As information systems evolve to cope with the ever increasing demand of today’s digital world, so does the need for more effective means of protecting information. In the early days of computing, information security started out as a branch of information technology. Over the years, several advances in information security have been made and, as a result, it is now considered a discipline in its own right. The most fundamental function of information security is to ensure that information flows to authorised entities, and at the same time, prevent unauthorised entities from accessing the protected information. In a typical information system, an access control system provides this function. Several advances in the field of information security have produced several access control models and implementations. However, as information technology evolves, the need for a better access control system increases. This dissertation proposes an effective, yet flexible access control system: the Policy Updater access control system. Policy Updater is a fully-implemented access control system that provides policy evaluations as well as dynamic policy updates. These functions are provided by the use of a logic-based language, L, to represent the underlying access control policies, constraints and policy update rules. The system performs authorisation query evaluations, as well as conditional and dynamic policy updates by translating language L policies to normal logic programs in a form suitable for evaluation using the well-known Stable Model semantics. In this thesis, we show the underlying mechanisms that make up the Policy Updater system, including the theoretical foundations of its formal language, the system structure, a full discussion of implementation issues and a performance analysis. Lastly, the thesis also proposes a non-trivial extension of the Policy Updater system that is capable of supporting temporal constraints. This is made possible by the integration of the well-established Temporal Interval Algebra into the extended authorisation language, language LT , which can also be translated into a normal logic program for evaluation. The formalisation of this extension, together with the full implementation details, are included in this dissertation. / Doctor of Philosophy (PhD)

A crescente complexidade dos sistemas embarcados de uso aeronáutico tem sido objeto de preocupação por parte de especialistas no que se refere à segurança. A complexidade implica não somente em novos tipos de perigos como também os tornam mais difíceis de serem identificados. O cenário exige maior atenção quando um sistema complexo apresenta também alto acoplamento entre seus elementos. A maioria dos métodos utilizados na análise de segurança foi concebida para sistemas mecânicos e adaptados para sistemas eletrônicos. De maneira geral, a evolução no campo das tecnologias não tem sido refletida nas abordagens adotadas para a segurança de sistemas. A Teoria de Acidentes Normais proposta por Charles Perrow estabelece uma importante ligação entre complexidade, acoplamento e acidentes. Entretanto, entende-se que somente estes dois parâmetros não são suficientes para se ter um indicador capaz de capturar potenciais riscos relativos à segurança de sistemas. É necessário identificar também o quão critica é contribuição de cada elemento do sistema para a segurança. Complexidade, acoplamento e criticalidade formam a base do índice C²A desenvolvido nesta Tese como um indicador de risco para a segurança de sistemas. A aplicação do índice C²A é exercitada em um estudo de caso que utiliza um sistema de controle ambiental de uma aeronave de transporte regional. Adicionalmente são realizadas considerações sobre como implantar a utilização do índice C²A no processo de desenvolvimento de sistemas proposto pela norma ARP4754A. / The increasing complexity of on board systems for aeronautical applications has been a concern for experts in regard to safety. The complexity involves not only new kinds of hazards as well as makes them more difficult to identify. The scenario requires more attention when a complex system also presents high coupled elements. Most methods used in the safety analysis were designed for mechanical systems and adapted for electronic systems. In general, the advances in the technology field have not been reflected in the system safety methods. The Normal Accident Theory created by Charles Perrow proposed an important link between complexity, coupling and accidents. However, only these two parameters are not sufficient to have a metric of the potential risks relating to safety. It is also necessary to identify how critical is the contribution of each element of the system to the safety. Complexity, coupling and criticality are the basis of the C²A index developed in this thesis as a risk indicator related to safety aspects. The application of the C²A index is exercised in a case study using an environmental control system of a regional transport aircraft. Additionally considerations are made about how to deploy the use of the index C²A in the systems development process as proposed by the standard ARP4754A.

A crescente complexidade dos sistemas embarcados de uso aeronáutico tem sido objeto de preocupação por parte de especialistas no que se refere à segurança. A complexidade implica não somente em novos tipos de perigos como também os tornam mais difíceis de serem identificados. O cenário exige maior atenção quando um sistema complexo apresenta também alto acoplamento entre seus elementos. A maioria dos métodos utilizados na análise de segurança foi concebida para sistemas mecânicos e adaptados para sistemas eletrônicos. De maneira geral, a evolução no campo das tecnologias não tem sido refletida nas abordagens adotadas para a segurança de sistemas. A Teoria de Acidentes Normais proposta por Charles Perrow estabelece uma importante ligação entre complexidade, acoplamento e acidentes. Entretanto, entende-se que somente estes dois parâmetros não são suficientes para se ter um indicador capaz de capturar potenciais riscos relativos à segurança de sistemas. É necessário identificar também o quão critica é contribuição de cada elemento do sistema para a segurança. Complexidade, acoplamento e criticalidade formam a base do índice C²A desenvolvido nesta Tese como um indicador de risco para a segurança de sistemas. A aplicação do índice C²A é exercitada em um estudo de caso que utiliza um sistema de controle ambiental de uma aeronave de transporte regional. Adicionalmente são realizadas considerações sobre como implantar a utilização do índice C²A no processo de desenvolvimento de sistemas proposto pela norma ARP4754A. / The increasing complexity of on board systems for aeronautical applications has been a concern for experts in regard to safety. The complexity involves not only new kinds of hazards as well as makes them more difficult to identify. The scenario requires more attention when a complex system also presents high coupled elements. Most methods used in the safety analysis were designed for mechanical systems and adapted for electronic systems. In general, the advances in the technology field have not been reflected in the system safety methods. The Normal Accident Theory created by Charles Perrow proposed an important link between complexity, coupling and accidents. However, only these two parameters are not sufficient to have a metric of the potential risks relating to safety. It is also necessary to identify how critical is the contribution of each element of the system to the safety. Complexity, coupling and criticality are the basis of the C²A index developed in this thesis as a risk indicator related to safety aspects. The application of the C²A index is exercised in a case study using an environmental control system of a regional transport aircraft. Additionally considerations are made about how to deploy the use of the index C²A in the systems development process as proposed by the standard ARP4754A.