Thèses (M.Sc.A.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2003. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

As redes de computadores são ambientes cada vez mais complexos e dotados de novos serviços, usuários e infra-estruturas. A segurança e a privacidade de informações tornam-se fundamentais para a evolução destes ambientes. O anonimato, a fragilidade e outros fatores muitas vezes estimulam indivíduos mal intencionados a criar ferramentas e técnicas de ataques a informações e a sistemas computacionais. Isto pode gerar desde pequenas inconveniências até prejuízos financeiros e morais. Nesse sentido, a detecção de intrusão aliada a outras ferramentas de segurança pode proteger e evitar ataques maliciosos e anomalias em sistemas computacionais. Porém, considerada a complexidade e robustez de tais sistemas, os serviços de segurança muitas vezes não são capazes de analisar e auditar todo o fluxo de informações, gerando pontos falhos de segurança que podem ser descobertos e explorados. Neste contexto, esta tese de doutorado propõe, projeta, implementa e analisa o desempenho de uma camada de integração de serviços de segurança (CISS). Na CISS foram implementados e integrados serviços de segurança como Firewall, IDS, Antivírus, ferramentas de autenticação, ferramentas proprietárias e serviços de criptografia. Além disso, a CISS possui como característica principal a criação de uma estrutura comum para armazenar informações sobre incidentes ocorridos em um sistema computacional. Estas informações são consideradas como a fonte de conhecimento para que o sistema de detecção de anomalias, inserido na CISS, possa atuar com eficiência na prevenção e proteção de sistemas computacionais detectando e classificando prematuramente situações anômalas. Para isso, foram criados modelos comportamentais com base nos conceitos de Modelo Oculto de Markov (HMM) e modelos de análise de seqüências anômalas. A CISS foi implementada em três versões: (i) System-on-Chip (SoC), (ii) software JCISS em Java e (iii) simulador. Resultados como desempenho temporal, taxas de ocupação, o impacto na detecção de anomalias e detalhes de implementação são apresentados, comparados e analisados nesta tese. A CISS obteve resultados expressivos em relação às taxas de detecção de anomalias utilizando o modelo MHMM, onde se destacam: para ataques conhecidos obteve taxas acima de 96%; para ataques parciais por tempo, taxas acima de 80%; para ataques parciais por seqüência, taxas acima de 96% e para ataques desconhecidos, taxas acima de 54%. As principais contribuições da CISS são a criação de uma estrutura de integração de serviços de segurança e a relação e análise de ocorrências anômalas para a diminuição de falsos positivos, detecção e classificação prematura de anormalidades e prevenção de sistemas computacionais. Contudo, soluções foram criadas para melhorar a detecção como o modelo seqüencial e recursos como o subMHMM, para o aprendizado em tempo real. Por fim, as implementações em SoC e Java permitiram a avaliação e utilização da CISS em ambientes reais. / Computer networks are increasingly complex environments and equipped with new services, users and infrastructure. The information safety and privacy become fundamental to the evolution of these environments. The anonymity, the weakness and other factors often encourage people to create malicious tools and techniques of attacks to information and computer systems. It can generate small inconveniences or even moral and financial damage. Thus, the detection of intrusion combined with other security tools can protect and prevent malicious attacks and anomalies in computer systems. Yet, considering the complexity and robustness of these systems, the security services are not always able to examine and audit the entire information flow, creating points of security failures that can be discovered and explored. Therefore, this PhD thesis proposes, designs, implements and analyzes the performance of an Integrated Security Services Layer (ISSL). So several security services were implemented and integrated to the ISSL such as Firewall, IDS, Antivirus, authentication tools, proprietary tools and cryptography services. Furthermore, the main feature of our ISSL is the creation of a common structure for storing information about incidents in a computer system. This information is considered to be the source of knowledge so that the system of anomaly detection, inserted in the ISSL, can act effectively in the prevention and protection of computer systems by detecting and classifying early anomalous situations. In this sense, behavioral models were created based on the concepts of the Hidden Markov Model (MHMM) and models for analysis of anomalous sequences. The ISSL was implemented in three versions: (i) System-on-Chip (SoC), (ii) JCISS software in Java and (iii) one simulator. Results such as the time performance, occupancy rates, the impact on the detection of anomalies and details of implementation are presented, compared and analyzed in this thesis. The ISSL obtained significant results regarding the detection rates of anomalies using the model MHMM, which are: for known attacks, rates of over 96% were obtained; for partial attacks by a time, rates above 80%, for partial attacks by a sequence, rates were over 96% and for unknown attacks, rates were over 54%. The main contributions of ISSL are the creation of a structure for the security services integration and the relationship and analysis of anomalous occurrences to reduce false positives, early detection and classification of abnormalities and prevention of computer systems. Furthermore, solutions were figured out in order to improve the detection as the sequential model, and features such as subMHMM for learning at real time. Finally, the SoC and Java implementations allowed the evaluation and use of the ISSL in real environments.

