This thesis deals with authentication by mobile phone. The mobile phone with operating system Android was chosen as authentication device. The Eclipse development environment was used for the implementation of applications. The aim of the thesis was to study and practically implement access system for mobile phones, where the Bluetooth LE and NFC interface are used for data transmission between the mobile device and reader. Firstly, the thesis deals with the client application, which is installed on the authenticated device, and then is focused on the characteristics of the application which is running on the reader. Both client and reader applications describe the design of graphical user interface, process of authentication via Bluetooth LE and NFC, analyse packages and classes, and eventually perform security analysis. The thesis also presents schema of authentication protocol HM14.

Für das Virtual Reality-Labor des Instituts für Wirtschaftsinformatik der Universität Leipzig sollen Alternativen zu den bestehenden Steuerungsmöglichkeiten gefunden, an die Anlage angeschlossen und evaluiert werden. Es werden Vorgehensweisen dargelegt, die den Anschluss neuer Geräte ermöglichen sowie deren Anwendung am Beispiel der Nintendo Wii-Remote gezeigt.:1 Einleitung 1.1 Motivation 1.2 Zielstellung 1.3 Grundlagen der Steuerung und Interaktion 1.4 Vorhandenes Steuersystem 2 Alternative Steuergeräte 2.1 Überblick 2.2 Nintendo Wii-Remote 2.2.1 Hardware 2.2.2 Verbindungsherstellung 2.2.3 Anwendungsmöglichkeiten 3 Emulation 3.1 GlovePIE 3.2 PPJoy 3.3 IDO:ImmersiveWorkspace 3.4 Umsetzung der Desktopsteuerung 3.5 Umsetzung der Powerwall-Steuerung 3.6 Zwischenfazit 4 Virtual Reality Peripheral Network 4.1 Grundlagen 4.2 Nutzung von VRPN durch IC:IDO 4.3 Nutzung der Wii-Remote 5 Zusammenfassung und Ausblick

Cette thèse a été réalisée en collaboration avec la société SCLE SFE (Groupe ENGIE) et le laboratoire Laplace. Elle porte sur le développement d’une méthodologie permettant d’élaborer des modèles dits « en similitude », à échelle de puissance et de temps réduites. Ces modèles peuvent servir pour l’analyse des systèmes mais ils sont en particulier utiles pour l’expérimentation en temps réel des systèmes énergétiques. En effet, les expérimentations sont très souvent menées à échelle réduite pour des questions de taille, de coût,… Certaines parties de ces expérimentations peuvent être « émulées » (simulées physiquement par des dispositifs de puissance) d’autres étant constitués de composants physiques : on parle alors de procédure Hardware in the Loop (HIL). Même si, à la base, la démarche de réduction d’échelle a une portée générale, notre gamme d’application principale concerne les micro réseaux avec intégration de sources renouvelables intermittentes couplées à des composants de stockage. En conséquence,nos travaux se focalisent sur la mise en œuvre de modèles de similitudes en puissance/énergie/temps de sources ENR et de stockeurs. La notion de réduction de temps, nous parlerons de « temps virtuel compacté », est un des concepts clés de ces travaux. Une attention particulière est portée sur le développement d’un émulateur physique de batterie électrochimique.En effet, le stockage d’énergie est un point clé dans un micro réseau. De plus, cet élément présente de fortes non-linéarités dont la mise en similitude doit impérativement tenir compte et n’est pas triviale. Une fois ces modèles développés, on les éprouve via la mise en œuvre d’essais en expérimentation simulée par émulateurs physiques à échelle de puissance réduite et en temps virtuel compacté. Ces essais permettent par ailleurs de confronter les notions d’émulateurs «copie-modèle », pour lequel un modèle est utilisé pour reproduire le comportement du système, et d’émulateurs « copie-image », où le comportement du système est reproduit à partir d’un de ses composants réels (par exemple une cellule pour la batterie). / This thesis was carried out in collaboration with SCLE SFE (ENGIE Group) and the Laplacelaboratory. It focuses on the establishment of a methodology allowing the “similarity” modelsdevelopment, with reduced power and time scale. These models can be used for systems analysisbut they are particularly useful for real-time experimentation of energy systems. Indeed, theexperiments are often carried out on a small scale for issues of size, cost, … Some parts of theseexperiments can be "emulated" (physically simulated by power devices) while others consist ofphysical components: this is called the Hardware in the Loop (HIL) procedure. Although, initially,the downscaling approach is broad in scope, our main field of application is microgrids withintegration of intermittent renewable sources coupled with storage components. As a result, ourwork focuses on the implementation of power / energy / time similarity models of ENR sources andstorage facilities. The concept of time reduction, we will talk about "compacted virtual time", is oneof the key concepts of this work. Particular attention is paid to the development of a physicalemulator of electrochemical battery. Indeed, energy storage is a key point in microgrid. In addition,this element has strong nonlinearities whose scaling in similarity must imperatively take intoaccount and is not trivial. Once these models have been developed, they are tested through theimplementation of simulated experiments using physical emulators with reduced power scale andcompacted virtual time. These tests also make it possible to compare the concepts of "copymodel" emulators, for which a model is used to reproduce the behavior of the system, and "copyimage" emulators, where the behavior of the system is reproduced from of one of its realcomponents (for example a cell for the battery).

