o de estudos que visem a diminui??o de seus n?veis na atmosfera. Entre as t?cnicas vi?veis para conter estas emiss?es est? o armazenamento geol?gico de carbono, que consiste em injetar quantidades significativas deste g?s em forma??es geol?gicas. No entanto, para ser efetiva, o CO2 deve ficar retido nestas forma??es geol?gicas profundas, n?o retornando a superf?cie a longo prazo. Assim, o monitoramento de vazamentos de CO2 ? uma etapa fundamental no processo de armazenamento geol?gico. Estes estudos usualmente s?o realizados em ?reas extensas preparadas para testes controlados de inje??o e vazamento de g?s (geralmente trabalhosos e dispendiosos). Este trabalho teve como objetivo verificar a utiliza??o de microcosmos como ferramenta de biomonitoramento no controle de vazamento de CO2, realizando inje??es controladas de CO2 em colunas de fluxo cont?nuo em diferentes condi??es experimentais. Foram realizadas an?lises f?sico qu?micas e microbiol?gicas no solo antes, durante e ap?s a percola??o de CO2 na coluna. Esses par?metros tamb?m foram comparados com amostras do solo in situ. Com base em m?todos estat?sticos no fim do estudo foi observado que o projeto das colunas foi adequado, no entanto, os par?metros escolhidos foram insuficientes para determinar a influ?ncia do CO2 nas condi??es de ensaio proposta.

Apesar da confiabilidade e da sobrevivência relacionadas aos tratamentos com implantes, falhas das reabilitações orais implanto-suportadas ainda são persistentes. Estas falhas podem causar tanto danos mecânicos -como o afrouxamento do parafuso de retenção devido à instabilidade das conexões- quanto danos biológicos -como as reações inflamatórias nos tecidos peri-implantares devido à ocorrência de infiltração bacteriana através da interface implante/pilar e a consequente colonização do interior dos implantes e seus componentes. Os mecanismos responsáveis por estas falhas mecânicas/biológicas dos sistemas de implantes não estão totalmente elucidados, e modificações nos modelos das conexões protéticas e dos parafusos de retenção vêm sendo desenvolvidas com o intuito de aumentar a estabilidade das conexões e minimizar estas intercorrências. Entretanto, a literatura relativa à configuração ideal destas modificações e seus fatores determinantes envolvidos ainda é inconclusiva. Assim, os objetivos do presente do estudo foram avaliar microbiologicamente por meio da técnica de hibridização DNA-Checkerboard, a ocorrência de infiltração bacteriana do meio externo para o interior dos implantes através das diferentes interfaces implante/pilar em dois diferentes sistemas de conexão de implantes, hexágono externo (HE) e triângulo interno (TI), com parafusos de retenção de pilares planos convencionais e parafusos experimentais cônicos. Quarenta e oito implantes dos dois tipos de conexão foram analisados, sendo estes HE ( n = 24) ou TI (n = 24). Os pilares foram fixados a implantes com parafusos convencionais ou parafusos cônicos experimentais. Após a incubação em saliva, a hibridização DNA Checkerboard foi utilizada para identificar e quantificar até 38 espécies bacterianas na área interna dos implantes. Para análise estatística utilizou-se o teste de Kruskal-Wallis seguido de pós-testes de Bonferroni para comparações múltiplas. Vinte e quatro das trinta e oito espécies estudadas, incluindo patógenos putativos periodontais, foram encontradas colonizando as superfícies internas dos implantes HE e TI. Peptostreptococcus anaerobios (P = 0,003), Prevotella melaninogenica (P <0,0001) e Candida dubliniensis (P <0,0001) apresentaram diferenças significativas entre os diferentes grupos. As médias de contagem microbiana total (× 104, ± DP) para cada grupo foram registradas como: G1 (0,27 ± 2,04), G2 (0 ± 0), G3 (1,81 ± 7,50) e G4 (0,35 ± 1,81). As diferentes geometrias das conexões de implantes e parafusos apresentaram distintos níveis de penetração microbiana através da interface implante-pilar. Os implantes ligados com parafusos de pilar de cabeça cônica experimental apresentaram contagens menores de micro-organismos quando comparados com os parafusos convencionais. / Despite the reliability and high success rates related to treatment with implants, failures of implant-supported oral rehabilitation are still persistent. These failures can cause both mechanical damage, such as loosening the retaining screw connections due to instability, as biological damage, such as inflammatory reactions in periimplants tissues due to the occurrence of bacterial leakage along the implant/abutment interface and the subsequent colonization of the subsequent colonization of the internal/inner parts of the implants and components. The mechanisms responsible for these mechanical/biological failures of implant systems are not fully elucidated, and changes