Studentská grantová soutěž - předchozí roky

Nekonvenční výpočetní metody v modelování a analýze dat

SP2014/159

Zelinka Ivan prof. Ing., Ph.D.

01. 01. 2014 - 31. 12. 2014

Nekonvenční výpočetní metody v praktických aplikacích. Důležitá poznámka: projekt je podáván za skupinu NAVY (Nekonvenční algoritmy a výpočty - NAVY, http://navy.cs.vsb.cz/Welcome.html), která vznikla rozpadem skupiny PSaS v polovině roku 2013 a je nedílnou součástí katedry 460. Součástí skupiny jsou i zahraniční experti a studenti (Francie, Finsko, Vietnam, ...) na které se finanční toky a podpora ze zdrojů VŠB samozřejmě NEVZTAHUJE. V rámci navrhovaného projektu bude skupina NAVY pracovat na výzkumu v oblasti počítačové bezpečnosti a zpracování dat a to za použití moderních a nekonvenčních výpočetních metod. Významnými představiteli této třídy výpočetních metod, které budou použity jsou umělá inteligence, fraktální geometrie a deterministický chaos. Je plánováno jejich využití v oblasti zpracování dat (biomedicinské obrazy, burzovní vývoje) a počítačové bezpečnosti (inteligentní spam filtry, detekce kybernetických hrozeb,...). Projekt se ve skupine bude zabývat modelováním a analýzou dat ze dvou majoritních oblastí. První budou data z astroinformatiky, což je oblast, v níž má skupina podaný a v současné době i řešený GAČR a druhá oblast bude zaměřena do sféry kybernetické bezpečnosti. V obou oblastech má skupina NAVY již běžící podpůrné výzkumné aktivity, nebo se podílí na jejich přípravě. Rovněž máme v této oblasti i kontakty na zahraniční experty a pracoviště, např. - Andy Adamatzky - Unconventional Computing Centre, UWE, Bristol, BS16 1QY UK - René Lozi - Laboratoire J.A. Dieudonné UMR CNRS 7351, Université de Nice Sophia-Antipolis, Francie - Guanrong Chen - Centrum pro řízení komplexních system, City University Hong Kong - Gennady A. Leonov a Nikolay V. Kuznetsov - Saint-Petersburg State University a Russian Academy of Science - Rui Miguel Soares Silva - IP Beja Portugalsko - a další ... Konkrétní struktura zapojení doktorandů do očekávaného výzkumu je: Modelování a analýza rozsáhlých kolekcí dat Doktorandi (pod vedením prof. Zelinka a doc. Ličev): Lenka Skanderová, Michal Belanec, Adam Karczmarczyk, Marián Bielik, Tomáš Vantuch) Předmět výzkumu: Modelování, analýza a zpracování rozsáhlých kolekcí dat z obasti astroinformatiky, počítačové bezpečnosti a bioinformatiky, včetně biomedicínských obrazů pomocí softcomputingových metod, využití softcomputingu ve zpracování datastreamingu a rozsáhlých multiatributových dat (petabytové rozsahy). Počítačová bezpečnost Doktorandi (pod vedením prof. Zelinka a doc. Šaloun): Václav Duc, Dávid Siro, Zbyněk Složil, Daniel Stříbný, Patrik Dubec, Jan Plucar. Předmět výzkumu: inteligentní honeypot, steganografie a metody umělé inteligence, identifikace malware pomocí umělé inteligence, evoluční syntéza iteligentního malware a spyware za účelem testování a zdokonalování obranných technik, využití softcomputingu ve zpracování rozsáhlých datových souborů z honeypotu Ostatní členové NAVY (http://navy.cs.vsb.cz/Members.html) se budou podílet na obou částech projektu úměrně své specializaci Součástí činnosti skupiny jsou i doktorandi a diplomanti, kteří připravují programové pozadí (máme již hotové genetické programování, gramatickou evoluci a analytické programování) s bioinspirovanými algoritmy SA, ES, PSO, DE, SOMA, GA a další, s tím, že tyto algoritmy jsou převáděny na paralelní platformu s cílem je využít na počítači CUDA (460) a Alselm (IT4) pro časově velmi náročné simulace.