Emulation is a technology, historically mostly used for virtual commissioning of automated industrial systems, and operator training. Trends show that new areas for deployment are being investigated. One way to broaden the scope of emulation technology is to increase emulation detail level. The University of Skövde conduct research within emulation technology, and are developing a higher detail level emulation platform performing  on component level. For transparent and systematic development of component models on this level, an open, extensible, and flexible data model for emulation models of industrial components is wanted. This thesis is contributing to this endeavour by developing a first draft of such a data model. A demonstration is also conducted by implementing a few components into the developing emulation environment, using XML as file format. An iterative "design and creation" methodology was used to develop and implement an object oriented data model. A selected set of industrial components were used to develop and demonstrate the data model, and the final result is visually represented as a class diagram together with explanatory documentation. Using the methodology and data modelling strategy used in this thesis, systematic and transparent development of emulation models on component level is possible in an extensible and flexible manner. / Emulering är en teknologi som historiskt mestadels använts vid virtuel idrifttagning av industriella automatiserade system samt vid operatörsträning. Trender visar att nya användningsområden utforskas. Ett sätt att vidga användningsområdet för emulering är att öka dess detaljnivå. Högskolan i Skövde utför forskning inom emulering och utvecklar en emuleringsplattform med utökad detaljnivå, även kallad komponentnivån. För att kunna arbeta systematiskt med utvecklandet av emuleringsmodeller för denna nivå önskas en öppen, skalbar, och flexibel datamodell för emuleringsmodeller. Detta examensarbete bidrar till detta genom att utveckla ett första utkast av en sådan data modell. Datamodellen demonstreras genom implementation inom den utvecklandes emuleringsmiljön, med hjälp av filformatet XML. En iterativ "design and creation" metodologi användes för att utveckla och implementera datamodellen. Ett set av industriella komponenter användes i utvecklingen och implementationen av datamodellen. Projektets resultat presenteras som ett klassdiagram tillsammans med förklarande dokumentation. Används projektes metodologi och datamodellerings-strategi kan man med fördel arbeta transparant och systematiskt med utveckling av emuleringsmodeller för anginven nivå. / TWIN