to the models of prosthetic connections and retaining screws have been developed in order to increase the stability of connections and minimize these problems. However, the literature related to these changes and its impact on the implant-components stability is still inconclusive. The objective of this study was to evaluate microbiologically by the DNA-Checkerboard hybridization, the occurrence of bacterial leakage from the external environment to the interior of the implant through these different implant/abutment interface. For the study will be evaluated two different implant connections, one external hexagonal (EH) and other internal triangle (IT), with either conventional and experimental tapered screws abutment. Forty-eight two-part implants with external hexagon (EH; n = 24) or tri-channel internal (TI; n = 24) connections were investigated. Abutments were attached to implants with conventional flat-head or experimental conical-head screws. After saliva incubation, Checkerboard DNA-DNA hybridization was used to identify and quantify up to 38 bacterial colonizing the internal parts of the implants. Kruskal-Wallis test followed by Bonferroni\'s post-tests for multiple comparisons was used for statistical analysis. Twenty-four of thirty-eight species, including putative periodontal pathogens, were found colonizing the inner surfaces of both EH and TI implants. Peptostreptococcus anaerobios (P = 0.003), Prevotella melaninogenica (P < 0.0001), and Candida dubliniensis (P < 0.0001) presented significant differences between different groups. Means of total microbial count (×104 , ±SD) for each group were recorded as follows: G1 (0.27 ± 2.04), G2 (0 ± 0), G3 (1.81 ± 7.50), and G4 (0.35 ± 1.81). Differences in the geometry of implant connections and abutment screws have impacted the microbial leakage through the implant-abutment interface. Implants attached with experimental conical-head abutment screws showed lower counts of microorganisms when compared with conventional flat-head screws.

A passagem bacteriana através da interface entre implante e conector protético com a conseqüente colonização dos implantes tem sido relatada em diversos estudos na literatura. O objetivo deste estudo in vitro foi avaliar a passagem de espécies bacterianas da saliva humana para o interior dos implantes através da interface implante-conector protético após simulação de carga cíclica controlada. Foram avaliados 60 implantes de um sistema de 2 componentes e seus respectivos conectores protéticos, divididos em 3 grupos de acordo com o tipo de conexão utilizado: hexágono externo, hexágono interno e cone morse. Cada grupo foi dividido em 2 subgrupos (n=10), submetidos à aplicação de carga e controle. Previamente ao teste, amostras do interior dos implantes foram coletadas para servirem como controle negativo da contaminação. Os conectores foram adaptados aos implantes com um torque final de 20 Ncm, de acordo com a recomendação do fabricante. Os conjuntos foram imersos em saliva humana e submetidos a 500.000 ciclos de carga com uma força de 120 N ou incubados em 35°C durante 7 dias sem aplicação de carga (controle). A eventual contaminação do interior dos implantes foi avaliada após o período experimental usando o método DNA Checkerboard. Microrganismos foram encontrados no interior dos implantes de todos os tipos de conexões avaliadas após o teste de carga cíclica. Os grupos cone morse apresentaram os menores valores de contagem bacteriana nos grupos submetidos a ciclagem de carga e controle. Os implantes submetidos à carga cíclica apresentaram maiores valores de contagem bacteriana do que seus respectivos controles no hexágono externo e interno. Nenhuma espécie bacteriana foi encontrada abrigando o interior dos implantes antes do teste de contaminação (controle negativo). Os implantes do grupo cone morse apresentaram menores quantidades de microrganismos nas duas condições testadas. Pode-se concluir que espécies bacterianas provenientes da saliva humana podem penetrar através da interface implante-conector protético com ou sem a simulação de carga cíclica, e que a aplicação de carga contribuiu para o aumento da contaminação nos implantes com conexão hexagonal externa e interna. / Bacterial leakage along the implant-abutment interface with consequent species harboring the inner parts of two-part dental implant systems has been reported. The aim of this in vitro study was to evaluate the bacterial leakage from human saliva to the internal part of the implants along the implant-abutment interface under loading conditions. Sixty dental implants, 20 for each external or internal hexagon and morse cone connection, and their conical abutments were used in this study. Each connection was sub-divided in 2 groups (n=10), loaded implants and