As redes de computadores são ambientes cada vez mais complexos e dotados de novos serviços, usuários e infra-estruturas. A segurança e a privacidade de informações tornam-se fundamentais para a evolução destes ambientes. O anonimato, a fragilidade e outros fatores muitas vezes estimulam indivíduos mal intencionados a criar ferramentas e técnicas de ataques a informações e a sistemas computacionais. Isto pode gerar desde pequenas inconveniências até prejuízos financeiros e morais. Nesse sentido, a detecção de intrusão aliada a outras ferramentas de segurança pode proteger e evitar ataques maliciosos e anomalias em sistemas computacionais. Porém, considerada a complexidade e robustez de tais sistemas, os serviços de segurança muitas vezes não são capazes de analisar e auditar todo o fluxo de informações, gerando pontos falhos de segurança que podem ser descobertos e explorados. Neste contexto, esta tese de doutorado propõe, projeta, implementa e analisa o desempenho de uma camada de integração de serviços de segurança (CISS). Na CISS foram implementados e integrados serviços de segurança como Firewall, IDS, Antivírus, ferramentas de autenticação, ferramentas proprietárias e serviços de criptografia. Além disso, a CISS possui como característica principal a criação de uma estrutura comum para armazenar informações sobre incidentes ocorridos em um sistema computacional. Estas informações são consideradas como a fonte de conhecimento para que o sistema de detecção de anomalias, inserido na CISS, possa atuar com eficiência na prevenção e proteção de sistemas computacionais detectando e classificando prematuramente situações anômalas. Para isso, foram criados modelos comportamentais com base nos conceitos de Modelo Oculto de Markov (HMM) e modelos de análise de seqüências anômalas. A CISS foi implementada em três versões: (i) System-on-Chip (SoC), (ii) software JCISS em Java e (iii) simulador. Resultados como desempenho temporal, taxas de ocupação, o impacto na detecção de anomalias e detalhes de implementação são apresentados, comparados e analisados nesta tese. A CISS obteve resultados expressivos em relação às taxas de detecção de anomalias utilizando o modelo MHMM, onde se destacam: para ataques conhecidos obteve taxas acima de 96%; para ataques parciais por tempo, taxas acima de 80%; para ataques parciais por seqüência, taxas acima de 96% e para ataques desconhecidos, taxas acima de 54%. As principais contribuições da CISS são a criação de uma estrutura de integração de serviços de segurança e a relação e análise de ocorrências anômalas para a diminuição de falsos positivos, detecção e classificação prematura de anormalidades e prevenção de sistemas computacionais. Contudo, soluções foram criadas para melhorar a detecção como o modelo seqüencial e recursos como o subMHMM, para o aprendizado em tempo real. Por fim, as implementações em SoC e Java permitiram a avaliação e utilização da CISS em ambientes reais. / Computer networks are increasingly complex environments and equipped with new services, users and infrastructure. The information safety and privacy become fundamental to the evolution of these environments. The anonymity, the weakness and other factors often encourage people to create malicious tools and techniques of attacks to information and computer systems. It can generate small inconveniences or even moral and financial damage. Thus, the detection of intrusion combined with other security tools can protect and prevent malicious attacks and anomalies in computer systems. Yet, considering the complexity and robustness of these systems, the security services are not always able to examine and audit the entire information flow, creating points of security failures that can be discovered and explored. Therefore, this PhD thesis proposes, designs, implements and analyzes the performance of an Integrated Security Services Layer (ISSL). So several security services were implemented and integrated to the ISSL such as Firewall, IDS, Antivirus, authentication tools, proprietary tools and cryptography services. Furthermore, the main feature of our ISSL is the creation of a common structure for storing information about incidents in a computer system. This information is considered to be the source of knowledge so that the system of anomaly detection, inserted in the ISSL, can act effectively in the prevention and protection of computer systems by detecting and classifying early anomalous situations. In this sense, behavioral models were created based on the concepts of the Hidden Markov Model (MHMM) and models for analysis of anomalous sequences. The ISSL was implemented in three versions: (i) System-on-Chip (SoC), (ii) JCISS software in Java and (iii) one simulator. Results such as the time performance, occupancy rates, the impact on the detection of anomalies and details of implementation are presented, compared and analyzed in this thesis. The ISSL obtained significant results regarding the detection rates of anomalies using the model MHMM, which are: for known attacks, rates of over 96% were obtained; for partial attacks by a time, rates above 80%, for partial attacks by a sequence, rates were over 96% and for unknown attacks, rates were over 54%. The main contributions of ISSL are the creation of a structure for the security services integration and the relationship and analysis of anomalous occurrences to reduce false positives, early detection and classification of abnormalities and prevention of computer systems. Furthermore, solutions were figured out in order to improve the detection as the sequential model, and features such as subMHMM for learning at real time. Finally, the SoC and Java implementations allowed the evaluation and use of the ISSL in real environments.

<p>Most of today’s microwave circuits are designed for specific function and specialneed. There is a growing trend to have flexible and reconfigurable circuits. Circuitsthat can be digitally programmed to achieve various functions based on specific needs. Realization of high frequency circuit blocks that can be dynamically reconfigured toachieve the desired performance seems to be challenging. However, with recentadvances in many areas of technology these demands can now be met.</p><p>Two concepts have been investigated in this thesis. The initial part presents thefeasibility of a flexible and programmable circuit (PROMFA) that can be utilized formultifunctional systems operating at microwave frequencies. Design details andPROMFA implementation is presented. This concept is based on an array of genericcells, which consists of a matrix of analog building blocks that can be dynamicallyreconfigured. Either each matrix element can be programmed independently or severalelements can be programmed collectively to achieve a specific function. The PROMFA circuit can therefore realize more complex functions, such as filters oroscillators. Realization of a flexible RF circuit based on generic cells is a new concept.In order to validate the idea, a test chip has been fabricated in a 0.2μm GaAs process, ED02AH from OMMIC^TM. Simulated and measured results are presented along withsome key applications like implementation of a widely tunable band pass filter and anactive corporate feed network.</p><p>The later part of the thesis covers the design and implementation of tunable andwideband highly linear LNAs that can be very useful for multistandard terminals suchas software defined radio (SDR). One of the key components in the design of a flexibleradio is low noise amplifier (LNA). Considering a multimode and multiband radiofront end, the LNA must provide adequate performance within a large frequency band.Optimization of LNA performance for a single frequency band is not suitable for thisapplication. There are two possible solutions for multiband and multimode radio frontends (a) Narrowband tunable LNAs (b) Wideband highly linear LNAs. A dual bandtunable LNA MMIC has been fabricated in 0.2μm GaAs process. A self tuningtechnique has also been proposed for the optimization of this LNA. This thesis alsopresents the design of a novel highly linear current mode LNA that can be used forwideband RF front ends for multistandard applications. Technology process for thiscircuit is 90nm CMOS.</p>

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tiago Brito Bezerra.pdf: 3848907 bytes, checksum: 09c5f40ad1ac5ce43a253e0335d491da (MD5) Previous issue date: 2012-04-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Programmable integrated circuits enable its adjustment after fabrication to fit more than one application within a certain set of applications. A programmable measurement system can be applied to the measurement of different quantities involving a set of sensors with different signal characteristics and employing a single analog-to-digital converter (ADC). The output signal range for each sensor should be adjusted to be as close to the input range of the ADC as possible, to ensure maximum measurement quality. One solution to implement the adjustment on the signal range is the use of a measurement system with programmable conditioning circuit. In this work, it is proposed to design an ADC integrated circuit whose input range is adjusted to the signal level at the output of the sensor in order to avoid amplification stages in a signal