fircc.unideb.hufircc.unideb.hu/content/FIRCC_eredmeny.pdf · T1A3 Nagyméretű hálózatok elmélete, matematikai modellezése (ETIK) 26 T1B1 Nemhagyományos számítási modellek

A Jövő InternetNemzeti Kutatási Programeredményei 2014

A Jövő Internet Nemzeti Kutatáskoordinációs Központ jelentése,FIRCC jelentés 2014

Szerkesztette:Bakonyi Péter és Sallai Gyula

Future Internet Research Coordination Center

FIRCCH U N G A R Y

„A ma tudománya a tegnap varázslata, és a ma varázslata könnyen lehet

a holnap tudománya.”

Joanne Harris: Sleep, Pale Sister, 1993

FUTURE INTERNETNATIONAL TECHNOLOGY PLATFORM

H U N G A R Y

A Jövő Internet Nemzeti Kutatási Program eredményei 2014A Jövő Internet Nemzeti Kutatáskoordinációs Központ jelentése, FIRCC jelentés 2014

Az angol nyelvű kiadás címe: Future Internet Research in Hungary 2014Report of the Future Internet Research Coordination Centre, FIRCC Report 2014

A kiadványt a FIRST - Jövő Internet kutatása az elmélettől az alkalmazásigTÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 projekt támogatta, és a FIRST projekt 8. alprojektje, a Jövő Internet Kutatáskoordinációs Központ (FIRCC) gondozta.

A projekt társfinanszírozója az European Social Fund (EU).

Kiadó: Debreceni Egyetem, Jövő Internet Kutatáskoordinációs KözpontFelelős Kiadó: Terdik György igazgatóISBN: 978-963-473-716-2e-ISBN: 978-963-473-717-9Szerkesztette: Bakonyi Péter és Sallai GyulaLektorálta: Bakonyi Péter, Dömölki Bálint és Sallai GyulaArculat, grafika, tördelés: MédiaLab Kft, Tomcsányi GusztávFényképek: DE, BME, ATOMKI, ME, NymE, ÓE, PTE, SZTE, SZE, Bódi Sándor, Bujnovszky Tamás, Pro Progressio alapítvány – Tóth József, Rutkovszky Edéné, Tomcsányi GusztávNyomda: Debreceni Egyetemi Kiadó

A project az Erurópai Unió támogatásával, az EurópaiSzociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.

Nemzeti Fejlesztési Ügynökségwww.ujszechenyiterv.gov.hu

06 40 638 638

Az internet az utóbbi évtizedek talán legjelentősebb technikai alkotása, melynek a hatása kiterjed a társadalom, gazdaság, tudomány és kultúra szinte minden területére. Az internet jövőjének a kutatása ezért kiemelkedően fontos. A magyar kutatók ezen a területen aktívan kutattak, és jelentős eredményeket értek el, és elismerés illeti őket a hazai és nemzetközi kutatási programokban elért eredményeikért. Külön kiemelendő az az együttműködés és összefogás, amely a hazai felsőoktatási, kutatási és vállalati szféra között megvalósult a jövő internet kutatása és alkalmazása területén. Örömmel üdvözlöm ezt a kiadványt, és ígérem, hogy a Magyar Tudományos Akadémia továbbra is figyelemmel kíséri és támogatja ezt a kutatási tevékenységet.

Lovász László akadémikus, a Magyar Tudományos Akadémia elnöke

© Bakonyi Péter és Sallai Gyula, FIRCC, 2014

INTERNETALAPKUTATÁSOK

A JÖVŐ INTERNET NEMZETI KUTATÁSI PROGRAM EREDMÉNYEI 2014

TARTALOMJEGYZÉKA JÖVŐ INTERNET NEMZETI KUTATÁSI PROGRAM EREDMÉNYEI 2014

TARTALOMJEGYZÉK4 5

3. JÖVŐ INTERNET HÁLÓZATI ARCHITEKTÚRÁK

T3A1 Megbízható és skálázható jövő internet hálózati kódolással (ETIK) 62

T3B1 A jövő internet átviteli protokolljai (ETIK) 64

T3B2 Önszerveződő hálózatok (ETIK) 65

T3B3 Többesadás fáinak optimalizálása védelemmel (BME) 67

T3B4 Elosztott, dinamikus és proaktív mobilitás kezelés IPv6 hálózatokban (ETIK) 68

T3B5 Multicast routing protokollok modellezésének vizsgálata (SZE) 70

T3C2 FMC hálózatok energiahatékony üzemeltetésének módszerei (BME) 72

T3C3 Multihoming támogatás lehetőségeinek vizsgálata mobil eszközök VoIP kommunikációjához (PTE) 73

T3D1 A 3D médiatovábbítás új hálózati architektúrái és módszerei (ETIK) 74

T3E1 Network computing - Felhő rendszerek (SZTAKI) 76

T3F1 Új címzési módszerek kidolgozása és implementálása programozható hálózatokban (Lendület) 78

T3G1 Felhő infrastruktúrák kompatibilitási, átjárhatósági és biztonsági problémái és megoldásaik (ÓE) 80

4. ADAT ÉS TARTALOM TECHNOLÓGIÁK

T4A1 Nagy mennyiségű WEB adat testre szabható, hatékony feldolgozása (SZTAKI) 84

T4A3 Tudományos mérési eredményeket összekapcsoló adattárház (NymE) 86

T4A4 Egyetemi adatbányászati alkalmazások (PTE) 87

T4B1 Big Data algoritmusok kutatása és alkalmazása (SZTAKI) 88

T4B2 Mobilitási adatok kezelése (SZTAKI) 89

T4B3 Big Data kutatások: videófolyamok feldolgozása (DE) 90

T4B4 Közösségi oldalak és hírportálok tartalmának elemzése (BME) 92

T4C1 Szemantikus technológiák alkalmazása (PTE) 93

T4C2 Szemantikus multimédia keresőalgoritmusok (ETIK) 94

T4C3 Szemantikai modell digitális könyvtári tartalmak kereséséhez (ME) 96

T4C4 Wikipédia, mint külső modell alkalmazása könyvtári tartalmak kereséséhez (SZTAKI) 98

T4C5 Médiatartalom alapú képosztályozás (SZTAKI) 99

T4D2 Nagy mennyiségű adat hatékony, skálázható vizualizációja (DE) 100

T4E1 Digitális könyvtári tartalmak: keresési módszerek (SZTAKI) 102

T4E3 Az internet archiválás kritérium rendszere (SZTAKI) 103

T4E4 Digitális könyvtári tartalmak disszeminációja (DE) 104

83

TartalomjegyzékELŐSZÓ (Kardon Béla) 8A JÖVŐ INTERNETE ÉS AZ INNOVÁCIÓ (Spaller Endre) 10A JÖVŐ INTERNET NEMZETI KUTATÁSI PROGRAM (Bakonyi Péter) 12JÖVŐ INTERNET KUTATÁSI EREDMÉNYEK: BEVEZETÉS (Sallai Gyula) 14 • Jövő internet víziók 14 • A jövő internet kutatási témák rendszerezése 16

1. INTERNET ALAPKUTATÁSOK

T1A1 Infokommunikációs hálózatok elméleti alapjai, jellemzői (DE) 22

T1A2 Nagyméretű hálózatok és komplex hálózati folyamatok modellezése és vizsgálata (ELTE) 24

T1A3 Nagyméretű hálózatok elmélete, matematikai modellezése (ETIK) 26

T1B1 Nemhagyományos számítási modellek és architektúrák (DE) 28

T1B2 Halmazapproximációra támaszkodó vizsgálatok (DE) 30

T1B4 Nem-klasszikus logikák és alkalmazásaik a kódolás és a mesterséges intelligencia területén (PTE) 32

T1C2 Kvantummechanikai elvekre épülő információátvitel, feldolgozás és titkosítás kutatása (PTE) 34

T1C3 Eszközfüggetlen kvantuminformatika (ATOMKI) 36

T1D1 Bizalmas adatok védelme, kriptográfiai protokollok (DE) 38

T1D2 A biztonságos internet megteremtése (BME) 40

T1D3 A jövő internet szoftverbiztonsági kérdései (ÓE) 42

T1F1 Játékelméleti megközelítések az internet gazdaságtanban (BME) 44

2. JÖVŐ INTERNET MODELLEZÉSE, ANALÍZISE ÉS TERVEZÉSE 47

T2A1 Jövő internet hálózatok modellezése (DE) 48

T2B1 Tervezési módszerek jövő internet hálózatokban (ETIK) 50

T2C1 Kognitív vezeték nélküli infokommunikációs technológiák (ETIK) 52

T2C2 Útvonalválasztás és spektrumallokáció rugalmas spektrumú hálózatokban (BME) 54

T2D1 A jövő internet skálázható allokációs algoritmusai (ETIK) 55

T2D2 Spektrum megosztási technikák, együttműködési modellek (NymE) 56

T2E1 Médiaforgalom QoS/QoE online analízise nagysebességű hálózatokban (DE) 58

21

61

INTERNETALAPKUTATÁSOK


TARTALOMJEGYZÉKA JÖVŐ INTERNET NEMZETI KUTATÁSI PROGRAM EREDMÉNYEI 2014

TARTALOMJEGYZÉK6 7

8. JÖVŐ INTERNET KÖZÖSSÉGI ALKALMAZÁSOK

T8A1 Alkalmazás platform nyitott, mobil-alapú közösségi érzékeléshez (ETIK) 152

T8A2 Független NFC alkalmazások dinamikus kibocsátása (Safepay) 154

T8C1 eEgészségügy, TeleCare, TeleHealth (BME) 156

T8C2 Valós-idejű szabályozás egészségügyi eszközökben (ÓE) 158

T8C4 HealthCare Mobile platform (Magyar Telekom) 160

T8C6 Automatikus klinikai szűrőrendszerek (DE) 162

T8F1 Adatmenedzsment és tudásfeltárás intelligens városi alkalmazásokhoz (DE) 164

T8F2 Intelligens városi alkalmazások (ETIK) 165

T8F4 Kognitív kampusz alkalmazások (DE) 166

T8F5 Intelligens város: hálózati hatások vizsgálata (SZTAKI) 167

T8G2 Geolokalizációs technológiák teljesítmény- és hatékonysági vizsgálata (PTE) 168

9. KÍSÉRLETI RENDSZEREK, SZABVÁNYOSÍTÁS, SZABÁLYOZÁS

T9A1 Virtuális szolgáltatási platformként hozzáférhető tesztbed a jövő internet kísérletekhez (NIIFI) 172

T9A2 Virtualizált kísérleti hálózati infrastruktúra fejlesztése a jövő internet kutatásokhoz (NIIFI) 173

T9A3 Szolgáltatás- virtualizáció (NIIFI) 174

T9A4 Elosztott adattároló rendszerek kialakítása és vizsgálata (NIIFI) 175

T9A5 Szövegelemzés a felhőben (SZTAKI) 176

T9A6 Federált jövő internet tesztbedek monitorozási megoldásai (ELTE) 179

A JÖVŐ INTERNET NEMZETI KUTATÁSI PROGRAM RÉSZTVEVŐI

151

171

180

5. 3D INTERNET ÉS KOGNITÍV INFOKOMMUNIKÁCIÓ

T5A2 3D internet keresési és tájékozódási viselkedések kutatása (SZTAKI) 108

T5A3 Kollaboratív virtuális nézetek, 3D modellek generálása (SZTE) 110

T5A4 3D videó-folyamok élményminőség vizsgálata (BME) 112

T5B3 Intelligens multimodális ember-gép interakciók okos eszközökkel (BME) 114

T5C1 Kognitív infokommunikáció, CogInfoCom csatornák (SZTAKI) 116

T5D1 3D internet alapú kollaboráció (SZTAKI) 118

T5D2 Virtuális téri neurokognitív kutatóműhely létrehozása (SZTAKI) 120

T5E1 3D és 4D tartalom előállítás (SZTAKI) 122

6. TÁRGYAK INTERNETE (IOT)

T6B1 Tárgyak internete és integrációja az IPv6 rendszerekkel (DE) 126

T6B2 IPv6 bevezetését támogató technológiák vizsgálata (SZE) 128

T6C1 Önoptimalizáló és önmenedzselő kommunikációs megoldások a tárgyak internetén (ETIK) 130

T6C2 Szenzor hálózatok: önszerveződés és modalitások fúziója (SZTAKI) 132

T6E1 Intelligens otthon és időskori életvitel segítése infokommunikációs eszközökkel (DE) 134

T6E3 Szenzorikus információ továbbítása elosztott heterogén hálózatban (BME) 136

7. KIBERFIZIKAI RENDSZEREK ÉS ALKALMAZÁSOK

T7A1 Kiberfizikai rendszer fejlesztése (ETIK) 140

T7A2 Szoftversebezhetőségek felderítése és megszüntetése (SZTE) 142

T7A3 Távirányítás, távvezérlés interneten (ÓE) 144

T7A5 Tárgyakat vezérlő beágyazott szoftverek minőségbiztosítása (SZTE) 146

T7B1 Az internet jövőbeni szerepe az ipari kommunikációk terén (SZTE) 148

107

125

139


ELŐSZÓ 9

Dr. Kardon Béla

Emberi Erőforrások Minisztériuma,tudománypolitikai főosztályvezető

Nemzeti Kutatási Program/Akcióprogram (JINKA), amely a FIRST

projekt kutatási témáin túl más kutatási pályázatokban nyertes

jövő internet témakörű kutatási témákat is magába foglal.

A Jövő Internet Nemzeti Kutatási Program általános célja

egy kutatás-fejlesztési és innovációs program megvalósulásának

elősegítése, amely kapcsolódik a nemzetközi és elsősorban az EU

kutatási főirányaihoz és elősegíti Magyarország gazdasági ver-

senyképességét és a társadalom fejlődését. Célja – többek között

– a hazai jövő internet témakörű kutatási és innovációs tevékeny-

ségek támogatása, a nemzetközi programok kutatásaiban való

eredményes részvétel elősegítése, az egyetemi-akadémiai szférán

belüli és az üzleti szférával történő együttműködések elősegítése.

A jelen kiadványban összegyűjtött és rendszerezett kutatási

eredmények az internet technológiáinak és a társadalommal

való egymásra hatásának integrált, interdiszciplináris megértését

célozzák, felölelve az összes, internetet tanulmányozó tudomány-

területet. Az anyag összegzi a Jövő Internet Nemzeti Kutatási

Programban szereplő témákban elért eredményeket, amely

a hazai jövő internet kutatások szinte teljes gyűjteményének

tekinthető. A kiadványban rendszerezve, témakörökként kapunk

betekintést olyan fontos kutatásokról, mint pl. a jövő interneté-

nek hálózati megoldásai, a felhő számítástechnika, a Big Data

kihívások, a 3D és 4D tartalom előállítása, a tárgyak internete, az

intelligens mérnöki rendszerek, valamint az intelligens közösségi

alkalmazások.

A Jövő Internet Nemzeti Kutatási Program/Akcióprog-

ram céljai harmonizálnak a Tudománypolitikai Stratégia és a

Nemzeti Kutatás-fejlesztési és Innovációs Stratégia fókusz-

pontjaival; hosszú távú működéséhez pedig további lehe-

tőséget nyújt a Horizont 2020 és egyéb programokon kívül

különösen az Emberi Erőforrások Operatív Programja és a

Gazdasági Versenyképesség Operatív Programja. Az említett

programok és stratégiák biztosítják a jövő internetének meg-

értéséhez, kutatásához, alkalmazásához, a további kihívá-

sokhoz és lehetőségekhez szükséges fejlesztői és innovációs

környezetet: a kutatási infrastruktúra ütemes megújítását, a

kutatások támogatását, a kutatók utánpótlását, a nemzetközi

együttműködések kialakulását stb.

A kiadvány létrejöttét segítette az is, hogy az internet ha-

zai kutatásának hagyományai vannak, kiváló hazai iskolákkal

és jó nemzetközi hírnévvel rendelkezünk. Számos területen

vannak nemzetközileg elismert hazai kutató iskolák, pl. a há-

lózattervezés és monitorozás, internet biztonság, mobil inter-

net, szenzor hálózatok és új hálózati architektúrák területén.

A kiadvány várhatóan nagy segítséget fog nyújtani a kuta-

tóknak, ösztönözni fogja a további kutatásokat, segíti együtt-

működések kialakulását, hozzájárul az internet alapjainak

újragondolásához és elősegíti az eredmények hasznosítását.

Budapest, 2014 április


ELŐSZÓ8

A világ első weboldala az Európai Nukleáris Kutatási Szervezet,

a CERN oldalán 25 évvel ezelőtt jelent meg. Az eredeti szerver

már megszűnt, az internet használata pedig kikerült egy szűk

felhasználói körből és mindennapos tevékenységgé vált. Új

felhasználási területek, üzleti és közösségi funkciók jelentek

meg. Az internet megszületésekor nem számoltak globális

hálózattal, magas biztonsági és minőségi követelményekkel,

tárgyak hálózatba való kapcsolásával, az internet társadalmat,

gazdaságot, mindennapjainkat befolyásoló hatásával. Nap-

jainkban ezek már természetes elvárások, amelyek az alapok

újragondolását igénylik.

A Föld lakosságának közel fele, három milliárd ember van

jelen az interneten. Ez a szám előreláthatólag 2020-ra elérheti

az öt milliárdot. Jelenleg többnyire a hordozható eszközök és

a számítógépek csatlakoznak a világhálóra, míg néhány éven

belül már a gépek (szenzorok, intelligens háztartási eszközök

stb.) fognak dominálni az interneten. A világhálóra kapcsolt

eszközök száma 2020-ra elérheti az 50 milliárdot, melyek egy-

mással is kapcsolatban állnak majd. A már jelenleg is létező

„tárgyak” vagy „dolgok” internetének (IoT), és a hálózatra

kapcsolódó beágyazott processzorok sokaságának köszön-

hetően egyre inkább az eszközökre kerül a hangsúly. Mindez

olyan változást hoz létre, amely jelentősen befolyásolja a

gazdaságot, a társadalmi viszonyokat és a politikát, valamint a

tudományt is.

Ez már a JÖVŐ INTERNETE, egy folyamatosan fejlődő rend-

szer, amely intelligens eszközök milliárdjainak csatlakozását, min-

dig és mindenhol hozzáférhető tartalmat, minőségi és bizton-

ságos szolgáltatásokat, környezet- és energiatudatos működést,

hatékonyabb menedzselhetőséget tesz lehetővé. Ugyanakkor

az egyre több felhasználó, az eszközök óriási számának háló-

zatba integrálása, a számtalan szolgáltatás és az infrastruktúrák

biztonságos működtetése az internet egy teljesen új koncepció-

jának és technológiájának kifejlesztését teszi szükségessé. Ezért a

jövő internetének kutatása különösen fontossá vált és rendkívül

felértékelődött. Komplex internetes hálózati architektúrákat, adat-

és tartalom technológiákat, közösségi alkalmazásokat, infrastruk-

túrákat kell elemezni, modellezni, tervezni és létrehozni, hogy

megfeleljenek Európa gazdasági és társadalmi céljainak. Ehhez

intelligens, rendszerezett és szervezett tudásbázissal, jó megoldá-

sokkal, használható modulokkal kell rendelkezni, továbbá azokat

hatékonyan kell tudni koordinálni és menedzselni.

Ezt segíti a 2012-ben kiírt, jövő internet témakörét is felölelő

TÁMOP 4.2.2.C pályázat „Jövő internet kutatása az elmélettől

az alkalmazásig (Future Internet Research, Services and Techno-

logy - FIRST)” című nyertes projektje. A FIRST elnevezésű projekt

keretében egy kutatáskoordinációs központ jött létre, amelynek

feladata a jövő internet technológiákhoz kapcsolódó országos

kutatások összefogása. A Jövő Internet Kutatáskoordinációs

Központ (FIRCC) koordinációjával valósult meg a Jövő Internet

Előszó


BEVEZETÉS 11

Spaller Endre

elnök, Nemzeti Innovációs Hivatal

A jövő internet az IKT egyik paradigmája, amelyet a fejlett

technológián alapuló „okos” (smart) alkalmazások és szolgáltatá-

sok jellemeznek. Ezért a jövő internet fejlesztése óriási lökést adott

az innovációnak az üzleti élettől, az egészségügyön és a környe-

zetvédelmen át a gyártóiparig. Napjainkban ezerszámra jelennek

meg olyan induló vállalkozások (start-up), amelyek nagy üzleti

sikert érnek el valamilyen „smart” digitális alkalmazással vagy szol-

gáltatással. Ez a folyamat Magyarországon is elindult és illeszkedik

a Kormány által 2013-ban elfogadott Nemzeti Kutatás-fejlesztési és

Innovációs Stratégiához, melynek célja többek között, hogy 2020-

ig legalább 300 kutatással-fejlesztéssel-innovációval foglalkozó

kisvállalat (ún. „gazella”) találja meg globális piaci számításait. A

Nemzeti Kutatás-fejlesztési és Innovációs Stratégia célrendszeré-

ben az NIH kiemelt feladatának tekinti a hazai „start-up” ökoszisz-

téma kiépítését, melyet számos eszközzel igyekszik elősegíteni.

Reményeink szerint az NIH által kidolgozott Akkreditált Techno-

lógiai Inkubátor pályázat, a JEREMIE kockázati tőke program, és

az induló vállalkozások hazai és külpiaci megjelenését támogató

rendezvények, „meetup-ok” hozzájárulnak ahhoz, hogy Budapest

legyen a régió „start-up” központja. A hazai „start-up” kezdemé-

nyezések fókuszában sok esetben újszerű internetes alkalmazások

és megoldások állnak, és már eddig is több olyan vállalkozás tűnt

fel, amelyekre nemzetközi szinten is felfigyeltek.

Ahhoz, hogy Magyarország aktív részese legyen a jövő

internet világának és az általa generált innovációs forradalomnak,

az érintett szereplők, a Kormányzat, a kutatási szféra és az ipar

együttműködésére van szükség, az EU PPP kezdeményezéseihez

hasonlóan. Ezt a célt hatékonyan szolgálja a Jövő Internet Nemzeti

Technológiai Platform keretében létrejött összefogás és közös

gondolkodás. Hasonlóképpen a kooperációt és a jövő építését

segíti elő az Új Széchenyi Terv támogatásával megvalósuló FIRST

(„Jövő internet kutatása az elmélettől az alkalmazásig” - Future

Internet Research, Services and Technology) projekt (TÁMOP

4.2.2.C). A FIRST projekt és a Jövő Internet NTP koordinálásával

kidolgozott Jövő Internet Nemzeti Kutatási Program (JINKA)

előmozdítja az akadémiai intézményeknek a vállalkozásokkal való

együttműködését, amely a hazai innováció egyik kitörési pontja.

Az NIH a H2020 programba való magyar bekapcsolódás előse-

gítése során támaszkodik a FIRST projekt és a Kutatási Program

eddigi eredményeire, és támogatja bemutatásukat és a közösség

megjelenését az EU szakmai testületeiben és fórumain.

A legújabb kimutatások és a külföldi elemzők szerint Magyaror-

szág növekedési pályára lépett. Ahhoz, hogy Magyarország legyen

a következő sikertörténet, gazdasági szerkezetváltozás szükséges, és

az iparban emelni kell a magas szellemi hozzáadott értéket képvise-

lő termékek arányát. A szerkezetváltás céljából arra törekszünk, hogy

Magyarország innovációs központtá váljon, és egyre több magyar

innovatív cég lépjen ki a globális piacra. A jövő internet területén

végzett kutató-fejlesztő munka hozzájárul céljaink eléréséhez, és

ahhoz, hogy az innováció a magyar gazdaság motorja legyen.


BEVEZETÉS10

Az elmúlt 30 évben az internet jelentős változásokat indított el az

élet minden területén. A korábban tisztán akadémiai hálózatból az

internet az információs társadalom világméretű infrastruktúrájává

vált. A ’70-es években megtervezett eredeti rendszer napjainkban

már egyre kevésbé felel meg a kor technológiai követelményeinek

és a felhasználók igényeinek. Ahhoz, hogy az internet a 21. század

globális infrastruktúrájává váljon és betölthesse funkcióit, a jelen

technológiai bázisán új megoldásokra van szükség. Ennek érdeké-

ben az Európai Unió (EU) kiemelt figyelmet fordított az új generációs

internet kutatásoknak már a 7. Kutatás-fejlesztési Keretprogramban

(FP7), és több K+F kezdeményezést indított el az internet technoló-

giájának, hálózatának és szolgáltatásainak radikális megújítására (Fu-

ture Internet Research and Experimentation, Internet of Things, Net-

worked Electronic Media, Future Internet Public-Private Partnership

– FI PPP). A korábbi programok a 2014-2020-as időszakra vonatkozó

EU-s K+F Keretprogramban, a Horizont 2020-ban folytatódnak, de

olyan új kezdeményezések is születtek, mint pl. az ötödik generációs

mobil távközlés technológiájának kutatására és fejlesztésére vonat-

kozó 5G PPP Infrastruktúra program, amely alapjaiban változtathatja

meg az infokommunikáció mai architektúráját.

A Nemzeti Innovációs Hivatal (NIH) aktív részvételével Ma-

gyarország kezdettől fogva bekapcsolódott az EU Future Internet

(FI) K+F kezdeményezéseibe, és sok magyar kutatócsoportnak

segített részt venni a programokban. Az NIH alapító tagja az EU

Future Internet Fórumának, így befolyásolhatjuk az Európai Unió

szakpolitikájának alakulását e területen. Jelentős eredmény volt,

hogy 2011 első felében a magyar EU elnökség alatt Budapest lehe-

tett a jövő internet centruma, amikor szakmai szervezetekkel és

intézményekkel közösen megrendeztük a Future Internet Week-et,

benne a következő eseményeket:

• FIRE Concentration Day

• Internet of Things (IoT) Workshop

• Conference of the European Network of Living Labs (ENoLL)

• Future Internet Assembly (FIA)

• Future Internet Forum (FIF).

A hazai összefogás érdekében, az NIH kezdeményezésére

2011-ben megalakult a Jövő Internet Nemzeti Technológiai Plat-

form (NTP), melynek számos, az internet kutatásokkal foglalkozó

hazai kutatóhely és vállalkozás lett a tagja. Az NIH szorosan együtt-

működik a Platformmal, hogy erősítsük Magyarország és a magyar

kutatók pozícióját a jövő internet kutatásokban.

A jövő internet, mint az infokommunikációs technológiák

egyik eleme, azért is különösen fontos a nemzetgazdaság fejlődé-

se szempontjából, mert ún. kulcstechnológiaként („Key Enabling

Technology”) szinte minden terület innovációjára és hatékony-

ságára hatással van, így közvetve és közvetlenül meghatározza a

régióknak és az egyes országoknak a versenyképességét. Ez Ma-

gyarországra is igaz, mivel az IKT szektor a magyar GDP mintegy 12

%-át adja, és az ágazatban foglalkoztatottak száma az OECD orszá-

gok többségével összevetve kiemelkedően magas hazánkban.

A jövő internete és az innováció


BEVEZETÉS 13

Dr. Bakonyi Péter

a FINTP és a JINKA Szerkesztő Bizottság elnöke

Alapító tagok

Debreceni Egyetem (DE)Jövő Internet Kutatáskoordinációs Központ (FIRCC) Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Egyetemközi Távközlési és Informatikai Központ (ETIK)Nemzeti Információs Infrastruktúra Fejlesztési Intézet (NIIFI)MTA Atommagkutató Intézet (ATOMKI) Rendes tagok

AITIA International Zrt. Budapesti Corvinus Egyetem (BCE)Campden BRI Magyarország Kft. Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE)Eszterházy Károly Főiskola, Eger (EKF) Magyar IPv6 Forum Magyar Telekom Rt. Miskolci Egyetem (ME)MTA Számítástudományi és Automatizálási Kutató Intézet (SZTAKI)MTA-BME Lendület Jövő Internet KutatócsoportNemzeti Média és Hírközlési Hatóság (NMHH)

Nyugat-magyarországi Egyetem, Sopron (NymE)Óbudai Egyetem (ÓE) Országos Széchényi Könyvtár (OSZK) Pannon Egyetem, Veszprém (PE)Pázmány Péter Katolikus Egyetem (PPKE) Pécsi Tudományegyetem (PTE)Szegedi Tudományegyetem (SZTE)Széchenyi István Egyetem, Győr (SZE)3DICC Kutatólaboratórium

Pártoló tagok

Antenna Hungária Rt.Fujitsu Technology Solutions Kft.Hírközlési és Informatikai Tudományos Egyesület (HTE)IBM Magyarország NMH - ITK Párbeszéd Bizottság Oracle Hungary Safepay Kft. SAP Magyarország

A Programhoz eddig az alábbi 34 szervezet csatlakozott:

A Programot hattagú Irányító Bizottság felügyeli. A Program naprakészségét a Program Szerkesztő Bizottsága biztosítja, amelybe

minden alapító és rendes tag egy-egy személyt delegál.

Jelen anyag a JINKA 2.1 Jövő Internet Nemzeti Kutatási Programban elért kutatási eredményeket mutatja be, a Program szerkezetét

követve 83 kutatási téma eredményeit összegzi.


BEVEZETÉS12

A Jövő Internet Nemzeti Kutatási Program indítását az Új Széche-

nyi Terv keretében az előremutató infokommunikációs techno-

lógiák kutatására 2012-ben kiírt TÁMOP pályázat (TÁMOP 4.2.2.C)

tette lehetővé, amelynek egyik nyertese a „Jövő internet kutatása

az elmélettől az alkalmazásig (Future Internet Research, Services

and Technology - FIRST)” című pályázat lett. A 2012 októberében

indult FIRST projekt a Debreceni Egyetem vezetésével konzorciu-

mi szervezetben valósul meg, amelynek tagjai a Debreceni Egye-

tem Informatikai Kara, az Egyetemközi Távközlési és Információs

Központ, a Nemzeti Információs Infrastruktúra Fejlesztési Intézet

és az MTA Atommagkutató Intézete. A FIRST projekt kereté-

ben 2013 elején jött létre a Jövő Internet Kutatáskoordinációs

Központ (FIRCC), amelynek alapítói a konzorciumi tagok mellett a

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem lett.

A Jövő Internet Nemzeti Kutatási Program/Akcióprogram (JINKA)

a Jövő Internet Nemzeti Technológiai Platform (FINTP) kezde-

ményezésére és a Jövő Internet Nemzeti Kutatáskoordinációs

Központ (FIRCC) szervezésében jött létre 2013 márciusában. A

Program kezdeti listája a FIRST projekt kutatási programjára épült

(29 téma, JINKA1.0). A Program azóta folyamatosan kiegészült

más kutatási pályázatokban nyertes jövő internet témakörű

kutatási témákkal és a programhoz csatlakozó intézmények

témajavaslataival (JINKA1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 2.0). A JINKA2.1 a 2014.

februári állapotot tükrözi, amely már 34 intézmény 132 téma-

javaslatát tartalmazza és a hazai jövő internet kutatások szinte

teljes gyűjteményének tekinthető. A Program a kutatási témákat

kilenc fejezetbe rendezi, amely mindegyike egy-egy szélesebb

kutatási területet ölel fel, és fejezetenként 5 – 7, összesen 52

témakört nevesít.

A Program alapvető célja egy olyan kutatás – fejlesztés –

innovációs program formálása és megvalósulásának előse-

gítése, amely kapcsolódik a nemzetközi és kiemelten az EU

kutatási főirányaihoz és jelentős hatást gyakorol Magyarország

technológiai fejlődésére, a gazdaság versenyképességére és a

társadalomra. Ennek keretében a Program célja:

• a hazai jövő internet témakörű kutatási és innovációs

tevékenység nyomon követése, támogatása, szinergiák

keresése, új kutatási irányok kezdeményezése,

• nemzetközi kutatási programokban való részvétel

elősegítése, különösen a Horizont 2020 programban való

eredményes szereplésre,

• az egyetemi-akadémiai szférán belüli együttműködésének

előmozdítása,

• az egyetemi-akadémiai szféra és az üzleti szféra

prekompetitív alapú együttműködésének elősegítése,

• az internet technológia és tudomány hazai művelésének

ápolása.

A Programot a Jövő Internet Kutatáskoordinációs Központ

menedzseli a Jövő Internet Nemzeti Technológiai Plat-

formmal együttműködve. Kétféle tagság került meghir-

detésre:

• Rendes tag: aktív részt vállal a program megvalósításában,

egy vagy több témával.

• Pártoló tag: támogatja programot, tanácsaival segíti a

megvalósítást.

A Jövő InternetNemzeti Kutatási Program


BEVEZETÉS 15

Dr. Sallai Gyula

egyetemi tanár, BME tudományos igazgató, FIRCC

Az 1. ábrán javasolt jövő internet vízió a NWGN kutatás-orien-

tált víziójának és az FN szabványosítás-orientált víziójának

formai és tartalmi kombinációja, amely számításba veszi a jövő

internet seregszemlék eredményeit is. Az ábra demonstrálja a

három koncepciót, az emberek internetét, a tárgyak internetét

és kiterjesztésüket, a minden internetét, mint a vízió pilléreit,

jelzi az intelligens, nagy értékű, a felhőben szolgáltatásosként

nyújtott alkalmazások sokaságát (intelligens város, otthon,

iroda, intelligens közlekedés, energia, e-business, e-közigazga-

tás, e-egészségügy, e-oktatás, 3D média, stb.) és megjelöli az

öt stratégiai célkitűzést. A stratégiai célkitűzések az NWGN és az

FN víziók célkitűzésein alapulnak, és az alábbiak:

• A skálázható, flexibilis, szolgáltatás tudatos hálózat

célkitűzése egy kapacitásában bővíthető, funkcionálisan ru-

galmas hálózati architektúrára utal, amely különféle és fejlődő

követelményű szolgáltatások széles körét befogadni képes. A

jövőbeni hálózati architektúráknak nemcsak a jelenlegi szol-

gáltatásokat (e-mail, böngészés stb.) kell támogatniuk, hanem

az újonnan jelentkező szolgáltatásokat is, mégpedig úgy,

hogy az igényelt többlet funkciók a kommunikációs, számítási

és tárolási erőforrások és a működési költségek gyökeres növe-

kedése nélkül nyújthatók legyenek. A hálózati architektúrának

fejlett mobilitás kezelési képességekkel kell rendelkeznie és

képesnek kell lennie a fokozott megbízhatósági és biztonsági

követelményű kritikus szolgáltatások támogatására is.

• A virtuális, erőforrás tudatos hálózat célkitűzése a kombi-

nált kommunikációs, számítási és tárolási erőforrások, röviden

a hálózati erőforrások virtualizációjára és egy egységes

hatékony hálózati erőforrás menedzsmentre utal. A hálózat

virtualizációja a hálózati erőforrások részekre osztását, a részek

virtuális erőforrásként való absztrahálását, valamint a virtuális

hálózati erőforrások és a hálózati funkciók szükség szerinti

felhasználásával logikailag egymástól elszigetelt, szoftver

alapú virtuális hálózatokba való egyesítését jelenti. Ily módon

a szolgáltatások a virtualizált erőforrásokat rugalmasan vehetik

igénybe, és lehetővé válik egy fizikai hálózaton több logikailag

elkülönült, virtuális hálózat létrehozása.

Adat és tartalomtudatosság:

Big Data, tartalom ID

Környezettudatosság,

fenntarthatóság

Intelligens, innovatívés biztonságos

társadalom

Skálázható,flexibilis hálózatok,

szolgáltatás tudatosság

Virtuálishálózatok,

erőforrás tudatosság

EmberekInternete

TárgyakInternete

MindenInternete

Intelligens, nagyértékűalkalmazások sokasága

a Felhőben

1. ábra | Jövő internet vízió, az NWGN, FN és FIA víziók alapján


BEVEZETÉS14

Jövő internet víziók

A japán National Institute of Information and Communications

Technology (NICT) 2008-ban készítette el az első víziót az Új

Generációs Hálózatok (New-Generation Networks – NWGN)

számára, amely kutatási célok, technológiai követelmények

megfogalmazását célozta meg úgy, hogy az NWGN új értéke-

ivel társadalmi problémák megoldását (energia szűkössége,

egészségügyi ellátás, bűnözés megelőzése, technológiai

szakadék stb.) és a jövő tudástársadalmának megvalósítását

mozdítsa elő [1]. Víziójuk öt hálózati célt azonosított az NWGN

kutatás-fejlesztési stratégia számára, amelynek sémáját a jövő

internet európai seregszemlék (Future Internet Assemblies, FIA

2011 Budapesten és Poznanban, FIA 2012 Aalborgban, FIA2013

Dublinban) átvettek jövő internet víziójukhoz és folyamatosan

továbbfejlesztettek, a jövő internet általános törekvéseként egy

intelligens, fenntartható világot, egy innovatív, biztonságos

társadalmat fogalmazva meg [2, 3, 4, 5, 6].

Az International Telecommunication Union Távközlésszabvá-

nyosítási szektora (ITU-T) a jövő hálózatok (Future Networks

– FN) szabványosításának megalapozásaként készítette el vízi-

óját. Az ITU-T - a várhatóan 2015-2020 között kibontakozó FN,

mint hálózati rendszerek szabványosítása során - két, egymást

kiegészítő megközelítést kombinált: a „top down” módszert,

a célkitűzésekből és tervezési szempontokból való kiindulást,

és a „bottom up” módszert, a szóba jövő, viszonylag már érett

technológiákból való építkezést. Az ITU-T Y.3001, 3011, 3021 és

3031 Ajánlásai (Recommendations) négy olyan alapvető célt

azonosítanak, amelyek a jelenlegi hálózatok tervezése során

nem kaptak elegendő figyelmet [7, 8]. A jövő internetéhez

hasonlóan az Ajánlások az FN-t úgy írják le, mint a kommuniká-

ciós, számítási és tárolási erőforrások egységes infrastruktúráját,

amely összekapcsolja és összehangolja az emberek, tárgyak,

tartalmak, számítógépek, felhők és dolgok jövőbeni internetét.

Jövő internet kutatási eredmények: BevezetésAz internet jelenlegi korlátai, a már jelentkező és a potenciálisan várható igények, illetve a

technológia lehetőségek megszabják a kutatás-fejlesztési célokat, a kritikus kutatási kérdéseket,

és a klasszikus internet koncepciójának átgondolására késztetnek, az internet jövőképének

megfogalmazását igénylik. A jövő internet kutatási eredmények bemutatásához a kritikus

kutatási kérdésköröket csoportosítjuk, rendszerező rétegmodellt fogalmazunk meg.


BEVEZETÉS 17

A) Hálózat tudomány: nagyméretű rendszerek modellezése,

jellemzőinek kutatása stb.;

B) Számítástudomány, a számításelmélettől a számítógép

architektúráig;

C) Kapcsolódó alapvető technológiák, mint kvantum

és nanotechnológia stb.;

D) Biztonság, kriptográfia;

E) Humán szempontok (viselkedés, bizalom, kognitív

folyamatok, társadalmi hálók);

F) Internet gazdaságtan, játékelmélet;

G) Jog és kormányozhatóság (személyiségi jogok,

hálózat semlegesség stb.).

2. Jövő internet modellezés, elemzés és tervezésE fejezetbe tartozó rendszertechnikai jellegű kutatási témák

a jövő internetét megalapozó modern infokommunikációs

rendszerek, hálózati koncepciók és technológiák modellezését

és sokoldalú elemzését (teljesítmény, skálázhatóság, stabilitás,

rendelkezésre állás, rugalmasság, szolgáltatás minőség, stb.), vala-

mint új vizsgálati és tervezési módszerek kidolgozását célozzák.

A releváns kutatási témakörök:

A) Hálózat modellezés és teljesítmény analízis;

B) Sorbanállási modellek, forgalomelemzés, tervezés

és optimalizálás;

C) Kommunikációs rendszerek (moduláció, kódolás,

hozzáférés, spektrumhasználat);

D) Erőforrás allokációs és optimalizációs módszerek;

E) Hálózatos médiaszolgáltatások vizsgálata (video folyam/

streaming, VoIP, IPTV);

F) Monitorozás, hibafeltárás, hibalokalizálás, hibajavítás.

3. Jövő internet hálózati architektúrákÚj hálózati architektúrák szükségesek a társadalmi kihívások tel-

jesítéséhez, amelyeket a jelenlegi, klasszikus internet nem képes

hatékonyan kielégíteni. E központi jelentőségű kutatási terület az

új hálózati architektúrákra és protokollokra, működési mechaniz-

musokra, a szolgáltatás központúságra és a hálózat virtualizáció-

jára fókuszál, mint:

#9: Kísérletek, szabványok, szabályozás

Jövő Internet megoldások:intelligens tartalomszolgáltatások ésalkalmazások fejlesztése és vizsgálata

(Internet Services and App’s)

Jövő Internet technológiák:Hálózati architektúrák,

adat és tartalomkezelési módszerek(Internet Engineering)

Jövő Internet alapok:Hálózat tudomány, kriptográ�a,

internet társadalmi hatásai,kormányozhatósága

(Internet Science)

#8: Jövő internet közösségi alkalmazások

#7: Kiber�zikai rendszerek és alkalmazások

#6: Tárgyak internete

#5: 3D Internet és kongnitív infokom

#4: Adat és tartalom technológiák

#3: Jövő internet hálózati architektúrák

#2: Jövő internet modellezés, elemzés és tervezés

#1: Internet alapkutatások

2. ábra | Jövő internet kutatások rétegmodellje


BEVEZETÉS16

• Az adat és tartalom tudatosság célkitűzése a különféle

és nagy mennyiségű adatok (Big Data) használatához,

kezeléséhez és átviteléhez kapcsolódik. A tárgyak inter-

nete és a különböző médiaforrások hatalmas mennyiségű

adatot generálnak, beleértve 3D és kognitív tartalmakat is,

amelyek hatékony feldolgozást és továbbítást igényelnek.

A kommunikáció a jelenlegi hálózatokban globális helyazo-

nosításon és hely alapú irányításon alapul. Ha a különböző

adatközpontokban elhelyezett azonos tartalmak azonos

tartalom azonosítót (ID) kapnak, akkor a kívánt tartalom

egy tartalom ID alapú irányítás révén a legközelebbi adat-

központból elérhető.

