TY - THES A1 - Matzeder, Marco T1 - Zeichnen von Bäumen auf Gittern T1 - Drawing Trees on Grids N2 - Das Zeichnen von Graphen beschäftigt sich mit der Frage, wie die durch einen Graphen repräsentierten Informationen für einen Betrachter übersichtlich und verständlich dargestellt werden können. Die Graphklasse der Bäume dient insbesondere zur Repräsentation von hierarchischen Strukturen. Neben den hierarchisch und radial darstellenden Verfahren werden Bäume auch auf dem orthogonalen Gitter gezeichnet, in welchem die Knoten auf ganzzahligen Koordinaten liegen und die Kanten entlang der horizontalen und vertikalen Gitterlinien verlaufen. Gewünscht wird eine gute Lesbarkeit der Zeichnungen und deren effiziente Berechnung. Für die formale Bewertung der Lesbarkeit existieren speziell für das Zeichnen von Bäumen definierte Ästhetikkriterien, wie eine ebenenweise Darstellung, die Ordnungserhaltung und Kriterien zur Darstellung von Subgraphisomorphien und Symmetrien. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit einer bislang wenig studierten Erweiterung des orthogonalen Gitters auf das hexagonale und oktagonale Gitter durch das Hinzunehmen von einer bzw. beider diagonalen Gitterrichtungen, und der Problemstellung, wie Bäume darauf gezeichnet werden. Dadurch können auch Bäume mit einem höheren Grad gezeichnet werden als auf dem orthogonalen Gitter. Die Einschränkung, dass nur Bäume gezeichnet werden können, deren Grad kleiner ist als die Anzahl der Gitterrichtungen des verwendeten Gitters, besteht jedoch weiterhin. Als Ästhetikkriterien werden die lokale Uniformität, die die Länge der ausgehenden Kanten eines Knotens festlegt, und Pattern, die deren Richtungen festlegen, eingeführt. Gegenüber dem bekannten linearen Flächenverbrauch von geradlinigen Zeichnungen von vollständigen Binärbäumen auf dem orthogonalen Gitter, werden für Zeichnungen von vollständigen d-nären Bäumen mit d > 2 nicht-lineare untere Schranken für die benötigte Fläche auf dem hexagonalen und dem oktagonalen Gitter gezeigt. Insgesamt werden für vollständige und beliebige, geordnete und ungeordnete Bäume obere und untere Flächenschranken für Zeichnungen auf dem hexagonalen und oktagonalen Gitter präsentiert. Dabei zeigt sich, dass bei nicht-ordnungserhaltenden Zeichnungen zwar mehr als lineare, aber deutlich weniger als quadratische Fläche benötigt wird. Im Gegensatz dazu gibt es geordnete Bäume, deren ordnungserhaltende Zeichnungen exponentielle Fläche benötigen. Des Weiteren wird die Ermittlung der minimalen Zeichenfläche für geordnete d-näre Bäume ebenso als NP-vollständig bewiesen, wie das Zeichnen von ungeordneten d-nären Bäumen mit einheitlichen Kantenlängen. Schließlich werden zwei Linearzeitalgorithmen vorgestellt, die geordnete d-näre Bäume unter Einhaltung der genannten Ästhetikkriterien zeichnen. KW - Baum KW - Wald KW - Graph KW - Gittereinbettung KW - Graphenzeichnen KW - Gitter KW - Sweep-Algorithmus KW - Rekursiver Algorithmus KW - Baumzeichnung KW - Orthogonales Gitter KW - Hexagonales Gitter KW - Oktagonales Gitter KW - ordnungserhaltend KW - lokale Uniformität KW - Tree Drawing KW - Grid KW - ordered KW - unordered Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:739-opus-26923 ER - TY - JOUR T1 - Universitätsbibliothek Passau: Jahresbericht 2020 N2 - Jahresbericht der Universitätsbibliothek Passau für das Jahr 2020. T3 - Jahresbericht der Universitätsbibliothek Passau - 2020 Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:739-opus4-10306 CY - Passau ER - TY - JOUR A1 - Sonar, Arne A1 - Bleyer, Bernhard A1 - Heckmann, Dominikus T1 - Zur Synergie von reflexiver Technikbewertung und E(L)SA-Begleitforschung. Eine Bewertungstheorie sozio-technischer Systemgefüge im Rahmen der Digitalisierung JF - Bavarian Journal of Applied Science N2 - Die zunehmende Verknüpfung von Informations- und Kommunikations-technologien (IKT) mit den Möglichkeiten des Internet of Things (IoT) stellt im Entwicklungsprozess von Produkten neue Anforderungen hinsichtlich ihrer Implementierung, Integration und Anwendung. Aus der Perspektive der E(L)SA-Begleitforschung (Ethical, Legal and Social Aspects) erweist sich eine frühzeitige, in den gesamten Hervorbringungsprozess integrierte, reflexive Begleitung