Com o avanço da meliponicultura, a utilização das abelhas sem ferrão, assim como de seus subprodutos, tem abrangido novas áreas, como a polinização de culturas agrícolas. Assim, a demanda pelo aumento do número de colônias tem sido constante, porém devido ao pouco conhecimento sobre a biologia reprodutiva dessas abelhas, há dificuldade de produção de colônias em larga escala, acarretando uma séria limitação quanto à utilização comercial desses polinizadores. Buscamos com este trabalho, oferecer ferramentas que possibilitem a multiplicação de colônias de abelhas sem ferrão em grande quantidade em um curto período de tempo. Nas abelhas indígenas sem ferrão (exceto no gênero Melipona e nos casos onde ocorrem rainhas-miniatura) a quantidade de alimento ingerido pelas larvas fêmeas é o fator responsável pela diferenciação das castas, pois as larvas que se tornam rainhas ingerem mais alimento que as larvas de futuras operárias, não havendo diferença qualitativa entre o alimento fornecido às larvas que originarão ambas as castas. De acordo com este modelo de determinação de castas, buscamos estabelecer a produção in vitro de rainhas em Tetragonisca angustula oferecendo maior quantidade de alimento às larvas de operárias, induzindo seu desenvolvimento em rainhas, que após a emergência foram introduzidas em mini-colônias órfãs para verificação da sua viabilidade (fecundação natural e postura de ovos). Em condições naturais as larvas de T. angustula que se tornam rainhas e operárias recebem respectivamente 55 µL e 8 µL de alimento em média. Assim, para a produção in vitro de rainhas oferecemos 55 µL de alimento a larvas de operárias coletadas em estágio pré-alimentação de ninhos naturais e conseguimos uma taxa de sobrevivência de até 51% e de 19% na obtenção de rainhas fisiogástricas, configurando um avanço em relação à taxa natural de emergência de rainhas, que foi de 0,21%. Das mini-colônias onde foram introduzidas rainhas virgens, 41% tiveram sucesso e se tornaram colônias perenes. A utilização de larvas de operárias na produção in vitro de rainhas é possível devido ao fato de as larvas serem totipotentes, assim como a utilização de alimento coletado de células de cria de operárias/machos, pois os resultados das análises comparativas do conteúdo protéico e de aminoácidos totais e livres dos alimentos contidos em células de cria de operárias/machos e células reais mostraram não haver diferenças significativas. A utilização de alimento larval de Scaptotrigona aff. depilis na criação in vitro de rainhas de T. angustula mostrou a possibilidade de produção de rainhas viáveis com esta nova técnica embora os perfis protéicos dos alimentos larvais de ambas as espécies sejam diferentes. Os experimentos de produção in vitro de rainhas com diferentes quantidades de alimento oferecido às larvas mostraram a existência de uma quantidade limite de alimento entre 35 µL e 45 µL acima da qual todos os indivíduos se tornam rainhas e abaixo da qual todos se tornam operárias, não havendo a ocorrência de indivíduos intermediários (intercastas). Introduzindo as rainhas produzidas in vitro em mini-colônias órfãs, conseguimos o estabelecimento de 16 colônias perenes a partir de seis colônias doadoras de material no período de seis meses, o que configura um avanço de 33% em relação às técnicas tradicionais de multiplicação de colônias que conseguiriam formar, no máximo, 12 colônias no mesmo período. A verificação da freqüência de produção de sexuados nas colônias naturais ao longo do ano mostrou que os machos são produzidos sazonalmente com alta taxa no período de fevereiro a abril, e embora as rainhas possuam uma produção baixa e homogênea ao longo do ano, concluímos que aquelas produzidas no período onde ocorre maior disponibilidade de machos possuem maiores chances de serem fecundadas. Assim, foi extremamente importante sincronizar a produção in vitro de rainhas com o período de maior disponibilidade de machos, uma vez que a fecundação destas ocorreu naturalmente. A produção in vitro de rainhas e a multiplicação de colônias nas abelhas sem ferrão se tornam ferramentas importantes para as técnicas de manejo que visam obter colônias em larga escala, com emprego na polinização, meliponicultura e conservação. / With the improvement of meliponiculture, the use of stingless bees, as well as their byproducts, has comprised new areas, such as the pollination of crops. Thus, the requirement by increasing the number of colonies has been constant, but due to poor knowledge about reproductive biology of these bees, have been difficult produce colonies on a large scale, what causes serious limitations on the commercial use of these pollinators. Our goals were to offer tools that allowed the multiplication of stingless bees colonies in large quantities in a short time. In stingless bees (except in the genus Melipona and in cases where there are miniature-queens) the amount of food ingested by female larvae is the responsible feature for caste differentiation, because the larvae that will become queens must to ingest more food than the larvae of future workers, and there is no qualitative difference between the food provided to larvae of both castes. According to this model of caste determination, we aimed at to establish the in vitro production of queens in Tetragonisca angustula, offering a large quantity of larval food to the workers larvae, thus inducing their development into queens that after rearing were introduced in orphaned mini-colonies to verify their feasibility (natural mating and egg laying). Under natural conditions the larvae of T. angustula that become queens and workers receive respectively, 55 µL and 8 µL