• A fenntarthatóság, környezet tudatosság célkitűzése

az energia tudatosságra és a hatékony spektrum használatra

utal, de felölelhet bármilyen más ökológiai szempontot is.

Az internet forgalom óriási növekedése az energiafelhasználás

intenzív növekedését eredményezi; ezért az energia tudatos-

ság kulcstényezővé vált (Zöld hálózat). Az energiával való ta-

karékosság érdekében egyrészt a hálózatok optimalizálására,

a forgalmi terhelések és hálózati kapacitások csökkentésére

kell törekednünk, másrészt javítani kell az energiafelhasználás

hatékonyságát alacsony teljesítményigényű elektronikai esz-

közök és dinamikus szabályozási technikák alkalmazásával.

• Az intelligens, innovatív és biztonságos társadalom,

mint a jövő internet általános célkitűzése foglalja magába a

társadalmi célokat és szempontokat (társadalom tudatosság,

szociális hálók, társadalmi kölcsönhatások, kiterjesztett való-

ság stb.). A jövőben az internet nélkülözhetetlen infrastruk-

túrává, közművé válik, a globális hálózathoz való hozzáférés

várhatóan az egyik alapvető emberi jog lesz. A jövő interneté-

nek tekintetbe kell venni társadalmi-gazdasági célokat, mint

az internet kormányozhatóságát (pl. a piacra lépés korlátai,

a létesítés és működtetés élettartam költségei, univerzális

szolgáltatások), az internet alapú innováció ösztönzését, az

információ biztonságot, a személyes adatok védelmét.

A jövő internet kutatási témák rendszerezése

Jelen FIRCC Jelentés a magyarországi jövő internet kutatások

témáit és eredményeit mutatja be. A kutatási témákat téma-

kódjuk alapján azonosítjuk és sorrendezzük. A témakódok a

jövő internet témák FIRCC által kidolgozott és alább bemutatott

rendszerezésén alapulnak.

A jövő internet kutatási témákat, közleményeket tanulmányoz-

va – különösen a FIA (Future Internet Assembly) 2010 és 2013

közötti rendezvényeit és kiadványait [2, 3, 4, 5, 6], a Horizont

2020 munkaprogramját [9], valamint a hazai jövő internet kuta-

tási tevékenységet [10] –, azonosíthatjuk a kutatási területeket

és a releváns kutatási témaköröket. A kutatási területeket egy

rétegmodell szerint rendezzük, amelynek egyes rétegei a jövő

internet kutatás fejezeteit képezik, az alapkutatástól kezdve az

alkalmazott kutatásokon (Internet Engineering) keresztül az

internet alkalmazásokig [11]. A 2. ábra mutatja a kilencrétegű

modellt, a kilenc kutatási fejezetet és azok kapcsolódásait a

kutatás-fejlesztés három fő célterületéhez. Az internet tudo-

mány alapkutatása képezi a legalsó réteget, az első fejezetet.

Felette az Internet Engineering, a mérnöki kutatások öt réteget

alkotnak (2….6. fejezetek). Az alkalmazások, kísérleti rendszerek,

szabványosítás és szabályozás három réteget képeznek (7., 8. és

9 fejezet). A 2. ábra jelzi az egyes kutatási fejezetek más kutatási

célokhoz való kapcsolódásait is. A következőkben definiáljuk a

kutatási fejezeteket és azonosítjuk releváns kutatási témakörei-

ket, összesen 52 témakört [12].

1. Internet alapkutatások (Internet tudomány)Az „Internet tudomány” alapkutatások az internet hálózatnak

és a társadalommal való egymásra hatásának integrált,

interdiszciplináris megértését célozzák, felölelve az összes,

internetet tanulmányozó tudományterületet (matematika,

műszaki, humán, társadalmi stb.). A releváns kutatási témakörök

az alábbiak:


BEVEZETÉS 19

8. Jövő internet közösségi alkalmazásokA felhasználók állandó (always on) hozzáférést igényelnek olcsó,

biztonságos, felhasználó-barát, személyre szabott, környezet-tu-

datos mobil alkalmazások sokféleségéhez, amelyek egy növekvő

összetettségű erősen összekapcsolt infrastruktúrán valósítandók

meg. Az IoT releváns az intelligens környezet és tér megterem-

tésében. A felmerülő kérdések megválaszolása interdiszciplináris

kutatásokat kíván:

A) Alkalmazási platformok és funkciók fejlesztése közösségi

érzékeléshez;

B) Intelligens otthoni és irodai alkalmazások;

C) Intelligens egészségügyi és jóléti alkalmazások;

D) Intelligens üzleti alkalmazások;

E) Intelligens közigazgatási alkalmazások;

F) Intelligens városi alkalmazások (Smart City);

G) Egyéb intelligens közösségi és kognitív alkalmazások.

9. Kísérleti rendszerek, szabványosítás és szabályozás

E fejezet olyan gyakorlatias témákat ölel fel, mint: a kísérleti és

vizsgáló rendszerek követelményei, tervezése és együttműködé-

se, a kísérletek műszaki és szociális tapasztalatai, a jövő internet-

hez kapcsolódó szabványosítási tevékenység, valamint a felme-

rülő komplex szabályozási kérdések. A témakörök az alábbiak:

A) Kísérleti rendszerek, tesztbedek, kísérleti módszerek;

B) Kísérleti szolgáltatások, tapasztalatok;

C) Társadalmi - gazdasági tanulmányok, üzleti modellek;

D) Szabványosítás (kommunikáció, azonosítás, virtualizálás,

együttműködés, biztonság);

E) Szabályozás (műszaki, gazdasági, tartalom).

A Jövő Internet Nemzeti Kutatási Program (JINKA) a benevezett

témákat e kilenc fejezetbe, azon belül e témakörökbe rendezi.

Minden témához (T) egy TNMP alakú azonosító kódot rendel,

ahol N (1…9) a fejezetet, M (A, B..G, X) a fejezeten belül a téma-

kört, P a témakörön belüli sorszámot (1, 2…) jelöli, pl.: T2F7.

A JINKA2.1 132 regisztrált témát tartalmaz az 52 témakörbe

csoportosítva [10]. Néhány témakörben nem regisztráltak

témát, egyes témakörökben ötöt, vagy többet is.

Jelen FIRCC Jelentés közülük 83 kutatási témát mutat be. Feje-

zetenként – azon belül témakörönként csoportosítva – felso-

roljuk a regisztrált témákat, majd közülük a kiválasztott kutatási

témákat részletesen ismertetjük, felölelve a kutatási téma és az

eredmények rövid leírását, a téma hazai és nemzetközi beágya-

zódását, kapcsolódásait, valamint a fontosabb közleményeket.

[1] Nishinaga, N.: NICT New-Generation Network Vision and Five Network Targets. IEICE Trans. on Communications, Vol. E93-B, No.3. pp. 446-449. March 2010. Online ISSN: 1745-1345, Print ISSN: 0916-8516[2] Towards the Future Internet - Emerging Trends from European Research, Future Internet Assembly 2010, Valencia, 15-16 April 2010, Edited by Tselentis, G. et al. ISBN 978-1-60750-538-9/539-6, 2010, IOS Press, Amsterdam[3] The Future Internet - Future Internet Assembly 2011: Achievements and Technological Promises, Budapest, 17-19 May 2011, Edited by Dominigue, J. et al. LNCS 6656, ISBN 978-3-642-20898-0, 2011, Springer, Heidelberg[4] The Future Internet – Future Internet Assembly 2012: From Promises to Reality, Aalborg, 9-11 May 2012, Edited by Alvarez, F. et al. LNCS 7281, ISBN 978-3-642-30240-4, 2012, Springer, Heidelberg[5] The Future Internet - Future Internet Assembly 2013: Validated Results and New Horizons, Dublin, 8-10 May 2013, Edited by Galis, A. and Gavras, A. LNCS 7858, ISBN 978-3-642-38081-5, 2013, Springer, Heidelberg [6] Wainwright, N., Papanikolaou, N.: The FIA Research Roadmap, Priorities for Future Internet Research. Introduction in: The Future Internet – Future Internet Assembly 2012: From Promises to Reality, pp. 1-5. 2012, Springer, Heidelberg[7] Matsubara, D., Egawa, T. et al: Open the Way to Future Networks – A Viewpoint Framework from ITU-T. In: The Future Internet - Future Internet Assembly 2013: Validated Results and New Horizons. pp. 27-38. 2013, Springer, Heidelberg[8] ITU-T Recommendation Y.3001: Future Network Vision – Objectives and Design Goals, 2011[9] European Commission: HORIZON 2020 - The Framework Programme for Research and Innovation. Brussels, 2011. Work Programme (2014-2020) 5.i. Leadership in enabling and industrial technologies: Information and Communication Technologies. Annex 6 to Decision. December 2013. p. 107.[10] Bakonyi, P., Sallai, Gy.: A Jövő Internet Nemzeti Kutatási Program – JINKA2.1, p. 55, Budapest, 2014. február.[11] Sallai, Gy.: The FIRST Project and the Future Internet National Research Programme. Presentation. Future Internet PPP Workshop on Building an Eco-System for Delivering Innovative Future Internet Services and Applications. IEEE ICC 2013, Budapest, 13 June 2013. http://www.nih.gov.hu/nemzetkozi-tevekenyseg/jovo-internet/building-an-eco-system[12] Sallai, Gy.: Chapters of Future Internet Research. CogInfoCom 2013 - 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications, ISBN 978-1-4799-1-1543-9, Paper 27, pp.161-166. Track on Chapters of the Future Internet Science and Engineering. Plenary talk. Dec 2-6, 2013, Budapest

Irodalom


BEVEZETÉS18

A) Követelmények (skálázhatóság, biztonság,

szolgáltatásminőség, rendelkezésre állás, robusztusság,

rugalmasság stb.) és koncepciók (pl. virtualizálás);

B) Internet irányítás: protokollok, eljárások, tartalom elosztás stb.;

C) Mobil hálózati technológiák: mobilitás kezelés, fix-mobil kon

vergencia (FMC), hálózati koncepciók, 5G hálózati infrastruktúra;

D) Jövő média hálózatok, tartalom centrikus, tartalomelosztó

hálózatok (CCN, CDN);

E) Network computing: mindenütt jelen levő (ubiquitous), grid,

felhő számítástechnika;

F) Virtuális hálózatok, szoftver definiált hálózatok (SDN), hálózati

funkciók virtualizálása (NFV);

G) Felhő infokommunikáció (NaaS: Network as a Service, PaaS:

Platform as a Service, CaaS: Communication as a Service…).

4. Adat és tartalom technológiák

A hatalmas mennyiségben jelentkező adat és multimédia

tartalom kezelése a jövő internet fejlesztések alapvető hajtó ereje.

Az ide tartozó kutatási témák az adatok jelentésének feltárá-

sát, bármilyen formájú információ gyűjtésének, keresésének,

kezelésének és közzétételének támogatását célozzák. A releváns

kutatási témakörök:

A) Adat, szöveg és média bányászat;

B) Big Data kihívások (3V: volume, velocity, variety) és megoldások;

C) Szemantikus kereső algoritmusok, tudásfeltárás;

D) Megjelenítés, vizualizáció;

E) Digitális könyvtár funkciók.

5. 3D internet és kognitív infokommunikációA háromdimenziós (3D) kommunikáció képes magába foglalni

kognitív rendszereink teljesebb körét, nemcsak a hallást és látást,

hanem a tapintást, gesztust, érzést, érzelmet, szaglást stb. is. A 3D

internet hatalmas potenciális távlatokat nyit és számos kutatási

kihívást jelent, amelyek a lehetőségek valóra váltását célozzák:

A) 3D internet architektúra és médiatartalom;

B) Multimodális ember – gép interfészek;

C) Kognitív infokommunikáció, kognitív tartalmak és csatornák;

D) Virtuális kollaboráció, 3D internet alapú szabályozás

és kommunikáció;

E) 3D és 4D tartalom előállítása és megjelenítése, eszközök

és eljárások.

6. Tárgyak internete (IoT)A tárgyak internete (Internet of Things – IoT) a jövő internet vízió

kulcseleme, amely a legkülönfélébb eszközök (dolog, szenzor,

gép stb.) milliárdjainak valós-idejű összetett összekapcsolását és

együttműködését célozza. A kapcsolódó kutatások a felmerülő

technológiai, kommunikációs, működtetési és biztonsági kérdé-

sekre keresik a megoldást:

A) IoT képes technológiák (RFID, NFC stb.), szenzorok

és aktuátorok, energia és spektrumtudatosság;

B) Azonosítási eljárások, nevezés, címzés, IPv6 stb.;

C) IoT eszközök kommunikációja, IoT infrastruktúrák,

önmenedzselő hálózati rendszerek;

D) Szoftver megoldások, adatkezelés, biztonsági eljárások:

önadaptív biztonsági mechanizmusok és protokollok,

önmenedzselő biztonságos IoT;

E) Szolgáltatástámogató platformok, heterogén adatgyűjtő

és feldolgozó infrastruktúrák.

7. Kiberfizikai rendszerek és alkalmazásokA kiberfizikai rendszerek (cyber-physical systems, CPS) a beágya-

zott ICT rendszerek olyan következő generációját jelentik, ame-

lyek a tárgyak internetén keresztül összekapcsolódnak, együtt-

működnek, és innovatív intelligens alkalmazások és szolgáltatá-

sok széles körének nyújtására képesek. A legfontosabb kutatási

irányok az alábbiak:

A) Beágyazott és intelligens mérnöki rendszerek fejlesztése;

B) Intelligens gyártási alkalmazások, fizikai folyamatok mérése,

szabályozása;

C) Intelligens közlekedési, logisztikai és gépjármű alkalmazások;

D) Intelligens mezőgazdasági és élelmiszeripari alkalmazások;

E) Energiahatékonysági kutatások, energiatakarékos megoldá-

sok, zöld ICT rendszerek.

INTERNETALAPKUTATÁSOK 01

Témakörök, témajelentések és további regisztrált témák:

A) Hálózat tudomány

T1A1 Infokommunikációs hálózatok elméleti alapjai, jellemzői T1A2 Nagyméretű hálózatok és komplex hálózati folyamatok modellezése és vizsgálata T1A3 Nagyméretű hálózatok elmélete, matematikai modellezése

B) Számítástudomány, számításelmélettől a számítógép architektúráig

T1B1 Nemhagyományos számítási modellek és architektúrák T1B2 Halmazapproximációra támaszkodó vizsgálatok T1B3 Processzus algebrák T1B4 Nem-klasszikus logikák és alkalmazásaik a kódolás és a mesterséges intelligencia területén

C) Kapcsolódó alapvető technológiák, kvantum és nanotechnológia

T1C1 Molekuláris kapcsolók, mint informatikai tároló rendszerek T1C2 Kvantummechanikai elvekre épülő információátvitel, feldolgozás és titkosítás kutatása T1C3 Eszközfüggetlen kvantuminformatika

D) Biztonság, kriptográfia

T1D1 Bizalmas adatok védelme, kriptográfiai protokollok T1D2 A biztonságos internet megteremtése T1D3 A jövő internet szoftverbiztonsági kérdései T1D4 Hálózatbiztonsági eljárások, tűzfal modellek és szabályok T1D5 Kritikus rendszerek biztonsága

E) Humán szempontok: viselkedés, bizalom, kognitív folyamatok, társadalmi hálók

T1E1 A bizalom szerepe a digitális világban

F) Internet gazdaságtan, játékelmélet

T1F1 Játékelméleti megközelítések az internet gazdaságtanban

G) Jog és kormányozhatóság, személyiségi jogok, hálózat semlegesség


INTERNET ALAPKUTATÁSOKA JÖVŐ INTERNET NEMZETI KUTATÁSI PROGRAM EREDMÉNYEI 2014

INTERNET ALAPKUTATÁSOK22 23

Nemzetközi és hazai kapcsolódás:

• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 1. alprojekt 1.2c témája.

Legfontosabb publikációk:

❶ Fazekas, I., Porvázsnyik, B. Scale-free property for degrees and weights in a preferential attachment random graph model. Journal of Probability and Statistics, Volume 2013 (2013), Article ID 707960.

❷ Fazekas, I., Porvázsnyik, B. Scale-free property for degrees and weights in an N-interaction random graph model. arXiv: 1309.4258v1 [math.PR] 17 Sep 2013

❸ A. Chuprunov, I. Fazekas: Strong laws of large numbers for random forests. Acta Mathematica Hungarica 124 (1), 59-71.

❹ AN Chuprunov, I. Fazekas: An analogue of the generalised allocation scheme: limit theorems for the number of cells containing a given number of particles. Discrete Math. Appl 22 (1), 101-122

Résztvevő intézmény: DE Informatikai Kar

Fazekas István, [email protected]

diszkrét véletlen struktúrák vizsgálata elméleti alapot adhat

a hálózatok vizsgálatához. Az általános elhelyezési séma

olyan modellosztály, amely többek között magába foglalja

a hagyományos elhelyezési sémát és bizonyos véletlen

erdőket. Az általánosított elhelyezési séma esetén több

aszimptotikus eredményt értünk el: nagy számok törvé-

nyeit, határeloszlás-tételeket. Például nagy számok erős

törvényét igazoltuk a véletlen erdőkben lévő, k csúcsot

tartalmazó fák számára. Definiáltuk a séma újabb változata-

it, amik aszimptotikáját szintén leírtuk. Például határeloszlás

tételeket a k részecskét tartalmazó cellák számáról.

A nagyméretű hálózatok vizsgálata az utóbbi

időszak jelentős témája. Empirikus vizsgálatok

alapján kiderült, hogy sok hálózat (WWW,

szociális hálózatok...) skálafüggetlen. Ez más

szóval azt jelenti, hogy az aszimptotikus

fokszámeloszlás hatványrendben cseng le. A

valós hálózatok fejlődésének leírására Barabási

és Albert 1999-ben a preferential attachment

mechanizmust javasolta (azaz az új csúcs nagy

eséllyel a magas fokszámú csúcsokhoz fog

kapcsolódni). A modellnek számos módosítá-

sa ismert. Például Cooper és Frieze 2003-ban a

preferential attachment mellett az egyenletes

választást is megengedte. Mi egy általános, N

csúcspont kapcsolatán alapuló hálózatfejlő-

dési mechanizmust írtunk le. Ebben megen-

gedett mind a preferential attachment, mind

az egyenletes választás. A modell, amelyben

négy választható paraméter van, a Back-

hausz és Móri által 2012-ben javasolt, három

csúcspont interakcióján alapuló modell kiter-

jesztése. A gráf egyes összetevőinek (csúcsok-

nak, éleknek, háromszögeknek...) a súlya azt

mutatja, hogy hány interakcióban vettek részt.

Skálafüggetlenséget bizonyítottunk a csúcsok

súlyára és fokszámára is. Tételeket bizonyítot-

tunk a rögzített csúcs súlyára és fokszámára,

valamint a maximális súly és a maximális

fokszám aszimptotikájára. A tételeinkbeli

eredményeket számítógépes szimulációval is

alátámasztottuk. Számítógépes szimulációval

vizsgáltuk a modellek keverékeit, továbbá a

modellek további jellemzőit. Ezek további

elméleti vizsgálatokat vetítenek előre. A

Infokommunikációs hálózatok elméleti alapjai Nagy hálózatok modellezése

Sok nagyméretű valós hálózat (WWW, szociális hálózatok,...) skálafüggetlen. Kutatásaink

során nagy hálózatok ismert matematikai modelljeit terjesztjük ki, egy hálózatfejlődési

mechanizmust írunk le, a hálózatok elemzését matematikai módszerrel és számítógépes

szimulációval végezzük, és olyan jellemzőket határozunk meg, mint az aszimptotikus

fokszám eloszlás, maximális fokszám, klaszterezettségi együttható. A diszkrét véletlen

struktúrák vizsgálata, az általánosított elhelyezési séma elméleti alapot is ad a hálózatok

további vizsgálatához.

T1A1




Nemzetközi és hazai kapcsolódások:

• MTA Rényi ‘Lendület’ csoport és Graphs Research Group; ERC Advanced Research Grant no. 227701

• KTIA-OTKA under grant no. 77780.


❶ C. Borgs, J.T. Chayes, J. Kahn, L. Lovász: Left and right convergence of graphs with bounded degree, Random Struc. Alg. 42 (2013), pp. 1-28

❷ P. Csikvári: Note on the smallest root of the independence polynomial, Combinatorics, Probability and Computing, 22 (01), (2013), pp. 1-8

❸ T Jia, Y-Y Liu, E Csóka, M Pósfai, J-J Slotine, A-L Barabási: Emergence of bimodality in controlling complex networks, Nature Communications 4 (2013), Article number: 2002, doi:10.1038/ncomms3002

❹ Z. Király: Monochromatic components in edge-colored complete uniform hypergraphs, European Journal of Combinatorics 35 (2014), pp. 374-376

❺ L. Lovász, K. Vesztergombi: Nondeterministic property testing, Combinatorics Probability and Computing 22 (2013), pp. 749-762

Résztvevő intézmény: Eötvös Loránd Tudományegyetem, Matematikai Intézet

Lukács András, [email protected]

a grafingok és a lokális algoritmusok terén több fontos részered-

ménnyel járultunk hozzá az Aldous-Lyons sejtés megértéséhez.

Bizonyítottunk egy kategorizációs tételt a lokális algoritmusokról

és kifejlesztettük az ide kapcsolódó algoritmusokat is. Gráfok

kromatikus polinomjainak gyökmomentumairól bizonyítot-

tunk be a B-S konvergens gráfsorozatokon érvényes konver-

genciatételt. Algoritmikus problémák területén a hálózatok

vizsgálatában fontos eszköz a csúcspáronkénti legrövidebb

utak meghatározása, új algoritmust adtunk bizonyos nem

konzervatív súlyozású gráfokban erre a problémára. Minimá-

lis költségű folyam probléma megoldására valósítottunk meg

számos hatékony algoritmust. Átfogó mérési eredményeik

alapján ezek az implementációk gyorsabbnak bizonyultak az

eddig elérhető programoknál. Az elkészült kódok a LEMON gráf-

manipulációs programkönyvtárban érhetők el.Folytattuk a „Nagy

Hálózatok Matematikája Szeminárium”-unkat, ahol kutatóink saját

és a téma legaktuálisabb eredményeit tárgyaltuk meg.

A kutatások során kidolgozásra került a téma szá-

mos alapfogalma: grafing, nem-determinisztikus

tulajdonság-tesztelés, reprezentatív csúcshalma-

zok, lokális-globális konvergencia. Megmutattuk,

hogy a sűrű gráfok esetében a determinisztikus

és nem-determinisztikus tulajdonság-tesztelés

ekvivalens. Bebizonyítottuk, hogy lokális-globá-

lis konvergencia limeszobjektumai a grafingok.

Megmutattuk, hogy sűrű gráfok konvergenciája

ekvivalens a rajtuk értelmezett statisztikus fizikai

modellek konvergenciájával. Bevezettük a nagy

hálózat reprezentatív részhalmazának fogalmát,

megmutattuk, hogy ennek mérete korlátozható

a megengedett hiba függvényében. A nagy ritka

gráfok paramétereinek tesztelhetőségét illetően

új eredményeket értünk el és új lokális algoritmu-

sokat fejlesztettünk ki. Kutattuk gráfok homo-

morfizmusait, ezen belül a gráfpozitivitást és a

Sidorenko-sejtést. Fákon definiált Markov-láncok

konvergenciájával, viselkedésével foglalkoztunk.

Vizsgálat tárgyát képezte, hogy a nagy hálózatok

alapparaméterei, mint pl. csúcsainak a fokszámai

milyen módon és mennyire szorosan határozzák

meg a hálózat egészét. Ennek során kis késleltetésű

algoritmust adtunk egy fokszámsorozatot realizáló

összes gráf felsorolására, valamint vizsgáltuk, hogy

adott fokszámsorozat esetén maximum milyen

messze lehetnek egymástól az ezt realizáló hálóza-

tok. Több nagyméretű hálózat (internet, kom-

munikációs és szociális hálózatok) tulajdonságai

közül az adott gráfot leíró paraméterek különböző

mintavételezési eljárással végzett becsléseinek a

hibáit vizsgáltuk.Korlátos fokszámú nagy hálózatok,

Nagyméretű hálózatok és komplex hálózati folyamatok modellezése és vizsgálata

A téma a nagy hálózatok elméletének matematikai alapjait kutatja. A kutatási időszakban

nagyméretű gráfok algoritmusaival és limesz-objektumaival foglalkoztunk. Alapvető kér-

déseink voltak, hogy hogyan lehet egy nagy hálózat struktúráját mintavétellel megismerni,

milyen tulajdonságok és paraméterek határozhatók meg ebben a modellben. Kidolgoztuk

a tulajdonság-tesztelés alapfogalmait, fontos tulajdonságait. Új eredményeket értünk el a

lokális algoritmusok, gráf sorozatok homomorfizmusai és konvergenciái területén.

T1A2





• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 1.2e témája.


❶ Bolla Mária: Spectral Clustering and Biclustering, J. Wiley, 2013.

❷ Komjáthy Júlia, Simon Károly: Generating hierarchial scale-free graphs from fractals. Chaos Solitons Fractals 44 (2011), no. 8, 651–666.

❸ Kolossváry István, Komjáthy Júlia Vágó Lajos: Degrees and distances in random and evolving Apollonian networks, benyújtva CPC

❹ I. Kolossváry, J. Komjáthy: First Passage Percolation on Inhomogeneous Random Graphs, benyújtva AAP 2013 jan.

❺ J. Komjáthy, K. Simon, L. Vágó: A generalization of Barabási priority model of human dynamics. Benyújtva. Stochastics and Dynamics

Résztvevő intézmények: ETIK BME Matematikai Intézet, Sztochasztika Tanszék

Simon Károly, [email protected]

nem az. Célunk, hogy matematikailag precíz bizonyításokat

adjunk a témakör néhány eredményét illetően. Az Apollóniai

hálózatok (fraktálok segítségével konstruált determinisztikus

hálózat modell) rendelkeznek azokkal a tulajdonságokkal,

amelyekkel a valós hálózatok, köztük az internet is. Nevezetesen,

a csúcsok fokszáma hatványeloszlást követ, magas a klasztere-

zettség és jellemző a kis világ tulajdonság. A kis világ tulajdon-

ság precíz bizonyítására került sor. Az eredmények prezentálva

lettek a Random Structures and Algorithms konferencián

(Poznan, 2013) és egy cikk is elkészült. A fő eredmény, n-nel

jelölve a gráf csúcsainak számát, hogy tetszőleges dimenziós

véletlen Apollóniai hálózatokban az említett három mennyiség

külön-külön log n-nel osztva valószínűségben különböző kons-

tansokhoz konvergálnak. Mindegyik esetben ezek a konstansok

pontosan meg vannak határozva. Továbbá a legrövidebb

út hosszára centrális határeloszlás is bizonyításra kerül. Az

eredmény korábbiakat általánosít, illetve terjeszt ki. Albenque

és Marckert a legrövidebb utakra vonatkozó valószínűségbeli

konvergenciát bizonyították két dimenzióban. Ugyancsak két

dimenzióban Frieze és Tsourakakis a gráf átmérőjénél szereplő

konstansra adtak felső becslést. A bizonyítás menete kihasználja

a hálózatoknak a konstrukcióból adódó hierarchikus szerkezét,

ami ad egy természetes megfeleltetést egy bizonyos folytonos

idejű elágazó folyamattal, végül a felújítás elmélet alapjai és

nagyeltérés elmélet szükségesek, hogy a konstansokat ponto-

san meghatározzuk.

Bevezettük a spektrális klaszterezésben hasz-

nált mátrixokat (Laplace, modularitás és azok

normált változatai) olyan módon, hogy azok

természetesen adódnak bizonyos kvadratikus

allokációs problémák megoldásakor. Tárgyaltuk

ezen mátrixok spektruma közti kapcsolatokat, és

ismert gráfokra meghatároztuk a sajátértékeket

és sajátvektorokat. A reprezentációs problémát

általánosítottuk együttes eloszlásokra, a nemline-

aritások kezelésére pedig a reprodukáló magú

Hilbert-terek elméletét használtuk. Foglalkoztunk

a szociális hálózatokban ún. community és

anticommunity struktúra keresésére alkalmas

Newman-Girvan modularitással a modularitás

mátrix sajátértékei szempontjából. Foglakoztunk

a fraktálokból konstruálható komplex hallózat

modellekkel. Nevezetesen Barabási, Albert Vicsek

egy determinisztikus hálózat modelljét általáno-

sítottuk és e szerzők szimulációkkal kapott állítása-

ira adtunk analitikus bizonyításokat. Vizsgáltuk a

multifraktális tulajdonságokat mutató komplex

hálózatokat is. A fraktális tulajdonságú komplex

hálózatok esetén a hálózatot alkotó közösségek

elsősorban nem az egyes közösségekben a cent-

rális szerepet játszó úgynevezett hub-ok mentén

kapcsolódnak egymáshoz.

Ennek következtében a fraktális természetű háló-

zatok jobban ellenállnak a szándékos támadások-

nak. Például a WWW fraktális hálózat, az internet

Nagyméretű hálózatok elmélete, matematikai modellezése

Napjainkra olyan nagyméretű hálózatok alakultak ki, amelyek kezelése, a felmerült prob-

lémák megoldása feltételezi a hálózatok matematikailag precíz modellezését. Ezekkel a

kihívásokkal csak új elméleti eszközök segítségével lehet szembenézni.

Kutatási irányok:

• Legrövidebb utak hossza élsúlyozott véletlen gráfokban.

• Barabási-féle prioritási modell általánosítása.

• Hálózatok generálása fraktálok segítségével.

• Hálózatok spektrális klaszterezése és szimultán kétszempontos klaszterezése.

T1A3




tozatainak elfogadó erejét vizsgáltuk, segítségükkel a li-

neáris környezetfüggetlen nyelvek, illetve egy új determi-

nisztikus alosztályuk, a 2detLin osztály is jól jellemezhető

[3]. A SAT (satisfiability) problémát (hatékonyan) megoldó

változatos (masszívan párhuzamos) membrán algoritmu-

sok vizsgálatával kapcsolatos eredményeket tartalmazza

az [5]. A membrán rendszerekkel (P rendszerekkel) kapcso-

latosak a multihalmazokkal dolgozó kémiai alapon dolgo-

zó számítási modellek terén elért eddigi eredményeink is.

A membrán automatákkal (P automatákkal) kapcsolatos

kutatásokat Csuhaj Varjú Erzsébettel (ELTE Budapest)

együttműködésben végezzük. A modell bizonyos változa-

tának és ezek osztott, kooperáló rendszereinek számítási

erejét vizsgáló kutatásaink eredményeiből született az [1],

melyben a P automaták és az erre a célra általunk beveze-

tett kor-

látozott

tárhelyet

használó

számlálós

automaták

(restricted

counter machine

acceptor, RCMA) között

fennálló kapcsolatot vizsgáltuk. A membrán rendszerek és

a kémiai programozási paradigmát megvalósító ,,higher

order chemical language” típusú programozási nyelveken

specifikált kémiai programok egymáshoz való viszonyá-

nak vizsgálatával kapcsolatos kezdeti eredményeinkről

számoltunk be [2].


• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 1.2 témája.


❶ Erzsébet Csuhaj-Varjú, György Vaszil: On the power of P automata. In: Proc. Unconventional Computation and Natural Computation, UCNC 2013, LNCS 7956 (2013), 55-66.

❷ Miklós Fésüs, György Vaszil: Chemical programming and membrane systems. In: Proc. International Conference on Membrane Computing, CMC14, Chisinau, Moldova (2013), 313-316.

❸ Benedek Nagy: On a hierarchy of 5’ ➞3’ sensing Watson-Crick finite automata languages. Journal of Logic and Computation 23(4) 855-872, 2013.

❹ Benedek Nagy, Friedrich Otto: Deterministic pushdown-CD-systems of stateless deterministic R(1)-automata. Acta Informatica 50(4) 229-255, 2013.

❺ Benedek Nagy: On efficient algorithms for SAT. In: Proc. International Conference on Membrane Computing, CMC 13, LNCS 7762 (2013), 295-310.


Nagy Benedek, [email protected] Vaszil György, [email protected]

Célunk egyrészt olyan párhuzamos számítási

modellek fejlesztése (a hagyományos auto-

mata modellek mintájára) amelyek a párhu-

zamos algoritmusok és számítások vizsgála-

tához szolgáltatnak elméleti alapot (ahogy az

előzőek a szekvenciális hagyományos számí-

tások elméleti alapjainak tekinthetőek), más-

részt azoknak a multihalmaz-feldolgozáson

alapuló számítási eszközöknek a vizsgálata,

melyek közös jellemzője, hogy az ún. kémiai

számítási elv megvalósításának tekinthetők.

Ez a számítási paradigma azért érdekes, mert

a természetben zajló kémiai reakciók mintájá-

ra született: a számítás eredménye egyszerű

építőelemek lokális interakciói segítségével

mintegy emergens módon létrejövő globális

viselkedéséből olvasható ki. A nemhagyo-

mányos automatákkal kapcsolatos kutatások

magukban foglalják a hagyományos auto-

mata modellek nemhagyományos számítási

paradigmákkal való kapcsolatának feltárá-

sát, azok alkalmazhatóságának vizsgálatát

párhuzamos számításokra. Ezzel kapcsolat-

ban Friedrich Ottoval (Kassel, Németország)

közösen bevezettük az átlátszóbetűs véges

automatákat (technikai nevén CD-systems of

stateless restarting R automata with window

size 1), amelynek véges és veremautomata

verzióit is vizsgáltuk. Ezek az automata fajták

hatékonyan tudják jellemezni a racionális és

a környezetfüggetlen nyomnyelveket (trace

languages). A nyomnyelvek a párhuzamos

események leírásának egy korábban beve-

zetett és hatékonyan alkalmazható formái. A

témában megjelent friss eredményekben a

determinisztikus változatokat vizsgáltuk rész-

letesen [4.]. A párhuzamosság legegyszerűbb

formája, ha az input sztringet a két végéről

indulva dolgozzuk fel, ezt teszik az 5’-3’

Watson-Crick automaták. Ezek különböző vál-

Nemhagyományos számítási modellek és architektúrák

A jövő internet fontos szereplői lesznek a párhuzamos rendszerek, illetve azok a technoló-

giák, amelyek lehetővé teszik a rendelkezésre álló erőforrások igény szerinti, dinamikusan

változó feltételeknek megfelelő, új típusú szervezését. A kutatás célja olyan nemhagyomá-

nyos számítási paradigmákon alapuló formális modellek kidolgozása, amelyek segítsé-

gével új típusú párhuzamos architektúrák vizsgálhatók, illetve amelyek felhasználhatók

a jövő internet elméleti alapjainak szempontjából fontos új típusú interakciós modellek

kidolgozásában és tanulmányozásában.

T1B1





• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 1.2d témája


❶ Csajbók Z., Mihálydeák T.: Fuzziness in Partial Approximation Framework. In: M. Ganzha, L. Maciaszek, M. Paprzycki (eds.) Annals of Computer Science and Information Systems, Vol. 1: Proceedings of the 2013 Federated Conference on Computer Science and Information Systems (FedCSIS 2013), September 8-11, 2013. Kraków, Poland, Kraków: IEEE Comput. Soc. Press, 2013. pp. 35-41.

❷ Mihálydeák T., Csajbók Z.E.: Membranes with boundaries. In: E. Csuhaj-Varjú, M. Gheorghe, G. Rozenberg, A. Salomaa, Gy. Vaszil (eds.): Membrane Computing, LNCS 7762, Springer, Berlin, Heidelberg, 2013, pp. 277-294.

❸ Mihálydeák T., Csajbók Z.E.: Partial Approximation of Multisets and its Applications in Membrane Computing. In: P. Lingras, M. Wolski, Ch. Cornelis, S. Mitra, P. Wasilewski (eds.) Rough Sets and Knowledge Technology: 8th International Conference, RSKT 2013, Halifax, NS, Canada, October 11-14, 2013, Proceedings, LNCS 8171, Berlin: Springer-Verlag, 2013. pp. 99-108.

❹ Mihálydeák T.: Partial first-order logic relying on optimistic pessimistic and average partial membership functions. In: G. Pasi, J. Montero, D. Ciucci (eds.) Proceedings of the 8th conference of the European Society for Fuzzy Logic and Technology (EUSFLAT-2013), Atlantis Press, 2013. pp. 334-339.

❺ Aszalós L., Mihálydeák T.: Rough Clustering Generated by Correlation Clustering. In: D. Ciucci, M. Inuiguchi, Y.Y. Yao, D. Ślęzak, G. Wang (eds.) Rough Sets, Fuzzy Sets, Data Mining, and Granular Computing: 14th International Conference, RSFDGrC 2013, Halifax, NS, Canada, October 11-14, 2013. Proceedings, LNCS 8170, Heidelberg: Springer Verlag, 2013. pp. 315-324.


Mihálydeák Tamás, [email protected]

rán környezetének (egy régió határának) az

absztrakt fogalmi megalkotása. Az életlen

halmazokon alapuló megközelítés alap-

vetően fontosnak látszik a mesterséges

intelligenciában, a kognitív tudományok-

ban, olyan kutatási területeken, mint a

gépi tanulás, az intelligens rendszerek, az

induktív következtetés, a mintafelismerés,

a meteorológia, az ismeretfeltárás, a dönté-

selemzés és a szakértő rendszerek.Az internetes tartalmak mennyiségi bővü-

lése új eszközök kifejlesztését kényszeríti

ki. Szükség van olyan elméletekre, ame-

lyek döntési szituációkban a bizonyosság

hiányát kezelni tudják. Kutatásunk kiinduló

pontja az 1980-es évek elején Z. Pawlak

lengyel matematikus által kezdeménye-

zett életlen halmazok elmélete (rough set

theory) volt. Ez nem csak a homályosság-

nak (vaugeness), a nem egzakt (unexact)

sajátosságoknak egy matematikai modellje,

hanem számos gyakorlati alkalmazása is

van az informatikában.

Elsőként a Pawlak-i elméletet általánosítot-

tuk arra az esetre, amikor a vizsgált objek-

tumokról csak korlátozott ismeretek állnak

rendelkezésre. Az általánosított elmélet

keretében új approximációs függvényeket

határoztunk meg. Az általunk kidolgozott

parciális approximációs térre támaszkodva

egy-egy konkrét probléma megoldását elő-

segítő modelleket, illetve logika rendszert

dolgoztunk ki. Az új logikai rendszerben

egyrészt vizsgálható, hogy miként lehet

a halmazelméleti eleme reláció gyakorlati

alkalmazása során fellépő korlátok logi-

kai következményeit vizsgálni, másrészt

lehetővé teszi az approximáció során nyert

fuzzifikált eleme reláció logikai vizsgálatát.

A halmazapproximáció bázisán a korreláci-

ós klaszterezés alkalmazásával új eljárást is

kidolgoztunk.

Az általános approximációs tér fogalmait

általánosítottuk multihalmazokra is, amit

a membrán számításokban alkalmaztunk.

Ennek eredményeképpen sikerült a memb-

Halmazapproximációra támaszkodó vizsgálatok

Motiváció: a bizonyosság hiányát kezelni képes döntési rendszerek elméleti hátterének

kutatása. Eredmények: Az életlen halmazok elméletének általánosítása a vizsgált objek-

tumokról korlátozottan rendelkezésre álló ismeretek alapján. Az általános approximációs

térre támaszkodva konkrét problémák megoldását elősegítő modellek, logikai rendszer

kidolgozása. A halmazapproximáció bázisán a korrelációs klaszterezés alkalmazásával

új eljárás kidolgozása. A halmazapproximáció általánosítása multihalmazokra és alkal-

mazása a membrán számításokban.

T1B2





• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0005 projekt III/2-es alprojektjének egyik témája.

• Együttműködés a Sienai Egyetemmel és a linzi Johannes Kepler Egyetemmel.


❶ Sándor Jenei, László Kóródi, Pseudo Equality Algebras, ARCHIVE FOR MATHEMATICAL LOGIC 52:(5-6) pp. 469-481. (2013)

❷ Sándor Jenei, Franco Montagna, Strongly Involutive Uninorm Algebras, JOURNAL OF LOGIC AND COMPUTATION 23:(3) pp. 707-726. (2013)

❸ Sándor Jenei, Co-rotation, co-rotation- annihilation, and involutive ordinal sum constructions of residuated semigroups In: 19th Logic for the Programming Artificial Intelligence and Reasoning Conference. Stellenbosch, Dél-Afrika 2013.12.14-2013.12.19.

❹ Sándor Jenei, New involutive FLe-algebra constructions In: Tomáš Kroupa (szerk.) Volume of Abstracts MANYVAL 2013: Games, decisions and rationality.Prague, Csehország, 2013.09.04-2013.09.06

❺ Sándor Jenei, Classification results on residuated lattices – a survey with new results, In: R Mesiar, E. Pap, E. P. Klement (szerk.), 34th Linz Seminar on Fuzzy Set Theory. Linz, Ausztria, 2013.02.26-2013.03.02.

Résztvevő intézmény: Pécsi Tudományegyetem

Jenei Sándor, [email protected]

A fő cél nem-klasszikus logikák vizsgálata és

ezen eredmények alkalmazása a Mesterséges

Intelligencia és a kódelmélet egyes területe-

in. Amint az ismert, az algebrai logika eszköz-

tára alkalmat ad arra, hogy logikai kérdéseket

átfordítsunk algebraiakká. A szubstrukturális

logikák és reziduált hálók esetében egy

geometria-algebra kapcsolat, hasonlóan az

algebrai logikához lehetővé teszi, hogy al-

gebrai problémákat fordítsunk át geometriai

problémákká. Így kialakul egy geometria-al-

gebra-logika-alkalmazás lánc, amelynek min-

den egyes eleme és minden elempárja külön

is érdekes. A 2013-as évben főként az algebra

és az algebra-logika kapcsolatra összpon-

tosítottunk: új involutív FLe-algebra konst-

rukciókat vezettünk be, leírtuk ezek algebra

osztály struktúráját és egy meglehetősen

gyenge feltételekkel megadott alosztályát

osztályoztuk is.

