本研究之主要目標在於建構一個能評估分散式關聯資料庫中之特色的需求導向績效評估方法。在過去的績效評估研究中，已經有許多人對於關聯式資料庫績效評估做了多方面的努力。但是，過去的關聯式資料庫資效評估方法如：Wisconsin、AS3AP、TPC系列的Benchmarks都有著一些限制及不足的地方。 過去的關聯式資料庫績效評估方法並無法完全的評估出分散式資料庫的特殊需求及其表現。所以本研究嘗試要建立出一個能專門適用於分散式資料庫導向的績效評估方法。為了要作出此績效評估方法，本研究採用了工作量模式的研究方法。先建出分散式資料庫績效評估的工作量模式，再以其來實作出績效評估方法。工作量模式分成三部分：資料模式、交易模式、控制模式。 / This thesis is intended to design a requirements-centric database benchmark, which can evaluate the general performance of the distributed relational database systems. In the past, there are many relational database benchmarks. But the relational database benchmarks like Wisconsin, AS3AP, TPC, TP1 have some constraints. In this study, we aim to design a general-purpose distributed database workload model and implement it. To design this benchmark, we need to build our workload model. The workload model consists of three components：data model, transaction model, control model. Each model has the requirement specification language to accommodate user's workloads.

搜尋理論是訊息經濟學中很重要的一部份，搜尋行為有助於決策約滿意度。本文研究的重點主要在於商品市場上的消費者價格搜尋、消費決策及其與政府課稅之間的關係。 在消費者採用連續搜尋，而且假設搜尋不可回溯，搜尋次數有限，價格分配已知時，搜尋決策其有保留價格的性質。以「向後求解」的方法，消費者可以得到各期之保留價格。保留價格是稟賦所得、搜尋成本、其他財貨價格、效用函數及價格分配型態的函數。假設其他條件不變，若稟賦所得減少，搜尋成本增加，則保留價格上升；隨著已搜尋約次數增加，保留價格跟著上升，亦即消費者在搜尋過程中會愈來愈願意接受較高的價格。 消費者從事搜尋行為時的保留價格和搜尋成本會對消費決策產生影響。保留價格不但決定停止搜尋的時機，也會影饗真正從事購買的價格；可以用來消費的淨所得因搜尋次數的多寡而增減，所以等於也受到保留價格的影響。外生變數變動會改變保留價格，進而間接影饗預期需求，包括改變可接受價格之範圍和停止搜尋機率；然而，同時也會直接影響需求函數，總合上述兩者才能決定對預期需求的影響為何，結果通常使預期需求增減不易判別。預期搜尋次數與保留價格成反向關係。 政府對需要搜尋的財貨課從量稅，使價格分配向右平移，保留價格會隨之上升，但上升的幅度不會剛好等於稅率。稅率愈高，保留價格上升幅度愈大。平均而言，消費者因為租稅轉嫁必須支付較高的價格，所以會減少需求，此為課稅的直接影響；再加上提高保留價格而封預期需求產生間接影響，結果需求增減不易確定。在政府追求社會福利極大且受限於固定稅收之下，得到價格訊息不完全的最適租稅法則，比價格確定時多出了社會搜尋效果，包括課稅對願接受價格上下限和停止搜尋機率的影響，主要是透過課稅改變保留價格來達成。 假若效用函數為 Cobb-Douglas 的型態，價格呈一致分配，則由模擬方析結果發現，課稅後需搜尋財貨預期需求量減少，不需搜尋財貨預期需求量增加，預期效用降低且搜尋次數減少。

在文件資料庫的查詢處理上，Top-k相似文件查詢主要是協助使用者可以從龐大的文件集合中，檢索出和查詢文件具有高度相關性的文件集合。將資料庫內的文件依據和查詢文件之相似度程度，選擇出相似度最高的前k篇文件回傳給使用者。然而過去集中式資料庫，因其覆蓋性和可擴充性的不足，使得這種排名傾向的文件查詢處理，需耗費大量時間及運算成本。近年來，使用端對端(Peer-to-peer, P2P)架構解決相關的文件檢索問題已成為一種趨勢，但在高度分散式環境下，支援排名傾向的相似文件查詢是困難的，因為缺乏全域資訊和適當的系統協調者。 在本研究中，我們先針對各節點資料庫作分群前處理，並提出一個利用區域切割的作法[1]，將P2P環境劃分成數個子區塊後，建立特徵索引表。因此在查詢處理時，可透過索引表加快挑選出Top-k相似群集的速度，並且確保有適當數量的回傳結果。最後在實驗中，我們提出的方法會與傳統集中式搜尋引擎以及SON-based [1] 做比較，在高度分散式環境下，我們的方法在執行Top-k相似文件查詢時，會比上述兩種作法有較為優異的表現。 / On query processing in a large database, similar top-k documents query is an important mechanism to retrieve the highly correlated document collection with query for users. It ranks documents with a similarity ranking function and reports the k documents with highest similarity. However, the former approach in web searching, i.e., centralized search engines, rises some issues such as lack of coverage and scalability, impact provides rank-based query become a costly operation. Recently, using Peer-to-peer (P2P) architectures to tackle above issues has emerged as a trend of solution, but due to the shortage of global knowledge and some appropriate central coordinators, support rank-based query in highly distributed environment has been difficulty. In this paper, we proposed a framework to solve these problems. First, we performed the local cluster pre-processing on each peer, followed by the zone creation process, forming sub-zones over P2P network, and then constructing the feature index table to improve the performance of selecting similar top-k cluster results. The experiments show that our approach performs similar top-k documents query outperforms than SON-based approach in highly distributed environment.

