HelenOS is an experimental operating system based on microkernel. It's developed by people related to Faculty of Mathematics and Physics at Charles University in Prague. The present implementantion is prepared to support a scale of filesystems because of VFS abstraction, but actually only a few of filesystems are supported. Ext4 is modern filesystem, developed Linux kernel developers. The previous releases ext2 and especially ext3 are still very popular in many Linux distributions. Imple- mentation of ext2/3/4 filesystems can be also found in other unix-based operating systems, for example *BSD or OpenSolaris. The main goal of this thesis is to extend HelenOS operating system to support previously mentioned filesystems.

<p>Denna B-uppsats tar upp prestanda och återställning mellan två vanligt förekommande mjukvarubaserade RAID-system. Mjukvarubaserad RAID har blivit mer och mer intressant eftersom det är ett billigt och bra sätt att skydda sig mot hårdvarufel på hårddiskar. Tidigare har det inneburit prestandaförluster om man inte har använt en hårdvarubaserad RAID kontroller men med dagens snabba processorer är det inte längre så. Hårddiskar går för eller senare sönder och för ett RAID-system som ska vara igång tjugofyra timmar om dygnet är det viktigt att det även då fungerar med bra prestanda. Denna undersökning visar hur mycket sämre prestandan blir under sådana omständigheter samt hur lång återställningstid man kan förvänta sig på ett datorssystem uppbyggt av delar för hemmabruk. Undersökningen utfördes på två olika typer mjukvarubaserad RAID, ett med mdadm på Ubuntu/Linux och ett med RAID-Z på OpenSolaris. På de systemen mättes läs- och skrivprestanda med programmet bonnie++ som skriver och läser en fil som var dubbelt så stor som primärminnet i datorn. Resultatet visar att prestandan försämras med 36 % när en hårddisk går sönder på ett system med mdadm men med RAID-Z ökar istället prestandan. På ett system med mdadm är återställningstiden för ett degraderat system är ungefär lika lång oavsett hur mycket information som finns lagrad på hårddiskarna. Däremot går det fortare med RAID-Z eftersom den på ett intelligent sätt bara återställer den del av hårddisken som används för lagring av filer.</p><p> </p>

The objective of this research is to evaluate and develop new forensic techniques for use in honeynet environments, in an effort to address areas where anti-forensic techniques defeat current forensic methods. The fields of Computer and Network Security have expanded with time to become inclusive of many complex ideas and algorithms. With ease, a student of these fields can fall into the thought pattern of preventive measures as the only major thrust of the topics. It is equally important to be able to determine the cause of a security breach. Thus, the field of Computer Forensics has grown. In this field, there exist toolkits and methods that are used to forensically analyze production and honeypot systems. To counter the toolkits, anti-forensic techniques have been developed. Honeypots and production systems have several intrinsic differences. These differences can be exploited to produce honeypot data sources that are not currently available from production systems. This research seeks to examine possible honeypot data sources and cultivate novel methods to combat anti-forensic techniques. In this document, three parts of a forensic framework are presented which were developed specifically for honeypot and honeynet environments. The first, TimeKeeper, is an inode preservation methodology which utilizes the Ext3 journal. This is followed with an examination of dentry logging which is primarily used to map inode numbers to filenames in Ext3. The final component presented is the initial research behind a toolkit for the examination of the recently deployed Ext4 file system. Each respective chapter includes the necessary background information and an examination of related work as well as the architecture, design, conceptual prototyping, and results from testing each major framework component.

This thesis presents a method for enhancing performance of Storage Class Memory File System (SCMFS) and an implementation of SCMFS on Android platform. It focuses on analyzing performance influencing factors of memory file systems and the differences in implementation of SCMFS on Android and Linux kernels. SCMFS allocates memory pages as file blocks and employs virtual memory addresses as file block addresses. SCMFS utilizes processor's memory management unit and TLB (Translation Lookaside Buffer) during file accesses. TLB is an expensive resource and has a limited number of entries to cache virtual to physical address translations. TLB miss results in expensive page walks through memory page table. Thus TLB misses play an important role in determining SCMFS performance. In this thesis, SCMFS is designed to support both 4KB and 2MB page sizes in order to reduce TLB misses and to avoid significant internal fragmentation. By comparing SCMFS with YAFFS2 and EXT4 using popular benchmarks, both advantages and disadvantages of SCMFS huge-page version and small-page version are revealed. In the second part of this thesis, an implementation of SCMFS on Android platform is presented. At the time of working on this research project, Android kernel was not merged into Linux kernel yet. Two main changes of SCMFS kernel code: memory zoning and inode functions, are made to be compatible with Android kernel. AndroSH, a file system benchmark for SCMFS on Android, is developed based on shell script. Evaluations are made from three perspectives to compare SCMFS with YAFFS2 and EXT4: I/O throughput, user data access latency, and application execution latency. SCMFS shows a performance advantage because of its small instruction footprint and its pre-allocation mechanism. However, the singly linked list used by SCMFS to store subdirectories is less efficient than HTree index used by EXT4. The future work can improve lookup efficiency of SCMFS.