Nem-klasszikus logikák és alkalmazásaik a kódolás és a mesterséges intelligencia területén

A kutatás célja egyes nem-klasszikus logika-osztályok algebrai/logikai vizsgálata és

ezek alkalmazása a kódelméletben és a mesterséges intelligencia egyes területein.

Az alapkutatás különösen a szubstrukturális logikákra irányul, illetve azok algebrai

szemantikájára, a reziduált hálókra. A szubstrukturális logikák magukban foglalják

egyebek között a klasszikus logikát, az intuícionista logikát, a szuperintuícionista

logikákat, a többértékű logikákat, a releváns logikát, a lineáris logikát, a matema-

tikai fuzzy logikákat és ezek nemkommutatív változatait. A kutatás eredménye az

Involutív Uninorma Logikához kapcsolódó involutív FLe-algebrák területén számos

új konstrukció bevezetése, strukturális leírás és osztályozás.

T1B4





• A Cseh Köztársaság Masaryk Egyetem Informatikai Kara (Brno)

• A Szlovák Tudományos Akadémia Kvantuminformatikai Kutatóközpontja (Pozsony)


❶ B. Kollár and M. Koniorczyk: Entropy rate of message sources driven by quantum walks, submitted for publication

❷ L. Dani and M. Koniorczyk: 1 to 2 qubit cloners via semidefinite programming, poster, 10th Central European Quantum Information Processing Workshop 5-9 June 2013, Valtice, Czech Republic


Koniorczyk Mátyás, [email protected]

A kvantumos bolyongásokra épülő jelforrásokat a

klasszikus információelmélet eszközeivel vizsgál-

tuk. Kidolgoztunk egy technikát a kvantumos

bolyongásból mérési protokollal kapott sztochasz-

tikus folyamat, mint jelforrás entrópia rátájának

kiszámítására. Megvizsgáltuk, hogy az entrópia

ráta mennyiben tükrözi-e a háttérben lévő kvan-

tumos folyamat jelenletét, jellemzőit. Az entrópia

rátát alkalmas eszköznek találtuk az ilyen problé-

mák vizsgálatára, és leírtuk annak skálázódását a

klasszikus folyamattal összevetve. A továbbiakban

a vizsgálatot általánosabb esetekre is ki kívánjuk

terjeszteni. Az információ feldolgozása szem-

pontjából lényeges, fizikailag nem megvalósítható

műveletek optimális közelíthetőségét is vizsgáltuk.

Implementáltuk a nem fizikai transzformációk

optimális fizikai közelítését meghatározó szemi-

definit programozási algoritmust, és alkalmaztuk

a kvantum klónozás problémájára. Az irodalmi

adatokkal egyező paraméterek mellett megkaptuk

a megvalósító folyamat Choi-reprezentációját. Az

implementált eszközt több alapvető kérdés vizs-

gálatára is használni kívánjuk, például a redundáns

tárolás és a dekoherencia viszonyának vizsgálatára.

Kvantummechanikai elvekre épülő információátvitel, feldolgozás és titkosítás kutatásaAlkalmazások a klasszikus információ- és bonyolultság- elméletben, valamint kriptográfiában és kriptoanalízisben

A kvantumos bolyongás, a véletlen bolyongás általánosítása a kvantuminformati-

ka elterjedten vizsgált modell-rendszere. Egy mérési protokollal kiegészítve klasszikus

sztochasztikus folyamatot kapunk, amely kvantumos elemet is tartalmazó informá-

cióforrás egy lehetséges modellje. A kutatás egyik célja ilyen rendszerek vizsgálata.

Információfeldolgozás céljából használt rendszerek kvantumállapotán végzett olyan

transzformációkat is vizsgálunk, amelyek megvalósítása alapvető fizikai okok miatt nem

lehetséges. Szemidefinit programozással meghatározzuk ezek közelítő megvalósítását, és

elemezzük annak tulajdonságait.

T1C2





• TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001

• OTKA PD 101461 Eszközfüggetlen kvantuminformáció elmélet


❶ Brunner N. , Navascués M. , Vértesi T. : Dimension witnesses and quantum state discrimination. Phy. Rev. Lett. 110 (2013) 150501

❷ Cavalcanti D. , Acín A. , Brunner N. , Vértesi T. : All quantum states useful for teleportation are nonlocal resources. Phys. Rev. A 87 (2013) 042104

❸ Navascues M. , de la Torre G. , Vértesi T. : Characterization of quantum correlations with local dimension constraints and its device- independent applications. Phys. Rev. X 4 (2014) 011011

❹ Vértesi T., Laskowski W., Pál K.F.: Certifying nonlocality from separable marginals. Phys. Rev. A 89 (2014) 012115

Résztvevő intézmény: MTA Atommagkutató Intézet

Vértesi Tamás, [email protected]ál Károly Ferenc, [email protected]

tisztázott. Ezen a területen is értünk el haladást. Bizonyí-

tottuk, hogy bizonyos korábbi elvárásokkal ellentétben a

kvantum-nemlokalitásból nem következik összefonódott-

ság desztillálhatósága. Azt is megmutattuk, hogy

bizonyos többrészecskés kvantumállapotok

nemlokális jellege még akkor is bizonyítha-

tó lehet, ha csak a teljesen szeparábilis

részrendszerein mért eredmények

korrelációit ismerjük. Vizsgáltuk az

összefonódottság és a nemlokalitás

viselkedését is részecskék elvesz-

tése esetén sokrészecskés kvan-

tumrendszerekben. Kapcsolatot

találtunk az állapot szimmetriája és

ezen viselkedés között, ami révén

megbecsülhető egy állapot aszim-

metriája eszközfüggetlen módon.

A kvantum-nemlokalitás a kvantummecha-

nika egyik legmeg-határozóbb sajátsága. A

nemlokalitás a Bell-egyenlőtlenségek sértése

révén érhető tetten, és ez az eszközfügget-

len kvantuminfomáció-feldolgozás alapja.

Mivel a nemlokalitás hatása nem hamisítható,

általuk egy készülék elvárt módon való mű-

ködése anélkül is ellenőrizhető, hogy belső

szerkezetének a részleteit ismernénk. Számos

kvantuminformatikai feladat, mint a kvan-

tumtitkosítás, vagy bizonyíthatóan véletlen

számok előállítása, elvégezhető, és lényege-

sen biztonságosabbá tehető ily módon. Az

utóbbi időben ezen elv alapján igyekeztünk

új alkalmazásokat kidolgozni. Tetszőleges

Hilbert-térbeli dimenzióval jellemezhető

kvantumrendszerekhez találtunk egyszerű és

általános dimenziótanúkat. Ezekkel ismeret-

len fizikai rendszerek dimenzionalitását lehet

ellenőrizni eszközfüggetlen módon. A di-

menziótanúink ugyancsak képesek megkü-

lönböztetni az azonos dimenziójú klasszikus

és kvantumrendszereket, ami hasznos lehet

kvantuminformáció feldolgozása során.

Ugyancsak célunk volt hatékony protokollok

kidolgozása több résztvevős elrendezések-

ben, kihasználva a többrészecskés nemloka-

litás gazdag struktúráját. A jelenlegi fotonde-

tektorok korlátozott hatékonysága bizonyos

kvantuminformatikai protokollok használatát

gátolják. Megmutattuk, hogy többrészecs-

kés rendszerekben a detektorok szükséges

hatékonysága jelentősen csökkenthető a

kétrészecskés esethez képest. A nemlokalitás

fogalma szorosan kapcsolódik a kvantum-

mechanika egy másik alapvető jellegzetes-

ségéhez, az összefonódottsághoz. Mindkét

sajátság erőforrásként jelenik meg kvantum-

informatikai feladatokban, de az egymáshoz

való viszonyuk még jelenleg sem tökéletesen

Eszközfüggetlen kvantuminformatika

A kvantum-nemlokalitás a kvantummechanika egyik fontos sajátsága, és a

Bell-egyenlőtlenségek sértése révén érhető tetten. Ez a jelenség az eszközfüggetlen

kvantuminfomáció-feldolgozás alapja, ami biztonságosabb protokollokat tesz lehető-

vé. Eljárásokat javasoltunk, amelyekkel ismeretlen fizikai rendszerek dimenzionalitását

lehet ellenőrizni eszközfüggetlen módon. Létrehoztunk olyan többrészecskés Bell-tesz-

teket, amelyekhez kevéssé hatékony detektorok is megfelelnek. Ugyancsak eredménye-

ket értünk el a nemlokalitás és az összefonódottság kapcsolatának megértésében.

T1C3





• Kriptográfiai algoritmusok és protokollok c. Kutatóegyetemi pályázat (TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KONV-2010-0007), • Jövő Internet kutatások az elmélettől az alkalmazásig (TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001), 1.1. téma• Hiteles és anonim vizsgajavítási rendszer K+F+I pályázat (GOP-1.1.2-07/1-2008-0001), • ASP-COM kommunikációs protokoll kutatása titkosítási algoritmussal és web 2.0 vezérlővel az RKV rendszer ASP működtetéséhez K+F+I pályázat (KMR_12-1-2012-0022)


❶ Bérczes, J. Folláth and A. Pethő, On a family of collision-free functions, Tatra Mountains Math. Publ. 47, (2010), 1-13.

❷ A. Huszti and A. Pethő, A secure electronic exam system, Publ. Math. Debrecen, 77, (2010), 299—312.

❸ T. Herendi, R.S. Major: Modular exponentiation of matrices on FPGA-s, Acta Univ. Sapientiae, Informatica, 3, 2 (2011) 172 - 191

❹ László Aszalós, Andrea Huszti, Payment approval for PayWord In: D H Lee, M Yung (szerk.), Information Security Applications, LNCS 7690 (2012).

❺ N. Hirata-Kohno and A. Pethő, On a key exchange protocol based on Diophantine equations, Infocommunications journal, 5 (2013), 17-21.


Pethő Attila akadémikus, [email protected]

Sok olyan alkalmazás van, amikor a felhasz-

náló nem akarja felfedni a valódi identitását.

Erre tipikus példa a titkos szavazás, amikor

biztosítani kell, hogy csak az szavazzon,

akinek szavazati joga van, de ne lehessen

kideríteni, hogy ki mire vagy kire szavazott.

Ugyanebbe a problémakörbe tartozik az

olyan e-vizsgáztatás, amikor a vizsgázó és a

vizsgáztató kölcsönösen anonimak egymás

számára. Több protokollt dolgoztunk ki ezen

problémák megoldására és biztonságuk

megerősítésére. Sajnos egyre több példát

lehet adni arra, mikor egy, a gyakorlatban

széles körben elterjedt, biztonságosnak hitt

kriptográfiai eszközöket alkalmazó rend-

szerről derül ki, hogy kijátszható. Formális

módszerek segítségével ellenőrizni tud-

juk a kriptográfiai protokollok biztonsági

elvárásainak teljesülését. A ma használatos

hash függvények tervezésénél nagy hang-

súlyt helyeztek a gyorsaságra. Az utóbbi idők

emblematikus támadásai mutattak rá arra,

hogy a gyorsaság nem lehet fő konstrukciós

elv. Fontos tehát matematikai módszerekkel

elemezhető és hatékony hash függvények

kidolgozása. Kriptográfiai algoritmusok

további nélkülözhetetlen alkotóelemei a

véletlenszám generátorok. Kidolgoztunk egy

módszert egyenletes eloszlású és nagy peri-

ódushosszúságú bitsorozatok generátorának

meghatározására. FPGA (Field-Programmab-

le Gate Array) eszközre olyan, implementáci-

ót készítettünk, amelyik lényegesen gyor-

sabb, mint a hagyományos konstrukciók.

Bizalmas adatok védelme, kriptográfiai protokollok

Kutatásainkat a kriptográfiai algoritmusok és protokollok elemzése, főleg az anoni-

mitás és alkalmazásai, és a rendszerek formális elemzése témában végezzük. Több

protokollt dolgoztunk ki e-szavazási, e-vizsgáztatási és e-fizetési rendszerekre, meg-

erősítettük biztonsági szintjüket. Jelentős eredményeket értünk el hash függvények és

véletlenszám generátorok matematikai konstrukcióinak vizsgálatában is. FPGA-ra

olyan implementációt készítettünk, amelyik lényegesen gyorsabb, mint a hagyomá-

nyos architektúrájú gépeken futók.

T1D1





• NFÜ EITKIC_12-1-2012-0001 projekt Kritikus rendszerek védelmének témája• EIT ICT Labs Security of Smart Energy Systems projekt• ARTEMIS CHIRON projekt


❶ B. Bencsáth, G. Pék, L. Buttyán, M. Félegyházi, The Cousins of Stuxnet: Duqu, Flame, and Gauss, Future Internet 2012, 4(4), 971-1003; doi:10.3390/fi4040971

❷ T. Holczer, M. Félegyházi, D. Buza, F. Juhász, and Gy. Miru, CryPLH: Protecting smart energy systems from targeted attacks with a PLC honeypot, In Proceedings of SmartGridSec 2014.

❸ Gulyás G. Gy., Imre S., Measuring Importance of Seeding for Structural De-anonymization Attacks in Social Networks. In Proc. of 6th IEEE International Workshop on SEcurity and SOCial Networking (SESOC), 2014.

❹ G. Gy. Gulyás, S. Imre, Hiding Information in Social Networks from De-anonymization Attacks by Using Identity Separation. In: Proc. of the 14th Joint IFIP TC6 and TC11 Conference on Communications and Multimedia Security (CMS 2013).

Résztvevő intézmény: BME Hálózati Rendszerekés Szolgáltatások Tanszék

Buttyán Levente, [email protected]

dollár milliárdokra rúgnak. A kutatás célja általában az

internet biztonságosabbá tétele. Konkrétan, kutatásunk

elsősorban a rosszindulatú programok (malware) detek-

tálására és analízisére, valamint a malware támadásokból

származó incidensek kezelésére fókuszál. Mivel a jövő

internete több beágyazott eszközt köt majd össze, mint

PC-t (Internet of Things), ezért a malware problémakört

nemcsak a hagyományos PC környezetben vizsgáljuk, ha-

nem kiterjesztjük azt a mobil platformok és más beágya-

zott környezetek (pl. ipari internet, modern gépjárművek,

szenzorhálózatok) irányába is. Jelentős problémának

tartjuk azt az információs aszimmetriát, mely a támadók

és a rendszerek üzemeltetői között áll fenn, nevezetesen

a támadók ismerik a rendszerekben alkalmazott védelmi

megoldásokat, míg az üzemeltetők sokkal kevesebbet

tudnak a támadási módszerekről. Ezen információs

aszimmetria csökkentése érdekében honeypot és honey-

token technológiák alkalmazhatók, ezek hatékonyságát

vizsgáljuk kutatásunkban. Kutatásunk egy másik fontos

eleme a privátszféra védelmét szolgáló mechanizmusok

fejlesztése és vizsgálata. Ezen a területen a közösségi

hálózatokban felmerülő privacy problémákkal, pl. az ano-

nimizált formában nyilvánosságra hozott adatok de-ano-

nimizálásával, és a webet használók nyomon követésével

foglalkoztunk, illetve ezekre a problémákra javasoltunk

megoldásokat. Minden pozitív hatása mellett, az elmúlt év-

tizedben az internet rosszindulatú tevékeny-

ségek táptalajává is vált. Az e-mail forgalom

jelentős részét a kéretlen reklámlevelek

(spam) teszik ki, és drasztikusan nő a rosszin-

dulatú weboldalak száma, melyek kártékony

tartalmat, rosszindulatú programokat (mal-

ware) terjesztenek. Az e-mail csatolmányban

vagy a weben keresztül terjesztett malware

segítségével különböző támadó csopor-

tok milliók számítógépei felett veszik át az

uralmat, és ezekből távolról irányítható, ún.

botneteket hoznak létre, melyek segítségé-

vel összehangolt és nagy léptékű támadást

tudnak indítani jelentősebb szolgáltatások

vagy akár egyes nemzetállamok internet

infrastruktúrája ellen is. Mindennaposak a

webes alkalmazások ellen intézett táma-

dások, és az ezen támadások segítségével

végrehajtott adatlopás, ahol az adatok

személyes információkat tartalmazhatnak.

Az ellopott információk segítségével az

áldozatok megszemélyesíthetők, bankszám-

lájuk kifosztható, vagy éppen privátszférájuk

(privacy) sérül.

A fenti jelenségek mögött egy jól szervezett

alvilág található, saját valutával (bitcoin) és

ökoszisztémával, melyben minden résztvevő

megtalálja a saját számítását és motivációit.

A probléma mérete globális, a becsületes

világ ebből származó veszteségei pedig

A biztonságos internet megteremtéseRosszindulatú programok detektálása és kezelése

Az internet már ma is kulcsfontosságú szerepet tölt be az emberiség életében. Hatása

a társadalomra, a gazdaságra, és a politika különböző területeire a jövőben várhatóan

csak fokozódni fog. Alapvető fontosságú, hogy bizalmunk e kritikus infrastruktúrában

ne inogjon meg, s ennek egyik eszköze az internet és az azon elérhető szolgáltatások

biztonságának megvalósítása. A kutatás célja az internet biztonsági problémáinak

vizsgálata, és jövőt álló megoldások kidolgozása. Kutatásunk elsősorban a rosszindu-

latú programok (malware) detektálására és analízisére, valamint a malware támadá-

sokból származó incidensek kezelésére fókuszál.

T1D2




Résztvevő intézmény: Óbudai Egyetem, Neumann János Informatikai kar

Erdődi László, [email protected]

sítani különböző Windows és Linux kernelfájlokban. A lehet-

séges dispatcher gadgetok birtokában bemutatásra kerültek

támadó kódok jump oriented programming technikával

történő végrehajtása. Return oriented programmok esetén

összetett (elágazást is tartalmazó) támadó kód végrehajtási

lehetőségeit vizsgáltuk. Számos különböző technikát sike-

rült azonosítani és összehasonlítani az elágazások végrehaj-

tására. A kutatás során megfogalmazódott az igény mind a

return oriented mind a jump oriented programok esetén a

támadó kód valamely egyszerűsített leírására.


❶ Erdődi L, Finding dispatcher gadgets for jump oriented programming code reuse attacks, SACI 2013 – 8th International Symposium on Applied Computational Intelligence and Informatics, Timisoara, Romania, 2013.05.23-2013.05.25. (IEEE), pp. 321-325.

❷ Erdődi L, Attacking x86 Windows binaries by jump oriented programming, INES 2013 -IEEE 17th International Conference on Intelligent Engineering Systems, June 19-21, 2013, Costa Rica (IEEE), pp.333-338.

❸ Erdődi L, Conditional Gadgets for Return Oriented Programming, LINDI 2013 - 5th IEEE International Symposium on Logistics and Industrial Informatics, Wildau, Germany, September 5-7, 2013

A jövő internet szoftverbiztonsági kérdései

Napjainkban az informatikai támadások elszaporodásával egyre nagyobb szerepet kap

a biztonság kérdése. Az informatikai rendszerek biztonságának egyik legjelentősebb

tényezője az informatikai alkalmazások biztonsága. Az alkalmazások biztonságát első-

sorban a forráskód hibáinak kiszűrésével, valamint a fordítóprogramok és az operációs

rendszer védekező lépéseinek fokozásával lehet növelni. A kutatás során olyan támadási

technikák kerülnek bemutatásra, amelyekkel a szoftver hibák kijátszhatóak és a szoftve-

rek kártékony működésre kényszeríthetőek.

A kutatás célja a jövő internet elmélet alapok

erősítése az alkalmazások biztonsága érdeké-

ben. A kutatás során olyan támadási technikák

kerülnek bemutatásra, amelyekkel a szoftver

hibák kijátszhatóak és a szoftverek kártékony

működésre kényszeríthetőek. Az operációs

rendszerek és a fordítóprogramok védekezésé-

nek köszönhetően a jövő támadási formáinak

alapja a return oriented programming és a

jump oriented programming lesz. Mindkét

támadás során a rosszindulatú kód végrehaj-

tásának módja az, hogy egy legitim szoftver

hibáját kihasználva, annak rendeltetésszerű

futását eltérítve valamely támadó kód futása

van kikényszerítve az operációs rendszeren.

A return-oriented programming és a jump

oriented programming is egy olyan táma-

dás típus, amelynél nincs szükség saját kód

elhelyezésére a virtuális memóriatérben,

ezáltal számos védekezés hatástalan ellene. A

támadó kód az osztott könyvtárak meglévő

kódrészeiből tevődik össze apró gadgetekből.

A return oriented programok végrehajtásához

a támadónak memóriacímek és paraméterek

sorozatát kell a stackre helyeznie megfelelő

sorrendben. Jump oriented programming ese-

tén még stackre sincs szükség, a támadó kód

elhelyezése a virtuális memória tetszőleges

részén lehet. A kutatás során megvizsgáltuk

a jump oriented programok legkritikusabb

részét az úgynevezett dispatcher gadgetokat.

A dispatcher gagdet egy nagyon speciális

memóriarész az osztott könyvtárakban, amely

a jump oriented programok lefutását vezérli.

Mivel a támadó kód szétszórtan helyezkedik el

a memóriában a dispatcher gadgetok feladata

a támadó kód soron következő elemére törté-

nő irányítás. A kutatás során számos dispatcher

gadget feladatra alkalmas részt sikerült azono-

T1D3




Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • Részvétel több Future Internet Assembly szervezésében • Nemzeti Média és Hírközlési Hatóság • ARTEMIS CHIRON projektLegfontosabb publikációk:

❶ T. A. Trinh, G. Sallai: Game-Theoretic Analysis of IPv4-IPv6 Migration Processes, European ITS Conference, Budapest, Hungary, 2011.

❷ T. A. Trinh, L. Gyarmati, G. Sallai: Migrating to IPv6: A Game-Theoretic Perspective, in Proceedings of the 35th IEEE Conference on Local Computer Networks (LCN 2010), Denver, Colorado, USA, 11-14 October 2010.

❸ T. A. Trinh, L. Gyarmati, G. Sallai: Understanding the impact of loyal user behaviour on Internet access pricing: a game-theoretic framework, Telecommunication Systems. Springer, Vol. 48, No. 1-2, pp. 43-61, Oct. 2011.

❹ Laszlo Gyarmati and Tuan Anh Trinh: How to Price Internet Access for Disloyal Users under Uncertainty. Annals of Telecommunications - Quality of Experience and Socio-Economic Issues of Network-Based Services, Vol. 65, num. 3–4, pp. 171–188, 2009.

❺ Sallai Gyula, Trinh Anh Tuan: Frekvenciaárverés a 900 MHz-es sávban. Megfontolások és javaslatok az árverési eljárásra. Tanulmány az NMHH számára. p. 72. 2011. március.

Résztvevő intézmény: BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszék

Trinh Anh Tuan, [email protected]

a játékelmélet alkalmazásának - természetéből és jelenlegi

kidolgozottságából fakadó - korlátai vannak. Az irodalomból sok

szituációra még nem ismertek kiforrott megoldások, például

az árverési tárgyak és azok csoportjai együttes árverésének

kezelésére. Az összebeszélést kooperatív (koalíciós) játékkal lehet

modellezni, azonban a modellhez szükséges feltételek nehezen

határozhatók meg a gyakorlatban. Így az elvi lehetőség ellenére

alig található szakirodalom az összebeszélés kooperatív játékkal

való modellezésére. Az általunk javasolt frekvencia-árverési

konstrukció több fázisból áll, az egyes fázisokban szimultán,

több-körös emelkedő áras eljárást alkalmaztunk.

• IPv4 – IPv6 átmenet. Az allokálatlan IPv4 címek száma roha-

mosan csökken, az IPv6 szükségessége vitathatatlan, mégis min-

den előnye és széleskörű támogatottsága ellenére IPv6 protokoll

globális elterjedése meg várat magára. Felmerül a kérdés: mi

hátráltatja az IPv6 elterjedését? A probléma megválaszolásának

eddigi megközelítései adaptációs modellel próbálkoztak. A mo-

dellben minden hálózati entitás megválaszthatja, hogy milyen

architektúrát használ, milyen konverziós képességgel, vagy e

képesség nélkül. Megmutatták, hogy a túlságosan hatékony

konverziós eszközök késleltetik az új protokoll elterjedését. E

megközelítés azonban nem vette figyelembe az IPv6 sajátos-

ságait, például autonóm rendszer (AS) jellegét, topológiáját

és eltérő méretét. A valóságban éppen az AS-ek vannak olyan

pozícióban, hogy hatással legyenek a teljes populáció protokoll

választására. Ezek alapján az IPv6 esete inkább egy migrációs

probléma, nem pedig egy adaptációs, hiszen a teljes protokollt

le kell cserélni. A munkánk során egyszeri, illetve ismételt játé-

kelméleti modelleket alkalmaztunk, és elemeztük az autonóm

rendszerek profit maximalizálási stratégiáit. Az eredményeinket a

szimulációval validáltuk.

Az internet szolgáltatók ökoszisztémája fenntarthatóságá-

nak érdekében fontos megvizsgálni a szolgáltatók gazdasági

kapcsolatait, mind a szolgáltatók közötti, mind a szolgáltatók és

az előfizetők közötti interakciókat. A játékelmélet alkalmazása

olyan esetekben lehet hatékony, ahol a probléma résztvevőinek

döntéseiben mások döntései is szerepet játszanak. A játékelmé-

let először közgazdasági problémáknál kapott először szerepet,

alkalmazása jelenleg is itt a legszélesebb körű. Ebből fakad az

jövő nternet piaci és evolúciós kérdéseinek megoldásában való

alkalmazhatósága. Jellegéből fakadóan a játékelmélet a szolgál-

tatások, így az internet szolgáltatások szabályozásának tudomá-

nyos megalapozásához meghatározó mértékben járulhat hozzá.

Az alábbiakban olyan problémaköröket mutatunk be, amelyek

modellezésében a játékelméleti megközelítést alkalmaztunk.

• Árképzés. Mivel az árazási döntések stratégiai döntések, játé-

kelméleti eszközök segítségével megvizsgálni lehet az internet/

infokommunikációs szolgáltatók árazási döntéseit és ezeknek

következményeit. Az árazási döntések a felhasználók viselke-

désétől is függnek. A felhasználók viselkedése, elsősorban az

előfizetők hűsége, a szolgáltatások nyereséges üzemeltetésében

fontos szerepet játszik. Az előfizetői hűség szerepére jó példa a

hűségnyilatkozat, melyet a szolgáltató és az előfizető köt egy-

mással. A felhasználó egy adott időre garantálja, hogy nem vált

szolgáltatót, ezért cserébe kedvezményes áron veheti igénybe

az adott szolgáltatást. Ráadásul a kedvezmények mértéke függ

a hűségnyilatkozat időtartamától is, vagyis valóban szoros kap-

csolat van az előfizetői hűség és az árképzés között. Empirikusan

megmutattuk az előfizetői hűség hatását az internet szolgálta-

tások árképzésére. Játékelmélet segítségével (egyszeri, illetve

ismételt játékok alkalmazásával) elemeztük árképzések haté-

konyságát ezekben a helyzetekben. A játékelméleti modellek

alapján megmutattuk, hogy milyen feltételek mellett, mennyire

hat az előfizetői hűség az árképzésére. Szimulációval validáltuk az

eredményeinket.

• Erőforrás menedzsment, frekvenciaárverés. A frekvencia-

árverés játékelméleti elemzése a játékelmélet alkalmazásának

legtipikusabb esete, amely segít az árverés tárgyainak, pl. az

árverezendő frekvenciasávok meghatározásában és az árverési

eljárás típusának és algoritmusának kialakításában. Fontos

azonban megemlítenünk, hogy a frekvenciaárverés esetében

Játékelméleti megközelítések az internet gazdaságtanbanAz internet szolgáltatók ökoszisztémája fenntarthatóságának érdekében fontos megvizsgálni

a szolgáltatók gazdasági kapcsolatait, mind a szolgáltatók közötti, mind a szolgáltatók és az

előfizetők közötti interakciókat. A játékelmélet alkalmazása olyan esetekben lehet hatékony,

ahol a probléma résztvevőinek döntéseiben mások döntései is szerepet játszanak. Jellegéből

fakadóan a játékelmélet a szolgáltatások, így az internet szolgáltatások szabályozásának tudo-

mányos megalapozásához meghatározó mértékben járulhat hozzá. Konkrétan az árképzés,

frekvencia-árverés, IPv4-IPv6 átmenet játékelméleti elemzése területén értünk el eredményeket.

T1F1

JÖVŐ INTERNET MODELLEZÉSE, ANALÍZISE ÉS TERVEZÉSE 02


A) Hálózat modellezés és teljesítmény analízis

T2A1 A jövő internet hálózatok modellezése T2A2 IT szolgáltatások átfogó biztonsága, infrastruktúrájának optimalizálása

B) Sorbanállási modellek, forgalomelemzés és tervezés

T2B1 Tervezési módszerek jövő internet hálózatokban

C) Kommunikációs rendszerek, kódolás, hozzáférés, spektrumhasználat

T2C1 Kognitív vezeték nélküli infokommunikációs technológiák T2C2 Útvonalválasztás és spektrumallokáció rugalmas spektrumú hálózatokban

D) Erőforrás allokációs és optimalizációs módszerek

T2D1 A jövő internet skálázható erőforrás allokációs algoritmusai T2D2 Spektrum megosztási technikák, együttműködési modellek

E) Hálózatos médiaszolgáltatások vizsgálata, video streaming, VoIP, IPTV

T2E1 Médiaforgalom QoS/QoE online analízise nagysebességű hálózatokban

F) Monitorozás, hibafeltárás, hibalokalizálás

T2F1 Hálózati topológia felderítés, monitorozás


• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 2.1 témája


❶ T. Bérczes, P. Orosz, P. Moyal, N. Limnios, S. Georgiadis, J. Sztrik: Tool supported modelling of sensor communication networks by using finite-source priority retrial queues. Carpathian Journal of Electronic and Computer Engineering 5 (2012) pp. 13-18.

❷ T. Do, R. Chakka, J. Sztrik: Spectral Expansion Solution Methodology for QBD-M Processes and Applications in Future Internet Engineering. Advanced Computational Methods for Knowledge Engineering, Studies in Computational Intelligence,

Springer International Publishing. Vol. 479 (2013) 131-142

❸ T. Bérczes, B. Almási, A. Kuki, J. Sztrik: The effect of RF unit breakdowns in sensor communication networks. Infocommunications Journal 5/2 (2013) pp. 11-16

❹ J. Biró, T. Bérczes, A. Kőrösi, Z. Heszberger, J. Sztrik:Discriminatory Processor Sharing from Optimization Point of View. Analytical and Stochastic Modelling Techniques and Applications, Lecture Notes in Computer Science Volume 7984 (2013). pp. 67-80

❺ T. Bérczes, B. Almási. A. Kuki, R. Kakubava, J. Sztrik: Modelling the performance and the energy usage of wireless sensor networks by retrial queueing systems. Proceedings of the 8th ACM workshop on Performance Monitoring and Measurement of Heterogeneous Wireless and Wired Networks (PM2HW2N ‚13), Barcelona, Spain (2013) pp. 133-138




Sztrik János, [email protected]

Internetes technológiák fejlődésének és elterjedésének vizsgálata:

Valós online szociális hálózatokon az információterjedés folyama-

tát modelleztük. Kidolgoztunk egy jól paraméterezhető eljárást,

amely segítségével skála-független hálózatok széles körét lehet

előállítani, amelyek különböző topológiai tulajdonságokkal

rendelkeznek. Sikerült megtalálni a modell paraméterterének azt

a tartományát, amely legjobban hasonlít a valós szociális háló-

zatokra. Ezeket a hálózatokat használva megállapítottuk, hogy

a hanyatló fázisban lévő szociális hálózatokon az információ

terjedése lassabb, azaz a reklámozás hatékonysága kisebb.

Adatátvitellel kapcsolatos sorbanállási problémák:

Célunk az optikai szignálok továbbítását leíró modell kidolgozá-

sa. A sztochasztikus rendszerek leírásánál általában törekszünk az

analitikus eredményekre, ha ez nem lehetséges, akkor a szimulá-

cióhoz folyamodunk. Szimuláció esetén hasznos lehet a regene-

ratív módszer, ennek használatát az M/G/1 rendszerrel illusztrál-

tuk és megmutattuk, hogy ez elvezet az ismert Pollaczek-Hincsin

formulához. Az optikai jelek továbbításának folyamatát egy be-

ágyazott Markor-lánccal írtuk le, és megalapoztuk használatának

jogosságát és meghatároztuk a lánc átmenet-valószínűségeit, ha

a rendszert a jelenlévő igények számával jellemezzük.


JÖVŐ INTERNET MODELLEZÉSE, ANALÍZISE ÉS TERVEZÉSE48

Véges-forrású visszatéréses sorbanállási rendszerek és alkalmazásaik:

A szenzorhálózatok vezeték nélküli adatkom-

munikációját vizsgáltuk. Ehhez egy véges

forrású ismétléses sorbanállási modellt

építettünk fel. A kutatás célja és eredménye a

szenzorhálózatokban értelmezhető rendszer-

jellemzők (válaszidő, sorhossz, orbit mérete

stb.) meghatározása volt különböző feltételek

mellett. Két eltérő csoportot alkotó szenzo-

rok (vészjelző és normál szenzorok) esetleg

nem megbízható kiszolgálóval rendelkező

hálózatát vizsgáltuk. Összehasonlítottuk az

alvó állapotú kiszolgálóhoz történő hozzáfé-

rési módokat. A kiszolgáló fokozatos teljesít-

ménycsökkenésének és javításának hatását

elemeztük.

Vezeték nélküli hálózatok biztonsági kérdései:

Vezeték nélküli hálózatokban fájlátvitel sebességé-

re vonatkozó méréseket végeztünk. Végeredmény-

ben, normál esetben, ha az eszközök kompatibili-

sek és a biztonság számít, akkor mindig a WPA2/

AES titkosítást érdemes használni. Ha a sebesség

fontosabb a biztonságnál, akkor a tikosítás kikap-

csolásával 10-30 százalék sebességet nyerhetünk.

A WEP titkosítást nemcsak biztonság csekély volta

miatt nem érdemes használni, hanem a 802.11n

szabványt visszaváltja 802.11g-be és ezért a sebes-

ség is jelentősen lecsökken. A letöltési sebességek

valamelyest lassulnak a kliensek számának növelé-

sével WPA2/AES esetén a nem titkosított esethez

képest. A feltöltési sebességek lassúbb volta miatt

a különbség jelentéktelenre zsugorodik.

A véges-forrású sorbanállási rendszerek nemzetközileg is aktívan kutatott terület, a

problémát főleg a bonyolult infokommunikációs hálózatok vetették fel. A kutatócso-

port tovább szeretné általánosítani eddig elért, nemzetközileg is jegyzett ez irányú

eredményeit olyan esetekre, amikor visszatéréses rendszerben az igénygenerálási

idők, és kiszolgálási idők esetleg már nem exponenciális eloszlásúak, a kiszolgálók

nem megbízhatóak.

Jövő internet hálózatok modellezéseHatékonysági vizsgálatok sorbanállás elméleti módszerekkel

T2A1


• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt, 2.3. téma


❶ Do, Tien V., Vu, Binh T. Tran, Xuan T. Nguyen, Anh P.: Simulation Modelling Practice And Theory. 37 (2013), p. 30-42.

❷ Wang, J., Huang Y., Do, Van T.: A single-server discrete-time queue with correlated positive and negative customer arrivals, Applied Mathematical Modelling. 37 : 9 (2013), p. 6212-6224.

❸ Mészáros A. és Telek M.: Canonical representation of discrete order 2 MAP and RAP, Computer Performance Engineering, vol. 8168 of Lecture Notes in Computer Science, (2013), pp. 89-103



Résztvevő intézmények: ETIK BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tsz.

Telek Miklós, [email protected]

Opportunista spektrumbérlés modellezése celluláris mobil

hálózatokban: Kutatásunkban a spektrum pooling nevű meg-

közelítéssel foglalkoztunk, aminek alapötlete, hogy a különböző

licenszelt frekvenciasávokat egy közös halmazba (pool) gyűjtjük,

ahonnan a másodlagos felhasználók bérelhetik ezeket az

elsődleges felhasználók üres periódusai alatt. Munkánkban egy

együttműködési sémát javasoltunk két mobilszolgáltató között,

illetve ezt modelleztük. Megmutattuk, hogy a modell képes

pontosan meghatározni mobil hálózatok teljesítmény jellemzőit,

lognormális eloszlású tartásidőre, továbbá egy szabályt is aján-

lottunk a friss és a handover hívások által tapasztalt blokkolási

valószínűségek közötti ideális kompromisszum elérésére.

Racionális érkezési folyamatok markovi reprezentációja:

Korábban történtek kísérletek olyan eljárások kidolgozására,

melyek képesek nem markovi folyamat reprezentációk markovi

alakra alakítására, azonban ezek megbízhatósága nem megfe-

lelő, valamint adott nem markovi reprezentációt csak azonos

méretű markovi reprezentációvá tudnak alakítani. Az általunk

kifejlesztett eljárás a korábbiaknál nagyobb megbízhatóságú és

képes nagyobb markovi reprezentációk keresésére is. A kutatás

során a korábbi eljárásokat mind megbízhatóságban, mind

rugalmasságban meghaladó algoritmust fejlesztettünk ki és

implementáltunk.

Fázis típusú eloszlások kanonikus reprezentációja: Korábbi

eredmények (másodrendű DPH és harmadrendű CPH kanonikus

alakja) felhasználásával sikerült olyan struktúrákat meghatározni,

melyek együttese kanonikus formaként alkalmazható a harmad-

rendű DPH osztály leírására.

Kanonikus reprezentációra épülő illesztő eljárás: Munkánk-

ban a másodrendű diszkrét PH eloszlásokra (DPH) és a másod-

rendű diszkrét Markov érkezési folyamatokra (DMAP) olyan

eljárást dolgoztunk ki, mely kanonikus alakok használatával

pontos paraméter-illesztést valósít meg.



Munkacsoportunk két fő témakörrel foglalkozott. Az első különbö-

ző sorbanállási rendszerek vizsgálata, modellezése és ezen model-

lek matematikai analízise, a második különböző markovi modellek

(fázis típusú eloszlások, Markov érkezési folyamatok) reprezentációs

és illesztési kérdései . Célunk a Jövő internet hálózatok tervezésé-

ben használható elméleti eredmények kiterjesztése volt.

Ütemezési algoritmusok vizsgálata: Ebben a munkában egy

általánosított modellt mutattunk be számítás igényes feladatok

ütemezésének teljesítmény vizsgálatára, ismeretlen kiszolgálási

időkkel a számítási klaszterekben. A modellek megalkotásához és a

teljesítmény- vizsgálat elvégzéséhez használható paraméterekre a

Standard Performance Evaluation Corporation SPECpower ssj2008-

as benchmark-jának figyelembe- vételével tettünk javaslatot.

Az MMBP/Geo/1 sorbanállási modell: Az MMBP/Geo/1

sorbanállási modellt tanulmányoztunk korrelált pozitív és negatív

igényérkezésekkel. Analizáltuk a kiszolgálási modell alapjául

szolgáló Markov láncokat és értékeltük két rendszer teljesítmé-

nyét generátor függvények alkalmazásával. A rendszer néhány

paramáterének explicit megoldását is meghatároztuk, mint

például az átlagos puffer méret vagy az állandósult folyamat ál-

lapotvalószínűségek. Emellett numerikusan bemutattuk néhány

paraméternek a rendszer teljesítményére gyakorolt hatását.

Az M/M/c újra-próbálkozási sorbanállási modell: Munkánk-

ban pontos kifejezést adtunk az ügyfelek számának feltételes vár-

ható értékére O(c) időkomplexitással. Egyszerűsített egyenletekkel

dolgoztunk a teljesítmény mértékek számításainak memóriaha-

tékony implementációjához. Hatékony algoritmust dolgoztunk ki

az állandósult állapotbeli eloszláshoz egy küszöbérték meghatá-

rozásával, ami lehetővé teszi a teljesítmény mértékek megadott

pontosságú számítását.

Negatív igényekkel és kiszolgálás felfüggesztéssel rendel-

kező M/M/1 újrapróbálkozási sor: A kiszolgálási sor állandósult

állapotbeli eloszlásának számítására fejlesztettünk és mutatunk be

egy hatékonyon módszertant.

Két prioritási osztállyal és visszacsatolás felügyelettel

rendelkező kiszolgálási sor: Ebben a tanulmányban egy két

prioritási osztállyal rendelkező kiszolgálási rendszert vizsgá-

lunk meg. A kiszolgálási rendszer magában foglal minden

olyan szükséges összetevőt, amelyekkel különböző gyakor-

lati problémák modellezése lehetővé válik. Az állandósult

állapotbeli valószínűségek számítása a kvázi születés-halálozási

folyamatok keretrendszerével történt. Teljesítményvizsgálatok

szintén származtathatóak, és ezeket numerikus eredményekkel

is demonstráltuk.

A jövő internet hálózatok hatékony tervezéséhez számos új sorbanállási és forgalomkezelési

módszerre van szükség. Kutatásaink során egyrészt több, korábban nem vizsgált sorbanállá-

si modell pontos, vagy közelítő analízisét végeztük el, megadva a legfontosabb paraméterek

hatékony számítási módját, másrészt alapvető eredményeket értünk el markovi modellek

kanonikus formájának meghatározásával és alkalmazásával kapcsolatban.

Tervezési módszerek jövő internet hálózatokban

T2B1


• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 3.5 témája szorosan kapcsolódik az EU FIRE (Future Internet Research and Experimentation) iniciatívájához.


❶ Csurgai-Horváth L., Bitó J., Kertész J. , Kollár Zs., Rieger I.: Kognitív rádiózás a frekvenciasávok hatékony kihasználásában (1. rész). ELEKTRONET 22:(3) pp. 30-32. (2013)

❷ Csurgai-Horváth L., Bitó J., Kertész J., Kollár Zs., Rieger I.: Kognitív rádiózás a frekvenciasávok hatékony kihasználásában (2. rész). ELEKTRONET 22:(4) pp. 27-29. (2013)

❸ B. Horváth, P. Bakki: Implementation of FBMC Transmission Link Using SDR, Microwave and Radio Electronics Week 2013 (MAREW (2013) Pardubice, Czech Republic April 16-18, 2013.