La nécessité d'une transmission sans fils des données à des débits élevés, à la fois fiables et avec de faible latence a donné lieu à ces dernières années à une succession de normes sans fil, allant de 3G-4G, WLAN à la cinquième génération (5G) des réseaux mobiles. Dans ce contexte, les équipementiers, ainsi que les opérateurs, doivent élaborer des méthodes d'essai standard précises et efficaces pour évaluer les performances des systèmes et des terminaux. Les méthodologies de test en direct par voie aérienne ("Over-The-Air") (OTA) visent à reproduire des environnements multi-trajets radio en laboratoire de manière répétable et contrôlable, en évitant les coûteuses mesures in-situ. L'objectif de cette thèse est de proposer une nouvelle méthodologie d'essai OTA, afin de reproduire la propagation des canaux radio, sur une large bande et d'évaluer les performances des systèmes sans fil dans des environnements réels. La thèse débute en présentant les bases de la chaîne radio et de certains modèles de chaînes présentés dans la littérature. Ensuite, un examen critique des méthodologies OTA existantes dans la littérature est fourni. Parmi les différentes méthodologies, nous avons opté pour l'approche de la chambre anéchoïde multi-sonde, qui consiste à déployer un certain nombre de sondes autour d'un équipement radio sous test et à les alimenter avec un émulateur d’évanouissements (fading). Cette méthodologie fournit une reproduction précise des caractéristiques des canaux spatiaux, qui sont nécessaires pour évaluer la performance des terminaux multi-antennes dans des environnements réels. L'avantage le plus important de cette méthodologie est la capacité d'imiter différents modèles de canaux en termes de résolution spatiale, d’évanouissements angulaire et temporel. Un outil de simulation a été développé pour étudier et déterminer les caractéristiques de l'installation OTA pour différents types de canaux d’intérêt. En particulier, le nombre et la mise en place des antennes nécessaires et la taille de l'installation ont été étudiés en fonction de la taille électrique du dispositif testé. Sur la base des études de dimensionnement, une configuration OTA expérimentale a été réalisée pour reproduire les caractéristiques des canaux dans l'espace tridimensionnel pour une plage de fréquences de 2 à 6 GHz. / The need for high data-rate, reliable and low latency transmission in wireless communication systems motivated a multitude of wireless standards, spanning from 3G-4G, WLAN to the upcoming fifth generation (5G) of mobile networks. In this context, technology providers, as well as operators, need to develop accurate and cost effective standard test methods, to evaluate devices performance. Over-The-Air (OTA) test methodologies aim to reproduce radio multipath environments in laboratory in repeatable and controllable manner, avoiding costly field test. The focus of this thesis is to propose a new OTA test methodology, in order to emulate radio channel propagation, over a wide band, and to evaluate the performance of the wireless systems in real environments. We start our study by introducing the basics of radio channel and some channel models presented in literature. Then a critical review of existing OTA methodologies in literature is provided. Among the different methodologies we opted for the multi-probe anechoic chamber approach, which consists into deploying a number of probes around a device, and feed them with fading emulator. This methodology provides an accurate reproduction of spatial channel characteristics, which are needed to assess the performance of multi-antenna terminals in real environments. The most important advantage of this methodology is the capability to emulate different channel model in term of spatial resolution, angular and temporal fading. A simulation tool was developed to investigate and determine the OTA setup under different channel condition. In particular the number and emplacement of antennas needed and the size of the setup were investigated as a function of the electrical size of the device under test. Based on the dimensioning studies, an experimental OTA setup was realized to reproduce the channel characteristics in the three dimensional space for a frequency range from 2 to 6 GHz.

The aim of this essay is to explore which preservation method is the most suitable to preserve digital games with focus on Minecraft. This essay will compare emulation, migration and conversion. This will be done through a comparative literature study. The material of this essay is therefore previous research on preservation of digital games and preservation of digital information. The result is that a combined method of emulation and migration is preferable when it comes to the preservation of digital games. / Denna uppsats ämnar att undersöka vilken eller vilka bevarandemetoder som kan vara bäst lämpat för att bevara digitala spel med fokus på Minecraft. Denna uppsats kommer att jämföra emulering, migrering och konvertering. Detta kommer att ske genom en komparativ litteraturstudie. Materialet har således varit tidigare forskning kring bevarande av digitala spel samt bevarande av digital information. Resultatet är att en kombinerad metod av emulering och migrering är att föredra när det kommer till bevarande av digitala spel.