prof. Ing. Lačezar Ličev, CSc., prof.h.c.
doc. RNDr. Petr Šaloun, Ph.D.
prof. Ing. Ivan Zelinka, Ph.D.
Ing. Patrik Dubec
Ing. Jan Plucar, Ph.D.
Ing. Daniel Stříbný
doc. Ing. Lenka Skanderová, Ph.D.
Ing. Jiří Urbášek
Ing. Michal Belanec
Ing. Adam Karczmarczyk
Ing. Zbyněk Složil
Ing. Tomáš Vantuch, Ph.D.
Ing. Marián Bielik

Specifikace výstupů výzkumu (cíl projektu)

Cílem projektu je výzkum a vývoj nových netradičních postupů v oblasti modelování a analýze dat z oblastí tzv. rozsáhlých kolekcí dat (BigData) se zdroji z astroinformatických databází a databání počítačové bezpečnosti. Na základě existujících průkopnických prací je zřejmé, že výše zmiňované metody mají své opodstatnění. Projekt bude realizován skupinou NAVY (viz http://navy.cs.vsb.cz/Members.html) , jejíž součástí jsou i doktorandi, kteří pracují v oblasti počítačové bezpečnosti, modelování a zpracování dat a nekonvenčních výpočetních technik.

Cíle projektu jsou:

1. modifikovat / hybridizovat / inovovat stávající netradiční výpočetní metody pro zpracování dat, jejich analýzu a příp. tvorbu modelu systému generující daná data,
2. využít netradiční výpočetní metody v oblasti počítačové bezpečnosti (inteligentní detekce spamu, útoků, studium inteligentního malware, ...).

Očekávané výstupy projektu jsou

1. příspěvky na konferencích indexovaných na WOS, plánované konference jsou např.:
- Mendel 2014, Brno, http://www.mendel-conference.org/
- Nostradamus 2014, Ostrava, http://www.nostradamus-conference.org/Home.html
- Interdisciplinary Symposium on Complex Systems, 2014, Florencie, Italie, iscs-symposium.org
- WCCI 2014, IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC) Peking, China, červen (zde máme vlastní sekci na téma : Evolutionary Computing with Deterministic Chaos by Ivan Zelinka, Guanrong Chen, Ponnuthurai Nagaratnam Suganthan, Andy Adamatzky, viz http://www.ieee-wcci2014.org/accepted-ss.htm a http://www.ivanzelinka.eu/hp/CEC_2014.pdf)
- International Conference on Security and Cryptography, 2014, Vienna, Austria , http://www.secrypt.icete.org
- Multimedia Communications, Services and Security, 2014, Krakow, Poland
- WOFEX 2014

2. Monografické příspěvky, viz stále rozpracovaný knižní projekt u nakladatele Springer

- http://arg.vsb.cz/data/UCCS/Home.html
a naše knižní řada (kde už máme kapitoly v monografiích a pracujeme na nových, kontrakty jsou již uzavřeny)
- http://www.springer.com/series/10624

3. materiály, které budou sloužit pro rozšíření a podporu výuky předmětů, které budou volně přístupné pro studenty na stránkách http://navy.cs.vsb.cz/Projects.html a http://www.ivanzelinka.eu/hp/Vyuka.html . Zmiňované předměty jsou:
a. 460-4053/01 BIC Biologicky inspirované výpočty
b. 460-4054/01 PVBPS Počítačové viry a bezpečnost počítačových systémů

Výstupy projektu budou zveřejněny na http://navy.cs.vsb.cz/Projects.html ve formě závěrečné zprávy, publikací a materiálů pro podporu výuky. Vše bude pro studenty volně přístupné.

V spoučasné době máme v tomto směru jen za minulý rok již více jak cca 20 konferenčních příspěvků, cca 6 článků v impaktovaných časopisech a v časopisech v databázi SCOPUS (další jsou ve finálním pozitivním (tzn. minor revision) recenzním řízení) a 1 kapitolu v monografii (Springer). Výzkum, dočasné výsledky a publikace využívají znalosti získané z předchozích výzkumných projektů se rozvíjí ve smyslu plánu tohoto navrhovaného projektu.