conditioning circuit. For this adjustment, the input of the converter should be programmable, making it more compatible with various sensors with different characteristics. The developed ADC also allows the configuration of the converter resolution, enabling the designer to exploit trade-offs between resolution and conversion speed for a given application. The ADC is a switched capacitor integrating converter and it was designed for the AMS 0.35 μm CMOS process. / Circuitos integrados programáveis possibilitam o seu ajuste após a fabricação, para se adequarem a mais de uma aplicação dentro de um conjunto determinado de aplicações. Um sistema de medição programável pode ser aplicado em medições que envolvam um conjunto de sensores com características diferentes de sinais e um conversor analógico-digital. A faixa de sinal em cada sensor deve ser ajustada o mais próximo da faixa de entrada do conversor analógico-digital, para garantir a medição com a faixa completa do sinal. Uma solução para realizar o ajuste da faixa do sinal é o uso de um sistema de medição com circuito de condicionamento programável. Neste trabalho de dissertação, propõe-se o projeto de um conversor analógico-digital em circuito integrado em que a faixa de entrada pode ser ajustada ao nível de sinal na saída do sensor, com a finalidade de evitar estágios de amplificação do sinal em um circuito de condicionamento. Para tal ajuste, a entrada do conversor deverá ser programável, o que o torna mais compatível com diversos sensores com características diferentes. O circuito proposto também possibilita a definição da resolução do conversor o que permite a escolha de compromisso entre resolução e velocidade de conversão, dependendo da aplicação. O conversor A/D é do tipo integrador a capacitores chaveados e foi projetado, em nível de transistor e leiaute, para o processo AMS 0,35 m CMOS.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael Oliveira Nunes.pdf: 2514852 bytes, checksum: 72d45d30f5d3d54f97f6401ca5005607 (MD5) Previous issue date: 2010-12-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Programmable integrated circuits for specified applications enable its adjustment after fabrication, to fit more than one application within a certain set of applications. These circuits are flexible, but could lose in performance when compared to other circuit constructed to serve only a specific application. A programmable system can be applied to measurements involving a set of sensors with different characteristics of signals and an analog-to-digital converter. The signal range for each sensor should be adjusted as close to the input range of analog-digital converter as possible, to ensure the measurement with the full range of the signal. A solution for ensure the adjustable ranges is the employ a measurement system with programmable conditioning circuit. In this work, an analog-to-digital converter with adjustable input range is proposed, providing, equivalently, an adjustable gain value to the analog input signal. The gain values compose a minimum set to ensure no loss of measurement range of the signal, with loss of resolution within an acceptable limit. The proposed converter is a discrete integrator type with switched capacitor circuits. Behavioral and SPICE simulations were performed to validate the proposed converter. / Circuitos integrados programáveis possibilitam o seu ajuste após a fabricação, para se adequar a mais de uma aplicação dentro de um conjunto determinado de aplicações. Esses circuitos são flexíveis, mas podem perder em desempenho quando comparado a outro circuito fabricado para servir a apenas uma aplicação específica. Um sistema programável pode ser aplicado em medições que envolvam um conjunto de sensores com características diferentes de sinais e um conversor analógico-digital. A faixa de sinal em cada sensor deve ser ajustada o mais próximo da faixa de entrada do conversor analógico-digital, para garantir a medição com a faixa completa do sinal. Uma solução para garantir o ajuste das faixas é o uso de um sistema de medição com circuito de condicionamento programável. Neste trabalho, um conversor analógico-digital com faixa de entrada ajustável é proposto, proporcionando, de forma equivalente, um valor de ganho ajustável ao sinal analógico de entrada. Os valores de ajuste pertencem a um conjunto mínimo de ganhos definidos para garantir que não haja perda da faixa de medição do sinal, com perda de resolução dentro de um limite aceitável. O conversor proposto é do tipo integrador discreto com circuitos a capacitor chaveado. Simulações comportamentais e em SPICE foram realizadas de forma a validar o conversor proposto.