control (unloaded). Previously to the bacterial leakage test, samples from the inner parts of the implants were collected with sterile microbrushes as negative control of contamination. The abutments were tightened to 20 Ncm on the implants. The assemblies were immersed in human saliva and loaded with 500,000 cycles of 120 N in experimental or incubated for 7 days at 35°C in control group. After this period, possible contamination of the internal parts of the implants was evaluated using the DNA Checkerboard method. Microorganisms were found in the internal surfaces of all connections evaluated. Morse cone connection presented the lowest count of microorganisms in control and loading group. Loaded implants present higher counts of microorganisms than control group in external and internal hexagon. No microorganisms were found in the samples recovered from the implants before contamination test (negative control). It can be concluded that bacterial species from human saliva may penetrate along the implant-abutment interface under unloaded and loaded conditions, and morse cone connection presented the lowest count of microorganisms.

A proposta deste estudo foi avaliar a infiltração bacteriana em dentes obturados pela técnica de condensação lateral, cone único modificada e termoplastificada por onda contínua de condensação. Quarenta e nove raízes disto-vestibulares de molares superiores padronizados no limite de trabalho de 9 mm foram instrumentados com sistema ProTaper até lima F2, e assim divididos em 3 grupos (n=15) de acordo com a técnica de obturação: G1 cone único modificada, G2 condensação lateral, e G3 - termoplastificada por onda contínua de condensação e injeção de guta percha. O grupo controle positivo foram 2 espécimes sem obturação, e o grupo controle negativo foram 2 espécimes obturados pela técnica de condensação lateral e abertura coronária selada com cianoacrilato. As raízes foram impermeabilizadas deixando 2 mm apicais livre e montadas no aparato de duplo compartimento. Após esterilização com óxido de etileno, 3 ml de TSB estéril foi inoculado no compartimento inferior, e 400 l de caldo contendo Enterococcus faecalis no compartimento superior. A nutrição bacteriana foi realizada a cada 48 h através da retirada de 200 l de caldo bacteriano e adição de 200 l de TSB. O TSB contido no compartimento inferior foi checado a cada 48 h para verificar presença de turvamento num período experimental de 30 dias. O grupo controle positivo infiltrou em 24 h, e nenhum controle negativo apresentou infiltração em 30 dias. No tempo experimental, o grupo do cone único modificado apresentou 73,3% das amostras infiltradas, a condensação lateral apresentou 66,6%, e a termoplastificada 53,3%, não havendo diferença significante entre os grupos aplicando-se os testes do Quiquadrado e Kruskal-Wallis (p>0.05). Pode-se concluir que a técnica de cone único modificada apresenta capacidade de selamento semelhante à técnica de condensação lateral e termoplastificada por onda contínua. / The aim of this study was to evaluate bacterial leakage in root canals obturated with lateral condensation, modified single-cone and continuous wave of condensation techniques. Forty-nine distobuccal root canals of upper molars were standardized with 9 mm of working length. Then the canals were shaped by ProTaper Rotary system up to F2, and divided in three groups (n=15) according to obturation technique: G1 modified single-cone, G2 lateral condensation and G3 continuous wave of condensation. The positive control was two no obturated root canals, and positive control two root canals obturated with lateral condensation technique and coronal opening sealed with cyanoacrylate. The roots external surfaces were sealed, except for the apical 2 mm around the apical foramen, and the bacterial leakage model of two chambers was used. After sterilization by ethylene oxide gas, 3 ml of TSB was poured into the lower chamber, and 400 l of soy broth containing Enterococcus faecalis was inoculated into the upper chamber. Bacterial nutrition was performed each through changing of 200 l of bacterial soy broth to 200 l of TSB. The TSB placed in the lower chamber was checked each 48 h to verify turbidity on the experimental period of 30 days. The positive control leaked within 24 h, and the negative control no leaked on 30 days. In the experimental period, modified single-cone technique showed leakage of 73,3% samples, lateral condensation showed 66,6%, and wave continuous of condensation 53,3%. There were no significant difference between the groups according to Chi-square and Kruskal-Wallis tests (p>0.05). It can be concluded that modified single-cone technique shows sealing ability semelhante to lateral condensation and continuous wave of condensation techniques.