als ebenso bedeutsam wie die Bewertung des Produkts in seinen Anwendungskontexten. Digitalisierte Technik soll nicht nur hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit bewertet, sondern aktiv im Prozess der Produktherstellung mitgestaltet werden. Es gilt ein methodisches Vorgehen zu konzipieren, welches die vorhandenen Modelle der Technikfolgenbewertung aufgreift, ihre Kompatibilitäten prüft und die Synergien von reflexiver Technikbewertung und E(L)SA-Begleitforschung zur Geltung bringen kann. N2 - Due to the increasing interaction between information and communication technologies (ICT) and the possibilities of the Internet of Things (IoT), product development today is confronted with new challenges concerning implementation, integration and use. From the perspective of accompanying E(L)SA research (ethical, legal and social aspects), the reflexive monitoring of technical developments right from the start and throughout the entire development and production process turns out to be just as relevant as evaluating the product in its various usage contexts. Digitized technologies should not only be assessed with respect to their applicability and the challenges of their implementation, rather should they be actively codesigned throughout the entire product production process. It is therefore necessary to devise a methodological approach in which the existing models of reflexive technology impact assessment are taken up, their compatibilities are examined and the synergies of reflexive technology assessment and accompanying E(L)SA research are emphasized. KW - Technikbewertung KW - ELSA KW - methodologischer Pluralismus KW - sozio-technische Systeme Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:739-opus4-14356 N1 - Zuerst erschienen unter https://doi.org/10.25929/zsax-ke18 VL - 2017 IS - 3 SP - 234 EP - 247 CY - Deggendorf ER - TY - THES A1 - EL-Khoury, Vanessa T1 - Semantic Protection and Personalization of Video Content. PIAF: MPEG Compliant Adaptation Framework Preserving the User Perceived Quality T1 - Semantischer Schutz und Personalisierung von Videoinhalten. PIAF: MPEG-kompatibles Multimedia-Adaptierungs-Framework zur Bewahrung der vom Nutzer wahrgenommenen Qualität. N2 - UME is the notion that a user should receive informative adapted content anytime and anywhere. Personalization of videos, which adapts their content according to user preferences, is a vital aspect of achieving the UME vision. User preferences can be translated into several types of constraints that must be considered by the adaptation process, including semantic constraints directly related to the content of the video. To deal with these semantic constraints, a fine-grained adaptation, which can go down to the level of video objects, is necessary. The overall goal of this adaptation process is to provide users with adapted content that maximizes their Quality of Experience (QoE). This QoE depends at the same time on the level of the user's satisfaction in perceiving the adapted content, the amount of knowledge assimilated by the user, and the adaptation execution time. In video adaptation frameworks, the Adaptation Decision Taking Engine (ADTE), which can be considered as the "brain" of the adaptation engine, is responsible for achieving this goal. The task of the ADTE is challenging as many adaptation operations can satisfy the same semantic constraint, and thus arising in several feasible adaptation plans. Indeed, for each entity undergoing the adaptation process, the ADTE must decide on the adequate adaptation operator that satisfies the user's preferences while maximizing his/her quality of experience. The first challenge to achieve in this is to objectively measure the quality of the adapted video, taking into consideration the multiple aspects of the QoE. The second challenge is to assess beforehand this quality in order to choose the most appropriate adaptation plan among all possible plans. The third challenge is to resolve conflicting or overlapping semantic constraints, in particular conflicts arising from constraints expressed by owner's intellectual property rights about the modification of the content. In this thesis, we tackled the aforementioned challenges