Θέματα Διπλωματικών Εργασιών 2016-17

Παύλος Εφραιμίδης, Αναπλ. Καθηγητής

Γραφείο 4, 2ος όροφος, Κτίριο Α

Πρόχειρη Έκδοση 23/09/2016


Θέματα

Α. Επιστημονική Περιοχή: Προσωπικά Δεδομένα, Mobile Computing, Κρυπτογραφία

Διπλωματική Α1: Τεχνολογίες ψηφιακού χρήματος Bitcoin και υποδομές Blockchain

Διπλωματική Α2: Mobile εφαρμογή (Android): Προστασία προσωπικών δεδομένων από κακόβουλα Apps

Διπλωματική Α3: Android SmartTV: Υπολογισμός τηλεθέασης με προστασία της ιδιωτικότητας

Διπλωματική Α4: Προσωπικά Δεδομένα και Smart Cities: Mobile εφαρμογή

Διπλωματική Α5: Προσωπικό Προφίλ για Εφαρμογή Υγείας: Mobile εφαρμογή

Διπλωματική Α6: Προσωπικό Προφίλ για Τουριστική Εφαρμογή: Mobile εφαρμογή

Διπλωματική Α7: Προσωπικά Προφίλ σε Έξυπνες Συσκευές: Εφαρμογές και Θέματα Ιδιωτικότητας

Διπλωματική Α8: Διαχείριση προσωπικών δεδομένων σε πλατφόρμα nextcloud/owncloud


Β. Επιστημονική Περιοχή: Αλγόριθμοι, Παίγνια και Κοινωνικά Δίκτυα

Διπλωματική Β1: Υλοποίηση αλγορίθμων κεντρικότητας (centrality) και ομαδοποίησης (clustering) πάνω σε γραφήματα.

Διπλωματική Β2: Στοχαστικά Παίγνια (Stochastic Games): Μελέτη ενός χαρτοπαιγνίου

Διπλωματική Β3: Επιρροή σε κοινωνικά γραφήματα

Διπλωματική Β4: Θέματα ιδιωτικότητας σε κοινωνικά δίκτυα

Διπλωματική Β5: Καταπολέμηση κακόβουλων χρηστών στα κοινωνικά μέσα


Γ. Επιστημονική Περιοχή: Αλγόριθμοι

Διπλωματική Γ1: Η υπόθεση “Strong Exponential Time Hypothesis (SETH)” και εφαρμογές της στην πολυπλοκότητα χρόνου αλγορίθμων


Επιπρόσθετες Πληροφορίες

Θέμα Α1

Τίτλος
Τεχνολογίες ψηφιακού χρήματος Bitcoin και υποδομές Blockchain
Περιγραφή:
Στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας θα μελετηθούν τεχνολογίες ψηφιακού χρήματος με προστασία της ιδιωτικότητας (privacy-preserving e-cash) και κρυπτονομισμάτων (cryptocurrencies), συμπεριλαμβανομένου και του Bitcoin [1, 2, 3]. Οι τεχνολογίες αυτές βασίζονται σε υποδομές κατανεμημένων βάσεων δεδομένων (blockchains), οι οποίες διατηρούν μία αυξανόμενη λίστα καταχωρήσεων (blocks) οι οποίες προστατεύονται από αλλοίωση και μετατροπή. Σκοπός της εργασίας είναι η δημιουργία πρότυπης εφαρμογής που θα χρησιμοποιεί τεχνολογίες blockchain ή/και κρυπτονομισμάτων για την υποστήριξη συναλλαγών.
Απαιτήσεις
Σημαντική είναι η καλή εξοικείωση του φοιτητή με τη γλώσσα Java. Εξοικείωση με έννοιες κρυπτογραφίας είναι χρήσιμη.
Ενδεικτικές αναφορές
[1] Υλικό bitcoinschool του 2016, https://bitcoinschool.gr/#schedule
[2] Antonopoulos, Andreas M. (2014). “Mastering Bitcoin. Unlocking Digital Cryptocurrencies” http://chimera.labs.oreilly.com/books/1234000001802/index.html
[3] Andy Extance, “The future of cryptocurrencies, bitcoin and beyond”, Nature, Vol 526  http://www.nature.com/news/the-future-of-cryptocurrencies-bitcoin-and-beyond-1.18447

Θέμα Α2

Τίτλος
Mobile εφαρμογή (Android): Προστασία προσωπικών δεδομένων από κακόβουλα Apps
Περιγραφή
Σκοπός της διπλωματικής είναι η μελέτη διαρροής ευαίσθητων προσωπικών δεδομένων απο συσκευές Android μέσω κακόβουλων εφαρμογών. Θα μελετηθεί ο τρόπος λειτουργίας κακόβουλων εφαρμογών οι οποίες στοχεύουν στην υποκλοπή δεδομένων του χρήστη στα οποία η εφαρμογή δεν έχει νόμιμα την απαραίτητη πρόσβαση. Στην ανάλυση των εφαρμογών αυτών θα μελετηθούν ειδικά εργαλεία ανάλυσης αρχείων apk.
Απαιτήσεις
Απαραίτητη προϋπόθεση είναι η εξοικείωση του φοιτητή με τη γλώσσα Java. Επίσης ιδιαίτερα χρήσιμη θεωρείται η εμπειρία στον προγραμματισμό εφαρμογών για συσκευές  Android.
Ενδεικτικές αναφορές
[1] http://s3.eurecom.fr/docs/acsac12_marforio.pdf
[2] http://www.cse.psu.edu/~sxz16/papers/permlyzer.pdf
[3] http://www.appanalysis.org/tdroid10.pdf