O objetivo deste estudo foi avaliar ex vivo a infiltração do Enterococcus faecalis em canais radiculares obturados com os cimentos endodônticos AHPlus, RealSeal e o cimento experimental Sealepox, pelas técnicas da condensação lateral e compactação vertical. Cem dentes humanos unirradiculados, com canais únicos e retos, tiveram os mesmos instrumentados, e após, as coroas removidas, para a realização das obturações. Aparatos específicos para a fixação das raízes foram confeccionados contendo meio de cultura estéril e específico para a bactéria, em questão. A inoculação deEnterococcus faecalis foi realizada e, durante 60 dias, o meio de cultura foi checado diariamente para constatar sua possível turvação, o que, caracterizaria a passagem bacteriana pela obturação. Todos os espécimes foram processados histologicamente e corados pela técnica de Brown e Brenn para exame em microscópio óptico, para constatação da presença e localização do Enteroccocus faecalis no interior dos canais radiculares e na massa dentinária. Considerando a metodologia da infiltração bacteriana, os resultados obtidos mostraram que nem os cimentos obturadores e nem as técnicas foram capazes de impedir a infiltração. Contudo, a mesma ocorreu em um pequeno número de espécimes, não sendo observadas diferenças significantes entre os cimentos e técnicas. Em relação à análise microscópica, foi observada a presença dos micro-organismos em, praticamente, todos os espécimes analisados. Tal observação permite afirmar que a metodologia da infiltração bacteriana não é confiável para se qualificar o selamento proporcionado por obturações de canais radiculares. / The aim of this study was to assess ex-vivo the leakage of Enterococcus faecalis in root canals filled with endodontic sealers AHPlus, RealSeal and the experimental sealer Sealepox, after the lateral condensation or warm vertical condensation techniques. One hundred single rooted extracted human teeth had their root canals instrumented and their crowns removed for the conducting of the obturation. An experimental bacterial leakage setup was designed for fixing the root canal in the contained media, sterile and specific for the bacteria in study. The inoculation with Enterococcus faecalis was conducted and for 60 days the media was checked daily for possible change in its clear aspect, which would than, characterize the contamination by the bacteria through the root canal. All the sample which were infiltrated, totally or not, were processed and colored by the Brown and Brenn technique for observation of presence and location of Enterococcus faecalis in the root canal or dentinal tubules. With the methodology for bacterial leakage considered, the results obtained showed that none of the sealer neither the techniques employed were able to avoid leakages. Nevertheless, leakage happened in a small number of samples, where no statistical difference could be found between sealers and techniques. In regards to the microscopy analysis, presence of microorganisms was observed in practically all the samples. Such an observation, suggests that bacterial leakage is not a trustworthy indicator for qualifying sealing obtained by sealers in root canals.

