Augsburg, University, Diss., 2003.

Covert channels are means of communication that allow agents in a system to transfer information in a manner that violates the system’s security policy. Covert channels have been well studied in the constrained and old sense of the term where two agents are communicating through a channel while an intruder interferes to hide the transmission of a message. In an increasingly connected world where modern computer systems consist of broad and heterogeneous communication networks with many interacting agents, distributed covert channels are becoming increasingly available. For these distributed forms of covert channels, there are shortcomings in the science, mathematics, fundamental theory, and tools for risk assessment, and for proposing mechanisms and design solutions for averting these threats. Since current formal methods for specifying concurrent systems do not provide the tools needed to efficiently tackle the problem of distributed covert channels in systems of communicating agents, this thesis proposes Communicating Concurrent Kleene Algebra (C²KA) which is an extension to the algebraic model of concurrent Kleene algebra (CKA) first presented by Hoare et al. C²KA is used to capture and study the behaviour of agents, and description logic is used to capture and study the knowledge of agents. Using this representation of agents in systems of communicating agents, this thesis presents a formulation and verification approach for the necessary conditions for the existence of distributed covert channels in systems of communicating agents. In this way, this thesis establishes a mathematical framework for the modelling, analysis, and mitigation of distributed covert channels in systems of communicating agents. This framework enhances the understanding of covert channels and provides a basis for thinking and reasoning about covert channels in new ways. This can lead to a formal foundation upon which guidelines and mechanisms for designing and implementing systems of communicating agents that are resilient to covert channels can be devised. / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD)

Techn. Universiẗat, Diss., 2005--Darmstadt.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(理学) / 甲第18041号 / 理博第3919号 / 新制||理||1566(附属図書館) / 30899 / 京都大学大学院理学研究科数学・数理解析専攻 / (主査)准教授 西村 進, 教授 加藤 毅, 教授 長谷川 真人 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Science / Kyoto University / DGAM

Ulm, Univ., Diss., 2007.

Les algèbres de relations apparaissent naturellement dans de nombreux cadres, en informatique comme en mathématiques. Elles constituent en particulier un formalisme tout à fait adapté à la sémantique des programmes impératifs. Les algèbres de Kleene constituent un point de départ : ces algèbres jouissent de résultats de décidabilités très satisfaisants, et admettent une axiomatisation complète. L'objectif de cette thèse a été d'étendre les résultats connus sur les algèbres de Kleene à des extensions de celles-ci.Nous nous sommes tout d'abord intéressés à une extension connue : les algèbres de Kleene avec converse. La décidabilité de ces algèbres était déjà connue, mais l'algorithme prouvant ce résultat était trop compliqué pour être utilisé en pratique. Nous avons donné un algorithme plus simple, plus efficace, et dont la correction est plus facile à établir. Ceci nous a permis de placer ce problème dans la classe de complexité PSpace-complete.Nous avons ensuite étudié les allégories de Kleene. Sur cette extension, peu de résultats étaient connus. En suivant des résultats sur des algèbres proches, nous avons établi l'équivalence du problème d'égalité dans les allégories de Kleene à l'égalité de certains ensembles de graphes. Nous avons ensuite développé un modèle d'automate original (les automates de Petri), basé sur les réseaux de Petri, et avons établi l'équivalence de notre problème original avec le problème de comparaison de ces automates. Nous avons enfin développé un algorithme pour effectuer cette comparaison dans le cadre restreint des treillis de Kleene sans identité. Cet algorithme utilise un espace exponentiel. Néanmoins, nous avons pu établir que la comparaison d'automates de Petri dans ce cas est ExpSpace-complète. Enfin, nous nous sommes intéressés aux algèbres de Kleene Nominales. Nous avons réalisé que les descriptions existantes de ces algèbres n'étaient pas adaptées à la sémantique relationnelle des programmes. Nous les avons donc modifiées pour nos besoins, et ce faisant avons trouvé diverses variations naturelles de ce modèle. Nous avons donc étudié en détails et en Coq les ponts que l'on peut établir entre ces variantes, et entre le modèle “classique” et notre nouvelle version / Algebras of relations appear naturally in many contexts, in computer science as well as in mathematics. They constitute a framework well suited to the semantics of imperative programs. Kleene algebra are a starting point: these algebras enjoy very strong decidability properties, and a complete axiomatisation. The goal of this thesis was to export known results from Kleene algebra to some of its extensions. We first considered a known extension: Kleene algebras with converse. Decidability of these algebras was already known, but the algorithm witnessing this result was too complicated to be practical. We proposed a simpler algorithm, more efficient, and whose correctness is easier to establish. It allowed us to prove that this problem lies in the complexity class PSpace-complete.Then we studied Kleene allegories. Few results were known about this extension. Following results about closely related algebras, we established the equivalence between equality in Kleene allegories and equality of certain sets of graphs. We then developed an original automaton model (so-called Petri automata), based on Petri nets. We proved the equivalence between the original problem and comparing these automata. In the restricted setting of identity-free Kleene lattices, we also provided an algorithm performing this comparison. This algorithm uses exponential space. However, we proved that the problem of comparing Petri automata lies in the class ExpSpace-complete.Finally, we studied Nominal Kleene algebras. We realised that existing descriptions of these algebra were not suited to relational semantics of programming languages. We thus modified them accordingly, and doing so uncovered several natural variations of this model. We then studied formally the bridges one could build between these variations, and between the existing model and our new version of it. This study was conducted using the proof assistant Coq