Denna B-uppsats tar upp prestanda och återställning mellan två vanligt förekommande mjukvarubaserade RAID-system. Mjukvarubaserad RAID har blivit mer och mer intressant eftersom det är ett billigt och bra sätt att skydda sig mot hårdvarufel på hårddiskar. Tidigare har det inneburit prestandaförluster om man inte har använt en hårdvarubaserad RAID kontroller men med dagens snabba processorer är det inte längre så. Hårddiskar går för eller senare sönder och för ett RAID-system som ska vara igång tjugofyra timmar om dygnet är det viktigt att det även då fungerar med bra prestanda. Denna undersökning visar hur mycket sämre prestandan blir under sådana omständigheter samt hur lång återställningstid man kan förvänta sig på ett datorssystem uppbyggt av delar för hemmabruk. Undersökningen utfördes på två olika typer mjukvarubaserad RAID, ett med mdadm på Ubuntu/Linux och ett med RAID-Z på OpenSolaris. På de systemen mättes läs- och skrivprestanda med programmet bonnie++ som skriver och läser en fil som var dubbelt så stor som primärminnet i datorn. Resultatet visar att prestandan försämras med 36 % när en hårddisk går sönder på ett system med mdadm men med RAID-Z ökar istället prestandan. På ett system med mdadm är återställningstiden för ett degraderat system är ungefär lika lång oavsett hur mycket information som finns lagrad på hårddiskarna. Däremot går det fortare med RAID-Z eftersom den på ett intelligent sätt bara återställer den del av hårddisken som används för lagring av filer.

<p dir="ltr">The presence of digital devices in various settings, from workplaces to personal spaces, necessitates reliable and secure data storage solutions. These devices store data on non-volatile media like Solid State Drives (SSDs) and Hard Disk Drives (HDDs), ensuring data preservation even after power loss. Files, fundamental units of data storage, are created, modified, and deleted through user activities like application installations or file management. File systems, acting as the backbone of the system, manage these files on storage devices.</p><p dir="ltr">This research explores how three key factors: (1) different operating systems running various file system types (ext4, NTFS, FAT, etc.), (2) different disk types (SSD and HDD), and (3) common user activities (system shutdowns, reboots, web browsing, downloads, etc.) influence the persistence of deleted files.</p><p dir="ltr">This research aims to fill a gap in the understanding by looking at how these factors influence how quickly new information overwrites deleted files. This is especially important for digital forensics, where investigators need to be sure they can find all the evidence on a device. The research will focus on how operating systems handle deleted files and how everyday activities affect the chances of getting them back. This can ultimately improve data security and make digital forensics more reliable.</p>

C­lem t©to prce je zvit vkon sekvenÄn­ho prochzen­ adres v souborov©m syst©mu ext4. Datov struktura HTree, jen je v souÄasn© dobÄ pouita k implementaci adresu v ext4 zvld velmi dobe nhodn© p­stupy do adrese, avak nen­ optimalizovna pro sekvenÄn­ prochzen­. Tato prce pin­ analzu tohoto probl©mu. Nejprve studuje implementaci souborov©ho syst©mu ext4 a dal­ch subsyst©mu Linuxov©ho jdra, kter© s n­m souvis­. Pro vyhodnocen­ vkonu souÄasn© implementace adresov©ho indexu byla vytvoena sada test. Na zkladÄ vsledk tÄchto test bylo navreno een­, kter© bylo nslednÄ implementovno do Linuxov©ho jdra. V zvÄru t©to prce naleznete vyhodnocen­ p­nosu a porovnn­ vkonu nov© implementace s dal­mi souborovmi syst©my v Linuxu.