The global Meridional Overturning Circulation (MOC) plays a significant role in the Earth\'s climate system by redistributing all over the world the excess heat gained by Earth in low latitudes. In its superficial branch, warm waters are exchanged throughout the world\'s ocean basins. The Indonesian Throughflow (ITF) and the Agulhas Leakage (AL) are the main processes responsible, respectively, for importing Pacific Ocean waters into the Indian Ocean, and for exporting Indian Ocean waters into the Atlantic Ocean. Recently, changes in both systems have been reported and can be related to global warming consequences, processes of air-sea interactions and variabilities in the ocean circulation and wind patterns. In the present work, output of a high-resolution, global implementation of HYCOM (Hybrid Coordinate Ocean Model) from different runs were used, aiming at a study of the structure and variability of the ITF, and to evaluate the use of a numerical tool for tracking virtual Lagrangian particles to correlate circulation patterns of the ITF and the AL. For the ITF, analysis of the models\' output provided a mean volume transport in the upper 700 m depth of about 13 Sv, what is in the range of values reported by observations and other numerical simulations in the region. The seasonal variability was found to be related to the monsoons wind regimes, and the ITF\'s response to the El Niño-Southern Oscillation (ENSO) was evaluated. During five La Niña events, the mean volume transport was of approximately 16 Sv, and for also five El Niño events, of approximately 12 Sv. Results show an abrupt increase in the heat transport between 2002 and 2012, what could be related to changes in the heat content within the Indian Ocean for the same period. Heat transport anomalies were analyzed in the last years of the time series and present a clear correlation with Nino3.4 index, denoting a strong response of the ITF to the 2014/16 El Niño. Numerical test-experiments simulating Lagrangian particles have been performed, to identify and quantify water masses\' origins compounding the ITF and to correlate variabilities signals of ITF in the Indian Ocean\'s basin circulation and in the Agulhas Leakage. / A Circulação de Revolvimento Meridional do oceano desempenha um papel importante no sistema climático da Terra, através da redistribuição do excesso de calor ganho pelo planeta em baixas latitudes. No seu ramo superficial, massas de águas quentes são carregadas entre as diferentes bacias oceânicas no mundo. O fluxo que ocorre através dos estreitos dos mares da Indonésia (ITF, Indonesian Throughflow), e o Vazamento das Agulhas (VA) são dois importantes processos responsáveis, respectivamente, por importar águas do Pacífico para o Oceano Índico, e por exportar águas do Índico para o Oceano Atlântico. Recentemente, mudanças em ambos sistemas têm sido reportados e podem estar relacionados a consequências do aquecimento global, a processos de interação ar-mar e a variabilidades da circulação oceânica e de padrões de vento. No presente trabalho foram usadas saídas de diferentes rodadas usando uma implementação global em alta resolução do HYCOM (Hybrid Coordinate Ocean Model), com o objetivo de estudar a estrutura e variabilidade do ITF e avaliar o uso de uma ferramenta numérica para rastrear virtualmente a trajetória de partículas Lagrangianas e correlacionar padrões de circulação do ITF e do VA. Para o ITF, análises dos resultados dos modelos forneceram um valor de transporte de volume de &#8776;13 Sv para os primeiros 700 m de profundidade, o qual está em acordo com valores obtidos por observações e outras simulações numéricas. A variabilidade sazonal foi demonstrada estar relacionada aos regimes de vento de monções, e a resposta do ITF para o El Niño-Oscilação Sul (ENOS) foi avaliada. Durante cinco eventos de La Niña o transporte de volume médio foi de &#8776;16 Sv, e para cinco eventos de El Niño, em &#8776;12 Sv. Os resultados mostram um aumento abrupto no transporte de calor entre 2002 e 2012, o qual pode estar relacionado a mudanças na quantidade de calor dentro do Oceano Índico para o mesmo período. Anomalias no transporte de calor foram analisadas para os últimos anos da mesma série temporal e também apresentou clara correlação com o índice Nino3.4, configurando uma forte resposta do ITF para o El Niño de 2014/16. Experimentos numéricos simulando partículas Lagrangianas foram implementados, com o objetivo de identificar origens de massas de águas que compõem o ITF e correlacionar sinais de variabilidade do ITF na bacia de circulação do Índico e do Vazamento das Agulhas.