La modélisation de phénomènes complexes rencontrés dans les problématiques industrielles peut conduire à l'étude de codes de simulation numérique. Ces simulateurs peuvent être très coûteux en temps d'exécution (de quelques heures à plusieurs jours), mettre en jeu des paramètres incertains et même être intrinsèquement stochastiques. Fait d'importance en optimisation basée sur de tels simulateurs, les dérivées des sorties en fonction des entrées peuvent être inexistantes, inaccessibles ou trop coûteuses à approximer correctement. Ce mémoire est organisé en quatre chapitres. Le premier chapitre traite de l'état de l'art en optimisation sans dérivées et en modélisation d'incertitudes. Les trois chapitres suivants présentent trois contributions indépendantes --- bien que liées --- au champ de l'optimisation sans dérivées en présence d'incertitudes. Le deuxième chapitre est consacré à l'émulation de codes de simulation stochastiques coûteux --- stochastiques au sens où l'exécution de simulations avec les mêmes paramètres en entrée peut donner lieu à des sorties distinctes. Tel était le sujet du projet CODESTOCH mené au Centre d'été de mathématiques et de recherche avancée en calcul scientifique (CEMRACS) au cours de l'été 2013 avec deux doctorants de Électricité de France (EDF) et du Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA). Nous avons conçu quatre méthodes de construction d'émulateurs pour des fonctions dont les valeurs sont des densités de probabilité. Ces méthodes ont été testées sur deux exemples-jouets et appliquées à des codes de simulation industriels concernés par trois phénomènes complexes: la distribution spatiale de molécules dans un système d'hydrocarbures (IFPEN), le cycle de vie de grands transformateurs électriques (EDF) et les répercussions d'un hypothétique accident dans une centrale nucléaire (CEA). Dans les deux premiers cas l'émulation est une étape préalable à la résolution d'un problème d'optimisation. Le troisième chapitre traite de l'influence de l'inexactitude des évaluations de la fonction objectif sur la recherche directe directionnelle --- un algorithme classique d'optimisation sans dérivées. Dans les problèmes réels, l'imprécision est sans doute toujours présente. Pourtant les utilisateurs appliquent généralement les algorithmes de recherche directe sans prendre cette imprécision en compte. Nous posons trois questions. Quelle précision peut-on espérer obtenir, étant donnée l'inexactitude ? À quel prix cette précision peut-elle être atteinte ? Quels critères d'arrêt permettent de garantir cette précision ? Nous répondons à ces trois questions pour l'algorithme de recherche directe directionnelle appliqué à des fonctions dont l'imprécision sur les valeurs --- stochastique ou non --- est uniformément bornée. Nous déduisons de nos résultats un algorithme adaptatif pour utiliser efficacement des oracles de niveaux de précision distincts. Les résultats théoriques et l'algorithme sont validés avec des tests numériques et deux applications réelles: la minimisation de surface en conception mécanique et le placement de puits pétroliers en ingénierie de réservoir. Le quatrième chapitre est dédié aux problèmes d'optimisation affectés par des paramètres imprécis, dont l'imprécision est modélisée grâce à la théorie des ensembles flous. Plusieurs méthodes ont déjà été publiées pour résoudre les programmes linéaires où apparaissent des coefficients flous, mais très peu pour traiter les problèmes non linéaires. Nous proposons un algorithme pour répondre à une large classe de problèmes par tri non-dominé itératif. / The modeling of complex phenomena encountered in industrial issues can lead to the study of numerical simulation codes. These simulators may require extensive execution time (from hours to days), involve uncertain parameters and even be intrinsically stochastic. Importantly within the context of simulation-based optimization, the derivatives of the outputs with respect to the inputs may be inexistent, inaccessible or too costly to approximate reasonably. This thesis is organized in four chapters. The first chapter discusses the state of the art in derivative-free optimization and uncertainty modeling. The next three chapters introduce three independent---although connected---contributions to the field of derivative-free optimization in the presence of uncertainty. The second chapter addresses the emulation of costly stochastic simulation codes---stochastic in the sense simulations run with the same input parameters may lead to distinct outputs. Such was the matter of the CODESTOCH project carried out at the Summer mathematical research center on scientific computing and its applications (CEMRACS) during the summer of 2013, together with two Ph.D. students from Electricity of France (EDF) and the Atomic Energy and Alternative Energies Commission (CEA). We designed four methods to build emulators for functions whose values are probability density functions. These methods were tested on two toy functions and applied to industrial simulation codes concerned with three complex phenomena: the spatial distribution of molecules in a hydrocarbon system (IFPEN), the life cycle of large electric transformers (EDF) and the repercussions of a hypothetical accidental in a nuclear plant (CEA). Emulation was a preliminary process towards optimization in the first two cases. In the third chapter we consider the influence of inaccurate objective function evaluations on direct search---a classical derivative-free optimization method. In real settings inaccuracy may never vanish, however users usually apply direct search algorithms disregarding inaccuracy. We raise three questions. What precision can we hope to achieve, given the inaccuracy? How fast can this precision be attained? What stopping criteria can guarantee this precision? We answer these three questions for directional direct search applied to objective functions whose evaluation inaccuracy stochastic or not is uniformly bounded. We also derive from our results an adaptive algorithm for dealing efficiently with several oracles having different levels of accuracy. The theory and algorithm are validated with numerical tests and two industrial applications: surface minimization in mechanical design and oil well placement in reservoir engineering. The fourth chapter considers optimization problems with imprecise parameters, whose imprecision is modeled with fuzzy sets theory. A number of methods have been published to solve linear programs involving fuzzy parameters, but only a few as for nonlinear programs. We propose an algorithm to address a large class of fuzzy optimization problems by iterative non-dominated sorting. The distributions of the fuzzy parameters are assumed only partially known. We also provide a criterion to assess the precision of the solutions and make comparisons with other methods found in the literature. We show that our algorithm guarantees solutions whose level of precision at least equals the precision on the available data.