IEEE 802.16 是一支援都會型無線網路的協定，IEEE 802.16支援PMP模式(點對多點)和網狀模式兩種。在網狀模式中，所有節點的構成仿如ad-hoc方式，並依據在控制性子框中的排程資訊來計算下次遞送時間。在資料傳送之前，會有一段設定連線的時間。這段時間，每一個節點都必須跟鄰節點競爭，以取得廣播它的排程資訊給鄰節點的機會。這樣的行為跟它過去的歷史無關。換句話說，它具有”時間同質性”而適合以隨機程序來模擬。在這篇論文中，我們將用排隊程序來建立排程行為的模型，然後以馬可夫鏈來估計它的平均延遲時間，也就是一節點持續地競爭直到贏為止的這段等待時間。 / The IEEE 802.16 standard is a protocol for wireless metropolitan networks. IEEE 802.16 MAC protocol supports both of PMP (point to multipoint) and Mesh mode. In the mesh mode, all nodes are organized in a fashion similar ad-hoc and calculate their next transmission time based on the scheduling information performed in the control subframe. Before data transmission for a certain node, there is a period of time to setup the connection. During this period, each node has to compete with each other for the opportunity to advertise scheduling messages to its neighbors. This behavior does not depend on past history. In other words, it is a “Time Homogeneous” and suitable for being modeled by stochastic process. In this thesis, we will model this scheduling behavior by queuing process, and apply the Markov Chain to estimate its average delay time which a node keep waiting until it win the competition.

歷年發生的大型天然災害中，行動通訊系統常常會因為道路、橋樑、電力的損毀而導致嚴重癱瘓，進而影響災後救援工作的進行，行動通訊系統其實是不可靠且極為脆弱的。為使災區能夠快速地恢復通訊，本研究提出一種應急通訊系統，利用無線通訊，將這些無連線能力的基地台連接起來，並利用存活可連至核心通訊網路的基地台，建構成為一個臨時性的通訊系統，稱為應急蜂巢式行動通訊網路(Contingency Cellular Network，CCN)，供使用者在災區內進行通訊。由於資料庫的可靠度在行動通訊網路中具有舉足輕重之地位，本論文旨在利用分散式架構提高CCN網路資料庫的可靠度，進而提高系統可靠度。我們先分析資料表的特性，並依據各資料表的特性以及資源之多寡，設計相應的分散式架構。 我們利用樹狀拓樸的簡單特性，提出三種分散式架構：(1)用於群組資料表的階層備援式架構、(2)用於HLR資料表的階層備援式架構，以及(3)用於HLR資料表的鄰近階層備援式架構。這三種架構都利用了樹狀拓樸的簡單特性，大幅簡化了資料庫的查詢及更新程序。我們以可用度及平均總成本，以評估各架構在不同的情形下之最合適架構，並觀察在各架構下，其系統可用度與平均總成本之間的關係，由結果可知，在群組資料表儲存架構中，若追求高系統可用度，可選擇高儲存密度之架構，反之，若追求較低的成本，可選擇低儲存密度之架構。而在HLR資料表儲存架構中，階層備援式的系統可用度與平均總成本比鄰近階層備援式來得高，表示階層備援式耗費較多成本，但可用度也較高，故在建置時可依實際情況來選擇合適的架構儲存。 最後，為驗證分散式資料庫架構之可行性，我們利用數部筆記型電腦及Android平台手機來建置階層備援式及鄰近階層備援式架構，並測量在此二種架構下於通話建立時所耗費的時間，從模擬結果可知，此二種架構皆可快速建置並可立即通訊，惟鄰近階層備援式所耗費的通話建立時間略長，但仍在可容許範圍之內。 / When stricken by a catastrophic natural disaster, the efficiency of disaster response operation is very critical to life saving. The efficiency of disaster response operation is greatly depending on communication systems. However, they were usually not dependable, including cellular networks, and often crashed due to power outage and backhaul link breakage. The failure of communication systems caused a big coordination problem to many disaster response operations. This thesis proposes a Contingency Cellular Network (CCN) by connecting isolated base stations to survival base stations using long-range wireless links to recover part of cellular network functionality. People can use their own cell phones for emergency communication in the disaster areas. CCN will be able to support a large number of disaster responders with limited resources in the early hours of disasters, thus to save many lives. Because the reliability of database plays a very important role in the CCN, this thesis proposes a distributed database architecture to improve the reliability of database so as the reliability of CCN. We take advantage of the simplicity of CCN tree topology to design three distributed database architectures: (1) Hierarchical Redundancy Architecture for “Group_Member ” table, (2) Hierarchical Redundancy Architecture for “HLR” table, and (3) Hierarchical Neighboring Redundancy Architecture for “HLR” table. The tree topology greatly simplified the query and update procedures. We use availability and average total cost to analytically evaluate all three architectures trying to identify the most appropriate architecture under different circumstances. Based on our evaluation results, CCN operators can choose the most appropriate architecture according to their realistic circumstances. Finally, in order to verify the feasibility of the proposed architectures, we implemented a simplified prototype using several laptops and Android mobile phones. The Hierarchical Redundancy Architecture and the Neighboring Redundancy Architecture were implemented. The results show that both architectures can be functional with reasonable performance except that Hierarchical Neighboring Redundancy Architecture may take longer time, but in a tolerable range, to setup a call.