The transition between the South Atlantic and the Southern Ocean is marked by a frontal system that includes both the South Atlantic Current and the Antarctic Circumpolar Current (ACC). In the eastern part of the basin the latitudinal position of the fronts that compose this system is thought to control the input of warm waters into the Atlantic basin through the Agulhas Leakage. Changes in the Subtropical and Polar regimes associated with the system that marks the boundary between the Subtropical Gyre and the ACC are investigated using the simulation results of the ocean component of the National Center for Atmospheric Research (NCAR) Community Earth System Model (CESM), POP2. Sea surface height gradients and specific contours are used to identify and track the ocean fronts position. We compare the Subtropical Front position at the eastern edge of the South Atlantic to changes in temperature and salinity, as well as Agulhas Current transports and the overlying wind field, in order to determine what could be driving frontal variability at this region and its consequences to volume transport from the Indian into the Atlantic. Results suggest that the Subtropical Front is not the southern boundary of the subtropical gyre, but it responds to changes in the \"Supergyre\", especially the Indian Ocean Subtropical Gyre expansion. / A transição entre os oceanos Atlântico Sul e Austral é marcada por um sistema frontal que inclui tanto a Corrente do Atlântico Sul quanto a Corrente Circumpolar Antártica (CCA). Na porção oeste da bacia, acredita-se que a posição meridional das frentes que compõem este sistema controla o aporte de águas quentes para o Atlântico pelo Vazamento das Agulhas. Mudanças nos regimes subtropical e polar associadas ao sistema que marca o limite entre o giro subtropical e a CCA são investigadas através dos resultados da componente oceânica do modelo do National Center for Atmospheric Research (NCAR), o Community Earth System Model (CESM). O gradiente meridional, bem como valores específicos de altura da superfície do mar são usados para identificar e acompanhar a posição destas frentes oceânicas. A comparação da posição da Frente Subtropical no limite leste do Atlântico Sul com as mudanças na temperatura e salinidade, assim como no transporte da Corrente das Agulhas e do campo de ventos sobrejacente, é feita para determinar quais as forçantes da variabilidade frontal nesta região e suas consequências no transporte de volume entre o Índico e o Atlântico. Resultados sugerem que a Frente Subtropical não é o limite sul do giro subtropical, mas responde às mudanças no \"Supergiro\", especialmente à expansão do Giro Subtropical do Oceano Índico.

Nearly twenty years ago the discovery of side channel attacks has warned the world that security is more than just a mathematical problem. Serious considerations need to be placed on the implementation and its physical media. Nowadays the ever-growing ubiquitous computing calls for in-pace development of security solutions. Although the physical security has attracted increasing public attention, side channel security remains as a problem that is far from being completely solved. An important problem is how much expertise is required by a side channel adversary. The essential interest is to explore whether detailed knowledge about implementation and leakage model are indispensable for a successful side channel attack. If such knowledge is not a prerequisite, attacks can be mounted by even inexperienced adversaries. Hence the threat from physical observables may be underestimated. Another urgent problem is how to secure a cryptographic system in the exposure of unavoidable leakage. Although many countermeasures have been developed, their effectiveness pends empirical verification and the side channel security needs to be evaluated systematically. The research in this dissertation focuses on two topics, leakage-model independent side channel analysis and security evaluation, which are described from three perspectives: leakage detection, exploitation and quantification. To free side channel analysis from the complicated procedure of leakage modeling, an observation to observation comparison approach is proposed. Several attacks presented in this work follow this approach. They exhibit efficient leakage detection and exploitation under various leakage models and implementations. More importantly, this achievement no longer relies on or even requires precise leakage modeling. For the security evaluation, a weak maximum likelihood approach is proposed. It provides a quantification of the loss of full key security due to the presence of side channel leakage. A constructive algorithm is developed following this approach. The algorithm can be used by security lab to measure the leakage resilience. It can also be used by a side channel adversary to determine whether limited side channel information suffices the full key recovery at affordable expense.

A presente dissertação devolveu uma metodologia para determinar a probabilidade de escape de nêutrons conforme a energia e posição no reator. Para tanto, simulou-se um reator qualitativo semi-infinito de secção quadrada composto por três regiões homogêneas distintas. O domínio do reator foi subdividido em cem subcamadas concêntricas uniformes para a análise da fuga de nêutrons. Desta maneira, o nascimento de cada nêutron em cada camada foi registrado, bem como sua energia inicial. Os cálculos das trajetórias dos nêutrons foram efetuados usando o Método de Monte Carlo Físico. Assim, o código gerou a história paralela de 4x106 nêutrons, armazenando a energia final, posição final e fluxo angular na superfície. Desta forma, foi possível atribuir a probabilidade de escape de nêutrons provenientes de diferentes camadas conforme suas energias e posições iniciais. O método foi capaz de estabelecer o espectro de fuga, relações de dependência entre energia inicial e probabilidade de escape, além de observar que, sob certas condições, a probabilidade de escape possui crescimento exponencial ao longo do domínio. / This work presents a methodology to determine the neutron escape probability according to its energy and start position in the reactor. A semi-infinite qualitative reactor was simulated by a C++ program. This reactor has three distinct homogeneous regions. It was subdivided into hundred uniform concentric layers for a statistical analysis, allowing to record the birth and initial energy of each neutron in each layer. The neutron's path calculation was performed using Monte Carlo. The program generated 4x106 parallel neutron stories and has stored the final energy, position and angular flux. Thus, we determined the neutron escape probability from different layers. The method was able to estimate the leakage dependency with initial energy and position and it showed that the escape probability has a exponential growth tendency along the domain in certain conditions.