Mobile applications should work regardless of which type of wireless interface is used, and should be able to conceal unstable connections from the user to improve user experience. Therefore, network testing is important when developing mobile applications, but it is a challenge to reproduce network conditions when using real cellular networks since the test engineer has no control over the quality of the cellular network. Existing software tools can restrict bandwidth and add latency to the connection, but these tools do not accurately emulate cellular networks. This thesis proposes a system where it is possible to shape the network traffic for connected devices to mimic the network patterns of a real cellular connection when running on a WiFi connection. The design presented in this thesis is intended for testing mobile applications under diverse 3G connection parameters, such as latency, bandwidth and other characteristics. This thesis was conducted at Spotify, a company that provides a music streaming service which is a frequent user of network data traffic. The 3G emulator was evaluated using the Spotify Android application by measuring the correlation between packet traces from a real 3G connection and the 3G emulator. This correlation was compared to the correlation between packet traces from a real 3G connection and the current network emulator at Spotify. The evaluation shows that the proposed 3G emulator outperforms the current network emulator when performing tests on the Spotify application for Android. By using this emulator, we expect the network testing to become more effective as any 3G condition can be tested with repeatable results.

Volvo Group Trucks Operations (GTO) i Skövde är ett utvecklande och framgångsrikt företag som arbetar med ständiga förbättringar och effektiviserar arbetsuppgifterna, för att snabbt kunna möjliggöra förutsättningarna för att hitta problemlösningar. Volvo GTO och Projektengagemang vill genomföra en ombyggnation av kärnskjutmaskinen, där installation och programmering av ett nytt styrsystem ingår. För att korta ner den verkliga driftsättningstiden i projektet, har Volvo ambitionen att kunna utföra olika testkörningar samt virtuellt verifiera styrsystemets program och funktion mot en emuleringsmodell. Huvudsyftet med examensarbetet är att bygga en emuleringsmodell i emuleringsmjukvaran Simumatik3D, där den virtuella modellen efterliknar och avspeglar den verkliga produktionsutrustningen (Digital tvilling). Med hjälp av modellen, kan en virtuell driftsättning tillämpas genom att verifiera och validera den verkliga PLC-logiken mot emuleringsmodellen samt upptäcka alla felaktigheter innan implementeringen i verkligheten. PLC-logiken programmeras i programmeringsmjukvaran Tia Portal V14. Den teroetiska referensramen har genomförts för att fördjupa sig i den teoretiska bakgrunden kring emulering och virtuell driftsättning. Litteraturstudien tar upp och analyserar olika fallstudier som tidigare gjorts inom området. Modellen och PLC-logiken validerades mot varandra för att undersöka hur verklighetstrogen modellen var. Kommunikationen mellan de olika mjukvarorna har erhållits för att med hjälp av PLC-logiken kunna styra de olika rörelserna i produktionssystemet. PLCSIM Advanced har använts där det föreställer en verklig PLC-hårdvara för att kunna exekvera PLC-logiken i en virtuell styrenhet.  Det som levereras är en emuleringsmodell med 3D-CAD modeller och en virtuell driftsättning har gjorts med hjälp av modellen. PLC-logiken har validerats och verifierats mot emuleringsmodellen, där många olika felaktigheter har upptäckts och korrigerats.

The thesis deals with security of the Android operating system, both general security features and options for storing sensitive data. The suitability of Android KeyStore for storing sensitive data and the possibility of using the secure element for safe application calculations and smart card emulation are discussed. Using Host-based Card Emulation for contactless smart card emulation is discussed. The performance analysis of modular arithmetic operations for numbers with high bit length is examined. Following these analysis, an implementation of application for software contactless smart card emulation of HM12 and HM14 cryptographic protocol is proposed. And an implementation of application for verifying smart cards with these protocols is proposed. Also scheme for secure storage of sensitive data is proposed.