Θέμα Β1

Τίτλος
Υλοποίηση αλγορίθμων κεντρικότητας (centrality) και ομαδοποίησης (clustering) πάνω σε γραφήματα
Περιγραφή
Σκοπός της διπλωματικής είναι η υλοποίηση αποδοτικών αλγορίθμων για γραφήματα σε γλώσσα Java πάνω στην πλατφόρμα social-influence [1]. Οι αλγόριθμοι αυτοί χρησιμοποιούνται (μεταξύ άλλων) σε ανάλυση κοινωνικών μέσων και πιο συγκεκριμένα για εύρεση χρηστών με τη μεγαλύτερη επιρροή καθώς και για εντοπισμό ομοιοτήτων μεταξύ κόμβων (άτομα με κοινά ενδιαφέροντα, προϊόντα με συγγενικά χαρακτηριστικά κλπ). Ενδεικτικοί αλγόριθμοι είναι οι εξής:

  • Betweenness centrality, όπως αναφέρεται στο [2] καθώς και παραλλαγές του για weighted/directed κλπ
  • Αλγόριθμοι centrality για διμερή γραφήματα που αναφέρονται στο [3]
  • Αλγόριθμοι clustering που αναφέρονται στο [4]

Ο κώδικας του φοιτητή θα ενσωματωθεί στη βιβλιοθήκη με μορφή pull request στο github ώστε ο φοιτητής να λάβει αυτόματα το αντίστοιχο credit.

Απαιτήσεις
Απαραίτητη προϋπόθεση είναι η πολύ καλή εξοικείωση του φοιτητή με τη γλώσσα Java και με τα patterns της. Καλή γνώση του Collections Framework θεωρείται πρωτεύουσας σημασίας.
Ενδεικτικές αναφορές
[1] Social Influence, https://github.com/gstamatelat/social-influence
[2] Brandes, Ulrik. “A faster algorithm for betweenness centrality*“, Journal of mathematical sociology 25.2 (2001): 163-177.
[3] Ranking on Multipartite Graphs, http://www.en.pms.ifi.lmu.de/publications/diplomarbeiten/Niels.Becker/ZA_Niels.Becker.pdf
[4] Fortunato, Santo. “Community detection in graphs“, Physics reports 486.3 (2010): 75-174.

Θέμα Β2

Τίτλος
Στοχαστικά Παίγνια (Stochastic Games): Μελέτη ενός χαρτοπαιγνίου
Περιγραφή
Σκοπός της διπλωματικής είναι η μοντελοποίηση και η πιθανοκρατική ανάλυση ενός χαρτοπαιγνίου υπό το πρίσμα των στοχαστικών παιγνίων [1] με τη χρήση του λογισμικού πιθανοκρατικού ελέγχου μοντέλων PRISM [2]. Τα χαρτοπαίγνια έχουν αποτελέσει εύφορο έδαφος για την εφαρμογή της θεωρίας των στοχαστικών διεργασιών (Markov Decision Processes [3], Stochastic Games ) και έχουν μελετηθεί με τη χρήση λογισμικών πιθανοκρατικής ανάλυσης [4]. Το λογισμικό PRISM ενσωματώνει κατάλληλες τεχνικές για την ανάλυση στοχαστικών διεργασιών και προσφέρει τις απαραίτητες λειτουργικότητες για την εξαγωγή αποτελεσμάτων από αυτές.
Ο φοιτητής καλείται να εξοικειωθεί με τη θεωρία των στοχαστικών παιγνίων καθώς και με τη γλώσσα μοντελοποίησης που χρησιμοποιείται από το PRISM [5] και στη συνέχεια να υλοποιήσει το αντίστοιχο μοντέλο ενός ιδεατού χαρτοπαιγνίου το οποίο βασίζεται σε κανόνες υπάρχοντος χαρτοπαιγνίου. Τελικό αποτέλεσμα της μοντελοποίησης θα είναι η εξαγωγή στρατηγικών για τους παίκτες του χαρτοπαιγνίου βάσει των αποτελεσμάτων της ανάλυσης του PRISM.
Απαιτήσεις
Απαραίτητη προϋπόθεση είναι η πολύ καλή γνώση της θεωρίας πιθανοτήτων ενώ η εξοικείωση με άλλα περιβάλλοντα ανάπτυξης τυπικών γλωσσών προγραμματισμού (π.χ. Java) αποτελεί κατάλληλο υπόβαθρο για την προσαρμογή του φοιτητή στο περιβάλλον του PRISM.
Ενδεικτικές αναφορές
[1] Shapley, L. S. (1953). Stochastic games. Proceedings of the national academy of sciences, 39(10), 1095-1100.
[2] PRISM, http://www.prismmodelchecker.org/
[3] An introduction to Markov Decision Processes, http://www.cs.rice.edu/~vardi/dag01/givan1.pdf
[4] Reilly, B. An MDP Blackjack Agent. http://www.cs.uml.edu/ecg/uploads/AIfall12/reilly_blackjack_mdp.pdf
[5] The PRISM Language, http://www.prismmodelchecker.org/manual/ThePRISMLanguage/Introduction