La supervisión de programas tiene como objetivo la automatización de las distintas actividades implicadas en la utilización especializada de una librería de programas. Para llevar a cabo esta tarea, los sistemas de supervisión de programas necesitan una gran cantidad de conocimiento sobre la utilización de los programas, incluyendo las situaciones en que pueden ser aplicados, las combinaciones de programas habitualmente utilizadas, etc. Los sistemas de supervisión de programas incorporan esta experiencia en una arquitectura basada en el conocimiento. Sus características distintivas son la variedad de conocimiento que emplean y su representación, la cual normalmente incluye objetos estructurados y reglas de producción. A pesar de su importancia creciente, poca investigación se ha dedicado a la verificación y validación de sistemas con las características anteriores. En esta tesis acometemos la verificación y validación de sistemas de supervisión de programas a partir de un modelado del conocimiento, explotando la información sobre el conocimiento que requieren, su organización y la manera precisa en que utilizan este conocimiento durante el razonamiento. Esta información nos permite identificar las propiedades que las bases de conocimiento deben verificar para servir adecuadamente a la supervisión de programas, propiedades mas allá de la consistencia y completitud de su implementación. En esta tesis presentamos las herramientas de verificación de bases de conocimiento desarrolladas de acuerdo con este enfoque, así como algunos experimentos en la aplicación de técnicas de verificación de programas a motores de supervisión de programas con el fin de identificar las propiedades que nos interesan.

[ES] La presente tesis doctoral realiza un análisis en detalle de los elementos de decisión necesarios para mejorar la comprensión de la situación en ciberdefensa con especial énfasis en la percepción y comprensión del analista de un centro de operaciones de ciberseguridad (SOC). Se proponen dos arquitecturas diferentes basadas en el análisis forense de flujos de datos (NF3). La primera arquitectura emplea técnicas de Ensemble Machine Learning mientras que la segunda es una variante de Machine Learning de mayor complejidad algorítmica (lambda-NF3) que ofrece un marco de defensa de mayor robustez frente a ataques adversarios. Ambas propuestas buscan automatizar de forma efectiva la detección de malware y su posterior gestión de incidentes mostrando unos resultados satisfactorios en aproximar lo que se ha denominado un SOC de próxima generación y de computación cognitiva (NGC2SOC). La supervisión y monitorización de eventos para la protección de las redes informáticas de una organización debe ir acompañada de técnicas de visualización. En este caso, la tesis aborda la generación de representaciones tridimensionales basadas en métricas orientadas a la misión y procedimientos que usan un sistema experto basado en lógica difusa. Precisamente, el estado del arte muestra serias deficiencias a la hora de implementar soluciones de ciberdefensa que reflejen la relevancia de la misión, los recursos y cometidos de una organización para una decisión mejor informada. El trabajo de investigación proporciona finalmente dos áreas claves para mejorar la toma de decisiones en ciberdefensa: un marco sólido y completo de verificación y validación para evaluar parámetros de soluciones y la elaboración de un conjunto de datos sintéticos que referencian unívocamente las fases de un ciberataque con los estándares Cyber Kill Chain y MITRE ATT & CK. / [CA] La present tesi doctoral realitza una anàlisi detalladament dels elements de decisió necessaris per a millorar la comprensió de la situació en ciberdefensa amb especial èmfasi en la percepció i comprensió de l'analista d'un centre d'operacions de ciberseguretat (SOC). Es proposen dues arquitectures diferents basades en l'anàlisi forense de fluxos de dades (NF3). La primera arquitectura empra tècniques de Ensemble Machine Learning mentre que la segona és una variant de Machine Learning de major complexitat algorítmica (lambda-NF3) que ofereix un marc de defensa de major robustesa enfront d'atacs adversaris. Totes dues propostes busquen automatitzar de manera efectiva la detecció de malware i la seua posterior gestió d'incidents mostrant uns resultats satisfactoris a aproximar el que s'ha denominat un SOC de pròxima generació i de computació cognitiva (NGC2SOC). La supervisió i monitoratge d'esdeveniments per a la protecció de les xarxes informàtiques d'una organització ha d'anar acompanyada de tècniques de visualització. En aquest cas, la tesi aborda la generació de representacions tridimensionals basades en mètriques orientades a la missió i procediments que usen un sistema expert basat en lògica difusa. Precisament, l'estat de l'art mostra serioses deficiències a l'hora d'implementar solucions de ciberdefensa que reflectisquen la rellevància de la missió, els recursos i comeses d'una organització per a una decisió més ben informada. El treball de recerca proporciona finalment dues àrees claus per a millorar la presa de decisions en ciberdefensa: un marc sòlid i complet de verificació i validació per a avaluar paràmetres de solucions i l'elaboració d'un conjunt de dades sintètiques que referencien unívocament les fases d'un ciberatac amb els estàndards Cyber Kill Chain i MITRE ATT & CK. / [EN] This doctoral thesis performs a detailed analysis of the decision elements necessary to improve the cyber defence situation awareness with a special emphasis on the perception and understanding of the analyst of a cybersecurity operations center (SOC). Two different architectures based on the network flow forensics of data streams (NF3) are proposed. The first architecture uses Ensemble Machine Learning techniques while the second is a variant of Machine Learning with greater algorithmic complexity (lambda-NF3) that offers a more robust defense framework against adversarial attacks. Both proposals seek to effectively automate the detection of malware and its subsequent incident management, showing satisfactory results in approximating what has been called a next generation cognitive computing SOC (NGC2SOC). The supervision and monitoring of events for the protection of an organisation's computer networks must be accompanied by visualisation techniques. In this case, the thesis addresses the representation of three-dimensional pictures based on mission oriented metrics and procedures that use an expert system based on fuzzy logic. Precisely, the state-of-the-art evidences serious deficiencies when it comes to implementing cyber defence solutions that consider the relevance of the mission, resources and tasks of an organisation for a better-informed decision. The research work finally provides two key areas to improve decision-making in cyber defence: a solid and complete verification and validation framework to evaluate solution parameters and the development of a synthetic dataset that univocally references the phases of a cyber-attack with the Cyber Kill Chain and MITRE ATT & CK standards. / Llopis Sánchez, S. (2023). Decision Support Elements and Enabling Techniques to Achieve a Cyber Defence Situational Awareness Capability [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/194242