by proposing a Utility Function (UF), which integrates semantic concerns with user's perceptual considerations. This UF models the relationships among adaptation operations, user preferences, and the quality of the video content. We integrated this UF into an ADTE. This ADTE performs a multi-level piecewise reasoning to choose the adaptation plan that maximizes the user-perceived quality. Furthermore, we included intellectual property rights in the adaptation process. Thereby, we modeled content owner constraints. We dealt with the problem of conflicting user and owner constraints by mapping it to a known optimization problem. Moreover, we developed the SVCAT, which produces structural and high-level semantic annotation according to an original object-based video content model. We modeled as well the user's preferences proposing extensions to MPEG-7 and MPEG-21. All the developed contributions were carried out as part of a coherent framework called PIAF. PIAF is a complete modular MPEG standard compliant framework that covers the whole process of semantic video adaptation. We validated this research with qualitative and quantitative evaluations, which assess the performance and the efficiency of the proposed adaptation decision-taking engine within PIAF. The experimental results show that the proposed UF has a high correlation with subjective video quality evaluation. N2 - Der Begriff "Universal Multimedia Experience" (UME) beschreibt die Vision, dass ein Nutzer nach seinen individuellen Vorlieben zugeschnittene Videoinhalte konsumieren kann. In dieser Dissertation werden im UME nun auch semantische Constraints berücksichtigt, welche direkt mit der Konsumierung der Videoinhalte verbunden sind. Dabei soll die Qualität der Videoerfahrung für den Nutzer maximiert werden. Diese Qualität ist in der Dissertation durch die Benutzerzufriedenheit bei der Wahrnehmung der Veränderung der Videos repräsentiert. Die Veränderung der Videos wird durch eine Videoadaptierung erzeugt, z.B. durch die Löschung oder Veränderung von Szenen, Objekten, welche einem semantischen Constraints nicht entsprechen. Kern der Videoadaptierung ist die "Adaptation Decision Taking Engine" (ADTE). Sie bestimmt die Operatoren, welche die semantischen Constraints auflösen, und berechnet dann mögliche Adaptierungspläne, die auf dem Video angewandt werden sollen. Weiterhin muss die ADTE für jeden Adaptierungsschritt anhand der Operatoren bestimmen, wie die Vorlieben des Nutzers berücksichtigt werden können. Die zweite Herausforderung ist die Beurteilung und Maximierung der Qualität eines adaptierten Videos. Die dritte Herausforderung ist die Berücksichtigung sich widersprechender semantischer Constraints. Dies betrifft insbesondere solche, die mit Urheberrechten in Verbindung stehen. In dieser Dissertation werden die oben genannten Herausforderungen mit Hilfe eines "Personalized video Adaptation Framework" (PIAF) gelöst, welche auf den "Moving Picture Expert Group" (MPEG)-Standard MPEG-7 und MPEG-21 basieren. PIAF ist ein Framework, welches den gesamten Prozess der Videoadaptierung umfasst. Es modelliert den Zusammenhang zwischen den Adaptierungsoperatoren, den Vorlieben der Nutzer und der Qualität der Videos. Weiterhin wird das Problem der optimalen Auswahl eines Adaptierungsplans für die maximale Qualität der Videos untersucht. Dafür wird eine Utility Funktion (UF) definiert und in der ADTE eingesetzt, welche die semantischen Constraints mit den vom Nutzer ausgedrückten Vorlieben vereint. Weiterhin ist das "Semantic Video Content Annotation Tool" (SVCAT) entwickelt worden, um strukturelle und semantische Annotationen durchzuführen. Ebenso sind die Vorlieben der Nutzer mit MPEG-7 und MPEG-21 Deskriptoren berücksichtigt worden. Die Entwicklung dieser Software-Werkzeuge und Algorithmen ist notwendig, um ein vollständiges und modulares Framework zu erhalten. Dadurch deckt PIAF den kompletten Bereich der semantischen Videoadaptierung ab. Das ADTE ist in qualitativen und quantitativen Evaluationen validiert worden. Die Ergebnisse der Evaluation zeigen unter anderem, dass die UF im Bereich Qualität eine hohe Korrelation mit der subjektiven Wahrnehmung von ausgewählten Nutzern aufweist. KW - MPEG-Standard KW - Multimedia KW - Wahrnehmung KW - Personalisierung von Videos KW - semantische Adaptierung KW - Inhaltsadaptierung KW - Quality of Experience KW - Universal Multimedia Experience KW - Personalization of Videos KW - Semantic Content Adaptation KW - Quality of Experience KW - User Perception KW - Utility Functon Model Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:739-opus-27360 ER - TY - THES A1 - Poliakoff, Serge T1 - From Faking Online Content to Orchestrating Its Creation by Public Workers: Examining Russian Disinformation Production Organisations through Curriculum Vitae Analysis (2013-2024) N2 - This dissertation examines the evolution of Russian digital authoritarianism, focusing on its organisations that produce disinformation, the transition from the Internet Research Agency to the Patriot Media Group and the emergence of ANO Dialog. It shows how the Internet Research Agency operated as a sophisticated "troll farm" during the early stages of the Russo-Ukrainian war, with activities similar to those of a PR firm. The Patriot Media Group absorbed these activities, blurring the lines between media and disinformation and prioritising metrics-driven propaganda over journalistic professionalism. This dissertation identifies the organisation ANO Dialog as a new model, heavily integrated with state structures, combining digital surveillance, repression, and Soviet-style agitation adapted to the digital age. Using a novel methodology of career profile collection and analysis, my research illustrates the institutionalisation and regional expansion of disinformation tactics in Russian digital authoritarianism, highlighting its operational adaptability and evolving infrastructure. KW - disinformation KW - disinformation-for-hire KW - troll farm KW - troll factory KW - propaganda KW - propaganda organisations KW - disinfromation production organisations KW - CV analysis Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:739-opus4-16100 ER - TY - THES A1 - Kufner, Sabrina T1 - Diagnose und Prognose von Handlungskompetenz im Bereich adaptiven Lehrens bei Studierenden - eine Videostudie N2 - Eng verknüpft mit der Effektivität von Bildungsprozessen stellt die Modellierung und Messung professioneller Lehrkompetenzen ein zentrales Forschungsinteresse der empirischen Lehrerbildungs- und Unterrichtsforschung dar. Unangefochtenes kennzeichnendes Merkmal von Kompetenzen ist deren Ausrichtung auf die erfolgreiche Bewältigung von Anforderungen in spezifischen Situationen. Dem Begriff der Kompetenz schwingt damit die Perspektive einer realized ability mit. Aus forschungspragmatischen Gründen wird dieser mehr oder minder explizite Handlungsbezug jedoch oft vernachlässigt. Einschlägige Studien zur Kompetenzmessung definieren Kompetenzen deshalb als kontextbezogene kognitive Leistungsdispositionen, die sich funktional auf Situationen und Anforderungen in bestimmten Domänen beziehen. Versteht man Kompetenz jedoch tatsächlich als Handlungskompetenz, greifen Erhebungsmethoden in Form von Selbstauskünften wie Wissenstests, Selbsteinschätzungen oder Interviews zu kurz. Es fehlt die Perspektive des tatsächlichen Handlungsvollzugs. Zwar unterstellt man diesen Messergebnissen quasi Stellvertreter und Garant für die entsprechende Handlung zu sein, ob die getesteten Personen in der realen Situation jedoch tatsächlich so handeln und sich als kompetent erweisen, muss bei diesen Messverfahren in letzter Konsequenz ungeklärt bleiben. An dieser Diskrepanz setzt das vorliegende Forschungsprojekt an. Ziel ist es, die methodische Vorgehensweise bei der Kompetenzmessung eng an die theoretische Fundierung von Kompetenz als Handlungskompetenz zu binden. Die methodologische Grundannahme dabei ist: Wenn sich (Lehr)Personen als kompetent erweisen, dann müssen sie das in der konkreten, kontextuell gebundenen Handlungssituation tun; ihre Kompetenz wird in der Performanz beobachtbar. Kernanliegen der Studie ist die Entwicklung eines Instruments, das Kompetenz stellvertretend über die Performanz erfassen kann. Der Einsatz von Videoanalysen drängt sich damit auf. Die vorliegende Studie interessiert das kompetente Handeln von Lehrkräften angesichts der Heterogenität der Lerner. Professionellen Lehrpersonen