of food on average. Thus, for the in vitro production of queens we offered 55 µL of food to workers larvae collected in pre-feeding stage from natural nests and we were able to get a survival rate up to 51 % and 19% in obtaining viable queens, which is an improvement compared to 0,21% of rearing queens observed in natural hives. About 41% of mini-colonies, where viable queens were introduced were successful and have become perennial colonies. The use of workers larvae on in vitro production of queens is possible because the larvae are totipotent, as well as the use of food collected from workers/males brood cells, because the results of comparative analysis of protein content and total and free amino acids of food stored in worker/males brood cells and royal cells showed no significant differences. The use of larval food from Scaptotrigona aff. depilis on in vitro rearing of T. angustula queens showed the possibility of producing viable queens, with this new technique, although the protein profiles of larval food of both species were different. The experiments of in vitro production of queens with different amounts of food offered to the larvae showed the existence of a threshold quantity of food between 35 mL and 45 mL above which all individuals become queens and below which all individuals become workers, without the occurrence of intermediate individuals (intercaste). Inserting the queens produced in vitro in orphaned mini-colonies, we were able to establish 16 perennial colonies as from six colonies donors of material in six months, constituting an increase of 33% compared to traditional techniques of multiplication of colonies which would form up only 12 colonies in the same period. Verification of frequency of sexuals reared in natural colonies over the year showed that males are produced seasonally with high rate in the period from February to April, and although the queens have a low and homogeneous occurrence over the year, we concluded that the queens produced during the period where there is greater availability of males, have higher chances of being fertilized. Thus, was extremely important synchronize the in vitro production of queens with the period where there is greater availability of males, since fertilization of these queens occurred naturally. The in vitro production of queens and multiplication of colonies in stingless bees become important tools for handling techniques that aim to obtain colonies on a large scale, with employment in pollination, meliponiculture and conservation.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Given the evolution of the data communication field, and the resulting increase of the information flow in data, networks security became a major concern. Modern cryptographic methods are mathematically reliable. However their implementation in hardware leaks confidential information through side-channels like power consumption and electromagnetic emissions. Although performance issues are crucial for a hardware design, aspects of robustness against attacks based on side-channel informations have gained much attention in recent years. This work focuses on hardware architectures based on the RSA public-key algorithm, originally proposed in 1977 by Rivest, Shamir and Adleman. This algorithm has the modular exponentiation as its main operation and it is performed through successive modular multiplications. Because the RSA involves integers of 1024 bits or more, the inherent division of modular multiplications became the main concern. The Montgomery algorithm, proposed in 1985, is a largely used method for hardware designs of modular multiplications, because it avoids divisions and all operations are performed in a multiple-precision context with all terms represented in a numerical base, generally, a power of two. This dissertation proposes a systolic architecture able to perform the Montgomery modular multiplication with multiple-precision arithmetic. Following, an improvement to the systolic architecture is presented, through an architecture that computes the Montgomery multiplication by multiplexing the multi-precision arithmetic processes. The multiplexed architecture is employed in the left-to-right square-and-multiply and square-and-multiply always modular exponentiation methods and is subjected to SPA (Simple Power Analysis) and SEMA (Simple Electromagnetic Analysis) side-channel attacks and robustness aspects are analysed. Different word sizes (numerical bases) are applied as well as different input operands. As an improvement to SPA and SEMA attacks, the power consumption and electromagnetic traces are demodulated in amplitude to eliminate the clock harmonics influence in the acquired traces. Finally, interpretations, conclusions and countermeasure propositions to the multiplexed architecture against the implemented side-channel attacks are presented. / Com a expansão da área de comunicação de dados e o consequente aumento do fluxo de informações, a segurança tem se tornado uma grande preocupação. Apesar dos métodos criptográficos modernos serem matematicamente seguros, sua implementação em hardware tende a apresentar fugas de informações confidenciais por canais laterais, tais como consumo de potência e emissões eletromagnéticas. Embora questões de desempenho sejam cruciais para um projeto de hardware, aspectos de robustez contra ataques baseados em fugas de informações por canais laterais tem ganhado maior atenção nos últimos anos. Neste trabalho, explora-se arquiteturas em hardware voltadas para o algoritmo de chave pública RSA, originalmente proposto em 1977 por Rivest, Shamir e Adleman. Este algoritmo possui como principal