Most of today’s microwave circuits are designed for specific function and specialneed. There is a growing trend to have flexible and reconfigurable circuits. Circuitsthat can be digitally programmed to achieve various functions based on specific needs. Realization of high frequency circuit blocks that can be dynamically reconfigured toachieve the desired performance seems to be challenging. However, with recentadvances in many areas of technology these demands can now be met. Two concepts have been investigated in this thesis. The initial part presents thefeasibility of a flexible and programmable circuit (PROMFA) that can be utilized formultifunctional systems operating at microwave frequencies. Design details andPROMFA implementation is presented. This concept is based on an array of genericcells, which consists of a matrix of analog building blocks that can be dynamicallyreconfigured. Either each matrix element can be programmed independently or severalelements can be programmed collectively to achieve a specific function. The PROMFA circuit can therefore realize more complex functions, such as filters oroscillators. Realization of a flexible RF circuit based on generic cells is a new concept.In order to validate the idea, a test chip has been fabricated in a 0.2μm GaAs process, ED02AH from OMMICTM. Simulated and measured results are presented along withsome key applications like implementation of a widely tunable band pass filter and anactive corporate feed network. The later part of the thesis covers the design and implementation of tunable andwideband highly linear LNAs that can be very useful for multistandard terminals suchas software defined radio (SDR). One of the key components in the design of a flexibleradio is low noise amplifier (LNA). Considering a multimode and multiband radiofront end, the LNA must provide adequate performance within a large frequency band.Optimization of LNA performance for a single frequency band is not suitable for thisapplication. There are two possible solutions for multiband and multimode radio frontends (a) Narrowband tunable LNAs (b) Wideband highly linear LNAs. A dual bandtunable LNA MMIC has been fabricated in 0.2μm GaAs process. A self tuningtechnique has also been proposed for the optimization of this LNA. This thesis alsopresents the design of a novel highly linear current mode LNA that can be used forwideband RF front ends for multistandard applications. Technology process for thiscircuit is 90nm CMOS.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diomadson Belfort.pdf: 1540332 bytes, checksum: 3100ff3681a43294daea6ee8313b879e (MD5) Previous issue date: 2007-09-05 / In digital measurement systems, signal conditioning circuits have the main functionality of adjusting analog signals for digital conversion. For maximizing the application of a measurement circuit or system, yet considering its integration in a single chip, these circuits must be programmable, in order to serve to different kinds of sensors with diverse output signal characteristics. The main functions of the signal conditioning circuit, in this case, are the amplification and dc level shift of the analog signal. In this master s thesis, an architecture of a signal conditioning integrated circuit with programmable gain and dc level shift, optimized in number of discrete components, using the switched capacitor technique is proposed. The proposed architecture allows the circuit use in differential and single-ended modes, with unipolar and bipolar signals. The design of an integrated circuit is carried out for implementing the proposed architecture using 0.35 mm TSMC CMOS technology, available in the ASIC design kit (ADK) of the Mentor Graphics, IC Nanometer software package. / Em sistemas digitais de medição, circuitos de condicionamento de sinais têm como principal finalidade o ajuste dos sinais analógicos para realização da conversão digital. Para maximização da aplicação de um circuito ou sistema de medição, considerando ainda sua integração em uma única pastilha, esses circuitos têm que ser programáveis, de forma a atender a diversos tipos de sensores com características de sinais de saída diversas. As principais funções do circuito de condicionamento, neste caso, são a amplificação e o ajuste de nível cc do sinal analógico. Nesta dissertação, propõe-se uma arquitetura de um circuito de condicionamento integrado com ajuste de nível cc e ganho programáveis, otimizada em número de componentes discretos, usando a técnica de capacitores chaveados. A arquitetura proposta permite a utilização do circuito nos modos diferencial e de terminação única, unipolar ou bipolar. Um projeto de um circuito integrado é realizado implementando a arquitetura proposta em tecnologia CMOS 0,35 mm TSMC, disponível no ASIC design kit (ADK) do pacote de programas da Mentor Graphics, IC Nanometer.