本研究利用字串分析之方式對行動應用程式之執行檔進行靜態分析，進以偵測行動應用程式之行為。 本研究計算行動應用程式所呼叫特定系統函式之序列，進一步比對特定可疑行為模式並判定行動應用程式是否包含其可疑行為，由於進行此研究需要考慮行動應用程式執行檔中每一個系統函式的呼叫，因此增加了大量的計算複雜度，故需要大量的運算資源來進行，為了提高運算的效率，本研究採用了Hadoop 作為分散式運算的平台來達成可延展的分析系統，進以達成分析大量行動應用程式的目的，透過建立特定的行為模式庫，本研究已分析了上千個現實使用的行動應用程式，並提供其含有潛在可疑行為的分析報告。 / This work presents a syntax analysis on the executable files of iOS apps to characterize and detect suspicious behaviors performed by the apps. The main idea is counting the appearances of call sequences in the apps which are resolved via reassembling the executable binaries. Since counting the call sequences of the app needs to consider different combinations of every function calls in the app, which significantly increases the complexity of the computing, it takes abundant computing power to bring out our analysis on massive apps on the market, to improve the performance and the effectiveness of our analysis, this work adopted a distributed computing algorithm via Hadoop framework achieving a scalable static syntax analysis which is able to process huge amount of modern apps. We learn the malicious behaviors pattern through comparing the pairs of normal and abnormal app which are identical except on certain behaviors we inserted. By matching the patterns with the call sequences we collected from the public apps, we characterized the behaviors of apps and report the suspicious behaviors carried potential security threats in the apps.

區塊鏈有著不可否認性、可追溯性以及共識性等特點，所有的交易內容都會完整的被記錄在區塊鏈上，基於上述幾項特性，我們利用區塊鏈來記錄公開資訊，將私密資料經由分散式秘密共享後再加密存放於智能合約中。其中，智能合約是一個能將交易狀態和交易狀態內嵌於區塊鏈上的應用，透過智能合約作為媒介，我們能夠將加密後的私密資料完整的存放於區塊鏈上，最後經由區塊鏈網路上的節點驗證後，達到資料正確性驗證的目的。 本研究分析現有的電子投票以及電子投標等應用的系統架構後，發現兩者皆存在著可信賴的第三方進行開票及開標的角色，且驗證流程繁瑣，無法提供一個便利性的投票與投標流程。此外，上述兩種應用皆須滿足機密性、不可否認性、匿名性以及可驗證性等安全性質，若能結合區塊鏈與智能合約於上述應用中，將可提升資料的可驗證性以及降低成本的負擔，對參與應用的人而言也能達到公開透明的需求。 因此，本文提出一個分散式架構下的電子投票與投標機制，結合區塊鏈以及智能合約的優點與技術，讓所有參與投票的選民、投標的廠商共同參與驗證與計算，並加強參與者的匿名性、資料傳輸的隱私性、開票與開標階段資料的可信賴性以及可驗證性。 / With the rise of blockchain technology, the core concept of decentralization has gradually drawn attention. In this context, the main objective of this study is to realize more convenient and secure electronic applications with the use of blockchain technology. This research is aimed to design a distributed e-voting and e-bidding system. The core idea is to combine the blockchain technology with secret sharing scheme and homomorphic encryption in order to realize the distributed e-voting and e-bidding application without a trusted third party. The system allows voters to participate in opening phase. It provides a public and transparent process while protecting the anonymity of voter’s and vendor’s identity, the privacy of data transmission and verifiability of data during the opening phase.

京都大学 / 0048 / 新制・論文博士 / 博士(農学) / 乙第13022号 / 論農博第2832号 / 新制||農||1043(附属図書館) / 学位論文||H28||N4963(農学部図書室) / 32950 / 京都大学大学院農学研究科農業工学専攻 / (主査)教授 村上 章, 教授 川島 茂人, 教授 藤原 正幸 / 学位規則第4条第2項該当 / Doctor of Agricultural Science / Kyoto University / DFAM

博士(工学) / Doctor of Philosophy in Engineering / 同志社大学 / Doshisha University

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(経営科学) / 甲第24771号 / 経営博第26号 / 新制||経営||5(附属図書館) / 京都大学大学院経営管理教育部経営科学専攻 / (主査)教授 若林 直樹, 教授 関口 倫紀, 教授 原 良憲 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy in Management Science / Kyoto University / DFAM