La finalidad de esta tesis es la obtención de las distribuciones de velocidades, presiones y temperaturas en la convección forzada de flujos compresibles en situaciones bidimensionales y de estabilización. Es a partir de estos valores que se determina la fricción y la transferencia de calor entre el fluido y el contorno o canalización.La tesis consta de cinco capítulos. En el primero, de carácter introductorio, se plantea la problemática de resolución de las ecuaciones que describen el comportamiento del flujo. Se analizan dos niveles de modelización. De una parte, y en base al concepto de capa límite introducido por L. Prandtl, se divide el dominio por el que circula el flujo en dos zonas: unas delgadas regiones próximas a los contornos sólidos en los que la fricción y la transferencia de calor son factores condicionantes, y el resto del dominio en el que el flujo puede considerarse como no viscoso, pudiéndose despreciar los efectos de la fricción y de la transferencia de calor. En el segundo nivel de modelización se plantea la resolución directa de las ecuaciones de continuidad, cantidad de movimiento y energía en todo el dominio.Los capítulos segundo, tercero y cuarto están dedicados al primer nivel de modelización indicado. En el segundo capítulo se resuelve el flujo potencial compresible en base a la discretización del dominio mediante la generación de mallas adaptables a los contornos. Se analizan diferentes criterios de discretización de las ecuaciones siendo los resultados numéricos obtenidos contrastados entre si y con los que se derivan del empleo de mallas de discretización rectangulares. El tercer capítulo trata de la resolución de las capas límites hidrodinámicas y térmicas mediante la integración numérica de la ecuaciones de conservación. Para el análisis de las capas límite turbulentas se ha utilizado los conceptos de viscosidad turbulenta y conductividad térmica turbulenta, empleándose expresiones semiempíricas en la descripción de dichas cantidades. Se estudian diversas situaciones contrastándose los resultados numéricos obtenidos con los que se derivan de estudios experimentales presentados por distintos autores. En el cuarto capítulo se efectúa la resolución conjunta de la zona potencial y de las capas límite en el marco de un algoritmo global de resolución. A modo ilustrativo se ha realizado el estudio del flujo de aire en una tobera o canalización convergente, analizándose aspectos tales como la compresibilidad del flujo y la transferencia de calor entre el fluido y los contornos sólidos limitantes. Los resultados que se derivan de la resolución numérica, supuestos los contornos adiabáticos, son contratados con los obtenidos experimentalmente en esta tesis y en una unidad de soplado del laboratorio. En el quinto y último capítulo se aborda el segundo nivel de modelización arriba indicado, si bien la atención se centra en ecuaciones genéricas del tipo convección-difusión. Así, partiendo de una distribución de velocidades conocida, se realiza la resolución de dicha ecuación en base a la generación de sistemas ortogonales de coordenadas curvilíneas coincidentes con las propias líneas de corriente del flujo. La precisión y zonas de aplicación del método numérico son puestas de manifiesto en situaciones singulares de solución analítica conocida. Los resultados obtenidos son satisfactorios en un amplio rango de números de Peclet, y claramente superiores a los que se derivan del empleo de mallas de discretización rectangulares. / The purpose of this thesis is to obtain velocity, pressure and temperature distributions in compressible flows under steady-state conditions.The thesis has five chapters. The first one introduces the mathematical formulation and two main strategies to solve the governing equations. The first one is based on a zonal model, which solved in a coupled manner the Euler and the boundary layer equations. The second level is based on the resolution of the Navier-Stokes equations in the whole domain.The next three chapters are devoted to the first level of modelization mentioned above. The second chapter solves the Euler equations of the inviscid flow based on the discretization of the domain by means of body-fitted meshes. Numerical solutions are also carefully verificated based on grid refinement techniques. Several numerical criteria for the discretization of the equations are presented and contrasted. The third chapter deals with the numerical integration of the hydrodynamic and thermal boundary layer equations using algebraic turbulence models extended to compressible flows. A study of the different parameters which influence on flow is presented.In the fourth chapter, a coupled procedure of the two zones (inviscid zone and boundary layers) is proposed within the framework of a global algorithm. By way of illustration the study of the compressible flow in a converging channel is carried out. Different aspects related to the compressibility of the flow and the heat transfers exchanged with the solid boundaries are studied. The mathematical model is validated against experimental results obtained in a specially designed set-up.In the fifth and final chapter, the second level of modelization is presented but only the part which refers to generic convection-diffusion equations. Thus, starting from a known velocity distribution, an analysis of different standard numerical schemes is performed together with a proposal of a new scheme to reduce the numerical false diffusion effects.