gelingt es, auf unterschiedliche Ausgangslagen einzugehen und adaptive Lernsettings bereitzustellen. In der universitären Ausbildungsphase sollen dazu die ersten Teilkompetenzen erworben werden. Für den Modellierungsprozess adaptiver Lehrkompetenz wurde das Modell der Entwicklung professioneller Handlungskompetenz von BAUMERT und KUNTER (2006) im Rückgriff auf WEINERT (2001) herangezogen. Professionelles Lehrerhandeln entsteht demnach aus einem Zusammenspiel von Aspekten professioneller Wertvorstellungen und Überzeugungen, motivationaler Orientierungen, selbstregulativer Fähigkeiten und Professionswissen. Diese personimmanenten Dispositionen wurden auf die Situation adaptiven unterrichtlichen Handelns von Studierenden spezifiziert. Analog dazu wurden stellvertretend für jede Prädiktordimension Personmerkmale erhoben, die aus theoretischer Sicht Prognosen im Hinblick auf das beobachtbare Kompetenzlevel zulassen (z.B. Einstellungen zum Lehren und Lernen, Lehrerinteressen, Selbstwirksamkeitserwartungen, Belastungserleben, Professionswissen hinsichtlich individualisierenden Lehrens und Lernens). Ebenso wurde adaptive Lehrkompetenz auf zwei Niveaustufen zunächst theoretisch in Form einer Minimalstufe zu Beginn der Ausbildung und einer Maximalstufe als hypothetisches Professionalitätsmaximum modelliert. Ausgehend von den theoretischen Vorarbeiten zur Minimalstufe wurde ein niedrig inferentes Beobachtungsschema entwickelt, das die Erhebung der Performanz adaptiver Lehrkompetenz bei Studierenden ermöglicht. Insgesamt wurden 50 Unterrichtsvideos kodiert und entsprechend die adaptive Lehrkompetenz der Probanden identifiziert. Vor diesem Hintergrund wurden die einzelnen Prädiktordimensionen hinsichtlich ihrer prognostischen Qualität überprüft. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass es weniger die als relativ stabil geltenden Dispositionen sind, die ein hohes Maß an adaptiver Lehrkompetenz ausmachen, als das relativ leicht veränderbare Merkmal des im Studium erworbenen Wissens. KW - Kompetenz KW - Individualisierung KW - Differenzierung KW - Lehrerbildung KW - Kompetenzmodellierung KW - Kompetenzmessung KW - adaptives Lehren KW - niedrig inferentes Kategoriensystem KW - Videostudie Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:739-opus-27134 ER - TY - THES A1 - Gruber, Martin T1 - Tackling Test Flakiness: Understanding the Problem and Providing Practical Mitigations N2 - "Software is eating the world". With this phrase from his 2011 Wall Street Journal interview, Marc Andreessen predicted a decade of disruptive software-based innovations affecting various industries. Today, over ten years later, many of his predictions have come true: six of the seven most valuable companies worldwide are computer technology firms, and more than half of the world's population has access to the internet and owns a smartphone, with numbers still growing rapidly. The increasing importance of software has also changed software development. To ensure product quality despite high complexity and fast product cycles, software developers started to adopt continuous integration and regression testing practices: each change to an existing system is automatically tested and reverted in case it breaks any existing functionality. As a result, large software projects are conducting millions of test executions each day. One obstacle to such extensive testing are non-deterministic tests that can pass and fail without any changes to the underlying system or the test itself. These tests are commonly referred to as flaky tests. Flaky tests break regression testing, as they cause test failures that are unrelated to the changes that are being tested. Developers are forced to investigate these intermittent failures, wasting their time and decreasing their trust in testing. This thesis presents our research that aims at understanding and mitigating test flakiness. To comprehend the nature of flaky tests, we conducted both code-based studies on open-source projects, as well as a developer survey. All our investigations confirmed that flakiness is a frequently occurring and severe issue. The causes of flakiness, however, depend on the domain of the project and the source of the test: while