❹ L. Varga, Zs. Kollár:Low Complexity FBMC Transceiver for FPGA Implementation, Microwave and Radio Electronics Week 2013 (MAREW 2013) Pardubice, Czech Republic April 16-18, 2013.

❺ Zs. Kollár, L. Varga, B. Horváth, P. Bakki and J. Bitó: Evaluation of clipping based iterative PAPR reduction techniques for FBMC systems, Hindawi Publishing Corporation, Accepted 10 October 2013.



kaptunk, amely jól tükrözi a mozgó vétel

során változó ellátottsági körülményeket.

A mérés a kognitív rádiózás szempontjából

különösen érdekes, és erre vonatkozóan

kétféle megközelítésben is elemezzük az

eredményeket, figyelembe véve az in-

kumbens felhasználók igényeit, ugyan-

akkor módot adva az opportunisztikus

felhasználóknak a frekvenciasáv kognitív

használatára.

Résztvevő intézmények: ETIK BME Szélessávú Hírközlési és Villamosságtani Tanszék

Csurgai-Horváth László, [email protected]



Napjainkban a rádiózásra használt földi frek-

venciasávok egyre telítettebbé válnak, miköz-

ben az igény a nagy sebességű, széles sávú

kommunikációra egyre növekszik, épp ezért

a kognitív rádiós (CR) technológiák kutatása

napjainkban igen népszerű. Célunk áttekinte-

ni a korszerű CR kutatási irányokat és méré-

seket is végezni a hazai spektrumhasználat

feltérképezésére, új modellek és eljárások

kidolgozására.

A kognitív spektrum használat kérdéskörét

különösen a TVWS (TV White Space) techno-

lógia esetében vizsgáljuk meg. A TV sávok,

illetve a mobil frekvenciasávok kihasználtsá-

gának feltérképezésére kívánunk méréseket

végezni. Ehhez tervezünk egy szélessávú,

irányítatlan antennát, valamint specifikáljuk

a szükséges méréstechnikai és az adatfel-

dolgozáshoz szükséges software eszközö-

ket. Méréseinket a DVB-T által is használt

400-900MHz-es tartományban, a mobilte-

lefonok hozzáférési hálózata által használt

800-1300MHz és 1400-2000MHz-es sávokban,

valamint a 2200-2600MHz-es ISM sávban

végezzük. Az első mérési kampány során

beltéri méréseket, majd mozgó eszközön,

városi környezetben személyautóra szerelt

készülékekkel folytatunk méréseket, USRP és

spektrum analizátorok segítségével. A vételi

jelszintek és a GPS-el felvett pozíció egymásra

vetítésével egy helyfüggő jelszint eloszlást

Kutatásunk elsősorban a földi rádiós technológiák kognitív eszközökkel történő megvalósí-

tásával és annak főbb aspektusaival foglalkozik. Áttekintjük a kognitív rádiózásban használt

spektrum-tartományokra vonatkozó ismereteket, az alkalmazott berendezéseket és eszkö-

zöket valamint a korszerű modulációs eljárásokat. Fix és mobil méréseket végzünk a földi

TV sávok illetve a mobil frekvenciasávok kihasználtságának feltérképezésére. A méréseket a

projekt keretében tervezett mérőantennával, elsősorban szoftverrádiós platformon folytatjuk.

Kognitív vezeték nélküli infokommunikációs technológiák

T2C1




• MTA-BME Információs Rendszerek Modellezése Kutatócsoport • MTA-BME Lendület Jövő Internet Kutatócsoport • CAIDA UCLA USA• University of Cambridge UK • NTNU Norvégia

Legfontosabb publikáció:

❶ J. Bíró, T. Bérczes, A. Kőrösi, Z. Heszberger, J. Sztrik: Discriminatory Processor Sharing from Optimization Point of View, Lecture Notes in Computer Science (ISSN: 0302-9743) 7984: pp. 67-80. (2013)

❷ László Gyarmati, Balázs Sonkoly, Gergely Biczók: Free-scaling your data center, Computer Networks, Volume 57, Issue 8, 4 June 2013, pp. 1758-1773

A projekt során foglalkoztunk az egyik legígéretesebb többutas

transzport protokoll, a Multipath TCP (MPTCP) kutatásával. Vizs-

gálataink során a Linux kernelben implementált verziót vettük

alapul. Ez egyrészt lehetőséget adott az elméleti mechanizmu-

sok elemzése mellett a konkrét protokollimplementáció hiányos-

ságainak, esetleges problémáinak a feltárására is. Munkánk során

többféle vizsgálati környezetet alakítottunk ki. Egyrészt laborató-

riumi környezetben kialakított egyszerű teszthálózatokon végez-

tünk vizsgálatokat, ami lehetővé tette, hogy steril környezetben

kapjunk képet a protokoll teljesítőképességéről.

Kutatásaink másik részében a valós, vezetékes internet környezetre

fókuszáltunk, ugyanis ezt a környezetet és a protokoll ilyen jellegű

felhasználását nem, vagy csak érintőlegesen vizsgálta a kutatói

közösség. A valós hálózaton, valós körülmények mellett történő

mérésekhez egy speciális mérési környezetet alakítottunk ki.

Kutatómunkánk másik fókusza egy új adatcentrum architektúra

kialakítása, ami kedvező tulajdonságai miatt lehetővé teszi, hogy

a jövőben kisebb hálózati infrastruktúrával rendelkező cégek, pl.

egyetemek is képesek legyenek adatközpontok kiépítésére és

azok inkrementális bővítésére. Egyrészt javaslatot tettünk a kezdeti

hálózati topológia kialakítására a megfelelő algoritmusok megadá-

sával, illetve a későbbi bővítéshez szükséges algoritmusok részletes

leírásával, majd a kialakított topológia különböző paramétereit

vizsgáltuk és kedvező tulajdonságait mutattuk be. A javasolt

mechanizmusok implementálásra kerültek egyrészt szimulátorban,

másrészt OpenFlow alapú valós hálózati környezetben. A kialakított

prototípusokat különböző környezetben különböző szempontok

szerint vizsgáltuk. Ennek eredményeként részletes kiértékelést és

teljesítményelemzést adtunk az új módszerekről és megvalósítások-

ról, melyek számos szempontból bíztató eredményeket mutatnak

és az alapkoncepció jövőbeni alkalmazhatóságát támasztják alá.

A ma alkalmazott erőforrás allokációs eljárások a jövő internet hálózatában a bonyolultság

drasztikus növekedése miatt nem lesznek alkalmazhatóak. Célunk skálázható forgalomme-

nedzsment és erőforrás allokációs módszerek kidolgozása. A témában a többutas transzport

protokollok, a skálázható adatcentrum architektúrák, hálózatok navigációs képességei, valamint

hálózati erőforrás megosztási mechanizmusok elméleti és gyakorlati kérdéseivel foglalkoztunk.

A jövő internet skálázható erőforrás allokációs algoritmusai

Résztvevő intézmények: ETIK BME Távközlési és Médiainformatikai TanszékDE Informatikai Kar

Bíró József, [email protected]

T2D1


• National Institute of Information and Communication Technology ( NICT), Japán


❶ Tibor Cinkler, Csaba Jakab: Spectrum-Aware Shortest Path Routing in Spectrum-Elastic Optical Networks, ICTON 2013, 15th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON), June 23-27, 2013, Cartagena, ISSN: 2161-2056, DOI: 10.1109/IC- TON.2013.6603039



A jelenleg használt DWDM rendszereknél jellemzően 40 vagy

80 hullámhossz csatornát használnak, mindegyiket 10 vagy 100

Gbit/s-on. Ezen csatornák közt megfelelő védősávot kell bizto-

sítani, különösen a 10 és 100 Gbit/s-os csatornák között, mert

a különböző modulációs technikák közti áthallás még inkább

zavaró. Ezzel szemben a rugalmas spektrumú megoldásoknál, kü-

lönösen az OOFDM-nél az alvivők közel helyezhetők egymáshoz,

és alig zavarják egymást. Rugalmasan, szükséges számú ilyen jelet

össze lehet fogni a sávszélesség igény függvényében. Szemben a

DWDM rendszerek RWA (Routing and Wavelength Assignement)

módszerekivel, a rugalmas spektrumú hálózatok RSA (Routing

and Spectrum Allocation) módszerei még kiforratlanok. E célra

dolgoztunk ki új módszert, mely a spektrum szakaszonkénti

kihasználatlan részeit figyelembe véve keresi a legrövidebb

utat. Ehhez több spektrumfeltöltési stratégiát is összevetettünk.

Emellett a hozzárendelt védelmet is megvalósítottuk, a végpont-

tól-végpontig forgalomkötegelést. Folyamatban van a megosz-

tott védelem és az elosztott forgalomkötegelés megvalósítása.

Kidolgozott módszereinket a jövő optikai gerinchálózatai üze-

meltetésének optimalizálására lehet használni, továbbá műsza-

ki-gazdasági kiértékelésekre is, ahol az új rendszer hatékonysága

viszonyítható a korábbiakéhoz.

A rácsmentes (gridless) rugalmas spektrumú optikai hálózatok rugalmasabb és hatéko-

nyabb sávszélesség-kihasználást biztosítanak a jövő növekvő igényeinek. Az OOFDM (optical

orthogonal frequency divison multiplexing) modulációs technika az egyik megoldás mely

segítségével több kisebb sávszélességű vivő együttes kapacitását rugalmasan használjuk. E

téma keretei közt e rugalmas spektrum allokációjával együtt útvonalválasztást, védelmet és

forgalomkötegelést valósítunk meg. A hangsúly az új algoritmusokon és kiértékelésükön van.

Útvonalválasztás és spektrumallokáció rugalmas spektrumú hálózatokban


Cinkler Tibor, [email protected]

T2C2


• Szoros együttműködés a BME-s DE-s kollégákkal.


❶ Horváth Ádám, Applying Opportunistic Spectrum Access in Mobile Cellular Networks, Infocommunications Journal, ISSN: 2061-2079, Volume 5, Number 2, 5 oldal (36-40), 2013.



Résztvevő intézmény: Nyugat-magyarországi Egyetem

Bacsárdi László ([email protected]), Horváth Ádám ([email protected])



A kutatás célja a hálózatok evolúciójának elő-

segítése, a teljesítményjellemzők javítása. Szá-

mos kutató ajánlja az opportunista spektrum

hozzáférés (opportunistic spectrum access,

OSA) technikáját, amelynek során a mobil

operátorok opportunista módon igénybe

vehetik egymás kihasználatlan frekvenciasáv-

jait (beszédcsatorna blokkokat). Amennyiben

egy bizonyos mobil operátornak vissza kell

venni egy korábban bérbe adott frekvencia-

sávot egy bejövő hívás kiszolgálásához, akkor

a bérlőnek ki kell ürítenie a bérelt frekvenci-

asávot, ezért a frekvencia erőszakos visszavé-

tele a bérelt csatornákon kiszolgált hívások

megszakadásához vezet. Ajánlásunkban egy

szabályozó eljárást alkalmazunk az erőszakos

erőforrás-elvétel valószínűségének csökkenté-

sére. A spektrum bérlési elvünk technikai kér-

dései mellett megcéloztuk az együttműködés

közvetlen gazdasági hatásainak mérését is.

Kimutattuk, hogy a spektrum bérlésének

lehetősége javítja a fő teljesítménymutatókat,

vagyis csökkenti a blokkolási valószínűséget,

és növeli a kihasználtságot. Két szolgáltatót

feltételező modellünk segítségével azt is

megmutattuk, hogy a kidolgozott spektrum

megosztási elv alkalmazása mindkét szolgál-

tatónál többlet profitot eredményez.

A hivatkozott publikáción kívül beadtunk egy

további publikációt is, melyben a téma egyéb

aspektusai is megjelentek, mint például a

modell negatív tulajdonságának, az erősza-

kos erőforrás-elvételnek a kezelése, vagy a

modell kiterjesztése kettőnél több szolgáltató

esetére.

Napjainkban a mobil távközlési szolgáltatók kizárólagos jogot kapnak bizonyos frekvenciasávok

használatára, amit a kormány által kiírt pályázatokon nyerhetnek el. Mindegyik szolgáltató csak a

saját dedikált csatornáit használhatja, ha egy bejövő hívást szeretne kiszolgálni, s ha azok mind fog-

laltak, a hívás indítása sikertelen lesz. Mivel a kizárólagos sávhasználat a spektrum pazarló felhaszná-

lásához vezet, számos kutató ajánlott olyan spektrum megosztási technikákat, mint az opportunista

spektrum hozzáférés (opportunistic spectrum access, OSA). Munkánk során az együttműködési

modell működésére fókuszálunk, és részletes leírást adunk az együttműködés szabályairól.

Spektrum megosztási technikák, együttműködési modellek

T2D2


• Szakmai együttműködés: AITIA International, Telenor


❶ Peter Orosz, Tamas Skopko, Zoltan Nagy and Tamas Lukovics, “Performance Analysis of the Opus Codec in VoIP Environment Using QoE Evaluation,” 8th International Conference on Systems and Networks Communications, ICSNC 2013, October 27-31, 2013, Venice, Italy, ISBN 978-1-61208-305-6, Proceeding p. 89-93.

❷ Peter Orosz and Tamas Skopko, “Multi-threaded Packet Timestamping for End-to-End QoS Evaluation,” 8th International Conference on Systems and Networks Communications, ICSNC 2013, October 27-31, 2013, Venice, Italy, ISBN 978-1-61208-305-6, Proceeding p. 94-99.

❸ Péter Orosz, Tamás Skopkó, Zoltán Nagy, Pál Varga, and László Gyimóthi, “A Case Study on Correlating Video QoS and QoE,” IEEE QCMON 2014, benyújtva.



Résztvevő intézmények: DE Informatikai Kar

ETIK

Orosz Péter, [email protected]

első egy QoE becslő módszer, mely alternatívát kíván adni

az eredendően szubjektív értékelésen alapuló tapasztalati

(érzeti) szolgáltatásminőség-meghatározási megoldásokkal

szemben. A kiinduló szempont egy automatizálható, ob-

jektív értékelésen alapuló módszer, mely kimenete jól kor-

relál az említett szubjektív, emberi visszacsatoláson alapuló

értékelő módszer eredményével. A megoldás lényege,

hogy a csomagszintű QoS metrikák - valós időben mért -

pillanatnyi értékét a telefonbeszélgetés kapcsolat-felépí-

tési fázisából kinyert metaadatokból számított referencia

tartományhoz viszonyítva képezzük le az aktuális szolgál-

tatásminőséget egy általunk kidolgozott értékelési skálára.

A módszerhez kapcsolódóan kidolgoztuk egy hardveresen

gyorsított, on-the-fly QoS elemző rendszer alapjait, mely-

nek prototípusát NetFPGA platformon elkészítettünk. A

második módszer szintén az automatizált és objektív QoE

vizsgálat megvalósítására törekszik, mely a csomag szintű

QoS metrikákat több hálózati rétegben is vizsgálja a vég-

ponton, a hálózati és rendszer szintű perturbációk kimu-

tatására. A harmadik módszert mobiltelefon hálózatokban

folytatott beszélgetések QoE vizsgálatára dolgoztuk ki. Az

operátori igények alapján a korábban említett szubjektív

értékelésen alapuló vizsgálatra adunk egy mobilkörnyezet-

re szabott megoldást, mellyel az előfizető a hívás végén

értékeli a hangszolgáltatás minőségét. Ez az értékelés – az

operátor igényeinek és céljainak megfelelően – lehet egy

MOS jellegű (Mean Opinion Score, átlagos véleményérték)

osztályzat, de lehet összetettebb opció is, pl. nagyon jó,

megfelelő, torz hang, szakadozó, féloldalas elnémulás, visz-

szhang, stb. A kidolgozott és ipari együttműködő partner

által Android mobil operációs rendszeren implementált

mobiltelefon-hálózati beszédminőség vizsgálati módszer

első körös tesztelése az egyik hazai mobilszolgáltató szak-

embereivel együttműködve elindult.



A kutatócsoport fókuszterülete médiafor-

galom (VoIP, IPTV) QoS-QoE valós idejű

elemzése nagysebességű hálózatokban. Az

alapprobléma a QoS/QoE korreláció hiánya

bizonyos esetekben, mely megnehezíti a szol-

gáltatás objektív megítélését, jelenleg sincs

egységesen elfogadott objektív metrikákon

alapuló QoE kiértékelési módszer. Ezért a

kutatás fő céljaként új QoE vizsgálati módsze-

reket dolgoztunk ki VoIP, IPTV és mobilhálózati

hangátviteli szolgáltatások minőségének

meghatározásához. Az irányvonalak behatáro-

lásához elvégeztük több médiaforgalom-típus

laboratóriumi vizsgálatát (VoIP és video). Ele-

meztük, hogy az újgenerációs (OPUS, H.264)

média kodekeket alkalmazó szolgáltatások

mennyire érzékenyek a hálózatban bekövet-

kező továbbítási anomáliákra (késleltetés,

jitter, csomagvesztés, átrendeződés): hogyan

korrelál a mért, csomag szintű QoS és a szub-

jektív minőségérzet. Ennek vizsgálatához a

laborkörnyezeti QoS mérésekkel párhuzamo-

san szubjektív QoE vizsgálatokat is végzünk

tesztalanyok bevonásával.

A munka során három adathalmaz korreláci-

óját elemeztük: objektív (csomagszintű) QoS

eredmények, objektív QoE (PSNR, VQM, SSIM)

videó minőségi metrikák, valamint szubjektív

felhasználói értékelések (MOS). A szolgálta-

tásminőség végponttól végpontig történő

ellenőrzése nem egyszerűen automatizálható

feladat, kutatási szempontból is komoly kihí-

vást jelent egy szubjektív minőségérzet alapú

vizsgálatot kiváltó objektív módszer megal-

kotása. A kidolgozott módszereink közül az

A sokkal nagyobb sebességek mellett a kritikus infrastruktúráknak továbbra is meg-

bízhatóan és biztonságosan kell üzemelniük. A hálózatok és szolgáltatások műkö-

dését hátrányosan befolyásoló tényezőket on-the-fly módon ki kell szűrni – ehhez

a megnövekedett sebességek mellett új feldolgozási módszerekre és architektúrákra

van szükség. A kutatás fő céljaként új QoE vizsgálati módszereket dolgoztunk ki VoIP,

IPTV és mobilhálózati hangátviteli szolgáltatások minőségének meghatározásához.

Médiaforgalom QoS/QoE online analízise nagysebességű hálózatokban

T2E1

JÖVŐ INTERNET HÁLÓZATI ARCHITEKTÚRÁK 03


A) Követelmények és koncepciók

T3A1 Megbízható és skálázható jövő internet hálózati kódolással

B) Internet irányítás, protokollok, eljárások

T3B1 A jövő internet átviteli protokolljai T3B2 Önszerveződő hálózatok T3B3 Többesadás fáinak optimalizálása védelemmel T3B4 Elosztott, dinamikus és proaktív mobilitás kezelés IPv6 hálózatokban T3B5 Multicast routing protokollok modellezésének vizsgálata C) Mobil hálózati technológiák: mobilitás kezelés, FMC, 5G infrastruktúra

T3C1 Mobil tartalommegosztás hatékony módszerei T3C2 FMC hálózatok energiahatékony üzemeltetésének módszerei T3C3 Multihoming támogatás lehetőségeinek vizsgálata mobil eszközök VoIP kommunikációjához

D) Jövő média hálózatok, tartalom centrikus és tartalomelosztó hálózatok

T3D1 A 3D médiatovábbítás új hálózati architektúrái és módszerei

E) Network computing: ubiquitous, grid, felhő számítástechnika T3E1 Network computing - Felhő rendszerek

F) Virtuális hálózatok, szoftver definiált hálózatok

T3F1 Új címzési módszerek kidolgozása és implementálása programozható hálózatokban

G) Felhő infokommunikáció

T3G1 Felhő infrastruktúrák kompatibilitási, átjárhatósági és biztonsági problémái és megoldásai


• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 3.2 témája.• Az EU FP7 GÉANT 605243 projekt MINERVA Open Call projekt koordinátora (résztvevő: i2CAT, Spanyolország).


❶ Péter Babarczi, Gergely Biczók, Harald Øverby, János Tapolcai, and Péter Soproni, Realization Strategies of Dedicated Path Protection: A Bandwidth Cost Perspective, Elsevier Computer Networks (ComNet), vol. 57, no. 9, pp. 1974-1990, 2013, impact factor 1.231 (in 2012)

❷ Péter Babarczi, János Tapolcai, Alija Pašić, Sara Rahimi, and Pin-Han Ho, New Addressing Scheme to Increase Reliability in MPLS with Network Coding, in Proceedings of the 9th International Workshop on the Design of Reliable Communication Networks (DRCN), pp. 36-43, Budapest, Hungary, 2013.

❸ Péter Babarczi, János Tapolcai, Lajos Rónyai, and Muriel Médard, Resilient Flow Decomposition of Unicast Connections with Network Coding, In Proc. IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT) pp. 1-5, Honolulu, HI, USA



Résztvevő intézmények: ETIK MTA-BME Lendület Jövő Internet Kutatócsoport

Babarczi Péter, [email protected]

tását minimalizálni, és a kódolást végző

csomópontok számát minimalizálni.

Ezen magas megbízhatóságú jövő

internet továbbítási módszerek

támogatásához foglalkozunk

elosztott optikai hiba-lokalizációs

módszerekkel, valamit több-

utas útvonalválasztással is. Az

európai GÉANT gerinchálózat

OpenFlow rendszerét fölhasználva

a gyakorlatban is megmutatjuk

a módszerek alkalmazhatóságát.

Eredményeinket több konferencián

és folyóiratban publikáltuk.


JÖVŐ INTERNET HÁLÓZATI ARCHITEKTÚRÁK62

A 2013. évben a témát két projekt keretében

műveltük. A FIRST projekt keretein belül olyan

megoldási lehetőségeket dolgoztunk ki, me-

lyek megbízható és skálázható megoldást biz-

tosítanak a jövő internet összeköttetéseinek

védelmére. Megfogalmaztuk azokat a kutatási

irányokat, melyek alkalmasak lehetnek a jövő

internet megbízhatósági követelményeinek

kielégítésére, melyek:

1. az 1+1 útvédelem funkciót megvalósító

algoritmusok statikus útvonalválasztás

esetén,

2. általános hozzárendelt védelem dinami-

kus összeköttetések elvezetésére, valamint

3. megosztott védelmi eljárások kombiná-

lása egyértelmű hiba-lokalizációt garantá-

ló algoritmusokkal.

Az 1. irány vizsgálatára általános, hálózati

kódolást végző OpenFlow példaalkalmazáso-

kat készítettünk. Új útvonalválasztó algorit-

musokat javasoltunk az 1. és 2. megoldásra,

megvizsgáltuk ezek elméleti tulajdonságait,

különös tekintettel a hálózati kódolást végző

módszerekre. Beláttuk, hogy a hálózati kódo-

láson alapuló módszerek NP-teljesek, valamint

megadtuk az optimális erőforrás foglalást

kiszámoló egészértékű lineáris programokat.

A MINERVA projekt kapcsán olyan új módszerek

kifejlesztésével kezdtünk foglalkozni, amely

a jelenlegi transzport hálózatok képességeit

fokozatosan fejlesztve átmenetet képez a

jelenlegi és jövő internet transzport háló-

zata között. Ehhez vizsgáljuk olyan hálózati

kódolást végző módszerek alkalmazási körét,

melyek képesek a gazdaságos erőforrás-hasz-

nálat biztosítása mellett a kódolás komplexi-

A jövő internet alkalmazások megjelenésével a szolgáltatóknak egyre magasabb megbíz-

hatóságú, valamint egyre kisebb késleltetésű összeköttetéseket kell kiépíteniük a kommuni-

kációs végpontok között. A témában olyan, elsősorban hálózati kódoláson alapuló védelmi

és helyreállítási módszereket, valamint ezeket támogató optikai hiba-lokalizációs és útvo-

nal-választási módszereket kutatunk, melyek megbízható és skálázható transzport hálózatot

biztosítanak a jövő internetének.

Megbízható és skálázható jövő internet hálózati kódolással

T3A1



Résztvevő intézmények: ETIK BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék

Simon Vilmos, [email protected]

A napjainkban használatos vezeték nélküli rendszerekben

a kommunikáció általában bázisállomásokon, routereken,

illetve átjárókon keresztül zajlik. De ahogy ezen környezet

egyre komplexebbé válik, a hagyományos végpontok

közötti kommunikációs megoldások már nem megfelelő-

ek, és felmerülhet azon igény, hogy az eszközök automa-

tikusan végezzenek el bizonyos tevékenységeket, például

lépjenek egymással közvetlenül kapcsolatba és osszanak

meg különböző információkat. Célunk a projekt során az

önszerveződő hálózatok önálló, autonóm működését elő-

segítő / megvalósító megoldások, protokollok fejlesztése

volt. A munka során kifejlesztettünk egy új kommuniká-

ciós protokollt (Direction Based Handshake Gossipping,

DiBHG), amelyet implementáltunk a saját önszerveződő

hálózatokra specializált szimulátorunkban és összeha-

sonlítottuk teljsítményét három másik, az irodalomból

ismert megoldással. Az eredmények bízatóak, az általunk

vizsgált és fontosnak tartott teljesítménymértékek szerint

a megoldásunk jobb, mint az eddig ismert protokollok.

Bonyolultabb, a valós körülményeket jobban közelítő

szimulációk elvégzéséhez egy új szimulátort alkottunk,

az MIT Proto Spatial Computing rendszer és az OMNeT++

hálózati szimulátor keretrendszer integrálásával. Ezzel az

új szimulátorral is vizsgáltuk a DiBHG protokoll működé-

sét, mely vizsgálat végén arra a megállapításra jutottunk,

hogy statikus információ elterjesztésére sikerült egy

hatékony, kevesebb energiát igénylő megoldást kifejlesz-

tenünk. A DiBHG protokollt egy könnyen felhasználható

MIT Proto rendszerbe illeszkedő bővítményként fejlesz-

tettük ki és így is használtuk fel a szimuláció során. Ez a

formátum segít az MIT Proto rendszert elmozdítani egy

tisztán elméleti, szimulációs rendszer kiindulópontból a

való életben, valós problémák megoldására használható

rendszer irányába. Tervezzük, hogy a kifejlesztett pro-

tokollt egy valós problémára alkalmazzuk és a szimulá-

torban egy vészhelyzetet modellezzünk, ahol a veszély

egy jól meghatározott irányból érkezik (pl. tűzeset), így

fontossá válik, hogy a kommunikáció irányítható legyen

a hálózatot felépítő eszközök (tűzesetet érzékelő szenzor,

menekülő felhasználó) között. Ezzel a szimulációval újabb

információt nyerhetünk a protokollunk teljesítményét ille-

tően, illetve vizsgálhatjuk felhasználhatóságát egy valós,

a mindennapi városi környezetben kialakuló vészhelyzeti

szituációban.

A téma keretében folyó kutatások célja olyan hálózati alapelvek és protokollok kidolgozása,

amelyek lehetővé teszik a központi infrastruktúra nélküli hálózatok autonóm működését,

támaszkodva a biológiailag inspirált megoldásokra. A kifejlesztett autonóm megoldások

implementációja is cél, egy egységes szimulációs környezetben.

Önszerveződőhálózatok

T3B2


• TÁMOP FIRST projekt, 3.1 téma

• Prof. Markus Fiedler, Blekinge Tekniska Högskola, Karlskrona, Sweden


❶ S. Molnár, Z. Móczár, B. Sonkoly, „How to Transfer Flows Efficiently via the Internet?”, IEEE ICNC 2014, pp. 1-5, Honolulu, HI, USA, 2014.

❷ S. Molnár, Z. Móczár, A. Temesváry, B. Sonkoly, Sz. Solymos, T. Csicsics, „Data Transfer Paradigms for Future Networks: Fountain Coding or Congestion Control?”, IFIP Networking 2013, pp. 1-9, New York, NY, USA, 2013.

Résztvevő intézmények: ETIK BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszék

Molnár Sándor, [email protected]



Kutatómunkánk során kidolgoztuk egy új, torlódásszabá-

lyozást nem alkalmazó transzport protokoll koncepcióját

(DFCP, Digital Fountain based Communication Protocol),

amely kiváló alternatívát nyújthat a jövő hálózatai számá-

ra a jelenleg használt, megbízható adatátvitelt biztosító

TCP-vel szemben. Megterveztünk és létrehoztunk egy

olyan teszthálózati és szimulációs környezetet, ame-

lyekben az általunk kifejlesztett protokoll és a jelenleg

alkalmazott TCP széles körben elterjedt verziói vizsgálha-

tók. A DFCP működését és alapvető tulajdonságait három

különböző platformon validáltuk (egy laboratóriumi

teszthálózatban, az Emulab hálózatemulációs környezet-

ben és az ns-2 hálózati szimulátorban), továbbá össze-

hasonlító teljesítményelemzést végeztünk a legelterjed-

tebb TCP verziókkal (TCP Cubic, TCP NewReno) eltérő

bonyolultságú hálózati topológiákon. A kialakított több

platformos tesztkörnyezet az egyes platformok előnyös

tulajdonságainak kihasználásával egyaránt lehetőséget

kínál összetett topológiákon, illetve valós hálózati körül-

mények között történő tesztelésre. A teljesítményelemzés

során többek között megvizsgáltuk a csomagvesztésre

és késleltetésre való érzékenységet, a tároló (buffer)

méretének az átviteli sebességre gyakorolt hatását, a sáv-

szélesség megosztás igazságosságát (fairness), valamint

a több szűkkeresztmetszeti összeköttetést (bottleneck

link) tartalmazó hálózatokban nyújtott teljesítményt. Az

eredmények azt mutatják, hogy a DFCP hatékony adatát-

vitelt tesz lehetővé olyan hálózati körülmények között is,

amelyek fennállása esetén a TCP teljesítménye jelentősen

lecsökken.

A kutatási téma célja a jelenlegi szállítási protokollok teljesítményelemzése a jövő interneté-

hez való alkalmazhatóságának feltárása szempontjából, és új működési elveken nyugvó,

hatékonyabb adatátviteli eljárások kidolgozása, különös tekintettel a torlódásszabályozás

funkció megvalósítására.

A jövő internet átviteli protokolljai

T3B1




• Montpellieri Egyetem, Franciaország


❶ Péter Soproni, Tibor Cinkler: Preplanned restoration of multicast demands in optical networks, 2012. Computer Networks, Elsevier http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1389128612000588, doi:10.1016/j.comnet.2012.02.001


Cinkler Tibor, [email protected], Soproni Péter, [email protected]

Kutatásunk célja a többesadás fáinak és azok védelmé-

nek optimális kialakítása volt. Ehhez az úgynevezett hul-

lámhossz-gráf modellt használtuk, annak egy általunk

javasolt transzformációjával, így a problémát részfelada-

tokra bontva gyorsan jó eredményt értünk el. Meg-

mutattuk, hogy az általunk javasolt csökkentett gráf

modellt használva valamennyi módszer gyorsabban

működik. Eredményeink a tartalomszétosztó hálózatok

terjedésével és az internet felett terjesztett tartalom

iránti kereslet növekedésével egyre fontosabbá válnak

elsősorban a szolgáltatók számára.

A kutatás fő motivációja a HD minőségű műsorszétosztás, mint

szolgáltatás terjedése. Optikai hálózatok felett, akár a felső elekt-

ronikus, akár az alsó optikai réteg végezheti a tartalom vagy a jel

többszörözését a többesadáshoz. E kétrétegű architektúra feletti,

többesadás (multicast) optimális megvalósítására algoritmusokat dolgoztunk ki és ezeket

szimulációval kiértékeltük. Az optimalizálás során a multicast fák megválasztása mellett

eldől, hogy mely réteg végezze az elágaztatást. Védelmi stratégiákat is javasolunk a fák sérült

részeinek helyreállítására.

Többesadás fáinak optimalizálása védelemmel

T3B3




• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 3.3 témája

• Szoros együttműködés és közös publikáció Jacob Beal-lel (Massachusetts Institute of Technology), a Proto spatial computing programozási nyelv kifejlesztőjével.


❶ Endre Sándor Varga, Bernát Wiandt, Borbála Katalin Benkő, Vilmos Simon: „Autonomously Evolving Communication Protocols: The Case of Multi-Hop Broadcast”, Biologically Inspired Networking and Sensing: Algorithms and Architectures, edited by Dinesh C. Verma, Pietro Lio, IGI Global, Chapter 10, pp 183-204, 2011

❷ Andras Kőkuti, Vilmos Simon: „Adaptive multihop broadcast protocols for ad hoc networks, In Proceedings of the 8th IEEE, IET Int. Symposium on Communication Systems, Networks and Digital Signal Processing (CSNDSP), Paper 108, Poznan, Poland, July 18-20, 2012

❸ Bernát Wiandt, Vilmos Simon, Endre Sándor Varga:” Efficient Multihop Broadcast with Distributed Protocol Evolution”, Information and Communication Technologies, Lecture Notes in Computer Science, Volume 7479/2012, pp. 309-320, 18th EUNICE/ IFIP WG International Conference, EUNICE 2012, Budapest, Hungary, August 29-31, 2012.

❹ Bernat Wiandt, Vilmos Simon, Andras Kokuti, Jacob Beal: „Spatial Computing Meets Realistic Mobile Wireless Problems”, Seventh IEEE International Conference on Self-Adaptive and Self-Organizing Systems. Philadelphia, USA, September 9-13, 2013

❺ Andras Kokuti, Vilmos Simon, Bernat Wiandt, „A Novel Spatial Property Aware Multihop Communication Solution for Autonomous Mobile Networks”, Seventh IEEE International Conference on Self-Adaptive and Self-Organizing Systems, AWARE Workshop. Philadelphia, USA, September 9-13, 2013


• Task 3.3 of EURESCOM P1857 (http://archive.eurescom.eu/Public/Projects/P1800-series/P1857/)• Work Package 2 of EUREKA-CELTIC MEVICO (http://www.celtic-initiative.org/Projects/Celtic-projects/Call7/MEVICO/mevico-default.asp)• Theme 3.4 of FIRST project (TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001, Hungary)


❶ László Bokor, Zoltán Faigl, Sándor Imre: Flat Architectures: Towards Scalable Future Internet Mobility. LECTURE NOTES IN COMPUTER SCIENCE 6656: pp. 35-50. (2011)

❷ László Bokor, Szabolcs Nováczki, Sándor Imre: Host Identity Protocol: The Enabler of Advanced Mobility Management Schemes. In: Advanced Communication Protocol Technologies: Solutions, Methods, and Applications, Hershey; New York: IGI Global, Information Science Reference, pp. 247-272. ISBN: 978-1-60960-732-6. (2011)

❸ Zoltán Faigl, László Bokor, Pedro Miguel Neves, Khadija Daoud, Philippe Herbelin: Evaluation of two integrated signalling schemes for the Ultra Flat Architecture using SIP, IEEE 802.21, and HIP/PMIP protocols. COMPUTER NETWORKS 55:(7) pp. 1560-1575. (2011)

❹ Zoltán Faigl, László Bokor, Jani Pellikka, Andrei Gurtov: Suitability analysis of existing and new authentication methods for future 3GPP Evolved Packet Core. COMPUTER NETWORKS 57:(17) pp. 3370-3388. (2013)

❺ László Bokor, Zoltán Faigl, Sándor Imre: Survey and Evaluation of Advanced Mobility Management Schemes in the Host Identity Layer, International Journal of Wireless Networks and Broadband Technologies (IJWNBT), (2014)



Résztvevő intézmények: ETIK

BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék

Bokor László ([email protected])Szabó Csaba Attila ([email protected])



A jelenlegi és a tervezett mobil internet szabványok erősen centra-

lizált természete nem teszi lehetővé a rendszerek új, egyre növek-

vő forgalmi igényekhez való költséghatékony skálázását, ezért a

megoldást az architektúrák szintjén kell keresni. Ennek érdekében

először részletesen, az irodalomban fellelhető előrejelzésekre és

elemzésekre támaszkodva vizsgáltuk a mobil internet aktuálisan

kibontakozó skálázhatósági problémáit, átfogó képet adtunk az

elosztott és flat mobil kommunikációs rendszerekről, a használt

protokollokról, a legfontosabb megoldásokról, és a lehetséges

cross-layer optimalizációs sémákról. A heterogén rádiós hozzáfé-

rési környezetek terjedése miatt különös figyelmet fordítottunk az

elosztott és dinamikus mobilitás-kezelés (DMM) sémáira, a lokátor/

azonosító szétválasztó módszerekre, valamint a proaktív mobili-

tás-kezelés két legfontosabb jelzési- és vezérlő protokolljának (IEEE

802.21 MIH, ANDSF) működésére és gyakorlati alkalmazására. A le-

vont közvetkeztetések és a felállított követelményrendszer alapján

megterveztünk egy Host Identity Protocol alapú, elosztott, dinami-

kus és proaktív mobilitás-kezelési architektúrát, mely az Ultra Flat

Architecture alapvető szemléletét ötvözi a modern mobilitás-keze-

lés és az ID/Loc szétválasztás paradigmáival. Az létrehozott, UFA-

HIP nevű keretrendszer tartalmazza az architektúra definícióját, a

hálózathoz való kapcsolódás, a kapcsolat-felépítés procedúráit,

valamint a hálózatváltás előkészítésének, inicializálásának és vég-

rehajtásának protokolljait is. A módszer szervesen integrálja az IEEE

802.21 MIH szabványrendszer és a HIP technológia eszköztárait, és

cross-layer optimalizációs sémákra támaszkodva a fizikai csatlako-

zás idejére korlátozza a hálózatváltások okozta késleltetést. Az alkal-

mazott speciális, HIP alapú jelzés-delegáció segítségével csökkenti

a rádiós átvitel terhelését, és az útválasztási feladatok felhasználók

felé történő kitolásával, teljesen elosztott működés által biztosítja a

skálázhatóságot. Különböző architektúra alternatívák mellett vizs-

gáltuk az általunk javasolt módszerünk bevezethetőségét, 3G/4G

rendszerekben történő alkalmazhatóságát. Ezen túl kialakítottunk

egy komplex, INET/OMNeT++ alapú szimulációs keretrendszert,

melyben a legkülönfélébb mobilitás-kezelési protokollok vizsgál-

hatók. A különböző módszerek vizsgálatához definiáltunk egy

általános, topológiailag identikus teszthálózatot, melyben a MIPv6,

MIPv6-RO, NEMO-BS, HIP, HIP-NEMO, UFA-HIP mobilitás-kezelési

protokollok teljesítményét elemeztük a hálózatváltáshoz szük-

séges időt

(Handover

Latency), az

elveszett UDP

csomagok

számát (UDP

packet loss), a TCP

átvitellel nagyságát

(TCP throughput), és a VoIP

szolgáltatások objektív MOS (Mean

Opinion Score) értékét használva indikátorként.

A mobil multimédia előretörése, új alkalmazási területek megjelenése (pl. mHealth, M2M,

C-ITS), és a heterogén rádiós hozzáférési környezetek terjedése miatt megjelenő új használati

esetek és robbanásszerűen növekvő forgalmi igények ma már mélyreható változásokat imp-

likálnak a mobil és vezeték nélküli architektúrákban. Kutatásainkban elemeztük mobil inter-

net aktuálisan kibontakozó skálázhatósági problémáit és az újszerű mobilitási eseteket, majd

megoldási javaslatként létrehoztunk egy speciális, Host Identity Protocol alapú, elosztott,

dinamikus és proaktív mobilitás-kezelési architektúrát (UFA-HIP), melyet az általunk tervezett

és implementált komplex szimulációs keretrendszerben vetettünk össze napjaink sémáival.

Elosztott, dinamikus és proaktív mobilitás kezelés IPv6 hálózatokbanMobilitás kezelés a jövő internetében

T3B4


• A Debreceni Egyetem Informatikai Karán dolgozó Almási Bélával felhasználjuk egymás eredményeit.


❶ G. Lencse and I. Derka: „Towards the Modelling of the Fault Tolerance Mechanism of the PIM-SM Multicast Routing Protocol in an IPTV Environment”, Proceedings of the 2012 European Simulation and Modelling Conference (ESM’2012): Modelling and Simulation 2012, (Essen, Germany, 2012. Oct. 22-24.) EUROSIS-ETI, 152-156.

❷ G. Lencse and I. Derka, „Investigation of the Fault Tolerance of the PIM-SM IP Multicast Routing Protocol for IPTV Purposes”, Infocommunications Journal, Vol. V, No. 1. (March, 2013) pp. 21-28.



Résztvevő intézmény: Széchenyi István Egyetem, Távközlési Tanszék

Lencse Gábor, [email protected]



Bár léteznek már különböző protokoll szintű ajánlások a multicast

routingra és az utóbbi években jelentős számú tudományos

közlemény született a témában, még számos megoldandó prob-

léma van a multicast routing protokollok területén. Az elterjedt

hálózati szimulátorok modellkészlete pedig még korántsem

teljes – mind az egyes protokollok modelljének létét, mind azok

funkciókészletét illetően.

Eredményeink: Összegyűjtöttük és megvizsgáltuk az IPv4 és IPv6

fölött működő multicast routing protokollokat az IPTV céljaira

való alkalmasság szempontjából, és részletesebb elemzés céljára

és kiválasztottuk a PIM-SM protokollt. Ennek a hibatűrését kísér-

leti úton is megvizsgáltuk, nevezetesen különböző típusú hibaje-

lenségek esetén mértük a szolgáltatás kiesési időt. A tapasztaltak

alapján elvi modellt fogalmaztunk meg az egyes hibatípusok

esetén a szolgáltatás kiesési idő alakulására.

További céljaink:

• A fontosabb hálózati szimulátorok áttekintése a tudomá-

nyos kutatásban való használhatóság (pl. absztrakció szintje, a

szimulátor és a modellek módosíthatósága, ingyenes akadé-

miai licenc léte) és a multicast routing protokollok támogatása

szempontjából.

• Javaslat tétel valamely, a tudományos kutatásban jól hasz-

nálható hálózati szimulátor egy vagy több multicast routing

protokoll modelljének létrehozására vagy kiegészítésére.

• A modellek megtervezése, implementálása, verifikálása és

validálása.