För att uppskatta inläckage till en bergförlagd tunnel finns ett antal analytiska modeller som tar hänsyn till parametrar som hydraulisk konduktivitet, storlek på tunnel och hur djupt tunneln är förlagd. Ett antagande i samtliga analytiska modeller är en homogen och isotrop geologi. I verkligheten är detta sällan fallet, som i exempelvis Kista, strax norr om Stockholm, där en VA-tunnel har drivits under 2017 och inläckaget till tunneln överskrider kravet som baserats på en analytisk modell. En modell utvecklas över områdets geologi och grundvattenmagasin för att simulera grundvattennivåer med och utan inläckage till en bergförlagd tunnel. Avsänkningens utbredning till följd av tunneln är ett s.k. influensområde. Modellen utvecklas i ett relativt nytt modelleringsverktyg, MODFLOW-USG, som utnyttjar ostrukturerade rasternät för att bättre representera tunnelsträckning och öka numerisk stabilitet. Geologin modelleras utifrån jorddjup, bergöveryta och geotekniska undersökningar som utförts i området. Hydraulisk konduktivitet i berget approximeras med hjälp av SGU:s brunnsarkiv. Dessutom utvecklas en modell som innehåller en anslutande tunnel och två st sprickzoner i berget. Jämfört med det influensområde som skattats i tunnelns MKB visar modellen på ett mindre influensområde i vissa riktningar och ett större i andra riktningar. Resultaten bekräftar att influensområdet ökar med ett ökat inläckage, och att en numerisk modell är bättre på att representera områdesspecifik geologi än en enkel vattenbalansmodell. Influensområdet i det undre magasinet i Kista bedöms vara cirka 24,4 ha stort. Enligt den numeriska modellen ger en förändring i inläckage på 0,01 l/min och m tunnel en ökning respektive miskning av influensområdet med cirka 19 %. Vidare visar arbetet på att val av analytisk modell för att skatta inläckage kan påverka skattning med en faktor 3. För att hantera osäkerheter i skattning av inläckage föreslås att flera olika värden på inläckage simuleras för att bedöma influensområdets utbredning och för att skapa en uppfattning om hur storleken på inläckaget påverkar influensområdets utbredning. / To determine leakage into rock tunnels one can choose between a range of analytical models. Common to all analytical models is their inability to reflect complex hydrogeological settings and only taking into account hydraulic conductivity, dimensions of the tunnel and tunnel depth. In Stockholm, Sweden, a rock tunnel built in 2017 currently exceeds maximum allowed leakage which was derived from an analytical model. A model is developed to represent the site’s hydrogeological settings. The model is used to simulate groundwater levels with and without representation of the tunnel, the area of influence being the difference between the two. A Voronoi-cell unstructured grid is implemented in MODFLOW-USG to improve representation of complex geology and increase numerical stability. Geology is modeled using soil depth, bed rock surface and geotechnical investigations. Rock hydraulic conductivity is derived from a well archive. A second model is developed to represent geological fault zones and a connecting tunnel. The model verifies the positive relationship between magnitude of leakage and size of the zone of impact. Results also show an improved approximation of the zone of impact as compared to an earlier approximation derived from a simple water balance. The numerical models predicts a larger zone of impacts in some areas and a smaller zone of impact in other areas. Furthermore, the numerical model shows that a change in leakage of 0,01 l/min and m tunnel can alter the size of the zone of impact by about 19%. By comparing some of the most well-known analytical models to predict leakage it is found that the approximation can differ by a factor 3 using identical parameter values. To reflect the uncertainty in predicted leakage the author recommends simulating a numerical model with varying magnitudes of leakage. This will help in risk assessment and identify a site specific relationship between magnitude of leakage and area of influence.