asynchronous waiting and concurrency are overall the most prevalent causes aside from test order dependencies, Python projects tend to experience more flakiness caused by networking and randomness. Flaky tests that were not written by developers but generated automatically tend to be more often caused by randomness or unspecified behavior. To avoid test flakiness in generated tests, developers can use existing flakiness suppression mechanisms of test generation frameworks, which we found to be effective. In general, however, most developers currently address the issue of test flakiness by rerunning failing tests. Nevertheless, they would like more support when dealing with test flakiness, namely better visualizations, automated detection and debugging techniques, and education on the topic. In response to this feedback, we developed and evaluated a generic flakiness prediction approach, as well as an automated flakiness debugging technique. Our flakiness prediction method is easy to use and widely applicable. In contrast to previous techniques, it avoids any form of static or dynamic analysis. Instead, it relies solely on a test's execution result history and version control information, two commonly available artifacts. Additionally, it aims to classify real-world failures as either caused by flakiness or a regression. Previous techniques mainly focused on identifying potential flaky test cases in test suites, a related but less actionable question. An evaluation on a large-scale automotive software project yielded positive results. Our approach showed a strong predictive performance (95.5% F1-score), outperforming the previously used heuristic. We also introduced Spectrum-based Flaky Fault Localization (SFFL), an automated debugging technique that aims to pinpoint the specific lines in the source code that cause a flaky test's non-deterministic behavior. SFFL extends traditional Spectrum-based Fault Localization (SFL) by considering multiple coverage behaviors of the same test case, a highly common phenomenon among flaky tests. Our evaluation on 101 flaky Python tests showed that SFFL outperforms traditional SFL and was able to narrow down the flaky fault's location to 3.5% of a project's code base on average. KW - Test Flakiness KW - Flaky Test KW - Softwareentwicklung KW - Softwaretest KW - Qualitätssicherung KW - Testen Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:739-opus4-15549 ER - TY - THES A1 - Norberto Sales, Juliano Efson T1 - An Explainable Semantic Parser for End-User Development N2 - Programming is a key skill in a world where businesses are driven by digital transformations. Although many of the programming demand can be addressed by a simple set of instructions composing libraries and services available in the web, non-technical professionals, such as domain experts and analysts, are still unable to construct their own programs due to the intrinsic complexity of coding. Among other types of end-user development, natural language programming has emerged to allow users to program without the formalism of traditional programming languages, where a tailored semantic parser can translate a natural language utterance to a formal command representation able to be processed by a computational machine. Currently, semantic parsers are typically built on the top of a learning method that defines its behaviours based on the patterns behind a large training data, whose production frequently are costly and time-consuming. Our research is devoted to study and propose a semantic parser for natural language commands targeting a scenario with low availability of training data. Our proposed semantic parser follows a multi-component architecture, composed of a specialised shallow parser that associates natural language commands to predicate-argument structures, integrated to a distributional ranking model that matches the command to a function signature available from an API knowledge base. Systems developed with statistical learning models and complex linguistics resources, as the proposed semantic parser, do not provide natively an easy way to associate a single feature from the input data to the impact in system behaviour. In this scenario, end-user explanations