• A kibővített modellkészlet képességeinek demonstrálása

egy összetett valós rendszer modelljének megalkotásával.

A téma aktualitását az IPv6 közeli bevezetése, valamint az IP protokoll fölötti műsor-

szórás várható elterjedése adja. Bár léteznek már különböző protokoll szintű ajánlások

a többesadás/multicast routingra, a téma még fontos kutatási terület. Az elterjedt

hálózati szimulátorok modellkészlete még korántsem teljes – mind az egyes protokol-

lok modelljének létét, mind azok funkciókészletét illetően. Összegyűjtöttük és rendsze-

reztük a legfontosabb multicast routing protokollokat, kísérleti úton megvizsgáltuk

az IPTV számára általunk legalkalmasabbnak tartott PIM-SM (Protocol Independent

Multicast - Sparse Mode) protokoll hibatűrését, és előkészítettük a szimulációs modell-

jének a megalkotását.

Multicast routing protokollok modellezésének vizsgálata

T3B5


• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0005 projekt III/2-es alprojektjének témája.


❶ Viktor Rébay: HSDPA delay analysis in live networks using VoIP traffic from end user perspective. 7th IEEE International Symposium on Applied Computational Intelligence and Informatics (SACI 2012), 24–26 May 2012, pp. 377-382, ISBN: 978-1-4673-1012-3

❷ Viktor Rébay: Mobility and multihoming possibilities in network layer, using smartphones. 12th IEEE International Symposium on Computational Intelligence and Informatics (CINTI), 21–22 Nov. 2011, pp. 573–578, ISBN: 978-1-4577-0044-6, DOI: 10.1109/ CINTI.2011.6108467





A kutatás célja a mobil kliensek esetében elérhető kapcso-

lódási módok, mobilitási lehetőségek vizsgálata, valamint

mindezek felhasználásával egy olyan módszer kidolgo-

zása, amely a felhasználói elvárásoknak megfelelően, az

összeköttetés folyamatos biztosítása, valamint a szükséges

szolgáltatásminőség elérése mellett teszi lehetővé a több-

kapcsolatúság hatékony alkalmazását. Meghatározásra

került a mobilitás mobil eszközökön történő implemen-

tálhatóságának optimális helye: arra a következtetésre

jutottunk, hogy a probléma kezelésére jellemzően hasz-

nált hálózati réteg erre nem megfelelő; helyette az OSI

szállítási és viszony rétegét tartjuk optimálisnak. A HSDPA

adathálózatok szolgálatminőségével kapcsolatos jellemző-

it megvizsgálva azt találtuk, hogy a keretméret megfelelő

megválasztásával csökkenthető a vezeték nélküli szakasz-

ban jelentkező késleltetés mértéke.

Multihoming támogatás lehetőségeinek vizsgálata mobil eszközök VoIP kommunikációjához

A kutatásban kiemelt szerepet játszanak a jövőben még a mostaninál is lényegesen népszerűbbé

váló mobil kliensek, melyek eltérő szolgáltatók (ISP) több szempontból is különféle hálózatait hasz-

nálva kapcsolódhatnak az internethez. A kliensek mozgása miatt szükséges kapcsolatok váltása

főként azon felhasználási területeknél jelenthet problémát, melyeknél az összeköttetés folyamatos

biztosítása, valamint megfelelő szolgáltatásminőség elérése egyaránt szükséges (pl.: VoIP).

T3C3


• FP7 IP COMBO, http://www.ict-combo.eu


❶ T Cinkler, A Ladanyi, R Beres, A Mitcsenkov, G Paksy, B Molnar, R Ando: Energy-availability-QoS trade-off for future converged fixed- mobile networks, CogInfoCom2013, IEEE 4th International Conference on Cognitive Infocommunications, 533-536, Budapest, 2013/12/2


Cinkler Tibor, [email protected], Mitcsenkov Attila, [email protected]



A jövő internet hozzáférési hálózatában a fix és veze-

tékes rész várhatóan konvergálni fog az erőforrások

hatékonyabb kihasználása érdekében, ami egyben az

energiafogyasztást is csökkenti, a rendelkezésre állást

növeli, míg a felhasználók által tapasztalt QoS/QoE-t

javítja. Kutatásunk során olyan architektúrákat és algorit-

musokat dolgozunk ki, melyekre szimulációval megmu-

tatjuk különböző hálózati esetekre, hogy milyen energia

- rendelkezésre állás - QoS kompromisszum érhető el.

Módszereink alapötlete a szelektív kikapcsoláson és kon-

szolidáción (megszilárdításon) alapszik, amit a vízszintes

és függőleges átadással együtt végzünk. Megmutatjuk,

hogy alacsonyabb forgalmú helyszíneken és időpontok-

ban jelentős áramfogyasztás csökkentés valósítható meg

anélkül, hogy a rendelkezésre állás és minőség jelen-

tősen romlana.

A hozzáférési hálózatok vezetékes és mobil része konvergáló-

dik. Így a végfelhasználó teljesen dinamikusan átadható egyik

cellából a másikba, egyik hálózati technológiáról a másikra vagy

akár egyik szolgáltatótól a másikhoz. E módszerrel jelentősen javí-

tunk a korábban külön használt hálózatok rugalmasságán és kihasználtságán, miközben a

rendelkezésre-állás és szolgáltatás- minőség egy kívánt szint felett tartható. Kutatásunk célja

energiahatékony hálózati architektúrák kialakítása és tervezése.

FMC hálózatok energiahatékony üzemeltetésének módszerei

T3C2


• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 3.6 témája • Részvétel az EU FP7 Concerto projektjében.


❶ Árpád Huszák, „Predictive Multicast Group Management for Free Viewpoint Video Streaming”, International Conference on Telecommunications and Multimedia (TEMU), Heraklion, Greece, July 28-30 2014.



Résztvevő intézmények: ETIK BME Hálózati rendszerek és Szolgáltatások Tanszék

Huszák Árpád, [email protected]

a képfolyam megjelenítése során. Megvizsgáltuk, hogy nézőpont-

váltás esetén mekkora késleltetés léphet fel, hogy a néző zavartala-

nul élvezhesse a nézőpontváltás közben is a műsort. A késleltetés

csökkentése érdekében multicast alapú megvalósítást javasoltunk,

illetve javasoltunk egy FVV kamera előtöltést megvalósító új

megoldást. A javasolt módszer predikciót alkalmaz a nézőpont-

ra, azaz próbálja megjósolni, hogy milyen kameraképekre lesz

szüksége a nézőnek. Azt a kameraképet, melyre nagy való-

színűséggel szükség lesz a jövőbeli nézőpont előállításához, a

kliens már korábban elkezdi letölteni elkerülve így a nézőpont

szintetizáló algoritmus kiéheztetését. Elkészült egy NS2 alapú

szimulációs alkalmazás, mellyel a predikciós módszer számos

paraméterét tudtuk vizsgálni egy tetszőleges multicast FTV

(Free viewpoint Television) hálózatban. Különböző beállítások és

topológia esetén is megvizsgáltuk a rendszerben tapasztalható

kiéhezések és késleltetések mértékét, azok számát, valamint a

csoportváltások gyakoriságát, végül a hálózat összes forgalmát. Az

eredmények alapján a predikciós módszer paramétereit úgy tud-

tuk beállítani, hogy az egy adott hálózatban a legjobb minőséget

biztosítsa az FTV felhasználók számára.



Témánkban a 3D Free Viewpoint Video (FVV) IP

hálózaton történő átvitelének vizsgálatát, illetve

hatékonyságnövelő módszerek kidolgozását tűztük

ki célul. Munkánk során olyan módszerek kidolgo-

zására kerül sor, melyek hatékonyan tudják kezelni

a nagy sávszélességű adatfolyamot és predikciós

eljárásokkal képesek lehetnek akár mobil eszköz szá-

mára is kezelhető adatsebesség mellett megfelelő

3D videó minőséget nyújtani. A virtuális nézőpont

szintézise erőforrás igényes feladat, ezért érdemes

megfontolni az elosztott nézőpont előállítást,

melynek nélkülözhetetlen eleme a létrehozott

videó rövid idejű tárolása, vagyis caching megoldá-

sok alkalmazása. Munkánk során a cache optimális

méretét, és az okozott késleltetést vizsgáltuk on-off

alapú energiacsökkentő módszerek esetén. A

cache méretének (késleltetésének) növelésével

hatékonyan lehet csökkenteni az energiafogyasztás,

azonban a késleltetés jelentősen ronthatja a felhasz-

náló minőségérzetét is, ezért kompromisszumos

megoldásra kell törekedni.

Javaslatot adtunk egy olyan energia hatékonyság

növelő módszerre, mely képes lehet egyensúly-

ban tartani a caching által okozott késleltetést és a

felhasznált energiát. A módszer 2D és 3D streaming

esetén is alkalmazható. Az elosztott FVV előállítás

alapelemeként meghatároztuk a szolgáltatást

támogató proxy szerverek felépítését és a 3D FVV

streaming rendszer architektúráját. Az FVV szol-

gáltatás során a képváltást folyamatos módon kell

megvalósítani, anélkül, hogy szakadás mutatkozna

A Free Viewpoint Video (FVV) a 3D video egy speciális esete, ahol a felhasználó szabadon változ-

tathatja a nézőpontját. A terület számos kihívást rejt még magában, melyek közül új streaming

megoldások kidolgozására fektettük a hangsúlyt. Javaslatot adtunk egy caching alapú ener-

giahatékonyság-növelő módszerre. Kidolgoztunk egy szoftvert, mely az FTV rendszerben alkal-

mazható elosztott nézőpont szintézis optimalizálását képes elvégezni, illetve bemutattunk egy

prediktív nézőpont-meghatározáson alapuló multicast FVV streaming megoldást.

A 3D médiatovábbítás új hálózati architektúrái és módszereiSzabad nézőpontú 3D videó továbbítása IP hálózatokban

T3D1


• Felhő akkreditációs szolgáltatás indítása (KMR 12-1-2012-0119)

• EGI-InSPIRE / European Grid Initiative: Integrated Sustainable Pan-European Infrastructure for Researchers in Europe (FP7 RI-261323)

• CloudSME / Cloud Simulation for Manufacturing & Engineering (FP7 608886) • SCI-BUS / Scientific Gateway Based User Support (FP7 RI-283481)


❶ A. Kertész, et al.,“Enhancing Federated Cloud Management with an Integrated Service Monitoring Approach”, Journal of Grid Computing, vol. 11, no. 4, pp. 699 - 720, 2013

❷ A. C. Marosi, et al., “Towards a volunteer cloud system”, Future Generation Computer Systems, vol. 29, no. 6, pp. 1442 - 1451, 2013

❸ A. Kertész and Planzer, T., “Towards Data Interoperability of Cloud Infrastructures using Cloud Storage Services”, 1st Workshop on Dependability and Interoperability in Heterogeneous Clouds in conjunction with EuroPar’13. Aachen, Germany, 2013.

❹ G. Kecskeméti, et al., “Strategies for Increased Energy Awareness in Cloud Federations in High-Performance Computing on Complex Environments, (accepted), Wiley Series on Parallel and Distributed Computing, 2013.

❺ A. Kertész, et al., “A case study for biochemical application porting in European grids and clouds”, Concurrency and Computation: Practice and Experience, 2013.



Résztvevő intézmény: MTA-SZTAKI

Kacsuk Péter, [email protected]



A jövő internet infrastruktúra kutatások

fontos célja a felhő rendszerek kutatása, be-

leértve a biztonságtechnikai megoldásokat,

nagy adatok kezelését, a nagy teljesítményű

infrastruktúra rendszerek (pl. MPI klaszterek,

desktop gridek stb.) automatikus kiépítését és

a felhő federációk létrehozását.

A cél érdekében dinamikus, igény szerinti,

felhő-alapú kulcsrakész e-infrastruktúra kiépí-

tésére adtunk megoldást az EGI (European

Grid Initiative) federált felhőben és más nem-

zetközi felhő-alapú kezdeményezésekben

történő hasznosítás érdekében; így például

az FP7-es mezőgazdasági kutatást megcélzó

agINFRA projektben, valamint az önkéntes

vagy kihasználatlan IT kapacitásokat integráló

FP7-es IDGF-SP projekt keretén belül.

További cél a teljesítmény fokozás több meg-

oldásának optimalizálása, a felhő federációk

mellett az automatikus skálázhatóság, mely-

nek kutatása szintén fontos terület. Ugyan-

csak cél a feladatok optimális szétosztása a

felhő federáció tagjai között, ill. egy felhő

rendszer erőforrásai között.

Fontos eredmény, hogy a felhő rendszerek

akkreditálásával foglalkozó projekt keretében

teljes körű monitorozásra és teljesítményana-

lízisre nyílik lehetőség, amely hazai KKV-kel

közösen kerül hasznosításra. Az automatikus

skálázás kapcsán szintén jelentős megoldá-

sok születtek az akadémiai kutatókat kiszolgá-

ló felhő rendszer kiépítését célzó projektben.

A jövő internet infrastruktúrájához nélkülözhetetlen a felhő rendszerek további kutatá-

sa és felhasználásának optimalizálása, beleértve a biztonságtechnikát, nagy adatok

kezelését, a nagy teljesítményű rendszerek (pl. klaszterek, desktop gridek stb.) auto-

matikus kiépítését és a felhő federációk létrehozását. Fontos eredmény, hogy a felhő

rendszerek akkreditálása keretében teljes körű monitorozásra és teljesítményanalízisre

nyílik lehetőség, továbbá automatikus skálázásra és dinamikus felhő-alapú e-infra-

struktúra kiépítésére adtunk megoldást az európai federált és más felhő alapú kezde-

ményezésekben.

Network computing- Felhő rendszerek

T3E1


• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 3.2 témája.


❶ F. Németh, Á. Stipkovits, B. Sonkoly and A. Gulyás: „Towards smartflow: case studies on enhanced programmable forwarding in openflow switches,” ACM SIGCOMM Computer Communication Review, vol. 42, no. 4, pp. 85-86, 2012.

❷ J. Tapolcai, P.-H. Ho, P. Babarczi and L. Rónyai: „On signaling-free failure dependent restoration in all-optical mesh networks,” IEEE/ACM Transactions on Networking, 2013.

❸ J. Tapolcai, P.-H. Ho, P. Babarczi and L. Rónyai: „On achieving All-Optical failure restoration via monitoring trails,” in Proc. IEEE INFOCOM Mini-Symposium, (Turin, Italy), Apr. 2013.

❹ J. Tapolcai and G. Rétvári: „Router virtualization for improving IP-level resilience,” in Proc. IEEE INFOCOM, (Turin, Italy), Apr. 2013.

❺ G. Rétvári, J. Tapolcai, A. Kőrösi, A. Majdán, and Z. Heszberger: „Compressing IP forwarding tables: Towards entropy bounds and beyond,” in ACM SIGCOMM, 2013.



Résztvevő intézmény: MTA-BME Lendület Jövő Internet Kutatócsoport

Tapolcai János, [email protected]

sajnos a hálózati hibák néha kihatással lehetnek a vezérlő

sík működésére. A módszer lényegesen megbízhatóbb len-

ne, ha nem lenne szükség erre a kommunikációra, vagyis,

ha minden csomópontnak csak a rajta keresztül menő

monitorozó utak státusza alapján kell hibát lokalizálnia.

Gyors hibahelyreállítás az optikai rétegben kialakítható

lenne egy ilyen hibalokalizáló módszer segítségével [2].

Vizsgáltuk továbbá IEEE Infocom konferencia cikkünkben,

hogy a hatékony helyreállításhoz ténylegesen mely hibák

lokalizására van szükség [3].

D) Gyors IP hibahelyreállítás. A kutatás során a Loop

Free Alternate – a jelenlegi IP routerekben implementált

gyors hibahelyreállításra alkalmas módszer - határait vizs-

gáltuk. Célunk, hogy az LFA kezelni tudja azokat a hibákat,

amikre az alsó rétegben nem volt módunk, amit az IP topo-

lógia esetleges módosításával érnénk el. A [4] cikkünkben

vizsgáltuk, hogyan érdemes az IP hálózat topológiájához új

virtuális routereket és virtuális linkeket (éleket) hozzáadni.

A 2013-as FIA könyvfejezetben összefoglaltuk a topológia

módosítások hatásait az LFA teljesítményére. A topológia

nagyméretű bővítésének egyik mellékhatása, hogy megnő

a forgalomtovábbítási táblák mérete az IP routerekben. A

2013-as ACM SIGCOMM cikkünkben [5] azt a kérdést vizs-

gáltuk, hogy hogyan tömöríthetőek a forgalomtovábbítási

táblák az IP routerekben úgy, hogy azok teljesítménye ne

csökkenjen, sőt a tömörítés miatt olcsóbbak és összessé-

gében gyorsabbak is legyenek, mert a kisebb továbbítási

táblákat gyorsabb memóriában (fizikailag közelebb a CPU-

hoz) lehet tárolni.



Négy kutatási témánk eredményeit összegezzük:

A) Skálázható többes-adás címzési mód-

szerek. Foglalkoztunk új címzési architektú-

rákkal, amelyek alkalmasak többes-adásra. Új

bloom filtereken alapuló címzést vizsgáltunk

sztochasztikus módszerekkel, valamint egy

valós overlay prototípusban és OpenFlow

környezetben egy ACM SIGCOMM demó [1]

keretében is. Továbbá vizsgáltuk, hogy ezek

az állapotmentes címzési módszerek hogyan

alkalmazhatóak hozzárendelt védelemhez a

megbízhatóság növelésére.

B) Hiba lokalizálása monitorozó utak

segítségével. Optikai hálózatokban közpon-

tosított egyszeres link hiba lokalizációra olyan

speciális konstrukciókat adtunk, amelyek

alkalmasak a heurisztikák tesztelésére. Ezek a

konstrukciók gráfelméleti és algebrai tech-

nikákra épülnek és nehezen megoldható

topológiákon is közel optimálisak. Az eredmé-

nyeket az IEEE Transactions on Communica-

tions folyóiratban publikáltuk. Továbbá olyan

módszereket javasoltunk, amelyek figyelembe

veszik a monitorozó utak hossz korlátjait. Itt

az Ahlswede-Katona kombinatorikus csoport-

tesztelés elméleti eredményeit alkalmaztuk.

Az eredeti elmélet számunkra fontos állítá-

saira a korábbinál egyszerűbb és rövidebb

bizonyításokat adtunk.

C) Helyreállítás optikai rétegben. A

jelenlegi linkhiba monitorozó rendszerek

némi kommunikációt igényelnek a monito-

rozó eszközök között. Ez a kommunikáció a

hálózati vezérlősíkon keresztül történik és

Az elmúlt években jelentek meg a piacon nyílt programozható hálózati routerek (Software

Defined Network - SDN). A hálózati routerekben az OpenFlow protokollt mára számos gyártó

támogatja, így lehetőség van akár egy nagyméretű hálózat teljes körű vezérlésére és progra-

mozására egy távoli munkaállomásról. Kutatásainkban az OpenFlow-ra épülő prototípusok-

ban vizsgálunk új és innovatív megoldásokat az internet címzés, csomagtovábbítás és hiba-

tűrő működés témakörökben, különös tekintettel az új többes-adás címzési módszerekre.

Új címzési módszerek kidolgozása és implementálása programozható hálózatokban

T3F1


• Együttműködés a CSA-val (Cloud Security Alliance).• Az Európai Bizottság által szervezett ICT2013 eseményen (Vilnius, Litvánia, 2013. november 6-8.) „Cloud vulnerability assessment and Critical infrastructure security” címmel szakmai előadás tartása.• Kapcsolódás a TÁMOP-4.2.1.B-11/2/KMR-2011-0001 és a KMR 12-1-2012-0119 hazai projektek kutatásaihoz, a kutatási eredmények adaptálása és továbbfejlesztése.


❶ Kozlovszky, M.; Trocsik, M.; Schubert, T.; Poserne, V., „IaaS type Cloud infrastructure assessment and monitoring,” 36th International Convention on Information & Communication Technology Electronics & Microelectronics (MIPRO), 2013 pp.249-252, 20-24 May 2013

❷ M. Kozlovszky, L. Kovács, M. Törőcsik, G. Windisch, S. Ács, D. Prém, Gy. Eigner, P. I. Sas, T. Schubert, V. Póserné; Cloud security monitoring and vulnerability management; INES 2013, IEEE 17th International Conference on Intelligent Engineering Systems, June 19-21, 2013, Costa Rica, in Proceedings 978-1-4799-0830-1/13/$31.00 ©2013 IEEE, pp. 265-269

❸ Schubert T., Póser V., Ács S., Prém, D., Márton J., Kozlovszky M.; Számítási felhő biztonsági kérdései; Műszaki Katonai Közlöny, XXII. évfolyam, 2012. 2. szám, pp. 86-103; ISSN 2063-4986

❹ Póser Valéria, Schubert Tamás, Kozlovszky Miklós, Prém Dániel; Security on-demand megoldások az informatikai infrastruktú- rákban; Hadmérnök, VIII. évfolyam 3. szám, 2013. szeptember, pp. 211-222, ISSN 1788-1919

❺ M. Kozlovszky; Improving cloud data security by communication geofencing ; CGW2013, Computer Science, ISSN 1508-2806, accepted/under publication




Kozlovszky Miklós, [email protected] Schubert Tamás, [email protected]



I. Tanulmányok készítése1. A felhő architektúrák és technológiák áttekin-

tése, különös tekintettel az IaaS szolgáltatásra

2. Az IT és ezen belül a felhők biztonságát érintő

fenyegetések, és ezek elhárítására használt meg-

oldások áttekintése és feldolgozása.

3. IaaS típusú kereskedelmi és open source felhő

rendszerek szolgáltatásainak, elérhetőségének,

fejleszthetőségének és biztonsági megoldásai-

nak áttekintése és feldolgozása.

4. A felhők biztonságát érintő járulékos fenyege-

tések, és ezek elhárításának áttekintése (Cloud

Security Alliance ajánlásai).

5. A Security as a Service (SecaaS) típusú szolgál-

tatások.

6. A felhők üzemeltetését, felügyeletét, auditálá-

sát, monitorozását, biztonságát, megfelelőségét

érintő szabványok, ajánlások és keretrendszerek

áttekintése és feldolgozása.

7. Felhő Security SLA-k (Service Level Agreement)

használata lehetőségeinek vizsgálata.

8. Security On-demand megoldások vizsgálata

az informatikai infrastruktúrában, és ezek alkal-

mazásának vizsgálata felhőkben

II. Megoldás tervezés és fejlesztés1. Az IaaS típusú felhők technológiájának és

biztonságának vizsgálatára, majd a biztonság

automatizmusainak kiépítésre szolgáló informati-

kai megoldás tervezése és fejlesztése.

2. Felhasználói szintű kommunikáció védelmére

és ellenőrzésre alkalmas megoldás tervezése és

fejlesztése, mely a geolokációs paramétereket is

képes figyelembe venni.

Kutatásaink célja 2013-ban az infrastruktúra szolgáltatást (IaaS) nyújtó felhők felhasználókat

érintő biztonsági kérdéseinek feltárása. Továbbá egy konkrét felhő implementációra olyan ke-

retrendszerek fejlesztése, amelyek képesek az adott virtualizált infrastruktúra sérülékenységét

objektíven felmérni, illetve támogatást nyújtanak a felhasználói kommunikáció geolokációs

paramétereivel összefüggő adatbiztonsági problémáira.

Felhő infrastruktúrák kompatibilitási, átjárhatósági és biztonsági problémái és megoldásai

T3G1

ADAT ÉS TARTALOMTECHNOLÓGIÁK 04


A) Adat, szöveg és média bányászat

T4A1 Nagy mennyiségű WEB adat testre szabható feldolgozása, osztályozása T4A2 Kollaborációs adatbányászati keretrendszer kialakítása T4A3 Tudományos mérési eredményeket összekapcsoló adattárház T4A4 Egyetemi adatbányászati alkalmazások

B) Big Data kihívások és megoldások

T4B1 Big Data algoritmusok kutatása és alkalmazása T4B2 Mobilitási adatok kezelése T4B3 Big Data kutatások: videófolyamok feldolgozása T4B4 Közösségi oldalak és hírportálok tartalmának elemzése

C) Szemantikus kereső algoritmusok, tudásfeltárás

T4C1 Szemantikus technológiák alkalmazása T4C2 Szemantikus multimédia keresőalgoritmusok T4C3 Szemantikai modell digitális könyvtári tartalmak kereséséhez T4C4 Wikipédia, mint külső modell alkalmazása könyvtári tartalmak kereséséhez T4C5 Médiatartalom alapú képosztályozás T4C6 Természetes nyelvű szövegek tartalom elemzése T4C7 Webes kereső algoritmusok

D) Megjelenítés, vizualizáció

T4D1 Az új szabványok kliens oldali megjelenítése (Webkit) T4D2 Nagy mennyiségű adat hatékony, skálázható vizualizációja

E) Digitális könyvtár funkciók T4E1 Digitális könyvtári tartalmak: keresési módszerek T4E2 Digitális könyvtári tartalmak: névterek és szemantikus leírások T4E3 Az internet archiválás kritérium rendszere T4E4 Digitális könyvtári tartalmak disszeminációja


• FP7 258105 LAWA: Longitudinal Analytics of Web Archive data (Internet Memory, FR; Hanzo Archives, UK)


❶ Miklos Erdelyi, Andras Benczur, Balint Daroczy, Andras Garzo, Tamas Kiss, David Siklosi: The classification power of Web features. Internet Mathematics, megjelenés alatt.


ADAT ÉS TARTALOM TECHNOLÓGIÁK 85


Fekete Zsolt, Szabó AdriennBenczúr András, [email protected]

• Nagy számú jellemző előállítására készítettünk hatékony eljá-

rásokat. Ezek között megtalálhatók új, a tartalom időbeli

változását is figyelembe vevő csoportok. Megvizsgál-

tuk ezek hatékonyságát és érzékenységét.

• Új időbeli változáson alapuló jellemzőket

javasoltunk.

• Megállapítottuk, hogy különböző gépi

tanulási technikák, pl. ensemble selection,

LogitBoost, Random Forest, nagymérték-

ben javítják a tanulás pontosságát.

• Fő tanulságként megmutattuk, hogy megfe-

lelő gépi tanulási eljárások mellett egyszerű

és könnyen kiszámítható jellemzőkkel is a

korábban publikáltaknál jobb pontosság

érhető el.

A kísérlethez a Web Spam Challenge 2008

és a Milanoi Egyetem adatai mellett az

Internet Memory Research által biztosított

DC2010, illetve a TREC ClueWeb09 adata volt a

címkézett teszt halmaz.


ADAT ÉS TARTALOM TECHNOLÓGIÁK84

Masszív párhuzamos algoritmusokat adtunk

nagy Web adatok összegyűjtésére, tisztítá-

sára és címkézésére. Olyan algoritmusokat

váltottunk ki, amelyek eredendően szek-

venciálisan kezelnek gráfokat, illetve erős

struktúrával rendelkező objektumokat. Olyan

algoritmikus keretrendszereket alkalmaztunk

és fejlesztünk tovább, amelyekben elosztott

gráf algoritmusok, például particionálás,

PageRank, szomszédság számítás, megvaló-

sítható. Algoritmusaink egy részét a Hadoop

MapReduce keretében, másik részét saját, MPI

alapú kódbázisban készítettük. Célunk, hogy

a gráf algoritmusokat a GraphLab eszközben,

az egész munkafolyamatot pedig a Stratosp-

here keretrendszerben valósítsuk meg. Ehhez

az első lépéseket megtettük: a rendszereket

telepítettük, megismertük, a fejlesztőikkel

felvettük a kapcsolatot: Danny Bickson (CMU),

a GraphLab egyik vezető kutatója látogatást

tett nálunk Januárban, illetve Kostas Tzou-

mas-sal (TU Berlin), a Stratosphere koordi-

nátorával egyeztettünk a lehetséges közös

célokról.

Nagy Web adatok osztályozásának átfogó

áttekintését adtuk, amelynek keretében meg-

vizsgáltuk a Web spam szűrésére alkalmas

jellemzők csoportjait. Ezek számos csoport

kiszámítása igen költséges, és kérdés, hogy

melyikeket érdemes a rendelkezésre álló szá-

mítási kapacitások függvényében előállítani.

Legfontosabb eredményeink:

Munkánk során összegeztük a Web tartalom osztályozásának elméleti és gyakorlati kérdéseit,

összehasonlítottunk különböző megoldásokat és a lehetséges jellemzők használatát. Meg-

adtuk nagy Web adatok osztályozásának átfogó áttekintését, amelynek keretében megvizs-

gáltuk a Web spam szűrésére alkalmas jellemzők csoportjait. Szabad forráskódú szoftvert

és annotált adathalmazokat tettünk közzé, amelyek között megtalálható a kereszt-nyelvű

tanítás teszt halmaza is, amelynek során nem angol gyűjteményt angol tanító adat segítsé-

gével dolgozunk fel: https://dms.sztaki.hu/en/download/web-spam-resources.

Nagy mennyiségű WEB adat testre szabható feldolgozása, osztályozása

T4A1




• A TÁMOP-4.2.1.B-10/2/KONV-2010-0002 projekt III/2-es alprojektjének egyik témája.


❶ Di Blasio Barbara, Jenei Sándor, On Studying Careers of Students of University of Pécs, Hungary using Data Mining Methods. In: 5th Word Conference on Educational Sciences. Róma, Olaszország, 2013.02.05-2013.02.08.

❷ Di Blasio Barbara, Marton Melinda, Paku Áron, Pótó Zsuzsanna, Neveléstudományi területen tanulók teljesítményének longitudinális elemzése, EDUCATIO 1: pp. 109-116. (2013)

❸ Di Blasio Barbara, Marton Melinda, Paku Áron, Adatbányászat alkalmazása a felsőoktatás-kutatásban, In: Benedek András, Tóth Péter (szerk.) Új kutatások a neveléstudományokban: A munka és a nevelés világa a tudományban

❹ Di Blasio Barbara, On the Role of Life Stories in Vocational Choice. PROCEDIA - SOCIAL AND BEHAVIORAL SCIENCES 82: pp. 487-491. (2013)

A kutatás célja egyrészt rámutatni, hogy az adatbányászati mód-

szerek hogyan alkalmazhatóak a neveléstudomány (különös te-

kintettel az oktatáskutatás) területén, másrészt a nagy egyetemi

adatbázisokból (ETR, Neptun) megfigyelhető trendeket kívánjuk

a felsőoktatás rugalmas formálására (például curriculum-fejlesz-

tés) felhasználni.

A Pécsi Tudományegyetem ETR-es adatait 2008-ig visszame-

nőleg adatbányászati kutatásra alkalmas alakra hoztuk. Vizsgá-

latunk középpontjában a hallgatók tanulmányi pályaíve (azaz

félévenkénti tanulmányi átlaguk grafikonja) állt. Megvizsgáltuk,

hogy egyes faktorok milyen kapcsolatban állnak a tanulmányi

teljesítménnyel: a hallgatók pályaívét a bemeneti végzettségük

függvényében, a karok függvényében, a képzési formák függvé-

nyében, a tagozatuk függvényében, stb. A fenti változókhoz hoz-

závéve egyéb változókat (pl. régió, településfajta, nem) meglehe-

tősen pontosan előre tudtuk becsülni az első féléves tanulmányi

átlagot. Azaz, ha tudjuk egy hallgatóról a felvételének napján,

hogy milyen nemű, hogy melyik régióból és milyen településtí-

pusról származik, valamint, hogy a Pécsi Tudományegyetem

mely karára, melyik képzési formára és tagozatra nyert felvételt,

és azt, hogy mi a legmagasabb iskolai végzettsége, akkor 46,8%-

os találati aránnyal meg tudjuk mondani, hogy az első féléves

tanulmányi teljesítménye az általunk létrehozott 10 (ekvidisztans)

kategória közül melyikbe fog esni. A fenti típusú vizsgálatok

eredményeit a képzésekben rejlő problémák/nehézségek azo-

nosítására és ezek kiküszöbölésére kívánjuk felhasználni.

Nagy felsőoktatási adatbázisok adatbányászati vizsgálata az egyetem versenyképessé-

ge és adaptivitása érdekében.

Egyetemi adatbányászati alkalmazásokElemzés, kutatás, oktatás



T4A4


• A fejlesztések a TÁMOP-4.2.2.C–11/1/KONV-2012-0015 (Föld-rendszer) projekt keretében valósulnak meg és szorosan kapcsolódnak a COST FP0804 Forest Management Decision Support Systems (FORSYS) nemzetközi együttműködéshez.


❶ G. Magyar, Cs. Gáspár, G. Kovács, G. Posfai, L. Bacsárdi, L. Jereb, T. Simon: „Forestry components in an „Earth-system” data warehouse” 2013ForestDSS Workshop (Decision Support System Workshop and ForestDSS Community of Practice), 2013. dec. 4-6., Lisszabon, Portugália

❷ Z. Pödör, M. Edelényi, L. Jereb: Systematic Analysis of Time Series – CReMIT, INFOCOMMUNICATIONS JOURNAL, 2014(6), (1) pp. 16-21.



A projekt célja egy nagy adatmennyiségek befogadására alkalmas

adattárház és a kapcsolódó elemzési környezet létrehozása. Az adat-

tárházba nagyfrekvenciás mintavétellel nyert geofizikai (pl. ionoszféra,

földrengés, időjárási) mérési adatok tölthetők be úgy, hogy ugyan-

abban a környezetben kerülnek tárolásra azon erdészeti adatforrások

adatai is, amelyek tipikusan évtizedeken keresztüli, lényegesen

ritkábban mért, de magas hozzáadott értéket képviselő adatokat tar-

talmaznak. A fejlesztésben jelentős hangsúlyt kap az is, hogy az egyes

adatgazdák, az adatok tulajdonosai az adatok feletti rendelkezési

jogaikat megtarthassák, az egyes adatok összekapcsolását, az azokból

kinyerhető új összefüggések feltárását csak az ő kontrolljuk mellett

lehessen megtenni. A kialakított adattárházhoz speciális elemzési

szoftver-együttes, egy RapidAnalytics szerver kapcsolódik, ame-

lyen keresztül lehetőség nyílik ütemezett, nagy futás idejű és nagy

erőforrás igényű futtatások elindítására is. A szerver-alkalmazáshoz

a RapidMiner kliens rendszerén keresztül lehet hozzáférni. Az adat-

tárház létrehozásával párhuzamosan megkezdődtek a RapidMiner

háttérre alapozott adatelemzések is. Eredményként részben összetett

periodikus adatsorok elemzéséhez kapcsolódó módszertani fejlesz-

tések (CReMIT), részben pedig fanövekmény adatok és meteorológiai

jellemzők, illetve rovarcsapdák lepkefogási adatok és meteorológiai

jellemzők közötti kapcsolatok vizsgálatára került sor.

Erdészeti és geofizikai mérési adatok egységes adattárházba foglalásával olyan elemzési kör-

nyezet jön létre, amely lehetővé teszi a különböző mérési eredmények egységes felületen keresz-

tüli összekapcsolását és az összetett, köztük az interdiszciplináris összefüggések feltárását is. Az

adattárház egyaránt tartalmaz nagy mérési gyakoriságú (pl. ionoszféra, földrengés, időjárás)

vonatkozású geofizikai, illetve nagy értékű, de lényegesen ritkábban mért erdészeti adatokat.

Tudományos mérési eredményeket összekapcsoló adattárház

Résztvevő intézmények: Nyugat-magyarországi Egyetem (NymE)MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (MTA CSFK)Erdészeti Tudományos Intézet (ERTI)Nemzeti Információs Infrastruktúra Fejlesztési Intézet (NIIF)BME-Infokom Innovátor Nonprofit Kft.

Jereb László, [email protected],Magyar Gábor [email protected]

T4A3




Sidló Csaba, [email protected]úr András


• Ericsson • Nokia Siemens Networks • SAP

• EIT ICT Labs Cloud Action Line


❶ Andras Garzo, Istvan Petras, Csaba Istvan Sidlo, Andras A. Benczur: Real-time streaming mobility analytics. NetMob 2013 - Third conference on the Analysis of Mobile Phone Datasets. May 1-3, 2013, MIT, Boston, USA http://perso.uclouvain.be/vincent.blondel/netmob/2013/D4D-book.pdf

❷ Andras Garzo, Andras A. Benczur, Csaba Istvan Sidlo, Daniel Tahara, Erik Francis Wyatt. Real-time streaming mobility analytics. IEEE Big Data 2013, Silicon Valley, USA

A D4D Mobility Challenge keretében az Orange a kutatók

számára hozzáférést biztosított az elefántcsontparti szolgál-

tatásának bizonyos naplóihoz. Ezek között legérdekesebb

a nagy felbontású cellainformáció adat, amely véletlensze-

rűen kiválasztott felhasználók kéthetes aktvitását követi

térben és időben.

Célunk az adatok valós idejű közlekedési előrejelzésekre való

alkalmazása volt. A személyes adatok védelme érdekében

jelentősen eltorzították az adatokat, ami megnehezítette a

pontos előrejelzést, a ritka és váratlan események detektálá-

sát. Arra azonban rendkívül jól használható adatot kaptunk,

hogy egy teljes ország vagy egy nagy metropolisz mozgásá-

nak valós idejű követése során fellépő algoritmus és szoftver

problémákat kutathassuk.

Megoldásunk során a Twitter által fejlesztett Storm elosztott

adatfolyam keretrendszert alkalmaztuk. A szerverfarmon

automatikus terhelésmegosztást és hibakezelést biztosító

keretben felhasználó és helyszínfüggő gyakori mintázatokat

találtunk és valós időben előrejelzéseket adtunk az egyes

felhasználók és helyszínek eloszlására. Az adatok folyamatos

feldolgozásával másodpercenként több 10,000 előrejelzést

tudtunk adni. Becslésünk szerint egy nagy metropolisz moz-

gása sem jelent ennél nagyságrendekkel több adatot.

Egy országos mobilszolgáltató hálózati eseményei egy nap alatt több Terabyte-ot töltenek

meg. Ez az adatmennyiség akár egyetlen diszken is elfér, a visszaolvasása azonban már sok

órába telik. Az alapvető szolgáltatásokkal, számlázásokkal kapcsolatos feladatokon kívül ezért

nem is tudják felhasználni, pedig nagyon sok értékes információhoz lehetne hozzájutni belőle

a navigáció, közlekedés-szervezés, várostervezés vagy akár vészhelyzetek elhárítása esetén.

Mobilitási adatok kezelése Az Orange D4D Challenge

T4B2


• GAMESA, Spanyolország. Gamesa Health Monitoring (HMS) System project (2012-2013): Health Monitoring System (HMS) for Gamesa wind turbines, Industial Project.


❶ Viharos, Zs. J.; Sidló, Cs. I.; Benczúr, A. A.; Csempesz, J.; Kis, K. B.; Petrás, I.; Garzó, A.: „Big Data” Initiative as an IT Solution for Improved Operation and Maintenance of Wind Turbines, European Wind Energy Association (EWEA) Conference, “Make your vision reality”, 4-7. February, 2013, Vienna, Austria, S9.3, pp. 184-188.



A szélenergetikai rendszerek által előállított különösen nagy adatmeny-

nyiségek kezelésének új lehetőségeit vizsgáltuk. Napjaink szélfarm

operátorai vagy nem is gyűjtik ezeket az adatokat egy közös, könnyen

elérhető adatbázisba, vagy az értékes adatok nagy része törlésre kerül

a tradicionális (SQL) adatbázisok skálázhatóságának határai miatt. A

feltörekvő „Big Data” megoldások és algoritmusok lehetővé teszik az

összes adat gyűjtését, tárolását és előhívását, sőt, így nincs szükség az

adatok törlésére sem. Ez nagy előny szélfarmok üzemeltetői számára,

mert ez által részletes adatok állnak rendelkezésre, amelyek később

számos szempont szerint felhasználhatóak, pl. hibadetektálási és hi-

ba-előrejelzési modellek felépítéséhez, valamint, szélturbinák működési

és műszaki adatainak ad-hoc elemzésére is. Az üzleti intelligencia szoft-

vereszközök felhasználásával kifinomult és hatékony beszámolási rend-

szer valósítható meg, ahol a háttérrendszer tipikusan egy adattárház.

Kísérletünkben az SQL alapú megoldás kb. 40 szélerőműből álló farmig

lineáris viselkedést mutat (kb. 3.2 milliárd adatrekordig), de nagyobb

adatmennyiségek kezelésére már nem képes. Mindkét vizsgált NoSQL

megoldás (különböző hardverkapacitással) az adatmennyiségek

növekedésével (a szélerőmű farm méretének növelésével) lineáris kap-

csolatot mutatott, és – természetesen – a nagyobb számítási klaszterrel

rendelkező kapacitás számítási ideje lényegesen kisebbnek bizonyult.

A mérések alapján következtetésként megállapítható, hogy a

Hadoop és Hive „Big Data” szoftvereszközökkel felépített megoldás

költséghatékony alternatívát jelent a tradicionális adattárházakkal és

adattöltési megoldásokkal (ETL) szemben pl. szélerőmű farmok SCADA

adatainak kezelése esetén.

„Big Data” – a magyarul egyelőre nehezen átadható új szakszó olyan kérdéseket takar, ahol a problé-

ma az adat mérete maga. Az üzleti intelligencia, a Web és szenzorhálózatok adatbányászata területén

jelentkező extrém méretű információfeldolgozási problémák között kiemelten vizsgáljuk a szociális

közösségeket és jelenségeket, a személyre szabott információ keresését, ajánló rendszereket, spam szű-

rőket és a navigációs, mobilitási adatok időbeli dinamikáját. Kutatásaink során részletesen vizsgáltuk a

szélenergetikai rendszerek által előállított különösen nagy adatmennyiségek kezelésének új lehetőségeit.

Big Data algoritmusok kutatása és alkalmazása Szélerőmű adatok kezelése


Viharos Zsolt, [email protected]úr András

T4B1




• TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 4.1 témája

• TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0025

• TÁMOP 4.2.4. A/2-11-1-2012-0001


❶ B. Antal, B. Remenyik, A. Hajdu: An Unsupervised Ensemble-based Markov Random Field Approach to Microscope Cell Image Segmentation, 10th International Conference on Signal Processing and Multimedia Applications (SIGMAP 2013), Reykjavík, Iceland, 2013, pp. 94-99.