Due to the usage of complicated platforms and current high-performance space computing technology, onboard processing in small satellites is expanding. Space-cloud payload processors with Commercial Off-The-Shelf (COTS) components, that are required to be radiation-tolerant, are used to perform the onboard processing. In this thesis, the research will aim to increase the dependability of a generic space-cloud payload processor through its Solid State Drive (SSD) storage unit. To achieve this, a more dependable NAND-flash-based SSD Redundant Array of Independent Disc (RAID) storage system is designed and tested. The reliability of NAND-flash-based SSDs can suffer wear-outs due to increased Program/Erase (P/E) cycles, making them more prone to radiation effects. These radiation effects are considered non-destructive events in the form of bit errors (both single bit-flip and multiple bit-flips). Therefore, making the storage system more dependable involves increasing its reliability against non-destructive events and developing analytical models that account for the considered dynamic of the SSD RAID. The challenge that comes with achieving the aim of this thesis is twofold. First, to explore different RAID levels such that a combination of RAID levels can be incorporated into one SSD for better reliability than a RAID-1 setup. Hence, in this thesis, a RAID array of several SSDs is not considered. Furthermore, the combinations of RAID levels need to account for mixed-critical data. Second, to demonstrate, via simulation and analytical models, the impact on the reliability of the storage system. A comparison study is also undertaken due to the support that the Fourth Extended (Ext4) file system or Zettabyte File System (ZFS) may give to enhance the storage system, and since little research exists that compares the file systems in some feature categories. The solution is a RAID-5 + 6 storage system that is Error Detection And Correction (EDAC) protected by Hamming codes and Reed Solomon (RS) codes. Low-critical data is stored using RAID-5 whereas high-critical data is stored using RAID-6. The simulation of the storage system proves that low-critical stripes of data achieve single fault tolerance whereas high-critical stripes of data tolerate a maximum of 5-bit burst errors. In parallel, several Continuous Time Markov Chain (CTMC) models are analysed, which show that the proposed solution is indeed highly reliable. The comparison study is carried out in a systematic way, and the findings are established as substantial,i.e., ZFS provides greater storage system support. In summary, the results of creating the storage system and analysing it suggest that incorporating RAID-5 and RAID-6 offers better SSD RAID reliability than RAID-1. / Användningen av komplicerade plattformar och aktuell högpresterande rymdberäkningsteknik expanderar onboard-processing i små satelliter. Space-Cloud lösningar med kommersiellt tillgängliga komponenter som är toleranta mot strålningar i rymden används för att utföra onboard-processing. I detta examensarbete syftar forskningen till att förbättra tillförlitligheten hos en generisk rymd dator genom dess SSD-lagringsenhet. För att uppnå detta har ett mer tillförlitligt lagringssystem bestående av NAND-flash och RAID designats och testats. Tillförlitligheten hos NAND-flash-baserade SSD:er kan försämras då dessa kan drabbas av slitage på grund av ökade P/E cykler, vilket gör dem mer benägna för strålningseffekter. Dessa strålningseffekter anses vara icke-destruktiva i form av bit-fel (både enskilda bit-flippar och flera bit-flippar). Med denna anledning görs lagringssystemet mer tillförlitligt för att tolerera icke-destruktiva händelser. Utöver detta, utvecklas analytiska modeller som tar hänsyn till den betraktade dynamiken i SSD RAID. Utmaningen som följer med att uppnå syftet med denna avhandling är tvådelad. För det första, för att utforska olika RAID-nivåer så att en kombination av RAID-nivåer kan inkorporeras i en SSD för bättre tillförlitlighet än RAID-1. Således övervägs inte en RAID-array av flera SSD:er i denna avhandling. Dessutom måste kombinationerna av RAID-nivåer ta hänsyn till data av olika kritikalitet. För det andra, för att genom simulering och analytiska modeller indikera påverkan på lagringssystemets tillförlitlighet. En jämförelsestudie genomförs också på grund av stödet som filsystemen Ext4 eller ZFS kan ge för att förbättra lagringssystemet och eftersom det finns lite forskning som jämför filsystemen i några funktionella kategorier. Lösningen baseras på ett RAID-5+6 lagringssystem som är skyddat av Hamming-koder och RS koder för att upptäcka fel och korrigera dem. Lågkritisk data lagras med RAID-5 medan högkritisk data lagras med RAID-6. Simuleringen av lagringssystemet visar att lågkritiska datasektioner uppnår en fel tolerans mot enskilda bit-flippar medan högkritiska datasektioner kan tåla maximalt 5 bit-flippar. Samtidigt analyseras flera CTMC modeller som visar att den föreslagna lösningen verkligen är mycket tillförlitlig. Jämförelsestudien utförs på ett systematiskt sätt och resultaten fastställs som betydande, det vill säga att ZFS ger större stöd för lagringssystemet. Sammanfattningsvis antyder resultaten av att skapa lagringssystemet och analysera det att inkorporering av RAID-5 och RAID-6 erbjuder bättre tillförlitlighet för SSD RAID än RAID-1.