for intelligent systems has become a strong requirement to increase user confidence and system literacy. Thus, our research designed an explanation model for the proposed semantic parser that fits the heterogeneity of its multi-component architecture. The explanation model explores a hierarchical representation in an increasing degree of technical depth, providing higher-level explanations in the initial layers, going gradually to those that demand technical knowledge, applying different explanation strategies to better express the approach behind each component. With the support of a user-centred experiment, we compared the utility of different types of explanations and the impact of background knowledge in their preferences. Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:739-opus4-10718 ER - TY - THES A1 - Sui, Zhiyuan T1 - Security and Privacy Schemes for Demand Response in Smart Grids N2 - Smart Grids integrate currently isolated power and communications networks, while introducing several new technologies on the hardware and software sides. One of the most important ingredients is the potential for demand-response programs, which offer the possibility of sending instructions to consumers to adapt their power consumption over a certain period of time. However, high-frequency data collection exposes consumers’ usage behaviors, leading to security and privacy challenges for Smart Grids. In this thesis, three cryptographic schemes are constructed for different demand-response programs. In the mandatory incentive-based demand-response program, privacy preservation depends on the power consumption of consumers. An anonymous authentication scheme is constructed for overload auditing and privacy preservation. Consumers’ identities are anonymous during normal operation. The operation center defines an acceptable consumption threshold at times of power shortage. Consumers must follow the instruction and curtail their power consumption to meet the threshold. If they do so, the consumers keep their anonymity, while disobedient consumers, whose power consumption exceeds the threshold, can be identified. Security analysis demonstrates that the constructed anonymous authentication scheme is secure in a random oracle model. In the voluntary incentivebased demand-response program, consumers are categorized as either obedient or disobedient consumers according to their consumption curtailment. Consumers utilize a homomorphic encryption algorithm to encrypt their usage and report the ciphertexts to the operation center periodically. At a time of grid instability, the obedient consumers reduce their consumption and prove their curtailment by using a range proof. Both the usage reports and the proofs from obedient consumers concerning their consumption are reported without leaking private information. In order to achieve the real-time requirement, a security model is proposed and a batch verification algorithm is constructed, which is proved to be secure in the defined oracle model. Apart from reward and penalty detection in demand-response programs, theft detection is also an important requirement in Smart Grids. In order to achieve theft detection, this thesis employs the dynamic k-times anonymous authentication and blind signatures to create an efficient theft detection mechanism in the prepaid card system, where consumers pay for their consumption in advance and obtain credentials. A consumer sends the credentials anonymously and obtains corresponding credentials during times of consumption. If a thief tries to send reused credentials to steal electricity, his anonymity will be revoked. Finally, this thesis proves that the proposed mechanism finds the real identities of power thieves, without sacrificing the privacy of honest consumers under the random oracle model. KW - Intelligentes Stromnetz KW - Sicherheit KW - Privatsphäre Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:739-opus4-5809 ER - TY - THES A1 - Walsh, Florian T1 - Computing the Binomial Part of Polynomial Ideals N2 - Given an ideal in a polynomial ring over a field, we present a complete algorithm to compute its binomial part. Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:739-opus4-15096 ER -