❷ A. Hajdu, L. Hajdu, A. Jonas, L. Kovacs, H. Toman: Generalizing the majority voting scheme to spatially constrained voting, IEEE Trans. on Image Processing 22(11) (November 2013), 4182-4194.

❸ B. Antal, A. Hajdu: An ensemble-based system for automatic screening of diabetic retinopathy, Knowledge-Based Systems (Elsevier) 60 (April 2014), 20-27.

❹ A. Hajdu, C. Giamas, N. Vretos, I. Pitas: Metadata description of thermal videos for rescue operations, 8th International Symposium on Signals, Circuits and Systems (IEEE ISSCS 2007) (2007), Iasi, Romania Vol. 2, 4 pages.

❺ A. Hajdu, I. Pitas: Optimal approach for fast object-template matching, IEEE Trans. on Image Processing 16/8 (August 2007), 2048-2057.

„ütnek ki”, ami hozzávetőlegesen 20 000 videó feldolgozását

jelenti, de amennyiben génpárokra is szeretnénk megismé-

telni a vizsgálatot, kombinatorikai szempontból hatalmas

adatmennyiséget kapunk, aminek feldolgozása várhatóan a

következő évtizedek munkája lesz. A sejtvideók feldolgozása

mellett szenzorhálózatok detektálási és követési pontos-

ságát kívánjuk javítani összetett rendszerek segítségével,

amelyek a szenzorok adatait megfelelő fúziós technikákkal

egyesítik. Ez a megközelítés videofolyamokra is alkalmazha-

tó a megfelelő képalkotók információinak összevonásával.

Kutatási és fejlesztési tevékenységeink eddigi eredmé-

nyeként sikeresen kidolgoztunk olyan képfeldolgozó

eljárásokat, amelyek a sejtek nagy pontosságú szegmen-

tációját biztosítják a videofelvételeken. A szegmentációs

eredmények felhasználásával lehetőség nyílt a sejtek

alaktani viselkedésében a beavatkozások hatására beálló

változások kvantitatív jellemzésére, ami lehetővé teszi a

statisztikai elemzések nagy mintán való elvégzését, ami

jelentősen növeli a levont következtetések megbízható-

ságát.


MTA-DE Sejtbiofizikai Kutatócsoportja DE Molekuláris Medicina Kutatóközpont

Mikrobiális Biotechnológiai és Sejtbiológiai Tanszék

Hajdu András, [email protected] László, Pócsi István



A fejlődő megvilágítási/képalkotó, valamint

adatfeldolgozó eszközök lehetővé teszik,

hogy bizonyos tényezők hatását hosszabb

videófelvételek kiértékelésével vizsgáljunk

kvantitatív módon. Nagyon népszerű terület

a sejtek/sejtklaszterek vizsgálata változó

megvilágításra, gyógyszeres kezelésre vagy

genetikai beavatkozásokra (gének „kiütésére”

való reagálás). A kapcsolódó videók feldol-

gozása képfeldolgozási oldalról is komoly

feladat, a videók mennyisége pedig nagyon

komoly kapacitási kérdéseket vet fel. Ezen

a területen elsősorban olyan módszere-

ket kívánunk fejleszteni, amelyek elosztott

feldolgozást támogatnak, valamint elérik azt

a minimális pontosságot, ami alapján már

megbízható kvantitatív kijelentések tehe-

tők. Ezeknek a vizsgálatoknak a fény alapú

szövettervezésben/rákos sejtek irányításában,

gyógyszerfejlesztésben és gének hatásának

vizsgálatában van óriási jelentősége.

A skálázhatóság is roppant fontos, így például

a kapcsolódó genetikai kutatásokban 1 gént

Napjainkban az egyik „legnagyobb Big Data”-ként szokás emlegetni a különféle szenzorokról

- akár folyamatosan érkező -- információkat, amire egy tipikus példa a biztonsági kamerák

videófolyama. A képalkotókkal való adatkinyerés egy meglehetősen egyszerű és viszonylag

olcsó technika, ezért nagy népszerűségnek örvend többféle beavatkozás hatásának ellenőrzé-

séhez. Gyakori megközelítés például sejtek/sejtkultúrák folyamatos képi rögzítése akár gene-

tikai, akár gyógyszeres beavatkozás, akár fényre való reagálás elemzéséhez. Ezen a területen

elosztott, kellő pontossággal még rendelkező videofeldolgozó algoritmusok kidolgozását ter-

vezzük, amelyek online folyamok feldolgozására is alkalmasak. A hasznosítás nagyon sokré-

tű, így a célterületre kidolgozni kívánt technikák más célú videófolyamok feldolgozása mellett

nem képi információt szolgáltató szenzorokra is alkalmazhatóak lehetnek. Amennyiben több

szenzorról is származik megfigyelés a vizsgált objektumról/eseményről, fúziós technikákat

tervezünk fejleszteni összetett rendszerek használatával.

Big Data kutatások: videofolyamok feldolgozása

T4B3



A szemantikus technológiák kutatása szoros összefüggésben áll a

természetes nyelvű szövegek elemzési technológiáinak kidolgozásá-

val. A nyelvi elemzés menet közben is gyakran fordul a szemantikus

tudástárhoz egyes nyelvi elemek tulajdonságainak lekérdezéséhez,

másrészt a nyelvi elemzés eredménye egy logikai kifejezés. A tudás-

tár egyik feladata ennek a logikai kifejezésnek az átalakítása, tárolása,

bizonyítása, lekérdezése. Mindezek feltételezik, hogy a háttérben egy

eléggé részletes tudástár (ontológia) található. Az ontológia egyrészt

a hétköznapi tudáselemekről előzetes ismereteket tárol, másrészt

az egyes tudáselemek szótárként, specifikációként is tekinthetők,

amelyek így üzleti számítógépes alkalmazások szemantikus ösz-

szekapcsolását is lehetővé teszik. A kutatás keretében elkészült egy

logikai programozási alapokra épült és modális logikákra alkalmaz-

ható metamodell vezérelt tudástár rendszer magja, e rendszermag

metamodell-vezérelt módon megtervezett. Erre azért volt szükség,

mert már a kutatás elején látszott, hogy a vonatkozó nemzetközi

szabványok (OWL ontológia leíró nyelv) többirányú kiterjesztésére

van szükség, sőt, a további kiterjesztések esetleges irányát csak a

konkrét pszicholingvisztikai kutatások pontos eredményei adhatják

meg. A szükséges rugalmasságot pedig a metamodell-vezéreltség-

gel lehet biztosítani: a nyelvészeti kutatások függvényében a leíró

eszközök a metamodell szintjén könnyen bővíthetők.

Az információtárolás, -kezelés és -keresés napjainkban elsősorban szabad szöveges módon, ill. relációs

adatbázisokban történik, amelyek egyike sem eléggé szervezett, és nem épít a szövegek szeman-

tikus összefüggéseire. A kutatások célja az információk szemantikus leképezésének, valamint tá-

rolásának és visszakeresésének kidolgozása. Ezek megvalósítása, valamint beépítésük üzleti, jogi

rendszerekbe, az intelligens alkalmazások egy újabb nemzedékének nyithat kaput. A technológia a

logikai programozás általános paradigmájára épül, annak kiterjesztése a modális logikák irányába.

Szemantikus techno- lógiák alkalmazása




❶ Kilián Imre-Alberti Gábor-Szabó Veronika: Metamodel vezérelt felépítmény modális világszerkezetek létrehozására, feltöltésére és lekérdezésére In: Biró Károly Ágoston; Sebestyén-Pál György (szerk.) ENELKO 2013 XIV. Nemzetközi Energetika-Elektrotechnika Konferencia, SzámOkt 2013 XXIII. Nemzetközi Számítástechnika és Oktatás Konferencia.

❷ Kilián Imre: Szemantikai alapú jogi tudásmenedzsment technológiák. PHD disszertáció, PTE-ÁJK 2013.

❸ Kilián Imre-Alberti Gábor: A Metamodel-Driven Architecture for Generating, Populating and Manipulating „Possible Worlds” to Answer Questions In: ICSOFT 2013: Proceeding of the 8th International Joint Conference on Software Technologies. Reykjavik, Izland, 2013.07.29-2013.07.31. SciTePress, 2013. pp. 74-78.



T4C1




• FUTURICT, TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV, „Pénzügyi Rendszerek” alprojekt része


❶ Sándor Kazi, Gábor Nagy: Distributed News Analysis Framework for Text, CogInfoCom 2013, Workshop on Future Internet Science and Engineering, 2013.12.06

A kutatás célja elsősorban az, hogy a hangulati elemeket

kinyerve meghatározzunk egy hangulati indexet, ami

a tőkepiaci és pénzpiaci hírekben fellelhető. A kinyert

hangulati index hatását, illetve kapcsolatát vizsgáljuk a

mostani és a jövőbeli hozamokra. Azt tapasztaltuk, hogy

a hagyományos médiában fellehető pénzügyi hírekből a

hangulati elemek kinyerése könnyebb, de nincs akkora kor-

reláció a jövőbeli hozamokkal, mint a közösségi médiában

fellelhető híreknek (Twitter üzeneteknek). Ugyanakkor a

Twitter rövidsége miatt nem annyira könnyen elemezhető,

és a hangulati elemek annyira nem azonosíthatóak bizto-

san. Fontos eredménye a kutatásnak, az a keretrendszer

is amely az adattömeget kezeli és elemezhetővé teszi. A

híreket folyamatosan gyűjtjük több száz, a világ vezető

hírportáljainak RSS feedjeiből. 2013 végére nagyjából 600

000 URL-t töltöttünk le. A Twitteres adatgyűjtő nagyjából

13 000 000 rövid szöveges üzenetet töltött le tőzsdei

témában. Ezek az adatok később is rendelkezésre állnak,

további elemzés céljából. A keretrendszer segítségével

egyszerűbb és összetett szöveges transzformációkat

tudunk végrehajtani elosztott módon a rendelkezésre

álló erőforrások hatékony felhasználásával. Az adatkezelő

rendszer szövegbányászati előfeldolgozó lépések széles

skáláját támogatja.

A kutatás keretein belül arra keresünk választ elsősorban, hogy hogyan, milyen módon lehet

hangulati elemeket kinyerni a pénzügyi sajtóban megjelenő hírekből és ezek a hírek, illetve az

ezekből kinyert hangulat hogyan befolyásolja a tőzsdei árfolyamokat, milyen korrelációt mutat

azzal. Az eredmények alapján a közösségi média esetében a hangulat azonosítása nehézkesebb,

de az összefüggés a pénzpiaci hozamokkal erősebb, míg a hagyományos hírforrásokban köny-

nyebb azonosítani a hangulati elemeket, de a korreláció a hozamokkal alacsonyabb.

Közösségi oldalakés hírportálok tartalmának elemzésePénzügyi hírek hangulat analízise és hatása a tőzsdei hozamokra

Résztvevő intézmény: BME Távközlési ésMédiainformatikai Tanszék

Nagy Gábor, [email protected]áspár Csaba, [email protected]

T4B4




Szűcs Gábor, [email protected]

először bejárja, majd egy erre létesített

adattárolóban rögzíti a képek böngé-

széséhez szükséges adatokat egy leíró

szerkezetben. Az így kialakult leíróban a

legalsó szintről indulva minden egyes

mappa számára választ az algoritmus

egy legjellemzőbb képet a benne fog-

laltak közül, majd ennek mentén szintről

szintre haladva, végül az összes mappára

ezt hierarchikusan elvégzi. Így a rendszer

a legjellemzőbb képek index képei alapján

egy szemantikusan jobb bejárási lehetősé-

get biztosít a felhasználó számára.


• Részvétel a MediaEval Multimedia Benchmark Workshop-on Retrieving Diverse Social Images témában; • EIT ICT Labs Master Programme Digital Media Technology „Media Communications Services” specialization; • TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 4.5 témája


❶ Szűcs G.: Hierarchical image browsing based on visual information, CogInfoCom 2013, 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications, Budapest, 2-5. Dec., 2013, pp. 97-101.

❷ Szűcs G., Paróczi Zs., Vincz D. M.: BMEMTM at MediaEval 2013 Retrieving Diverse Social Images Task: Analysis of Text and Visual Information, Proc. of the MediaEval Multimedia Benchmark Workshop, Barcelona, Spain, 18-19 Oct., 2013, Published on CEUR-WS, Vol. 1043, paper 23.

❸ Szűcs G., Kiss A.: Churn Analysis of a Product of Application Search in Mobile Platform, Economy Informatics, Vol. 13, No. 1, (2013), pp. 5-15.



Szemantikus keresés multimédia tartalmakban

témakörén belül olyan szemantikus képkeresést

tűztünk ki célul, ahol nem állnak rendelkezésre

metaadatok a kereséshez, és csupán a képek tar-

talmi információi használhatók fel. Amennyiben

ezt ismeretlen képeken végezzük, szükség van

egy tanulóállományra, amely alapján gépi tanu-

lásos módszereket lehet alkalmazni. Elkészítet-

tünk egy olyan szemantikus képkereső rendszert,

ahol egyszerre több objektum vagy fogalom

kombinálásával is kereshetünk. A keresést meg-

előző szemantikai elemzéshez a state-of-the-art

képfeldolgozási, információ kinyerési és gépi

tanulási módszereket használtuk, mint például a

Fisher-vektor, vagy a C-SVC osztályozó. Az offline

módon rendelkezésre álló szemantikai informá-

ciókat felhasználva több olyan algoritmust is

implementáltunk, amely megvalósítja a kombi-

nált képkeresést. Az algoritmusok kidolgozásánál

a kettő illetve három objektumból összeállított

kereső kifejezésekre koncentráltunk.

A multimédia keresés képekre vonatkozó része-

ként olyan képrangsoroló megoldás kidolgozását

valósítottuk meg, mely relevancia és diverzitás

szempontjából végzi a sorrendezést. A relevancia

szempontjából a visszaadott találati sorrend olyan

kell, hogy legyen, hogy a kereső kifejezéshez kap-

csolódó (releváns) képek legyenek a lista elején.

Diverzitás szempontból pedig a találati lista első

néhány elemében nem lehetnek ismétlődések,

azaz olyan redundanciamentes megoldást kellett

megvalósítani, ahol a találati halmazban minden

kép jelentősen eltér egymástól. Ehhez a feladat-

hoz elkészítettünk egy rendszert, amely egy

ismert Webes képkereső (Flickr) sorrendjének a

javítására volt képes a képek előzetes klaszterezé-

sével és újrarendezésével. Ezen kívül létrehoztunk

egy újfajta megközelítéssel ellátott képböngésző

alkalmazást, mely egy átláthatóbb és könnyebben

kezelhető megoldást jelent a nagy mennyiségű

képek böngészésének problémájára. A map-

pastruktúrában eltárolt képeket az algoritmus

Elkészült egy szemantikus képkereső rendszer, amelynek feladata, hogy olyan keresési

kulcs alapján keressen, amelyet egyszerre több objektum vagy fogalom kombinálásá-

val kapunk. A keresést megelőző szemantikai elemzéshez a state-of-the-art képfeldol-

gozási módszereket használtuk. Ezen kívül a multimédia keresés képekre vonatkozó

részeként olyan képrangsoroló megoldás kidolgozását valósítottuk meg, mely relevan-

cia és diverzitás szempontjából végzi a sorrendezést.

Szemantikus multimédia keresőalgoritmusok

T4C2



Résztvevő intézmények: Miskolci Egyetem, Informatikai Intézet

DE Informatikai Kar

Kovács László, [email protected]

Nemzetközi és hazai kapcsolódások: • Az Automatizált kérdésgenerálás témakörében a Kassai Műszaki Egyetem Mesterséges Intelligencia Laborjával indítunk be egy közös projektet 2014-ben, amelyben a kutatások a szabadszövegek értelmezésén, szemantikai tulajdonságaik feltárásához kapcsolódnak. • Az intelligens rendszerek modellezése területén partnerünk a Department of Informatics at University Targu Mures (Marosvásárhely) is. • A Debreceni Egyetem Informatika Karának munkatársaival dolgozunk közösen a nyelvtan reprezentálás és elemzés témakörében.


❶ E. Gyöngyösi, L. Kovács, L. Bednarik: Development of classification module for automated question generation framework , Teaching Mathematics and Computer Science Vol. 11, No. 1, pp. 89-102 ISSN 1589-7389 (2013)

❷ Nagy B., Kovács L: Linguistic Applications of Finite Automata with Translucent Letters, Proc. ICAART 2013, Barcelona, pp. 461-469 (2013)

❸ L. Kovács, P. Barabás: Grammar representation forms in natural language interface for robot controlling, Proc. of Setinair 2013, Topics in Intelligent Engineering and Informatics. ISSN: 2193-9411 (2013)

❹ L. Kovács, G. Szemán: Complexity-based Generation of Multi-Choice Tests in AQG Systems, Proc. of CogInfoCom 2013. pp. 399-402 ISBN 978-1-4799-1546-0/13 (2013)



Az ontológia mérnökség egyik problematikus

eleme az ontológiák automatizált előállításának

kérdése. Ezen területhez kapcsolódóan a szabad

szövegek értelmezését, a szöveg ontológiára

történő konverzióját elemeztük. A konverzió első

szintjét a morféma elemzés alkotja. Itt a vizsgálat

fő irányaként a statisztika alapú elemző rendsze-

rek optimalizálása lett kijelölve. Egyik részterület

a neurális háló alapú elemzés volt, ahol a counter

propagation, a back propagation és az adaptív

resonance theory (ART) módszerek kerültek

elemzésre. Az egyes eljárások, architektúrák

ötvözésével egy rugalmasabb, hatékonyabb

struktúra hozható létre. A kutatás másik területe

a fogalomháló alapú elemzés lehetőségeinek

a vizsgálata volt. A formális fogalomelemzés

(Formal Concept Analysis - FCA) alapjain műkö-

dő osztályozás erőssége a hatékony általánosí-

tási képesség. A módszer gyengesége a nagy

számítási igény, azért a módszer algoritmusának

optimalizálása áll az elkövetkező vizsgálatok

középpontjában.

A vizsgálat másik fő területe az ontológiáknak az

e-tutor rendszerek automatikus kérdésgenerálási

feladatához kapcsolódik. Az elemzések a gene-

rálandó kérdések nehézségi szintjének automati-

kus előrejelzésének megvalósítására fokuszálnak,

amely egy újszerű fuzzy alapú következtetési

távolságot használja a szokásos szemantikai

távolságok helyett. A kidolgozott algoritmussal

különböző nehézségi szintű kérdések állíthatóak

elő. A generált mintarendszer jól működött a

hallgatók teljesítményének mérése.

A 2013-as évben a kutatások első területe az ontológia szabadszövegből történő felépíté-

séhez kapcsolódik, míg a második az automatizált kérdésgenerálás (Automated Question

Generation - AQG) feleletválasztós (MCQ) kérdéstípusnál megjelenő, a válaszalternatívák

meghatározását szolgáló módszerek elemzéséhez kötődik. Az MCQ AQG területén belül

meghatározásra került egy induló, csak belső ontológián alapuló keretrendszer modell. A

szabadszöveges mondatok fogalmi gráfokra történő konverzióját vizsgáltuk a korábban

kidolgozott predikátum-orientált kiterjesztett fogalom gráf (ECG) modell segítségével.

Szemantikai modell digitális könyvtári tartalmak kereséséhez

T4C3




❶ Bálint Daróczy, András A. Benczúr, Lajos Rónyai. Fisher kernels for image descriptors: a theoretical overview and experimental results. Annales Univ. Sci. Budapest., Sectio Computatorica special issue dedicated to Professors Zoltán Daróczy and Imre Kátai on the occasion of their 75th birthday, 2013

A képek tartalom alapú feldolgozásának fontos elemévé vált

az úgynevezett „képi szó” modell. Az ImageCLEF és a PASCAL

VOC feladatain legjobban teljesítő rendszerek Gauss keverék

vagy k-means módszerekkel csoportosítják képi szavakká az

alacsony szintű leírókkal jellemzett képi régiókat vagy fontos

képi elemeket.

A Fisher kernel a Gauss keverékek feletti, matematikailag

természetes távolságmérték, amelynek használata nagyban

javítja a rendszerek pontosságát. Kutatásunkban megvizsgáltuk

a keverék modell matematikai tulajdonságait, és kísérletekkel

igazoltuk az elmélet előrejelzéseit. Rendszerünk a PASCAL VOC

2007 adathalmazon a legjobb ismert rendszerekkel azonos

teljesítményt nyújt.

Képek vizuális tartalmát dolgoztuk fel grafikus ko-processzorok, GPGPU segítségével

megvalósított fejlett gépi tanulási eszközökkel. Továbbfejlesztettük nyílt forráskódú

eszközünket (Gauss keverék felbontás, Fisher kernel módszerek), amely 2012-ben hajszállal

lemaradva a második legjobb eredményt érte el az ImageCLEF Photo versenyen.

Médiatartalom alapú képosztályozás Szemantikus multimédia keresőalgoritmusok


Benczúr András, [email protected]

T4C5


• FP7 288956 NADINE: New tools and Algorithms for DIrected NEtwork analysis (Új algoritmusok és eszközök irányított hálózatok vizsgálatában). CNRS Toulouse, France


❶ Young-Ho Eom, Klaus M. Frahm, Andras Benczur and Dima L. Shepelyansky: Time evolution of Wikipedia network ranking. European Journal of Physics, közlésre elfogadva.



Célunk a Wikipedián fellelhető információ alkalmazása dokumen-

tumok automatizált annotálására. A Wikipedia kapcsolati hálózata

alapján személyek, intézmények, fogalmak kapcsolataira következ-

tethetünk, a többértelmű esetekben a kapcsolati kontextus alapján

egyértelműsíthetünk, sőt, a többnyelvű Wikipedia kiadások közötti

hivatkozások alapján az egyes fogalmak fordítását is megtalálhatjuk.

A Wikipedia hálózatának időbeli változásait 2003 és 2011 között

követtük és meghatároztuk a Wikipedia Google mátrixának

tulajdonságait. 2007-2011 között már stabil statisztikai jellemző-

ket, kifejlődött Wikipedia struktúrát tapasztalunk. A személyek

rangsorolása során bizonyos módszerek a politikusokat, mások

a művészeket preferálták, míg az egyetemek rangsorolása 80%-

ban megfelel az un. Shanghai rangsornak.

A Wikipedia több kutatásunknak is kísérleti terepe. A Toulouse-i CNRS fizikus kutatóival

együttműködésben vizsgáltuk az időben fejlődő Wikipedia spektrumát, amelyből a

fontossági hangsúlyok változásaira következtethetünk.

Wikipédia, mint külső modell alkalmazása könyvtári tartalmak kereséséhez

Résztvevő intézmény:MTA-SZTAKI

Benczúr András [email protected]ács László

T4C4



Résztvevő intézmények: DE Informatikai Kar,

DE Klinikai Genomika Központ

Hajdu András, DE Informatikai [email protected]

Bálint L. Bálint, DE Klinikai Genomika Központ

lítések. A skálázhatóságot ez a modell kiválóan biztosítja,

hiszen a fraktálok önhasonló volta tetszőleges térbeli fino-

mítást biztosít. A valós 3D térszerkezeten való megjelenítés

azért nagyon izgalmas, mert az annotációs/relációs adatok

modellre vetítésével új megfigyelések nyerhetők, hiszen

az egyes gének térbeli közelsége nagyon releváns lehet

például egyes betegségek esetén. Kézzelfogható hasznosí-

tásként a klinikum által használt böngészőkbe a kidolgozott

modelleket implementáljuk, így elérhetővé válnak a napi

rutinban is. A DNS 3D-s térszerkezetének vizsgálatához

kötődően vizsgáljuk, hogy az általunk használt térszerke-

zet rekonstrukciós modellek hogyan kapcsolhatók össze

további, korszerű eljárásokkal. A modellek összefűzése óriási

számítási kapacitású problémát definiál.


• TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 4.1 és 4.3 témája

• TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0023

• TÁMOP 4.2.4. A/2-11-1-2012-0001


❶ J. Toth, I. Papp, R. Tornai, I. Labancz, E. H. Pocsai, A. Hajdu: Cognitive visualization for the design of complex systems, 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications (CogInfoCom 2013), Budapest, Hungary, 2013, 363-368.

❷ Cs. Lamfalusi, D. Girus, K. Kruppa, J. Toth, E. H. Pocsai, R. Kunkli, A. Hajdu, B. L. Balint: Extending the visualization capabilities of a genome browser, 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications (CogInfoCom 2013), Budapest, Hungary, 2013, 419-422.

❸ R. Kunkli, I. Papp, M. Hoffmann: Isoptics of Bézier curves, Computer Aided Geometric Design 30, 78–84, 2013.

❹ R. Kunkli, M. Hoffmann: Skinning of circles and spheres, Computer Aided Geometric Design 27, 611–621, 2010.



Jelenleg a klinikum által használt génböngésző

alkalmazások nagyon szegényes vizualizációs

eszközöket tartalmaznak. Ezért klinikai részről

felmerült az igény, hogy az általuk használt

eszközökben is elérhetők legyenek hasznos,

újszerű vizualizációs megoldások elsősorban

a genetikai adatok annotációinak és az egyes

gének közötti relációknak a megjelenítéséhez.

A vizsgálni kívánt adatot vagy minél átte-

kinthetőbb formában ábrázoljuk, vagy minél

természethűebb módon, a valós térszerke-

zethez a lehető legközelebb. Mindkét igény

kielégítését a skálázhatóság szigorú figyelem-

bevétele mellett célozzuk meg. Egyrészt, a

legjobb áttekinthetőséghez olyan fraktál-alapú

modelleket kívánunk meghatározni, amely a

genetikai adatról a megadott igények mentén

lehető legjobban áttekintést biztosít. Az elkép-

zelés alapját az adja, hogy a használni kívánt

matematikai modell (affin transzformációk

attraktor halmazai) lényegesen általánosabb,

mint a jelenlegi (térkitöltő görbék) megköze-

Számos szakterületen jelentkezik a nagy mennyiségű adat átlátható vizualizációjának

problémája, az általánosan javasolt modellek azonban nem mindig optimálisak. Vizsgálni

kívánjuk, hogy a megjelenítést szolgáló modellek hogyan fejleszthetők tovább a felhaszná-

lói igényeknek megfelelően, kiszolgálva például a 3D, szenzorvezérelhetőség, attribútumok

és relációk hatékony megjeleníthetősége, annotálhatóság iránti igényt. Mivel az egyes meg-

jelenítési formák különböző adatstruktúrákhoz optimálisak, ezért tervezzük a nagy mennyi-

ségű adat bányászatából származó információk olyan hierarchikus struktúrába rendezését,

ahol az egyes szintekhez hatékony vizualizációs modellek köthetőek. A strukturális megjele-

nítésen túl fontos problémakör magának a nagy mennyiségű adatnak a skálázható meg-

jelenítése, mely célra fraktál alapú modelleket kívánunk fejleszteni. Ez a fajta megjelenítés

tipikusan jól alkalmazható például genetikai adatok vizualizációjához.

Nagy mennyiségű adat hatékony, skálázható vizualizációja

T4D2



Az MTA-SZTAKI a projekt során az Európai Internet Archívum központi

Web gyűjteményére épülő FIRE (Future Internet Research&Experi-

mentation) szolgáltatás felett virtuális Web obszervatóriumot hozott

létre, amely képes Web méretű adatelemzéseket végezni.

A rendszer fejlesztését az MTA-SZTAKI koordinálta. A létrejött

szolgáltatásplatform integrálja a Max Planck Institute für Informatik

által fejlesztett Web méretű tulajdonnév felismerő, egyértelműsítő és

ténykinyerő eszközt, a Patrasi Egyetem kutatóival közös kutatásban

létrehozott Big Data trend-elemző eszközt, és alkalmazza a Jeruzsále-

mi Egyetem és a CMU kutatói által fejlesztett GraphLab rendszert.

A projekt során kifejlesztett technológiát a projekten kívül a SZTAKI

plágiumkereső szolgáltatásában is hasznosítunk, amelyre további

lehetőséget biztosított az általunk elnyert BonFIRE Open Call. Ennek

során a BonFIRE cloud rendszerén teszteltük a nagy adatok indexelé-

sére létrehozott rendszert.

Eredményeinket kereszt-nyelvű osztályozási feladatban alkalmaz-

zuk. Célunk, hogy a legnagyobb részben angol nyelvű címkézett

tartalmakat fel tudjuk használni például magyar nyelvű osztályozás

tanítására, szótárak, illetve többnyelvű domének automatikus fel-

használásával. A kísérlethez a Portugál Internet Archívum biztosított

számunkra címkézett teszt adatot. A további kutatás elősegítésére

címkézett és előfeldolgozott tanító és teszt adatainkat közzétettük:

https://dms.sztaki.hu/en/letoltes/cross-linugual-web-classification

A LAWA (Longitudinal Analytics of Web Archive data) projekt internet alapú kísérleti környe-

zetet hozott létre nagyléptékű, heterogén Web vizsgálatok céljaira, amely hangsúlyozza az

infrastruktúra fenntarthatóságát, skálázhatóságát, és a gyűjtő, lekérdező és elemző modu-

lok könnyű használhatóságát. Az Internet Memory központi Web gyűjteményére épülő FIRE

(Future Internet Research&Experimentation) szolgáltatás felett virtuális Web obszervatóriu-

mot hoztunk létre, amely képes Web méretű adatelemzéseket végezni.

Az internet archiválás kritérium rendszere Az internet tartalom osztályozása


• FP7 258105 LAWA: Longitudinal Analytics of Web Archive data (Internet Memory, FR; Hanzo Archives, UK) • BonFIRE project funded by the European Commision’s Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) under grant agreement nº 257386 and 287938. http://www.bonfire-project.eu/


❶ András Garzó, Bálint Daróczy, Tamás Kiss, Dávid Siklósi, András A. Benczúr: Cross-lingual web spam classification. The 3rd Joint WICOW/AIRWeb Workshop on Web Quality Rio de Janeiro, Brasil. May 13, 2013. Proceedings of the 22nd International Conference on World Wide Web companion

Résztvevő intézmény: MTA SZTAKI

Siklósi DávidBenczúr András, [email protected]

T4E3



Egyik találati rangsorolással kapcsolatos eredményünk az úgyneve-

zett „learning-to-rank” területhez tartozik, ahol a dokumentumok,

a kereső kifejezés és a felhasználó nagy számú jellemzője alapján

kell megtanulni a relevancia értékét. Új módszerünkben a boost-

ing módszerét alkalmazzuk, amely a gépi tanulás több területén

bizonyult már rendkívül sikeresnek. A tipikus gyenge tanuló eljárások

(lapos fák, stump-ok) a magas dimenziós tér esetében túl lassúak,

a boosting módszer számításigénye túl magas. Az általunk javasolt

stratégia során párhuzamosan több gyenge modellt építünk, ame-

lyek közül utána a legjobban teljesítőket folytatjuk.

Másik eredményünk a Wikipedia kapcsolati hálózatát hasznosítja ab-

ból a célból, hogy egy adott időpontban történt jelentős eseményt

megtaláljunk. Célunk a hirtelen, összekapcsoltan változó, újonnan

megjelenő tartalmak azonosítása, amelyhez a releváns részgráfon

súlyozott központiság-mértékeket számítunk. Módszereinket egy

általunk annotált kérdéssoron teszteltük, amelyet közzétettünk:

https://dms.sztaki.hu/en/download/wimmut-searching-and-naviga-

ting-wikipedia

A learning to rank feladat a gépi tanulás újabb keletű problémája, amelyet mind a keresési

találati rangsor, mind az ajánló rendszerek paramétereinek megtanulására hasznosítanak.

Egyik eredményünkben új boosting módszert adtunk. Rangsorolással kapcsolatos kutatá-

sainkat másrészt a Wikipedia időponthoz kötött eseményeinek keresésében és a találatok

gráf-vizualizációjában is alkalmaztuk, ahol célunk egy releváns és hivatkozásokkal össze-

kapcsolt találati részgráf megjelenítése.

Digitális könyvtári tartalmak: keresési módszerek Rangsorolás kutatása


• FP7 258105 LAWA: Longitudinal Analytics of Web Archive data (MPII Saarbrücken, Németország)


❶ Levente Kocsis, András György, Andrea N. Bán: BoostingTree: Parallel Selection of Weak Learners in Boosting, with Application to Ranking. Machine Learning, 2013. DOI: 10.1007/s10994-013-5364-5

❷ Julianna Göbölös-Szabó, András Benczúr: Temporal Wikipedia search by edits and linkage. SIGIR 2013 Workshop on Time-aware Information Access, 28 July – 1 August 2013, Dublin, Ireland


Kocsis Levente, [email protected]öbölös-Szabó Julianna, Benczúr András

T4E1



Résztvevő intézmények:DE Informatikai Kar,

Könyvtárinformatika Tanszék, DE Egyetemi és Nemzeti Könyvtár (DEENK)

Gilányi Attila, [email protected]


• FIRST TÁMOP projekt 4.4. téma• System and Control Laboratory, Computer and Automation Research Institute of the Hungarian Academy of Sciences (MTA SZTAKI)• `Health, fitness and education in Visegrad countries and in neighboring countries’ (11320057) research project granted by the International Visegrad Fund. Futamidő: 2013. 08. 01. - 2014. 01. 31.


❶ Tóth Erzsébet: A long way from traditional Corvinian codices to digitized ones. Universitas Gedanensis, ISSN-1230-0152, Lengyelország, 43. kötet, megjelenés alatt.

❷ Virágos Márta: A brief overview of the Hungarian library system. Health Information and Libraries Journal Vol. 30. No. 2. 2013. pp. 161–163.

❸ Gilányi Attila, Virágos Márta: Library Treasures in a Virtual World. 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications, 2013. Budapest.

❹ Boda István, Bényei Miklós, Tóth Erzsébet: New dimensions of an ancient library: the Library of Alexandria. 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications, 2013. Budapest.

❺ K. Koltay, M. Borbély, E. Dani, L. Balázs, M. Csernoch and Gy. Bujdosó: Users’ retrieval skills in library environment: ways to measure a nd improve them. 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications, 2013. Budapest.

❻ M. Csernoch, Gy. Bujdoso, M. Borbely, E. Dani, M. Nemethy-Takacs, K. Koltay, and L. Balazs: Libsearchnet: Analysis of library log files to identify search flows. 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications, 2013. Budapest.



Két témában folynak kutatások. Az egyik

téma „A DEENK Díszműtárának, valamint

valamely témakörbe tartozó művei adata-

inak kereshető megjelenítése a VirCA 3D-s

kollaborációs rendszerében.” Megkezdtük

a DEENK Díszműtárának feltérképezését és

digitalizálását. Elkészítettük az első minta-

szobánkat, amely a Diszműtárról készített

fényképek alapján kerül berendezésre.

A másik téma „A könyvtári naplófájlok szem-

antikai elemzésének előkészítő vizsgálata,

naplófájlok standardizálása”. Folyamatban

van a naplófájlok adatainak rendszerezé-

se, feldolgozása, elemzése. A naplófájlok

elemzésének elsődleges célja a felhasználói

viselkedések elemzése, felhasználói típu-

sok megalkotása annak érdekében, hogy

a folyamatosan bővülő 3D-s felületünkhöz

hozzá tudjunk rendelni egy felhasználóba-

rát felületet, amely kiszolgálja a különböző

keresői igényeket. A naplófájlok elemzése

során a felhasználói viselkedések feltérképe-

zése mellett a rendszer log fájlban rögzített

adatainak elemzését is végezzük. A felhasz-

nálói és rendszer viselkedések együttes

elemzése során lehetőség nyílik a könyvtári

log fájlok standardizálására vonatkozó tö-

rekvéseink megfogalmazására is. Az általunk

használt elemzések eredményeként sikerült

a jelenlegi log fájlok rendszerhibákból

adódó forrásait felfedezni és javaslatot tenni

azok javítására. A javítások után remélhe-

tőleg lehetőségünk lesz olyan szemantikai

elemzések elvégzésére, amely nem kizáró-

lag az adatokat feldolgozó kutató meta-

kognitív készségein és háttérismeretein

alapszik, hanem sokkal inkább a felhasználói

viselkedéseken.

Megkezdtük a DEENK Díszműtárának a VirCA 3D-s kollaborációs rendszerben való

megjelenítését, a fényképék alapján elkészült az első szoba. A könyvtár jelenlegi ren-

delkezésünkre álló logfájljai alapján megkezdtük a keresőrendszer feltérképezését és

felhasználói típusuk kialakítását a VirCA rendszerben való navigációhoz.

Digitális könyvtári tartalmak disszeminációjaTartalom-feltárás új módszerei

T4E4

3D INTERNET ÉS KOGNITÍVINFOKOMMUNIKÁCIÓ 05


A) 3D internet architektúra és médiatartalom

T5A1 3D internet és médiatartalom T5A2 3D internet keresési és tájékozódási viselkedések kutatása T5A3 Kollaboratív virtuális nézetek, 3D modellek generálása T5A4 3D videó-folyamok élményminőség vizsgálata T5A5 3D internet multimédiai tartalmainak elemzése beszédbányászati módszerekkel

B) Multimodális ember – gép interfészek

T5B1 Multimodális ember-gép kommunikációt megvalósító felhasználói felület kialakítása T5B2 Humán-számítógép együttműködés algoritmusai T5B3 Intelligens multimodális ember-gép interakciók okos eszközökkel T5B4 Intelligens multimodális ember-robot interakciók

C) Kognitív infokommunikáció, kognitív tartalmak és csatornák

T5C1 Kognitív infokommunikáció, CogInfoCom csatornák T5C2 Az emberi és gépi viselkedés együttes koordinációja T5C3 Kollektív intelligencia: infokommunikáció által támogatott közösségi koordináció

D) Virtuális kollaboráció, 3D internet alapú szabályozás és kommunikáció

T5D1 3D internet alapú kollaboráció T5D2 Virtuális téri neurokognitív kutatóműhely létrehozása

E) 3D és 4D tartalom előállítása és megjelenítése, eszközök és eljárások T5E1 3D és 4D tartalom előállítás


3D INTERNET ÉS KOGNITÍV INFOKOMMUNIKÁCIÓ 109

Résztvevő intézmények: MTA - SZTAKI, 3DICC Lab

Baranyi Péter, [email protected] Péter, [email protected]

hogy miként érhető el, hogy egyértelműen kiderüljön, hogy adott

felhasználó mely eszközöket igyekszik adott pillanatban kizáróla-

gosan használni. Navigáció szempontjából is többféle vizsgálatot

tett lehetővé a VirCA rendszer és annak egyedi hardver-kialakítá-

sa. A rendszeren belül használt virtuális 3D mutató (3D pointer)

eszköz különböző módozatai feladattól függően eltérő módon

bizonyultak hasznosnak.

Ezen kommunikációs módozatok többek között folytonos

illetve diszkrét voltukban, illetve eltolást vagy forgatást alapul

vevő jellegükben különböztek egymástól. Az ún. szabad (free)

navigációs módozat során a felhasználó virtuális test-pozíciója,

test-orientációja valamint nézőpontja és nézőszöge egymástól

függetlenül változtathatóak. Az ún. kergető (chasing) navigá-

ciós módozat használata során ezzel szemben a nézőpont és

nézőszög valamilyen dinamikai összefüggés szerint (pl. rugós

modell szerint) összefüggésben áll a test-pozícióval és a test-ori-

entációval. A kergető navigáció azon degenerált esetét, amelyet

dinamikai modell használata nélkül (tehát egy identitás-modell

használatával) kapunk, csatolt (attached) navigációnak nevezzük.

A navigáció módját egyfajta kognitív infokommunikációs csator-

naként is felfoghatjuk, lévén hogy a felhasználók a navigáció so-

rán folyamatosan

kapnak a mozgás

fajtájától függően

strukturált szen-

zoros (elsősorban

vizuális) visszacsa-

tolást. A navigációs

módokat ilyen szempont-

ból vizsgálva kijelenthető, hogy

a csatolt navigáció alacsonyszintű direkt kapcsolatot hoz létre

a navigáció és a vizuális visszacsatolás között, lévén hogy a

hétköznapi emberi közlekedés vizuális hatásait közvetlen módon

képezi le a visszacsatolásra. Ezzel szemben a kergető modell

magasabb szintű direkt kapcsolatot teremt a közlekedés módja

és a vizuális élmény között: a dinamikai modell megválasztá-

sának lehetősége szabadabb, a fizikai valóságra csak pontatlan

módon emlékeztető asszociációk létrehozását eredményezheti.

Végül a szabad navigációs módozat vizuális visszacsatolása nem

áll kapcsolatban a fizikai valósággal: a hal úszására, vagy a madár

repülésére emlékeztető asszociációk kialakulásának ad lehetősé-

get, ezért analógiás leképezést valósít meg.


• Részvétel az EU FP7 - 262044 - VISIONAIR - Vision Advanced Infrastructure for Research című projektben


❶ P. Baranyi: „VirCA NET for Future ICT” in proc. of IEEE 11th Int. Symp. on Applied Machine Intelligence and Informatics (SAMI 2013), Jan. 31-Febr. 2, 2013, pp. 83. (978-1-4673-5928-3, DOI: 10.1109/SAMI.2013.6480949) (Plenary talk and demonstration with abstract)


3D INTERNET ÉS KOGNITÍV INFOKOMMUNIKÁCIÓ108

A jövő 3D internetének kiépítéséhez alapvető

fontosságú, hogy alaposabban megismerjük a

keresési, tájékozódási és navigációs viselkedéseket

úgy a neurokognitív folyamatok, a viselkedéspszi-

chológiai és humanetológiai, mint az ergonómiai

szempontok szintjén. Az MTA SZTAKI-ban kiépített

3-falú CAVE rendszer, illetve az ezen hardverre

felépített Virtuális Kollaborációs Aréna (VirCA) rend-

szer egyedülálló lehetőségeket nyújt ezen területek

sok különböző szempontot megjelenítő vizsgálata.