operação a exponenciação modular, e esta é calculada através de sucessivas multiplicações modulares. Sendo que o RSA envolve números inteiros da ordem de 1024 bits ou mais, a operação de divisão inerente em multiplicações modulares torna-se o principal problema. O algoritmo de Montgomery, proposto em 1985, é um método bastante utilizado na implementação da multiplicação modular em hardware, pois além de evitar divisões, trabalha em um contexto de precisão múltipla com termos representados por bases numéricas, geralmente, potências de dois. Dentro deste contexto, propõe-se inicialmente uma arquitetura sistólica, baseada nas propriedades de aritmética de precisão múltipla do Algoritmo de Montgomery. Em seguida, apresenta-se uma melhoria para a arquitetura sistólica, através de uma arquitetura que realiza a multiplicação modular de Montgomery voltada à multiplexação dos processos aritméticos. A arquitetura multiplexada é empregada nos métodos de exponenciação modular left-to-right square-and-multiply e square-and-multiply always e é submetida a ataques por canais laterais SPA (Simple Power Analysis) e SEMA (Simple Electromagnetic Analysis) e aspectos de robustez da arquitetura multiplexada são analisados para diversos tamanhos de palavras (base numérica do algoritmo de Montgomery). Como proposta de melhoria aos ataques por canais laterais simples, os traços de consumo de potência e emissão eletromagnética são demodulados em amplitude de modo a eliminar a influência das harmônicas do sinal de clock sobre os traços coletados. Por fim, interpretações e conclusões dos resultados são apresentados, assim como propostas de contra-medidas para a arquitetura multiplexada com relação aos ataques por canais laterais realizados.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:40:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rita dos Santos de Carvalho Picinini.pdf: 1897105 bytes, checksum: 40db215aab8bca0781df1d15de88b3d3 (MD5) Previous issue date: 2009-01-27 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / Different mathematical skills have been investigated over time and, with the advance of neuroimaging techniques, such as PET (Positron Emission Tomography) and fMRI (functional Magnetic Resonance), central components of arithmetical processing have been identified in the parietal and the pre-frontal cortices. Besides the advances of the neuroimaging techniques, other techniques such as non-invasive brain modulation have also been studied such as the transcranial magnetic stimulation (TMS) and the transcranial direct current stimulation (TDCS) in the involvement of cognitive functions in the area of calculation. This study aimed at investigating the impact of anodal TDCS applied over the left dorsolateral pre-frontal cortex (LDLPFC), right parietal cortex (RPC), left parietal cortex (LPC) while the subject was performing multiplication operations. Fifteen healthy volunteers, students of psychology, aged between 18 and 30 years old, have held subtests of the WAIS III and the multiplication task. The results showed that the anodal TDCS over the RPC improved the performance of men regarding the number of rightness. The influence of TDCS on volunteers who had worse performance took place not on complex tasks, but simple arithmetical ones. Besides, the influence of TDCS on volunteers who had better performance was in complex tasks, not simple ones. These results show that the effects of the TDCS on a certain function depend on the baseline values of each volunteer. The other stimulation conditions over the LDLPFC and LPC did not show any significant results. The TDCS can bring a beneficial effect in calculation tasks, depending on the intensity, polarity, time and location of stimulation, resulting in the increased or diminished cortex excitability. / Diferentes habilidades matemáticas vêm sendo investigadas ao longo dos tempos e, com o avanço das técnicas de neuroimagem, como PET (Tomografia por emissão de Pósitrons) e fMRI (ressonância magnética funcional) componentes centrais no processamento aritmético vêm sendo identificados em córtex parietal e pré-frontal. Além do avanço das técnicas de neuroimagem, outras técnicas como de modulação cerebral não-invasiva também vêm sendo estudadas, como Estimulação Magnética Transcraniana (EMT) e a Estimulação Transcraniana por Corrente Contínua (ETCC) no envolvimento das funções cognitivas com a área de cálculo. Este estudo teve como objetivo investigar o impacto da ETCC anódica quando aplicada no Córtex Pré-Frontal Dorsolateral (CPFDLE), Córtex Parietal Direito (CPD), Córtex Parietal Esquerdo (CPE) no desempenho em operações de multiplicação. Quinze voluntários saudáveis, estudantes de psicologia, com faixa etária entre 18 e 30 anos, realizaram subtestes do WAIS III e a tarefa de multiplicação. Os resultados desse estudo mostraram que a ETCC anódica aplicada no CPD melhorou o desempenho dos homens em relação ao número de acertos. A influência da ETCC em participantes com pior desempenho em Aritmética se deu em tarefa simples de multiplicação, mas não complexa, ao passo que a influência da ETCC em participantes com melhor desempenho em Aritmética se deu em tarefa complexa de multiplicação, mas não em simples. Tais resultados sinalizam que os efeitos da estimulação em uma determinada função dependem dos valores de linha de base de cada participante As outras condições de estimulações, CPFDLE e CPE não resultaram em efeitos significativos. A ETCC pode produzir um efeito benéfico em tarefas de cálculo, dependendo da intensidade, polaridade, tempo e localização da estimulação, podendo resultar em aumento ou diminuição na excitabilidade do córtex.