Keresési szempontból hatékony eszközt adhatnak a

VirCA rendszeren keresztül elérhető audio-vizuális

eszközök – beleértve a különböző grafikus formátu-

mokat (OGRE mesh, WRML, DAE, STL, STEP, stb.) és

audio könyvtárakat (Csound, SuperCollider). Ezen

eszközök segítségével rugalmasan kialakítható

kísérletek útján megvizsgálható, hogy a felhaszná-

lók keresési műveletek közben hogyan integrálnak

különböző hang- és fényerősséggel megjelenített,

akár egymásnak ellentmondó információt is hordo-

zó audio-vizuális segédjeleket.

A tájékozódással kapcsolatos vizsgálatokat

jelentősen segíti az a tény, hogy a VirCA rendszer

MTA SZTAKI-ban történő használata alatt a felhasz-

nálók ember nagyságú kivetítésben érzékelhetik

és élhetik át a virtuális világot annak összetett

kommunikációs módozataival együtt. A VirCA

rendszer elosztott résztvevők közötti együttmű-

ködést lehetővé tevő kiterjesztése (VirCA NET)

számos tájékozódással kapcsolatos szempontot

előtérbe hozott: így fontos kérdés például, hogy

a kollaborációban résztvevő felhasználó helyzete

és nézőszöge milyen helyzetekben, és miként

jelenjen meg a többi felhasználó számára, illetve

A jövő 3D internetének kiépítéséhez számos olyan kísérleti adatra van szükség, me-

lyeket csak augmentált/virtuális környezetekből nyerhetőek ki direkt módon. Számos

vizsgálat megmutatta, hogy az ember részben a fizikai világhoz hasonlóan, részben

viszont eltérő módon tájékozódik a virtuális terekben, mint a fizikai valóságban. Az

MTA SZTAKI-ban kiépített 3-falú CAVE rendszer illetve az arra kidolgozott VirCA (Virtuá-

lis Kollaborációs Aréna) szoftverrendszer egyedülálló lehetőségeket jelent a 3D internet

számára kiemelten fontos kísérletek megtervezésére és megvalósítására.

3D internet keresési és tájékozódási viselkedések kutatása

T5A2



Résztvevő intézmény: SZTE Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika Tanszék

Kató Zoltán, [email protected]


• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0013 FuturICT.hu projekt témája.

• MTA- SZTAKI

• Technical University of Cluj Napoca, Romania


❶ Levente Tamás and Zoltán Kató: Targetless Calibration of a Lidar - Perspective Camera Pair. In Proceedings of ICCV Workshop on Big Data in 3D Computer Vision (BigData3DCV), pp. 668-675, Sydney, Australia, December 2013. IEEE.

❷ Zsolt Sánta and Zoltán Kató: Pose Estimation of Ad-hoc Mobile Camera Networks. In Proceedings of International Conference on Digital Image Computing: Techniques and Applications (DICTA), pp. 88-95, Hobart, Tasmania, Australia, November 2013. IEEE.

❸ Zsolt Sánta and Zoltán Kató: Correspondence-Less Non-Rigid Registration of Triangular Surface Meshes. In Proceedings of International Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), pp. 2275-2282, Portland, Oregon, USA, June 2013. IEEE.

❹ Zoltán Kató: A Unifying Framework for Correspondence- Less Shape Alignment and Its Medical Applications. In Proceedings of International Conference on Intelligent Interactive Technologies and Multimedia (IITM), Communications in Computer and Information Science, vol. 276, pp. 40-52, Allahabad, India, March 2013. Springer. (Keynote talk)

❺ Zoltán Kató: Linear and nonlinear shape alignment without correspondences. In Proceedings of International Joint Conference on Computer Vision, Imaging and Computer Graphics 2012 - Theory and Applications (Revised Selected Papers) (VISIGRAPP), Communications in Computer and Information Science, vol. 359, pp. 3-17, Rome, Italy, March 2013. Springer. (Keynote talk)



Jelenleg három kutatási alapfeladatot fogalma-

zunk meg, melyek közös célja különféle virtuális

nézetek kollaboratív előállítása és ezek alkalma-

zási lehetőségeinek bemutatása. Ezekkel a meg-

közelítésekkel olyan új információtartalom áll

elő, amely segítheti a felhasználókat döntések

meghozatalában, amelyek kollaboráció nélkül

nem lennének elérhetők. Alkalmasak lehetnek

például katasztrófák, balesetek, rendezvények

helyszínének gyors felméréséhez. A megköze-

lítések fontos előnye, hogy segítségükkel valós

idejű, aktuális állapot érhető el, ellentétben pl.

a StreetView-szerű alkalmazásokkal, ahol akár

több éves adat is szerepel.

1. Kollaboratív 3D rekonstrukció.Virtuális nézet lehet például normál vagy

sztereó kamerák képeiből rekonstruált 3D

modell. Az egyes felhasználók más nézőpont-

ból figyelhetik meg a kérdéses objektumot,

helyszínt, a kameráik képéből áll elő a modell,

amelyet megoszthatnak egymással és megjele-

níthetik a kijelzőn. Az egyes résztvevőknek akár

javaslat is küldhető, hogy merre mozogjanak,

melyik irányból készült képekkel lehetne tovább

javítani az eredményt.

2. Kollaboratív panorámakép készítés.Kamerák képéből szélesebb látószögű panoráma-

kép is készíthető. Az eredményhez részben átfedő

képekre van szükség, amelyeket a mobil eszközök

küldenek egymásnak.

3. Kollaboratív szintetikus nézet generálás.Több kamera normál vagy 3D rekonstruált

képéből, virtuális nézőpontokból (pl. felülnézet)

mesterséges kép generálható, amely például

közlekedési dugók vagy nagy tömeget érintő

események esetén áttekintő kép készítését teszik

lehetővé.

A megközelítés alkalmas lehet emberek csoportját

érintő fontos események gyors detektálására, a

közelben található felhasználók képi és szenzoriális

adatainak felhasználásával pl. egy mentés megter-

vezésére és kivitelezésének segítésére, a

közvélemény gyorsabb és pontosabb tájékozta-

tására.

A kutatásaink célja olyan új algoritmusok kidolgozása, amelyek kiaknázzák a mobil

képalkotás és mobil készülékek kommunikációs lehetőségeit és újfajta vizuális informá-

ciótartalmat kínálnak a felhasználóknak. Az elméleti alapkutatások eredményeit több

esettanulmányon keresztül is demonstráljuk.

Kollaboratív virtuális nézetek, 3D modellek generálása

T5A3




Kulik Ivett, [email protected]; Fehér Gábor, [email protected]

Wi-Fi adóteljesítmény értékek (alapértelmezett, minimum,

maximum) sem csökkentették komolyabban az élményt,

csekély háttérforgalom és kisebb Wi-Fi csatornák közötti

interferencia mellett. Az eddig kapott eredmények és

további objektív metrikákkal végzett vizsgálatok

eredményei közötti összefüggések meg-

határozása alapul szolgálhat egy jövő-

beni megfelelő élményminőséget

biztosító 3D videó-folyamokat

szolgáltató rendszernek a meg-

tervezéséhez, amely kiterjeszt-

hető például az „m-health”, a

mobil egészség-gondoskodás

területére is, magába foglalva

a mobil telekommunikáció és

a modern multimédia techno-

lógiák kiaknázást.


• European Union’s Seventh Framework Programme ([FP7/2007-2013]) under grant agreement n° 288502.


❶ I. Kulik, P.A. Kara, T.A. Trinh, L. Bokor “Attributes unmasked: Investigation of service aspects in subjective evaluation of wireless 3D multimedia” In: IEEE/ICIA Second International Conference of Informatics, Lodz, Poland, 23-25 Sept. 2013, IEEE, pp.270–275

❷ I. Kulik, P.A. Kara, T.A. Trinh, L. Bokor “Analysis of the Relationship between Quality of Experience and Service Attributes for 3D Future Internet Multimedia” In: IEEE 4th International Conference on Cognitive Infocommunications, Budapest, Hungary, 02-05 Dec. 2013, IEEE, pp.641–646.



A kutatás célja 3D sztereoszkópikus videó-fo-

lyam élményminőség (QoE) vizsgálata hálózati

szolgáltatásminőség (QoS) és további para-

méterek változástatása mellett, GPON alapú

szállítási alhálózat és IEEE 802.11n szabvány

alapú hozzáférés biztosításával a felhasználói

oldalon. A hálózati topológia „home networ-

king scenario” otthon hálózati szcenárió tesz-

telését tette lehetővé. A vizsgálat adatainak

begyűjtése a QoE szubjektív észlelés teljes

referencia alapú módszerének alkalmazásával

történt. Tesztelők egy nagyobb csoportja (90

ember) értékelte az általa tapasztalt minő-

ségélményt. Ennek előnye, hogy az eljárás

közvetlenül tükrözi a résztvevők véleményét,

miközben a referencia-minőséghez képest

tapasztalt eltérést osztályozták öt különböző

szemszögből: videó-folyam folyamatosság,

képminőség, 3D minőség, audió/videó szink-

ron, összélmény-minőség. Bizonyos mérések

különböző WiFi adóteljesítmény értékek mel-

lett történtek, energiatakarékosabb vezeték

nélküli adatátvitel meghatározása érdekében.

Az összegyűjtött adatok statisztikai feldolgo-

zásra kerültek. Az élményminőséget nagyban

befolyásolják többek között emberi együttha-

tók is, úgymint : demográfiai, szociális-gazda-

sági háttér, fizikai és lelki alkat, aktuális érzelmi

állapot, stb. A teszteknél fontos befolyási

szempontnak bizonyult a résztvevő viszonya

magához a 3D sztereokópikus megjelení-

tési technológiához, mennyire szereti a 3D

megjelenítési formát, esetleg nincs-e rá rossz

hatással (pld. fejfájás). Ezeket a szempontokat

is figyelembe véve sokkal pontosabb ered-

ményt kapunk a QoE vizsgálata területén. A

kapott statisztikai eredmények kimutatták a

titkosított (secure) és a nyílt (public) adatátvi-

tel melletti élményminőség közötti elhanya-

golható minimális különbséget. A különböző

A jövő internetének fókuszálnia kell az optimális élmény-minőség (QoE) garantálására

a 3 dimenziós tartalmak átvitele esetén, megfelelő hálózati szolgáltatásminőség (QoS)

mellett. A téma a QoE, QoS közötti összefüggések vizsgálatával foglalkozik 3D videó

folyamok átvitelénél GPON alapú szállítási architektúra és WiFi hozzáférés mellett. A

3D nemcsak a mozifilmek világában, hanem az „m-health”, a mobil egészség-gon-

doskodás területén is szükséges, a mobil telekommunikáció és a modern multimédia

technológiák kiaknázása mellett.

3D videó-folyamok élményminőség vizsgálata

T5A4




Németh Géza, [email protected]

rövidebb idő alatt minél relevánsabb információt közvetít-

sen. A Spemoticon technológia lehetőséget teremt objektív

paraméterekkel jellemezhető, szubjektív kiértékelés szerinti

kommunikatív kontextus megvalósítására. A fogyatékos és

idős emberek számára új lehetőségeket teremtő modalitás

konverziós mintaalkalmazásokat is létrehoztunk. A beszéd-

vezérelt TV alkalmazás a mozgásukban korlátozott, de be-

szédfunkcióval rendelkező személyek számára teszi lehetővé

a TV készülék sokoldalú használatát. A technológia kézen-

fekvően vihető át más háztartási eszközök vezérlésére is. A

VoxAid technológia pedig a beszédsérültek (afázia dizartria,

gégeműtött, stb.) számára biztosítja az előre eltárolt vagy a

valós időben előhívott szövegek felolvasásával a személyes

beszédkommunikáció és a telefonálás lehetőségét.


• BelAmi projekt ( ALAP2-00004/2005)

• Etocom projekt (TÁMOP 4.2.2-08/1/KMR-2008-2007)

• TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KMR-2010-0002

• FuturICT projekt (TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0013

• EIT-KIC projekt (EITKIC_12-1-2012-001))

• PAELIFE projekt (AAL-08-1-2011-0001) projektek támogatták.


❶ Zainkó Csaba, Tóth Bálint Pál, Bartalis Mátyás, Németh Géza, Fegyó Tibor, „Some Aspects of Synthetic Elderly Voices in Ambient Assisted Living Systems” In: Corneliu BURILEANU, Horia-Nicolai TEODORESCU, Corneliu RUSU (szerk.) Proc. of the 7th International Conference Speech Technology and Human-Computer Dialogue. Cluj-Napoca, Románia, 2013.10.16-2013.10.19. New York: IEEE, pp. 185-189

❷ Tóth Bálint Pál, Nagy Péter, Németh Géza, „New Features in the VoxAid Communication Aid for Speech Impaired People”, In: Klaus Miesenberger, Arthur Karshmer, Petr Penaz, Wolfgang Zagler (szerk.): Computers Helping People with Special Needs: Lecture Notes in Computer Science. Linz, Ausztria, 2012.07.11-2012.07.13. Berlin: Springer, pp. 295-302.

❸ Németh G, Viktoriusz A, Zainko C, Juhasz K, Bartalis M, „Speech-enhanced interaction with TV.”, In: Proc. of 2nd International Conference on.Cognitive Infocommunications (CogInfoCom), 2011. Budapest, 2011.07.07-2011.07.09. New York: IEEE Press, pp. 1-5

❹ Géza Németh, Gábor Olaszy, Tamás Gábor Csapó, „Spemoticons: Text-To-Speech based emotional auditory cues”, In: Proc. of ICAD 2011. Budapest, Magyarország, 2011.06.20-2011.06.24. Budapest: pp. 1-7. Paper Keynote 3.

❺ Géza Németh, Csaba Zainkó, Mátyás Bartalis, Gábor Olaszy, Géza Kiss, „Human Voice or Prompt Generation? Can They Co-Exist in an Application?”, In: Interspeech 2009: Speech and Intelligence. Brighton, Nagy-Britannia, 2009.09.06-2009.09.10. ISCA, pp. 620-623.



A kutatás során egyrészt intelligens alkalma-

zásokat alakítottunk ki (pl. okosTV vezérlés,

beszédsérülteket támogató okostelefon+PC

alkalmazás, stb.), másrészt az újszerű alkalmazá-

sokat lehetővé tevő interfészeket fejlesztettünk

ki (pl. Spemoticon koncepció, Kinect-alapú

egér kiváltás, új gépi beszédkeltési megol-

dások, stb.). Az egyik kézenfekvő alkalmazási

terület a viszonylag kisméretű kijelzőkön meg-

jelenő szöveges információ gépi felolvasása.

Az alkalmazás nagyon sokrétű lehet: hírek, TV

műsorok felolvasásától, a beszélő felhasználói

kézikönyvön, sms, e-levél, twitter, facebook

üzeneteken át a gépkocsivezetők számára nyúj-

tott navigációs és információs szolgáltatásuk

terjedhet. A hosszabb szövegek felolvasásakor

a mai szövegfelolvasó (TTS) rendszerekre általá-

ban jellemző determinisztikus működés (adott

bemeneti szöveghez mindig azonos kimeneti

hullámforma) a felhasználó számára monoton,

fárasztó hangzást ad. Egyik kutatási területünk

az emberi beszédre jellemző változatosság

megvalósítási különböző TTS technológiákban.

A különböző TTS megvalósítási technológiák

(diád/triád, korpusz, HMM) az alkalmazási cé-

loktól függő előnyökkel rendelkeznek. Kutatá-

saink során törekszünk az előnyöket kombináló

hibrid megoldások kialakítására.

Az intelligens interakciók egyik fontos jel-

lemzője, hogy a felhasználó számára minél

Egyre több, korábban célorientált feladatokra alkalmazott eszközt látnak el intelligens

programozási lehetőségekkel (okostelefon, okosTV, okosóra, okosautó, közlekedési infor-

mációs rendszerek, stb.). Ez egyrészt az eszközök interakciós eszköztárát bővíti, például

a TV-t gesztusokkal és/vagy beszéddel is vezérelhetjük. Másrészt ez a változás új minő-

ségű alkalmazási lehetőségeket teremt (pl. az okostelefon rátanulhat szokásainkra). Az

így kialakuló lehetőségeket új és/vagy jelentősen jobb minőségű szolgáltatások prototí-

pusainak kialakításához használjuk fel általános célú megoldásokhoz valamint fogya-

tékos és idős emberek támogatására.

Intelligens multimodális ember-gép interakciók okos eszközökkel

T5B3



Résztvevő intézmények: MTA-SZTAKI ,3DICC labBME Távközlési és Médiainformatikai Tanszék

Baranyi Péter, [email protected]ó Ádám, [email protected]

a szakirodalom mégis elkülönülten kezeli ezeket a fogalmakat, és

a jelenlegi megoldásokban a tervezőnek általában választania kell,

hogy ikon-szerű, vagy üzenet-szerű elemeket használ. Ez azért jelent

problémát, mert egyik megoldásnak sincs objektív előnye a másikkal

szemben, és indokolt lenne a hibrid megoldások használata.

A szenzoros modalitások uniformizált kezelésének problémája

arra mutat rá, hogy a szakirodalomban kutatási területtől függően

változik a szenzoros modalitás fogalmának jelentése. Például a

multi-modális interakció területén belül is vannak, akik modalitás

alatt kizárólag az érzékeléshez használt érzékszervet értik, mások

viszont egyazon érzékszerven belül is megkülönböztetnek több

modalitást, attól függően, hogy az üzenetek miként vannak kódolva.

További nehézséget jelent, hogy különböző érzékszervekhez eltérő

módszertanok alapján terveznek üzeneteket. Végül, a szisztematikus

és újrahasznosítható tervezési eljárások hiányát mutatja, hogy kevés

olyan tervezési eljárás létezik, amely egyszerre általános, a felhaszná-

lási környezettől független, ugyanakkor rugalmas, a triviálistól eltérő

megoldásokat is képes nyújtani. Ezen problémák megválaszolására

több olyan

alapkutatási

és gyakorlati

eredmény

született, amely

CogInfoCom

csatornák strukturált,

szisztematikus és újrahasz-

nosítható tervezését teszi lehetővé. A tervezési eljárások kiterjednek

a koncepciók más modalitáson keresztül történő reprezentálásának

szintjére, a reprezentáció parametrikus leírásának szintjére, illetve a

felhasználók általi hangolhatóság szintjére. A létrehozott módszer-

tan számos jövő internettel kapcsolatos alkalmazás megtervezésé-

ben bizonyulhat hasznosnak. Előfordulhat például, hogy hálózatra

csatlakoztatott augmentált/virtuális környezetekben több felhaszná-

ló szeretne kollaboratív módon valamilyen feladatot elvégezni:

ilyenkor fontos lehet olyan újszerű vizuális és audio-alapú kommuni-

kációs üzeneteket kidolgozni, amelyek egyértelműen jelezni tudják

a felhasználók felé a kollaborációs folyamat aktuális állapotát.


• Számos külföldi és hazai egyetemmel közösen szervezzük évenként az IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications nemzetközi tudományos konferenciát.


❶ P. Baranyi: „Kognitív infokommunikáció” in Beszédkutatás Konferencia 2013, Nyelvhasználat és alkalmazások, 2013. november 14-15., Budapest, Hungary, (plenáris előadás)



A kognitív infokommunikáció (CogInfoCom) az

infokommunikáció és a kognitív tudományok közötti

kapcsolódási pontokat, illetve az ezen tudományágak

szinergiájaként fejlesztett mérnöki alkalmazásokat

vizsgáló interdiszciplináris tudományterület. A CogIn-

foCom elsődleges célja, hogy a kognitív folyamatok

és a infokommunikációs eszközök közös interakciójá-

ról („co-evolution”) rendszerezett képet adjon, hogy

az emberi agy képességei az infokommunikációs

eszközökön keresztül egyrészt földrajzi távolságtól

független módon kiterjeszthetővé válhassanak,

másrészt interakcióba léphessenek bármely mester-

séges kognitív rendszer képességeivel. A kognitív

képességnek ilyen módon történő kiterjesztése és

ötvözése olyan mérnöki alkalmazások létrehozásá-

nak céljával történik, melyekben a természetes és/

vagy mesterséges kognitív rendszerek hatékonyabb

módon tudnak együttműködni.

A CogInfoCom-nak számos vetülete létezik. A Cog-

InfoCom területén belül az MTA-SZTAKI kiemelten

foglalkozik a CogInfoCom csatornák, mint magasz-

szintű multi-szenzoros kommunikációs módozat

kutatásával. Ezen terület kapcsán számos kihívás

említhető. Az ikon-szerű és üzenet-szerű szintaktikus

elemek problémája arra mutat rá, hogy noha számos

eredmény megmutatta, hogyan lehet ikon-szerű

és üzenet-szerű szintaktikus elemeket tervezni, és

rajtuk keresztül szemantikus értelmezést reprezen-

tálni (ilyenek pl. az audio-alapú interfészekben az ún.

auditory iconok, és earconok, illetve a szag-alapú

interfészekben az olfactory iconok és a smiconok),

A kognitív infokommunikáció (CogInfoCom) új, inter-

diszciplináris tudományterület, amely az infokommu-

nikáció és a kognitív tudományok szinergiájaként jött

létre. A CogInfoCom létrejötte mögött elméleti és ipari

célú motivációk is meghúzódnak. A tudományterület

korai formái az Európai Unió és a Magyar Kormány

által támogatott kutatási projektek keretén belül je-

lentek meg. Egyes projektekre már 2005-ben hatással

voltak a CogInfoCom-ot meghatározó alapgondo-

latok, maga a kifejezés pedig tudományos publikáci-

ókban és előadásokban 2008-2009 környékén jelent

meg először. A tudományterület definíciójának és

céljainak meghatározása egy nemzetközi szinten is

elismert kutatókból álló testület (CogInfoCom startup

committee) vezetésével történt meg 2010-ben, a To-

kióban megrendezett első, CogInfoCom témakörével

foglalkozó tudományos találkozón. A CogInfoCom

területén belül a CogInfoCom csatornák, mint ma-

gasszintű multi-szenzoros kommunikációs módozat

kutatásával foglalkozunk kiemelten.

Kognitív infokommunikáció, CogInfoCom csatornák

T5C1



Résztvevő intézmények: MTA - SZTAKI , 3DICC Lab

Baranyi Péter, [email protected] Péter, [email protected]

hető, vagy nem is létező eszközöket, és ezáltal proaktív módon

részt vehessenek a jövő technológiáinak kidolgozásában.

A rendszerhez az elmúlt évben több, internet-alapú kollaborá-

ciót tovább támogató funkció került hozzáadásra. Ennek ered-

ményeképpen ma már nemcsak arra ad lehetőséget a VirCA,

hogy több, elosztottan működő modult társítsunk egyazon

virtuális környezethez, hanem hogy adott virtuális környezetet is

több fizikai helyszín között osszunk meg. Az így kialakított VirCA

NET rendszer megteremti a széleskörű elosztott kollaboráció

alapjait. A VirCA NET rendszer több, nemzetközi szintű fórumon

bemutatásra került, melyek során 3 különböző helyszín között

épült ki valósidejű kapcsolat. A VirCA és VirCA NET rendszerek

több projekt megvalósításában is szerepet játszottak. Ezen pro-

jekteken keresztül – amelyek során mérnökök, pszichológusok,

etológusok

és pedagógu-

sok együttműköd-

ve hoztak létre hatékonyan

bemutatható pilóta-alkalmazá-

sokat – kézzelfogható módon

bizonyítást nyert a rendszer

interdiszciplinaritást elősegítő

hatása.


• Részvétel a NAP Program: „Kooperatív Centrum a kommunikációs hálózatok adatanalízise területén” (KCKHA005) című projektben

• Részvétel a KTIA AIK 12 1-2013-0037: „Virtuális téri neurokognitív kutatóműhely létrehozása a jövő immerzív médiatechnológiáinak kutatásához és fejlesztéséhez” (NeuroCogSpace) című projektben

• Részvétel az EU FP7 - 262044 - VISIONAIR - Vision Advanced Infrastructure for Research című projektben

• Chuo University, Japán

• ITM Norvég-Magyar Laboratórium: http://www.itm-lab.org/


❶ P. Baranyi: „Augmented Collaboration on the Future Internet” IEEE 9th Int. Conf. on Computational Cybernetics (ICCC 2013), July 8-10, 2013, Tihany, Hungary, p. 1. (Plenary talk and demonstration with abstract)

❷ P. Baranyi: „VirCA NET for Future ICT” in proc. of IEEE 11th Int. Symp. on Applied Machine Intelligence and Informatics (SAMI 2013), Jan. 31-Febr. 2, 2013, pp. 83. (978-1-4673-5928-3, DOI: 10.1109/SAMI.2013.6480949) (Plenary talk and demonstration with abstract)



A 3D internet és a tárgyak/dolgok internete

együttes fejlődése a 3D virtuális világ és valós

eszközökkel kiterjesztett kollaborációs terek és

hálózatok alkalmazhatóságának kutatásához vezet.

Az MTA-SZTAKI létrehozott egy ilyen hálózati plat-

formot (a Virtuális Kollaborációs Arénát – röviden

VirCA rendszert), amely elosztott modulokból álló,

a virtuális és kiterjesztett (augmentált) valóságot,

valamint a tárgyak internetének alapelveit össze-

kötő rendszer.

A VirCA rendszer egyedülálló abból a szempont-

ból, hogy nemcsak virtuális vagy valós tárgyak

megjelenítését és manipulálását teszi lehetővé,

hanem azokat kvázi-szabványos módon kiterjeszt-

hetővé teszi a legkülönbözőbb képességekkel,

“tudásokkal”. A rendszer moduláris, elosztott

jellegének köszönhetően az sem követelmény,

hogy ezek a tudások egy helyen kerüljenek kifej-

lesztésre, vagy egy helyen működjenek. Amennyi-

ben például a rendszeren keresztül egy humanoid

robotot beszédértő és beszédet szintetizáló

modullal, vagy éppen komplex emberi mozgások

koordinálását végző modullal összekötjük, a robot

ezen modulok képességeivel kiegészülve lesz

képes emberi beszéd megértésére és szintetizálá-

sára, illetve emberi mozgások reprodukálására.

A VirCA rendszer lehetővé teszi a felhasználók

számára, hogy aktív módon oszthassanak meg és

közösen manipulálhassanak 3D tartalmakat; hogy

a 3D tartalmak, illetve VirCA folyamatok állapotá-

nak fizikai világgal történő szinkronizálásán keresz-

tül augmentált valóságra épülő módon végez-

zenek kollaboratív műveleteket; hogy rugalmas

tudás-megosztással („knowledge plug-and-play”)

szabadon felhasználhassák az egymás által kifej-

lesztett, legkorszerűbb megoldásokat; illetve hogy

virtuális megvalósításokon keresztül szimuláljanak

napjainkban költséghatékony módon nem elér-

A Virtuális Kollaborációs Aréna (VirCA) rendszer a fizikai és virtuális valóságot távoli inter-

net-alapú kollaborációval összekötő moduláris szoftverrendszer, amely gyors tudásmeg-

osztást és hatékony 3D internet alapú kollaborációt tesz lehetővé. A rendszer VirCA NET

kiegészítése révén lehetőség nyílik nemcsak arra, hogy több, elosztottan működő modult

társítsunk egyazon virtuális környezethez, hanem hogy adott virtuális környezetet is több

fizikai helyszín között osszunk meg.

3D internet alapú kollaboráció

T5D1



Résztvevő intézmények: MTA - SZTAKI , 3DICC Lab

Baranyi Péter, [email protected]ó Ádám, [email protected]

területet érintenek. A kísérleteket egyedülállóan új módszertani

eszköztárral valósítjuk meg, például mozgás közbeni EEG regisztrá-

ciót, szívritmus-variabilitást, illetve szemmozgáskövetést alkalmazva.

A kísérletek során összegyűjtött adathalmazok adatbányászati

módszerekkel elemezhetőek. A tájékozódáson és navigáción

túlmenően a keresési műveletek virtuális térben audio-vizuális úton

történő elősegítése is fontos feladat. A vizsgálatok során kiemelt

cél-alkalmazás az ún. jövő virtuális íróasztala, melyben szerephez

juthat különböző dokumentumok virtuális térben történő optimális

elrendezése,

különböző elvég-

zendő feladatok,

illetve felmerülő

igények fontosság

szerinti térbeli jelzése

és állapotaik térbeli

nyomonkövethetősége,

kollaboratív irodai munkavégzés

megkönnyítése, stb.


• Részvétel a KTIA_AIK_12_1-2013-0037: „Virtuális téri neurokognitív kutatóműhely létrehozása a jövő immerzív médiatechnológiáinak kutatásához és fejlesztéséhez” (NeuroCogSpace) című projektben


❶ P. Baranyi: „System Control in VirCA” in proc. of IEEE 17th Int. Conf. on Intelligent Enginneering Systems (INES 2013), June 19-21, 2013, Costa Rica, p. 1. (Plenary talk and demonstration with abstract)

❷ P. Baranyi: „Augmented Collaboration on the Future Internet” IEEE 9th Int. Conf. on Computational Cybernetics (ICCC 2013), July 8-10, 2013, Tihany, Hungary, pp. 15. (Plenary talk and demonstration with abstract) (978-1-4799-0060-2, 10.1109/ICCCyb.2013.6617592)

❸ I. M. Fülöp, Á. Csapó and P. Baranyi: „Construction of a CogInfoCom Ontology” in 4th IEEE Int. Conf. on Cognitive Infocommunications (CogInfoCom 2013), December 2-5, 2013, pp. 811-815. (978-1-4799-1-1543-9, IEEE Cat. No: CFP1326R-PRT)

❹ Á. Csapó and P. Baranyi: „CogInfoCom Cues, Signals and Ritualization for Adaptive Communication” 12th IEEE International Conference on Intelligent Software Methodologies, Tools and Techniques (SoMeT 2013), September 22-24, 2013, Budapest, Hungary, pp. 247-251. (978-1-4799-0419-8, DOI: 10.1109/SoMeT.2013.6645666)

❺ I. M. Fülöp, Á. Csapó and P. Baranyi: „Semantic Representation for Emotional-Behavioral Systems” 12th IEEE International Conference on Intelligent Software Methodologies, Tools and Techniques (SoMeT 2013), September 22-24, 2013, Budapest, Hungary, pp. 253-256. (978-1-4799-0419-8, DOI: 10.1109/SoMeT.2013.6645667)



A jövő internet különböző ágazatainak – így a

tárgyak internete és 3D internet – fejlődésével egyre

fontosabbá válik, hogy az ember és a kiterjesztett

virtuális terek, illetve tárgyak közötti interakciók

neurofiziológiai és pszichológiai hátteréről minél

több ismeretet szerezzünk.

Az MTA SZTAKI célja ezen a téren egy valós tértől és

helytől független, ökológiailag valid, online kísérleti

kollaborációs platform létrehozása „augmented rea-

lity” infrastruktúrával. Az EU trendeknek megfelelően

cél erős interdiszciplináris lehetőségek biztosítása

a mérnöki, informatikai, ergonómiai és kognitív

idegtudományok számára. A virtuális tér és annak

összeköttetése a valóságos elemekkel és mérőmű-

szerekkel lehetőséget ad olyan alkalmazások és kísér-

letek létrehozására, amelyeket adott fizikai helyhez

kötötten nehéz, és/vagy túlságosan költséges lenne

megvalósítani. Az MTA SZTAKI-ban kifejlesztett

VirCA platformra építve cél egy erre alkalmas kísérleti

platform létrehozása.

Jelenlegi formájában a VirCA rendszer lehetőséget

ad gyors tudástranszferre és a megvalósított kísérle-

tek rekonstrukciójára. A VirCA NET kiegészítés lehe-

tővé teszi, hogy akár külföldi intézetekkel is közösen

végezzünk internet-alapú kollaboratív kísérleteket.

Ilyen módon a szállítási és hardver-replikációs mun-

kák kiváltásával jelentős költségkímélés érhető el.

A VirCA NET rendszer kiépülését követően cél a BME

két tanszékével közösen dolgozva a jövő 3D interne-

tének használatában alapvető keresési, tájékozódási

és navigációs viselkedések alaposabb megismerése,

és ezt lehetővé tevő kísérletek tervezése és végrehaj-

tása. Ezen kísérletek a neurokognitív folyamatoktól

kezdve, a különböző pszichológiai jelenségeken ke-

resztül az ergonómia kérdésekig terjedően számos

A jövő interneten belül a tárgyak internetének és 3D internetnek a fejlődésével kiemel-

ten fontossá vált, hogy az emberek komplex infokommunikációs rendszerekkel történő

együttműködés emberekre való hatásait minél szélesebb körben megvizsgáljuk. Az MTA

SZTAKI célja egy valós tértől és helytől független, ökológiailag valid, online kísérleti kol-

laborációs platform létrehozása, amely „augmented reality” infrastruktúrán keresztül

összekapcsolja a 3D virtuális tér, a kiterjesztett, augmentált fizikai valóság, illetve távoli

internet-alapú kollaboráció koncepcióit.

Virtuális téri neurokognitív kutatóműhely létrehozása

T5D2



A tartalom valósághű megjelenítése modern vizualizációs

eszközökön, különösen mobil eszközökön, kiemelt kuta-

tás-fejlesztési feladat. Jelen kutatás célja a 4D tartalom elő-

állításához szükséges, modern hardver és szoftver eszközök

kifejlesztése, különös tekintettel az MTA-SZTAKI-ban kifejlesz-

tett 4D Stúdióra és az Integrált 4D projektre.

A projekt során többek között városi környezetek magas

szintű automatikus analízise valósult meg különböző típusú

távérzékelt adatok (főleg optikai és TerraSAR műholdképek

és Lidar mérések) felhasználásával. Új környezetelemző és re-

konstruáló eljárások kerültek kifejlesztésre az érzékelt adatok

négydimenziós (3 térbeli és 1 időbeni dimenzió) reprezentá-

ciójának a figyelembevételével. A multimodális, többskálájú

és többidejű adatgyűjtemények kiértékelésére egységes

adatbázis készült, melyek kezelőszoftvere képes megvála-

szolni különböző eseményekre és változásokra vonatkozó

felhasználói kérdéseket.

A jövő internet sikerének egyik fontos feltétele a 3D és 4D tartalmak előállítása. Ehhez

a vizuális (képi, videó) információn kívül szükség van más, multimodális és intelligens

érzékelésre is. Kulcsfeladat a multimodális adatok alapján történő 3D és 4D rekonstrukció,

ezen belül a részmodellek hibamentes, többszintű integrálása. Ezzel gazdag kiterjesztett

valóság, összetett 4D tartalom jön létre.

3D és 4D tartalom előállítás


• Európai Űrügynökség (Dinamikus városmodellezés távérzékelt adatok fúziójával projekt) Vitrociset S.p.A., Olaszország; • Akademia Górniczo Hutnicza, Lengyelország; • Athens Information Technology, Görögország; • Consorzio Milano Ricerche, Olaszország; • KEMEA - Ministry of Citizen Protection, Görögország; • Kingston University, Nagy-Britannia; • Istituto di Sociologia Internazionale di Gorizia, Olaszország; • Universität der Bundeswehr München


❶ D. Chetverikov, „Creating 4D Content for Future Internet”, Proc. 4th IEEE Conference on CogInfoCom, Budapest, Hungary, pp. 899-900, 2013.

❷ C. Benedek, Z. Jankó, D. Chetverikov and T. Szirányi, „Mixed Reality by Understanding and Integrating Spatio-Temporal Data of a LIDAR and a 4D Studio”, ERCIM News 95, pp.27-28, October 2013.

❸ Cs. Benedek, Zs. Janko, Cs. Horvath, D. Molnár, D. Chetverikov, T. Szirányi: “An Integrated 4D Vision and Visualisation System”, International Conference on Computer Vision Systems”, Lecture Notes in Computer Science, Vol. 7963, Springer Verlag, P#27, 2013


Csetverikov Dmitrij, [email protected]ányi Tamás

T5E1

TÁRGYAK INTERNETE (IOT) 06


A) IoT képes technológiák, szenzorok, aktuátorok, energia és spektrumtudatosság

T6A1 RFID/NFC technológiai kutatások: egységesítés, kombinálás más technológiákkal T6A2 Szenzortechnológiák és energiaellátási kihívások

B) Azonosítási eljárások, nevezés, címzés, IPv6

T6B1 Tárgyak internete és integrációja az IPv6 rendszerekkel T6B2 IPv6 bevezetését támogató technológiák vizsgálata

C) IoT eszközök kommunikációja, IoT infrastruktúrák, önmenedzselő rendszerek

T6C1 Önoptimalizáló és önmenedzselő kommunikációs megoldások a tárgyak internetén T6C2 Szenzor hálózatok: önszerveződés és modalitások fúziója

D) Szoftver megoldások, adatkezelés, biztonsági eljárások, biztonságos IoT

T6D1 Lokalizáció, az RFID-alapú helymeghatározás

E) Szolgáltatástámogató platformok, adatgyűjtő és feldolgozó infrastruktúrák T6E1 Intelligens otthon és időskori életvitel segítése infokommunikációs eszközökkel T6E2 Időjárási mérő és előrejelző rendszer T6E3 Szenzorikus információ továbbítása elosztott heterogén hálózatban




Gál Zoltán, [email protected] György, [email protected]

feldolgozni. A számolási kapacitás csökkentésére az adatok

információ tartalmának kinyerése szükséges. Klaszterezési

módszer segítségével a változócsoportok meghatározása, a

reprezentatív elem kiválasztása, majd ezek elemzése lehet-

séges. A kialakított módszert több ezer processzormagos

szuperszámítógép erőforrás halmaza használatának haté-

konyság elemzésére, illetve a komplex rendszer működése

során bekövetkező extrém események időbeli beazonosításá-

ra került sor.


A kutatásban résztvevő külföldi kutatók:• Tata Subba Rao, University of Manchester (Egyesült Királyság)• Márton Lőrinc, Sapientia Hungarian University of Transilvania (Románia)• Vajda Tamás, Sapientia Hungarian University of Transilvania (Románia)• Haller Piroska, University of Petru Maior (Románia)• Szántó Zoltán, Technical University of Cluj-Napoca (Románia)Kapcsolódás az IERC, (Internet of Things European Union Research Cluster) Európai Bizottság által működtetett szakma-specifikus klaszterhez.


❶ B. Almási, Sz. Szilágyi: „Throughput Performance Analysis of the Multipath Communication Library MPT”, Proceedings of the 36th International Conference on Telecommunications and Signal Processing (TSP), Rome, Italy, 2013. pp 86-90. ISBN: 978-1-4799-0403-7.

❷ B. Almási: “Multipath Communication – a new basis for the Future Internet Cognitive Infocommunication”, Proceedings of IEEE 4th CogInfoCom Conference, Budapest, Hungary, December 2-5, 2013, ISBN: 978-1-4799-1544-6, pp 201-204.

❸ Subba Rao, T., Terdik, Gy.: A space-time covariance function for spatio-temporal random processes and spatio-temporal prediction (kriging). arXiv 1311.1981.

❹ Zoltan Gal, Tibor Tajti (2013): Complex Event Processing in Supercomputer Environment: Sensor and Neural Network Based Analysis, Proceedings of IEEE 4th CogInfoCom Conference, Budapest, Hungary, December 2-5, 2013, ISBN: 978-1-4799-1544-6, pp 735-740.

❺ Terdik, Gy., Gál, Z.: Advances and practice in Internet of Things. Proceedings of IEEE 4th CogInfoCom Conference, Budapest, Hungary, December 2-5, 2013, ISBN: 978-1-4799-1544-6, pp 435-440.


TÁRGYAK INTERNETE (IOT)126

A) Az MPT multipath library (single-thread)

és annak dokumentálása készült el, segítsé-

gével tesztmérések végrehajtására került sor

az átbocsátóképesség (throughput) elemzése

céljából. A szoftver dualstack környezetre ké-

szült: mind IPv4, mind IPv6 támogatást biztosít

tunnel interfész és fizikai interfész felett. A

rendszer hálózaton keresztül elvégezhető távoli

konfigurációmódosítást biztosít, így megfelelő

engedélyek esetén az egyik konfigurációs fél

újabb utakat hozhat létre, vagy meglévő utakat

módosíthat/törölhet.

B) Izotróp fizikai környezetet feltételezve,

térben szétosztott szenzorokból, mint mérési

pontokból származó idősorokkal a megmért jel-

rendszer térben és időben folytonos térképének

modellezése történt meg. Ezzel a módszerrel

a mért jel spektrumának megfelelő eloszlását

meghatározva, tetszőleges köztes pontokban,

illetve időpillanatokban lehet kiszámítani a ta-

nulmányozott folyamatot. A modell alkalmazása

több tíz bázisállomást tartalmazó WiFi rend-

szer huszonhat rádiós csatornájának egyidejű

monitorozásából származó zajrendszer esetén

történt meg.

C) Komplex rendszer térben és időben elosztott

állapot struktúrájának elemzéséhez szenzor há-

lózat mérési pontjaiból származó idősorokat kell

Három altémában végeztünk kutatásokat a téma keretében: a) Több-utas kommuniká-

ciós viszonyok hatékonysági vizsgálata IPv4/IPv6 környezetben; b) Tér- és időbeli véletlen

modellek kifejlesztése, amelyekkel szenzorokból származó adatok alapján a megfigyelt

mennyiség térbeli és rövidtávú időbeli viselkedése írható le. Ennek alkalmazása rádiós

csatornarendszer térbeli és időbeli zajának elemzésére szenzorként működő nagyszámú

WiFi bázisállomás esetén; c) Szenzor hálózatból érkező nagyméretű adathalmaz infor-

máció tartalmának kinyerésére klaszterezési módszer kidolgozása.

Tárgyak internete és integrációja az IPv6 rendszerekkel Szenzor hálózatok és az IPv4/IPv6 technológiák együttműködésének vizsgálata

T6B1



Résztvevő intézmény: Széchenyi István Egyetem, Távközlési Tanszék

Lencse Gábor, [email protected]

ként legalább egy technológiát

és fontosabb implementációikat

biztonsági szempontból is

elemzünk, és javaslatot teszünk

az esetleges biztonsági prob-

lémák kiküszöbölésére. Néhány

kiválasztott technológiát

modellezünk egy alkalmasan

választott szimulációs rendszer-

ben. Eredményeink várhatóan

nagymértékben segítik a hálózatok

üzemetetőit az áttérési technológia

kiválasztásában és biztonságos hasz-

nálatában.


• A Debreceni Egyetem Informatikai Karán dolgozó Almási Bélával és csapatával felhasználjuk egymás eredményeit, így pl. az általuk kifejlesztett MPT könyvtár segítségével különféle tunnelek Győr-Debrecen közötti tesztelésén együtt dolgozunk.


❶ G. Lencse and G. Takács, „Performance Analysis of DNS64 and NAT64 Solutions” Infocommunications Journal, Vol. IV, No. 2. (June 2012) pp. 29-36.

❷ G. Lencse and S. Répás, „Performance Analysis and Comparison of Different DNS64 Implementations for Linux, OpenBSD and FreeBSD” Proc. of the IEEE 27th International Conference on Advanced Information Networking and Applications (AINA 2013), Barcelona, 25-28. March, 2013. IEEE Computer Society, pp. 877-884.

❸ G. Lencse and S. Répás, „Performance Analysis and Comparison of the TAYGA and of the PF NAT64 Implementations” Proceedings of the 36th International Conference on Telecommunications and Signal Processing (TSP 2013), (Rome, Italy, 2-4 July 2013.) Brno University of Technology, 71-76.

❹ G. Lencse and S. Répás, „Performance Analysis and Comparison of 6to4 Relay Implementations” International Journal of Advanced Computer Science and Applications (IJACSA), Vol. 4, No. 9. (Sept. 2013) SAI, ISSN: 2156-5570, pp. 13-21.



Az IPv4 címek kifogyása miatt haladéktala-

nul meg kell kezdeni az IPv6 bevezetését.

Ez különböző típusú problémákat vet fel,

melyek megoldására már számos techno-

lógia létezik, és továbbiak kidolgozása

várható. Az Internet Protokoll 4-es és

6-os verziója együttéléséből fakadó

problémák kezelésére számos ún.

áttérési technológia létezik.

Eredményeink: Összegyűjtöttük és

rendszereztük ezeket a technológi-

ákat és legfontosabb szabad szoftver

implementációikat. Egyes kiválasztott

implementációk teljesítőképességét és

stabilitását mérésekkel is megvizsgáltuk.

További céljaink: A további teljesítőké-

pesség-vizsgálat mellett, feladattípuson-

Az IPv4 címek kifogyása miatt haladéktalanul meg kell kezdeni az IPv6 bevezetését. Ösz-

szegyűjtöttük és rendszereztük a ma előremutatónak számító IPv6 áttérési technológiá-

kat és azok legfontosabb implementációit. Egyes kiválasztott implementációk teljesítőké-

pességét és stabilitását mérésekkel is megvizsgáltuk. Ezt tovább folytatjuk, és elemezzük

egyes kiválasztott technológiák és/vagy implementációk biztonsági kérdéseit, javaslatot

teszünk az esetleges feltárt biztonsági problémák kiküszöbölésére. Néhány kiválasztott

technológia működését modellezzük egy alkalmasan választott szimulációs rendszerben.

IPv6 bevezetését támogató technológiák vizsgálata

T6B2




Vida Rolland, [email protected]

hatékonyságát. A kezdeti eredményeket az AWSN nemzetközi konfe-

rencián publikáltuk.

Megvizsgáltuk, milyen módon befolyásolja a rendszer működését

az inkonzisztens felhasználói viselkedés. „Normális” esetben bizonyos

kontextus paraméterek meghatározzák a felhasználói viselkedést.

Mindezek ellenére a felhasználó bizonyos esetekben, valamilyen

külső körülmény hatására, „inkonzisztens” módon viselkedik, másképp,

mint azt korábban tette hasonló kontextus esetén. Ezt az inkonzisz-

tens viselkedést írtuk le egy valószínűségi modellel, és elemeztük a

hatását a klasszifikáció hatékonyságára. Ezeket az új eredményeket

a Horvátországban megrendezett, az IEEE Communications Society

által támogat ott SoftCom 2013 konferencián publikáltuk. A kutatás

másik célja kontextus paraméterek Bloom szűrőkkel történő leírásának

részletes elemzése volt azzal a céllal, hogy az így képzett Bloom

szűrőkkel IoT eszközök csoportját lehessen azonosítani, megcímezni.

Olyan megoldásokat kerestünk, melyek segítségével üzeneteket tu-

dunk küldeni egy adott területen belül lévő, egy adott felhasználóhoz

vagy felhasználói csoporthoz tartozó, és bizonyos paraméterekkel és

erőforrásokkal rendelkező IoT eszközök számára. Az első fázisban egy

proof-of-concept szintű elemzést végeztünk azzal kapcsolatban, hogy

mennyire megvalósítható a számlálós Bloom szűrők használata erre a

célra, milyen hosszú szűrőket kell használni, és hogyan változik a meg-

oldás megbízhatósága és hatékonysága (azaz a false positive találatok

valószínűsége) a kontextus paraméterek számának növelésével.

A kontextus paraméterek néha csak korlátozott számú értéket

vehetnek fel (pl. az operációs rendszer verziószáma vagy a képernyő

felbontása), ilyenkor ezeket könnyű néhány biten kódolni, és a Bloom

szűrőkbe beépíteni. Más esetekben viszont egy adott kontextus

paraméternek rendkívül sok értéke lehetséges (pl. a GPS koordiná-

ta, vagy az eszköz tulajdonosának személye). Ilyenkor tehát olyan

megoldást kell találni, mely korlátozza ezeket az opciókat úgy, hogy

az adott paraméter értékhalmazát a megfelelő granularitással tudjuk

kvantálni, és ez alapján osztályozhassuk az eszköz aktuális kontextusát.

A kérdés az, hogy hogyan választjuk ki a Bloom szűrők méretét ahhoz,

hogy egy adott kontextus-függő alkalmazást hatékonyan támogas-

sanak (pl. kellően kis false-positive valószínűséggel működjenek). Az

eredményeinket az IEEE Coginfocom 2013 nemzetközi konferencián

publikáltuk.


❶ András Kalmár, Rolland Vida, „Extracting High Level Context Information using Hierarchical Temporal Memory”, International Conference on Advances in Wireless Sensor Networks, Debrecen, Hungary, April 15, 2013.

❷ András Kalmár, Rolland Vida, „Towards Context-Aware Mobile Services Through the use of Hierarchical Temporal Memory”, in Proceedings of SoftCom 2013 – 21st International Conference on Software, Telecommunications and Computer Networks, technically co-sponsored by IEEE Communications Society, Split-Primosten, Croatia, September 2013.

❸ Andras Kalmar, Rolland Vida, Markosz Maliosz, „Context-aware Addressing in the Internet of Things based on Bloom Filters”,in Proceedings of IEEE Coginfocom 2013, Budapest, Hungary, December 2013.



Az IoT segítségével a fizikai, valós világ, a kommunikáló

eszközöket körülölelő intelligens környezet a hálózat

szerves részévé válik. A számos fizikai és hálózati para-

méter, mely leírja egy adott eszköz aktuális kontextusát

jelentősen befolyásolhatja az adott eszköz, illetve az

eszközön futó alkalmazások viselkedését.

Egy alkalmazást befolyásoló fontos kontextus

paraméterek kiszűrése azonban nem triviális feladat.

Ez történhet emberi beavatkozással, különböző szub-

jektív döntésekre, megérzésekre alapozva, vagy gépi

tanulásra alapozó algoritmusok segítségével. Az álta-

lunk javasolt megoldás a második kategóriába tartozik.

Az ötlet újdonsága legfőképp az, hogy a korábbi gépi

tanulásra építő megoldásokhoz képest megpróbáljuk

kihasználni a különböző kontextus paraméterek térbeli

és időbeli változásának korrelációját. A javaslatunk a

HTM (Hierarchical Temporal Memory) keretrendszerre

épül, melynek előnye, hogy jelentősen csökkenti a

tanulási időt, az igényelt memóriát, és hatékonyan épít

a paraméterek változásában tapasztalt korrelációkra.

A javaslat hatékonyságának tesztelésére egy Android

alkalmazást írtunk, melynek segítségével egy okos

telefon folyamatosan loggolt 24 különböző kontex-

tus paramétert, és bizonyos paraméterek bizonyos

értéke esetén egy bizonyos feladatot hajtott végre.

Számos mérést végeztünk, ezekből egy tanító halmazt

generáltunk, ennek segítségével pedig a HTM alapú

algoritmusunk felismerte a korrelációkat és nagy

hatékonysággal klasszifikálta a későbbi tesztadatokat.

Teszteltük, hogy ha bizonyos kontextus paraméte-

rekhez egy egyenletes eloszlású, korlátozott méretű

zajt adtunk, az mennyire befolyásolja a klasszifikáció

A kutatás célja kontextus-függő kommunikáció támogatása a tárgyak internetén. Első

fázisban egy adott alkalmazást befolyásoló releváns kontextus paraméterek kiszűrésé-

vel foglalkoztunk, a HTM (Hierarchical Temporal Memory) keretrendszer segítségével.

Később a kontextus-alapú címzést és útválasztást vizsgáltuk, Bloom szűrők segítsé-

gével. A cél biztosítani a hatékony kommunikációt mindazokkal az IoT eszközökkel,

melyek megfelelnek bizonyos kontextus leíróknak. Az eredményeinket több nemzetközi

konferencia cikkben publikáltuk.

Önoptimalizáló és önmenedzselő kommunikációs megoldások a tárgyak internetén

T6C1



Résztvevő intézmény: MTA - SZTAKI

Szirányi Tamás, [email protected]


• FP7 PROACTIVE (PRedictive reasOning and multi-source fusion empowering AntiCipation of attacks and Terrorist actions In Urban EnVironmEnts)

• EDA MEDUSA (Multi Sensor Data Fusion Grid for Urban Situational Awareness, 2009-2011


❶ Á. Kiss, T. Szirányi: ”Localizing People in Multi-view Environment using Height Map Reconstruction in Real-Time”, Pattern Recognition Letters, V.34, pp. 2135-2143, 2013

❷ A. Keszler, T. Szirányi, Zs. Tuza: ”Dense subgraph mining with a mixed graph model”, Pattern Recognition Letters, V.34(11), pp. 1252-1262, 2013

❸ T. Szirányi, M. Shadaydeh: ”Segmentation of remote sensing images using similarity measure based fusion-MRF model”, in press, IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, V.11, p.5, 2014

❹ L. Havasi, A. Kiss, L. Spórás, T. Szirányi: ” Calibrationless sensor fusion using linear optimization for depth matching”, International Workshop on Combinatorial Image Analysis: IWCIA 2014, Brno, Springer LNCS, 2014

❺ Cs. Benedek, D. Molnár, T. Szirányi: A Dynamic MRF Model For Foreground Detection On Range Data Sequences Of Rotating Multi-Beam Lidar. Conference: International Workshop on Depth Image Analysis (2012 November). In: Lecture Notes in Computers Science v. 7854. pp. 87-96. 2013.



A projekt során jelentős elméleti eredmények

születtek:

- a vizsgált helyszín jellemző struktúráinak,

illetve változásainak felismerésére,

- új képleírók kidolgozása gyenge felbontású

alakzatok felismeréséhez és finom felbontású aktív

kontúr előállítására,

- videókép sorozatokon a szokatlan mozgás-

sorok, illetve speciális viselkedések felismerésére,

követésére,

- mozgáskövetés, mozgásjelleg/viselkedés

felismerés, helyszín geometria viszonyainak

bemérése,

- mélységi információk szűrése 2D (gráfok,

dekonvolúció), illetve 3D (LIDAR, TOF) adatokon.

- Bonyolult helyszínekre vonatkozóan felépí-

tettünk egy hierarchikus rejtett Markov modellt

(HMM), segítségével a mozgásjellemzők és álla-

potok becslése alapján a jármű-forgalom jellege

becsülhető.

- Kidolgoztunk egy új mozgó alakzatokat

regisztráló eljárást járókelők talppontjának és

fej helyzetének kölcsönös 3D összerendezésére

többkamerás nézetben. Az eljárással a járási sík

felülete, illetve ennek egynél több síkja pontosan

számítható valós időben.

Napjainkban a sűrűn telepített képi és más szenzorok hálózati fejlődése ténykérdés:

körbevesznek bennünket, és annyi információ keletkezik, amivel már nem tudunk

mit kezdeni. Ugyanakkor, egy aktív megfigyelési (pl. forgalom-irányítás) feladatban,

vagy gyors beavatkozás (katasztrófa esetén) esetén szükség lenne minden információ

kihasználására olyan módon, hogy a szenzor-egységek autonóm módon felfedez-

zék a fontosnak ítélt dolgokat, és összehangolt megfigyelés alapján szolgáltassanak

elegendő információt az adott területről, anélkül, hogy központi kontrollal egyenként

kellene ezeket vezérelni. Ennek a feladatnak a megoldása új tudományos kihívásokat

jelent a gráfelmélet, gépi intelligencia, 3D modellezés, szenzor-fúzió, adatbáziskezelés,

alakfelismerés területén. .

Szenzor-hálózatok: önszerveződés és modalitások fúziója

T6C2



Résztvevő intézmény: DE Informatikai kar

Oniga István, [email protected]

le a begyűjtött információt a kliensektől. Mikrovezérlők mé-

rik a megfigyelt személy életjeleit (vérnyomás, légzés, stb.)

és környezetének paramétereit (hőmérséklet, fényerősség,

stb.). Kutatásaink párhuzamosan több szálon folynak,

az adatgyűjtő hálózat fejlesztéséhez kapcsolódóan. Az

adatgyűjtő hálózat részeként létrehoztunk egy miniszámí-

tógép (Raspberry PI) alapú klienst is, amely a megfigyelt

személy mozgását analizálja. A páciensektől begyűjtött

információt neurális hálózatok tanítására, ezt követően a

páciens aktuális tevékenységének felismerésére használjuk.

Ehhez több topológiát és több tanító eljárást implementál-

tunk és teszteltünk.


• Alin Tisan, Anglia Ruskin University, Cambridge/Faculty of Science & Technology (Egyesült Királyság)

• Sebestyén-Pál György, Technical University of Cluj-Napoca (Románia)

• Lung Claudiu, Technical University of Cluj-Napoca (Románia)


❶ J. Sütő, S. Oniga, I. Orha: Microcontroller based health monitoring system, 2013 IEEE 19th International Symposium for Design and Technology in Electronic Packaging, (SIITME), Galati, Romania, pp. 227-230.

❷ I. Orha, S. Oniga: Automated system for evaluating health status, 2013 IEEE 19th International Symposium for Design and Technology in Electronic Packaging (SIITME), Galati, Romania, pp. 219-222.3.

❸ C. Lung, S. Oniga, A. Buchman, A. Tisan: Wireless data acquisition system for IoT applications, Carpathian Journal of Electronic and Computer Engineering, Vol. 6-1, 2013, pp 64-67.

❹ J.Sütő, S. Oniga: FPGA implemented reduced Ethernet MAC, Proceedings of IEEE 4th International Conference on Cognitive Infocommunications, Hungary, 2013, pp. 29-32.

❺ A. Buchman, C. Lung: On the relationship between received signal strength and received signal strength index of IEEE 802.11 compatible radio transceivers, Carpathian Journal of Electronic and Computer Engineering Vol.6-2, 2013, pp. 15-20.6.



Témánk célkitűzései között szerepel a

Web-alapú intelligens energiamérés és a

beltéri lokalizálás. Ez irányban nem kizárólag

az áramhálózatból felvett villamos energia

mennyiségét mérjük, hanem annak minőségét

is. Egy kísérleti adatgyűjtő rendszert fejlesztet-

tünk a THD és PF mérése céljából. Az adatbe-

szerző rendszer egy ChipKIT MAX32 hardver

platform. A platform egy 32 bites mikrokont-

rollerrel van ellátva. A FFT implementálás

szempontjából fontos hogy hardverszorzó

egységgel rendelkezik, amelyek egy utasítás

ciklus alatt képesek e műveletek végrehajtásá-

ra. Összesen hét, kapcsolóüzemű tápegységet

vagy kapcsolóüzemű tápegységgel rendel-

kező készüléket (TV, PC, monitor, printer)

vizsgáltunk meg, az áramfelvételük minőségét

illetően. A beltéri lokalizáció irányában az RSS

és RSSI közötti összefüggés meghatározásával

foglalkoztunk, különböző IEEE 802.11 kompati-

bilis rádió chipek esetében.

A tevékenység és az egészségi állapot

mintafelismerés céljából több létfontosságú

egészségi paramétereket (hőmérséklet, pul-

zus, gyorsulás) mérő modult fejlesztettünk.

A begyűjtött információkból következtetése-

ket lehet levonni a megfigyelt személy aktuális

tevékenységéről (áll, sétál, fut, fekszik, ül, stb.).

Létrehoztunk egy adatgyűjtő hálózatot, mely

távfelügyeleti célt szolgál. A hálózatban egy

Java-ban elkészített szervert használunk, mely

egy MySQL adatbázist is kezel és ebbe menti

Kutatásunk célja az idős vagy beteg emberek mindennapi önálló tevékenységének

segítése a tárgyak internetén alapuló technikák felhasználásával. A rendszer három fő

összetevője: az életvitelt segítő intelligens ambiens rendszer, a tevékenység és egészsé-

gi állapot monitorozó és felismerő rendszer és a személyi támogatást nyújtó (asszisz-

tív) robot. Ez egy olyan komplex kisegítő rendszer, amely tanulási és adaptív magatar-

tással kell rendelkezzen, ezért mesterséges neurális hálózatok használatát tervezzük.

Intelligens otthon és időskori életvitel segítése infokommunikációs eszközökkelIdőskorúak felügyelete tárgyak internete technikák segítségével

T6E1




Simon Csaba, [email protected]


• A kutatás az Európai Unió és Magyarország támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával a TÁMOP 4.2.4.A/1-11-1-2012-0001 azonosító számú „Nemzeti Kiválóság Program” kiemelt projekt keretei között valósult meg


❶ Cs. Simon, „Application of Network Coding in Distributed Sensor Networks”, Budapest Node CLC Sessions, Budapest 2013.12.05. (2013)

❷ A. Soos, Cs. Simon, M. Maliosz, “Network Coding Based Data Collection in Distributed Sensor Networks.”, In: The 4th International Conference on Recent Achievements in Mechatronics, Automation, Computer Sciences and Robotics: MACRo2013. Marosvásárhely, Románia, 2013.10.04-2013.10.05. pp. 1-13. PaperID: 26. (2013)

❸ Cs. Simon, “Network Coding for improved multimedia distribution.”, IEEE ICC Future Internet PPP Workshop on Building an Eco-System for Delivering Innovative Future Internet Services and Applications, Budapest, Hungary, 2013.06.13. (2013)

❹ Cs. Simon, M. Maliosz, “Smart Ubiquitous Content.”, Conference on the Establishment of the EIT ICT Labs, Budapest Associate Partner Group, Budapest, Hungary, 2013.03.05. (2013)



Kutatásunk során elosztott, mobil, hete-

rogén hálózati kapcsolatokkal rendelke-

ző felhasználók által begyűjtött szenzor

információkat juttatunk el az azokat

felhasználó csomópontokba. Egy adott

területen szétszórt szenzorok és auto-

matikus eszközökből kialakított hálózat

kapcsolatai változó sávszélességűek és

megbízhatatlanok. A kutatás feladata olyan

eljárást kidolgozni, amely képes kezelni

a környezet jellegéből adódó skálázha-

tósági és megbízhatósági problémákat.

Kiépítettünk egy elosztott teszthálózatot,

amelynek csomópontjai mozgó járművek.

A szenzor adatokat egy Near Field Com-

munication (NFC) technológiára alapuló

megoldással gyűjtjük be. Megoldottuk a

járművekről származó streaming videónak, a

vezérlési forgalomnak a továbbítását. A szá-

mítási és kommunikációs feladatokat teszt-

hálózat csomópontjaiban Android okos-

telefonokon futó szoftvermodulok végzik.

Megadtuk a keretrendszert a szenzor adatok

begyűjtésére egy elosztott hálózatban és

ehhez álvéletlen hálózati kódoló megoldást

(Random Linear Network Coding - RLNC) al-

kalmaztunk. A tervezett megoldást szimulá-

ciós környezetben is teszteltük és a hagyo-

mányos megoldáshoz képest kétszeresére

növelhető a logikai csatorna kapacitása. A

kutatás következő fázisa a javaslat megvaló-

sítása és tesztelése teszthálózatunkban.

A tárgyak internetének egyik fontos feladata az szenzorok által előállított információ

begyűjtése. Kutatásunk során megvizsgáljuk, hogy nem dedikált eszközökkel milyen

feltételekkel lehet gyűjteni ezeket az információkat. Célunk egy olyan megoldás ki-

dolgozása, amelyben elosztott, mobil, heterogén hálózati kapcsolatokkal rendelkező

felhasználók által begyűjtött szenzor információkat juttatunk el az azokat felhaszná-

ló csomópontokba. A szenzor adat begyűjtésének megbízhatóságát hálózati kódo-

lással kívánjuk biztosítani.

Szenzorikus információ továbbítása elosztott heterogén hálózatban

T6E3

KIBERFIZIKAI RENDSZEREK ÉS ALKALMAZÁSOK 07


A) Beágyazott és intelligens mérnöki rendszerek fejlesztése

T7A1 Kiberfizikai rendszer fejlesztése T7A2 Szoftversebezhetőségek felderítése és megszüntetése T7A3 Távirányítás, távvezérlés interneten T7A4 Szenzor-számítógép interfészek fejlesztése T7A5 Tárgyakat vezérlő beágyazott szoftverek minőségbiztosítása T7A6 Elosztott kiberfizikai rendszerek és alkalmazások

B) Intelligens gyártási alkalmazások, fizikai folyamatok mérése, szabályozása

T7B1 Az internet jövőbeni szerepe az ipari kommunikációk terén T7B2 Kiberfizikai termelési rendszerek T7B3 Cubilog: felhő alapú mérés-adatgyűjtő és távvezérlő rendszer

C) Intelligens közlekedési, logisztikai és gépjármű alkalmazások

T7C1 Smart autó integrált, ad-hoc közlekedés optimalizálás T7C2 Logisztikai döntéstámogató rendszerek

D) Intelligens mezőgazdasági és élelmiszeripari alkalmazások

T7D1 Intelligens élelmiszer feldolgozás T7D2 Intelligens mezőgazdaság

E) Energiahatékonysági kutatások, zöld rendszerek T7E1 Energia hatékony informatikai rendszerek



Résztvevő intézmény: ETIKBME Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

Dabóczi Tamás, [email protected]

C) A szemantikus adatintegráció támogatásához egy ún.

Sensor Instance Semantic Registry Ontology (SISRO) ontoló-

giát valósítunk meg. Az így implementált SISRO ontológia

segítségével a Szenzor Weben megtalálható szenzorok ké-

pességeit, aktuális konfigurációját és állapotát, valamint

a rajtuk futó szoftverkomponenseket tudjuk egységesen

leképezni.

D) Létrehozunk egy keretrendszert, mely az új felhaszná-

ló igényeinek fényében felméri a rendelkezésre álló erő-

forrás igényt, szolgáltatás igényt (szenzorok, beavatkozók,

algoritmusok), majd tervezési minták alapján támogatja a

szükséges algoritmus kifejlesztését. Az erőforrások elosz-

tására és a környezetben bekövetkező változások miatti

folyamatos újrakonfigurálási igény kielégítésére tervezési tér

felderítési módszereket alkalmazunk.


• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 5.2 témája• Reconfigurable ROS-based Resilient Reasoning Robotic Cooperating Systems (R5-COP), ARTEMIS, 2014-2016 • Methods and processes for safety-relevant embedded systems Computing platforms for embedded systems (CONCERTO), ARTEMIS, 2013-2016


❶ Tamás Kovácsházy, Gábor Wacha, Tamás Dabóczi, Csanád Erdős, Attila Szarvas, “System Architecture for Internet of Things with the Extensive Use of Embedded Virtualization.”, Proc. of 4th IEEE CogInfoCom 2013. Budapest, Magyarország, 2013, IEEE Press, pp. 549-554.

❷ T. Dabóczi, A Pataricza, Gy. Strausz, D. Varró, “Next Generation Embedded Systems.” In: György Terdik, István Gaál (szerk.) Conference on Advances in Wireless Sensor Networks (AWSN 2013). Debrecen, Magyarország, 2013.04.15. Debrecen: pp. 47-52.

❸ J. Sütő, S. Oniga: FPGA implemented reduced Ethernet MAC, Proceedings of IEEE 4th International Conference on Cognitive Infocommunications, Hungary, 2013, pp. 29-32.


KIBERFIZIKAI RENDSZEREK ÉS ALKALMAZÁSOK140

A kiberfizikai rendszerekben a beágyazott

rendszerek és informatikai rendszerek előnyös

tulajdonságait szeretnénk ötvözni. A kiberfizi-

kai rendszerek a fizikai világgal állnak intenzív

kapcsolatba, de a hagyományos beágyazott

rendszerekhez képest jóval intenzívebb infor-

mációs kapcsolatot feltételeznek a kooperáló

csomópontok között. Ebben a projektben

a kooperációra az internet által nyújtott

nagy sávszélesség biztosít alapot. A feladat

bonyolultsága az informatikai rendszerekben

megszokott számítási kapacitást és technoló-

giákat feltételezi.

Elképzelésünk egy olyan univerzális beágya-

zott rendszerek hálózata, amelyekre a felada-

tok dinamikusan tölthetők le, adott esetben

egy csomópontra több is. Mindez futási

időben, a már futó alkalmazások zavarása nél-

kül, biztosítva a csomópontok közötti intenzív

információáramlást és a kooperációt.

Ezen célok elérése érdekében a következő

feladatokat kell megoldanunk:

A) egy jól rétegzett rendszert építünk fel,

ahol az egyes rétegek definiált és garantált

szolgáltatás minőséget produkálnak, az inter-

face-ek szintén előre rögzítettek. Az egységes

felületet virtualizációs technikákkal valósítjuk

meg (beágyazott virtualizáció, szenzor virtua-

lizáció).

B) Amennyiben a beágyazott rendszerek szá-

mítási kapacitása a dinamikusan érkező újabb

és újabb feladatok kiszolgálására már nem

elegendő, a feladatot Cloud szolgáltatásba

delegáljuk.

Kiberfizikai rendszerek alatt egy olyan beágyazott számítógépes rendszerek hálózatba

kapcsolását értjük, ahol a fizikai világgal kapcsolatban lévő beágyazott csomópontok

kooperálva oldanak meg közös feladatokat. Célunk egy olyan univerzális kiberfizikai rend-

szer megalkotása, ahol sok felhasználó különböző feladatait egy tudásbázis alapján dina-

mikusa lehet fejleszteni, és futási időben letölteni a csomópontokra. Az egyes csomópontok

kellően univerzálisak ahhoz, hogy a szolgáltatásaikat az interneten keresztül a rendszer sok

résztvevője felé felajánlhassák. Az erőforrások dinamikus elosztása és újrakonfigurálása szin-

tén futási időben történik.

Kiberfizikai rendszer fejlesztése

T7A1



Résztvevő intézmény: SZTE Informatikai Tanszékcsoport, Szoftverfejlesztés Tanszék

Gyimóthy Tibor, [email protected]

interpretáció és kapcsolódó megközelítéseken ala-

puló speciális algoritmusok elvi leírásai, valamint

konkrét megvalósításai adott architektúrákhoz

és programnyelveken készült szoftverekhez.

A sérülékenységek felismerésével lehetővé

válik az alkalmazások konkrét kártékony tá-

madásokkal szembeni ellenőrzése, valamint

a biztonság és megbízhatóság növelése a

sérülékenységi problémák kiküszöbölésé-

vel. Ez kulcskérdés a mai informatikában,

hogy el lehessen kerülni az olyan prog-

ramhibákat, mint pl. a Heartbleed OpenSSL

biztonsági hiba, mely az internet 2/3-át érin-

tette és nemzetbiztonsági kockázatot jelent.


• OWASP, the free and open software security community – https://www.owasp.org/ • Carnegie Mellon University SEI CERT – https://www.cert.org/vulnerability-analysis/• NASA Java PathFinder – http://ti.arc.nasa.gov/tech/rse/vandv/jpf/• The Heartbleed Bug – http://heartbleed.com/


❶ Tibor Gyimóthy, Rudolf Ferenc, István Siket: Empirical Validation of Object-Oriented Metrics on Open Source Software for Fault Prediction. In IEEE Transactions on Software Engineering, Vol. 31, No. 10, October 2005, pp. 897-910.

❷ István Kádár, Péter Hegedűs, Rudolf Ferenc: Runtime Exception Detection in Java Programs Using Symbolic Execution. In Proceedings of the 13th Symposium on Programming Languages and Software Tools (SPLST 2013), pp. 215-229, Szeged, Hungary, August 26-27, 2013.

❸ Rudolf Ferenc, Árpád Beszédes, Mikko Tarkiainen, Tibor Gyimóthy: Columbus - Reverse Engineering Tool and Schema for C++. In Proceedings of the 18th International Conference on Software Maintenance (ICSM 2002), Montréal, Canada, pp. 172-181, October 3-6, 2002.



A kutatás célja a jelenleg elérhető módsze-

reken túlmutató, fejlett programanalizálási

módszerek és algoritmusok kidolgozása,

melyek segítségével a komplex internet alapú

szoftverek sérülékenységeinek felismerése

megbízhatóbbá és teljeskörűbbé válik. A web

alapú szoftverek sérülékenységének típusaival

az OWASP nevű nemzetközi szakmai szervezet

foglalkozik mélyrehatóan, ismert kutatócso-

port még ezen a területen a SEI CERT csapata.

Kapcsolódó korábbi munkáinkban bemu-

tattuk, hogy szignifikáns kapcsolat áll fenn a

szoftverek forráskódjának bizonyos jellemzői

(pl. csatoltság, komplexitás) és a hibára való

hajlamosság között [1,3]. Másrészt bemutattuk,

hogy a NASA szimbolikus végrehajtó motor-

jának továbbfejlesztésével beazonosíthatóak

bizonyos futásidejű programhibák [2]. A

jelenleg elérhető eszközök olyan módszereket

valósítanak meg, amelyek leginkább web alapú

alkalmazásokra fókuszálnak (pl. web áruházak,

internetbankok). A kutatási projektben kidol-

gozandó új módszerek nagyban hozzájárulnak

majd az informatikai biztonság növeléséhez

számos más alkalmazási területen.

A kutatás eredményeképpen kidolgozásra

kerülnek a szimbolikus végrehajtás, absztrakt

A kutatás célja olyan előremutató programanalizáló eljárások kifejlesztése, melyek se-

gítségével az eddigieknél sokkal pontosabban és mélyebben vizsgálhatók és javíthatók

a szoftverek sebezhetőség szempontjából. Az internetet működtető és arra csatlakozó

aktív eszközök komoly mennyiségű és komplexitású programkódot tartalmaznak. E

szoftverek stabilitásának és sebezhetőségének ellenőrzése kulcskérdés az informatikai

biztonság területén. A téma keretében fejlett programanalizáló eljárásokat fejlesztünk

ki, mint pl. szimbolikus végrehajtás, absztrakt interpretáció, amely módszerek segít-

ségével az eddigieknél sokkal pontosabban és mélyebben vizsgálhatók a szoftverek

működése. A működésről pontos képet kapva optimalizálhatóak a kis fogyasztás miatt

jellemzően szűkös erőforrással rendelkező hardverek szoftver futtatási jellemzői.

Szoftversebezhetőségek felderítése és megszüntetése

T7A2




❶ Stojcsics D.: Fuzzy controller for small size unmanned aerial vehicles, SAMI 2012 – Proceedings, Herlany, Szlovákia, 2012.01.26-2012.01.28., Budapest: IEEE Hungary Section, 2012. pp. 91-95. (ISBN:978-1-4577-0196-2, 978-1-4577-0197-9)

❷ Stojcsics D.: Flight safety improvements for small size unmanned aerial vehicles,INES 2012 – 16th International Conference on Intelligent Engineering Systems, Lisbon, Portugália, 2012.06.13-2012.06.15. Budapest: IEEE, 2012. pp. 483-487. (ISBN:978-1-4673-2695-7)


Molnár András, [email protected]



A kutatás témája robotjárművek távolról, élőben

történő megfigyelése (haladási paraméte-

rek, pozíció, szenzor adatok, egyéb számolt

adatok), és azok megbízható irányítása fedél-

zeti intelligencia használatával. Az élő adatok

megjelenítése és a beavatkozó szervek kezelése

egy számítógépes kliens-alkalmazással történik.

A járművektől érkező telemetria adatok rádiós

kapcsolattal, modemen keresztül kerülnek

fogadásra egy központi szerveren, mely a hozzá

csatlakozott kliensek számára továbbítja a

titkosított adatfolyamot. A parancsok szintén

titkosított formában érkeznek a szerverhez a kli-

ensek felől, mely elküldi azt a céljármű számára.

A telemetria és a parancs számára kidolgozott

protokoll szöveg alapú, minden adatmező ún.

mondatokban kerül elküldésre, illetve fogadásra.

Az útvonal tervek ún. fordulópontokból

építhetők fel, melyek meghatározzák a jármű

haladási sorrendjét, paraméterek segítségével

pedig előírhatnak különböző szabályokat (pl.

célsebesség, célmagasság), teendőket (körözés

a pont körül, leszállás megkezdése, stb.). A

valósidejű irányítás esetén fellépő késleltetés

kezelését a fordulópontok használatával végzi

a rendszer. Az intelligens robot számára az

előre megtervezett útvonal elküldésre kerül,

melynek értelmezése és végrehajtása lokálisan

történik a körülmények vizsgálatától függően.

Az irányítást tehát gépi intelligencia végzi az

útvonalterv alapján, folyamatos beavatkozásra

nincs szükség, így az adatforgalom csökkent-

hető, ebből fakadóan a késleltetésből eredő

problémák is.

A kutatás célja autonóm járművek interneten keresztül történő irányítása. A vezérelni kívánt

járművet földrajzi távolságtól függetlenül lehet monitorozni, annak működésébe beavat-

kozni. Az adatok küldése és fogadása során figyelembe kell venni a kapcsolat késleltetését,

a biztonságos üzemeltetés érdekében pedig titkosítás szükséges. A megbízható, hibamentes

átvitel érdekében integritásellenőrzést kell végezni. A késleltetés miatt a valósidejű irányítás

(joystick) nem alkalmazható. Ezen probléma kezelését magas szintű parancsok használatá-

val (pl. fordulópontok) lehet megoldani, melyeket az intelligens robot az adott körülmények-

től függően (lokális számítások), a megfelelő időben hajt végre, amennyiben lehetséges.

Távirányítás, távvezérlés interneten

T7A3



megoldások, amelyek megkönnyítik például az olyan elvek

betartását, mint a MISRA-C. A beágyazott szoftver tárterü-

let foglalása kritikus, hiszen a hardver környezet általában

limitált, a funkcionalitás azonban nagyon jelentős méretű

lehet. Korábbi eredményeink [1,2,3] limitált környezetben

igazolták a célzott elemzések hasznosságát, azonban a roha-

mos ütemben megjelenő új platformok további kutatásokat

igényelnek. Energiafelhasználás területén speciális architek-

túrájú rendszerekhez kidolgoztunk szimulációs módszereket

[4], azonban a várható szűk keresztmetszetek megtalálása

továbbra is kihívás. A mobil fejlesztés speciális minőségbiz-

tosítási megoldásokat igényel, mint például a korábban már

kidolgozott Android alkalmazások tesztlefedettség mérése

[5], azonban e módszerek adaptálása nagyméretű, komplex

és heterogén alkalmazásokra és különböző platformokra

további kutatást igényel. A kutatás eredményei speciá-

lis algoritmusok, valamint azok konkrét megvalósításai

beágyazott platformokra. További eredmény a megoldások

kiértékelése a legjellemzőbb platformokon valós alkalmazá-

sok felhasználásával.

Résztvevő intézmény: SZTE Informatikai Tanszékcsoport, Szoftverfejlesztés Tanszék

Gyimóthy Tibor, [email protected]


• The Astrée Static Analyzer - http://www.astree.ens.fr/• Automotive Open System Architecture - http://autosar.org/• ISO 26262 – Functional safety standard• Motor Industry Software Reliability Association - http://www.misra.org.uk/


❶ Árpád Beszédes, Rudolf Ferenc, Tibor Gyimóthy, André Dolenc, Konsta Karsisto: Survey of Code-Size Reduction Methods. In ACM Computer Surveys (CSUR), Vol. 35, Issue 3 (September 2003), pp. 223-267.

❷ Cs. Nagy, G.Lóki, Á. Beszédes, T.Gyimóthy: Code factoring in GCC on different intermediate languages. In Proceedings of the 10th Symposium on Programming Languages and Software Tools (SPLST 2007), pp. 81-95. Budapest, Hungary, June 14-16, 2007.

❸ Á. Beszédes, R. Ferenc, T. Gergely, T. Gyimóthy, G. Lóki, L. Vidács: CSiBE Benchmark: One Year Perspective and Plans. In Proceedings of the 2004 GCC Developers’ Summit (GCC 2004), Ottawa, Canada, pp. 7-15, June 2-4, 2004.

❹ Zoltán Herczeg, Daniel Schmidt, Ákos Kiss, Norbert Wehn, Tibor Gyimóthy: Energy Simulation of Embedded XScale Systems with XEEMU. Journal of Embedded Computing, 3(3):209-219, August 2009.

❺ Bognár, Sz., Gergely, T., Rácz, R., Beszédes, Á., Marinković, V.: Code Coverage Measurement Framework for Android Devices. In Proceedings of the 13th Symposium on Programming Languages and Software Tools (SPLST 2013), pages 46-60. Szeged, Hungary, August 26-27, 2013.



A kutatás célja olyan újszerű forráskód elemzési

megoldások kutatása és kidolgozása, melyek

kifejezetten beágyazott rendszerekben alkal-

mazhatók. Az ilyen típusú környezetek speciális

megoldásokat igényelnek többek között a

jellemzően valósidejű működésnek, korlátozott

erőforrásoknak, valamint különleges hardve-

rarchitektúráknak, illetve szoftverkörnyezetnek

köszönhetően. Megvizsgáljuk a hagyományos

megoldások alkalmazhatóságát ilyen környeze-

tekre, valamint kidolgozzuk azok specializált vál-

tozatait. Ezen kívül, különleges célú elemzéseket

lehetővé tevő algoritmusokat is kifejlesztünk,

mint például legnagyobb végrehajtási idő, tárte-

rület vagy akár energiafelhasználás elemzése.

A Patrick Cousot professzor által vezetett

Astrée kutatási projekt keretében bemutatták

az absztrakt interpretáció felhasználását a

legnagyobb végrehajtási idő meghatározására,

azonban az ehhez hasonló módszerek korlá-

tozottan alkalmazhatók a mai nagyméretű,

komplex alkalmazások területén. Például, egy

modern gépjármű beágyazott szoftvere akár

20 millió programsort is tartalmazhat. Az olyan

nemzetközi szabványok, mint az AUTOSAR

vagy ISO/IEC 26262 általános platformot bizto-

sítanak a beágyazott rendszerek fejlesztésére,

de azok minőségbiztosítására kevés konkrét

megoldás létezik az általános irányelvek mel-

lett. Nagy segítség lehet a fejlett kódelemzési

A kutatásban olyan új módszereket dolgozunk ki, melyek beágyazott rendszerekben

lesznek képesek szoftverhibák és egyéb minőségi problémák felismerésére. A be-

ágyazott rendszerek forráskódjainak statikus (gépi) elemzése, a bennük levő kódolási

hibák felderítése kritikus fontosságú. Az „okos” gépek (pl. háztartási eszközök, szen-

zorok, stb.) internetre csatlakoztatásával azok sebezhetővé válnak, ezáltal komoly

károkat lehet okozni bennük és környezetükben a szoftverhibák rosszindulatú kiak-

názásával. A tevékenység keretében újszerű megoldásokat fejlesztünk ki kifejezetten e

speciális környezetre.

Tárgyakat vezérlő beágyazott szoftverek minőségbiztosítása

T7A5



• A másik irány a Social SCADA (SCADA

Supervisory Control and Data Acquisi-

tion) témakörében végzendő kutatások

lennének. Mindennapi életünket egyre

jobban meghatározó internet alapú

kommunikációra képes berendezések által

szolgáltatott adatok begyűjtésére, felügye-

letére és működtetésére kiterjeszthető az ipar-

ban már jól bevált SCADA koncepció. A kutatás

eredményeként javaslat készül a felhasználható

új protokollokra és informatikai infrastruktúrára.

Résztvevő intézmény: SZTE Informatikai Tszcs., Műszaki Informatikai Tanszék

Pletl Szilveszter, [email protected] Zoltán, [email protected]


• GOP 1.1.1-09-/1-2010-0109 • TÁMOP-4.2.2-08/1/2008-0008


❶ Gogolák László, Pletl Szilveszter, Dragan Kukolj: „Indoor Fingerprint Localization in WSN Environment Based on Neural Network”, Proceedings SISY 2011, pp.293-296, Szabadka, 2012

❷ Gogolák László, Pletl Szilveszter, Dragan Kukolj: „Neural Network-based Indoor Localization in WSN Environments”, Acta Polytechnica Hungarica, Vol. 10, pp. 221-235, 2013

❸ A. Pejic, S. Pletl, B. Pejic: „An expert system for tourists using Google Maps API”, Proceeding SISY 2009, pp. 317-322, Subotica, 2009

❹ Dobján Tibor, Pletl Szilveszter, Deák Tamás, Doszpod László, Pór Gábor: „Identification of the Place and Materials of Knocking Objects in Flow Induced Vibration”, Acta Cybernetica-Szeged, Vol. 20:(1) pp. 53-67.,2011

❺ Kincses Zoltán, Orzó László, Nagy Zoltán, Mező György, Szolgay Péter: „High-speed, SAD based wavefront sensor architecture implementation on FPGA” Journal of Signal Processing Systems, Springer, Vol. 63, pp. 279-290, 2011



Ipari körülmények között egyre nagyobb teret

hódít az intelligens megoldások fejlesztése és

alkalmazása. Az érzékelők és beavatkozók konfi-

gurálhatóvá, paraméterezhetővé válnak. Az ipari

kommunikációs csatornák a terepi információk

továbbítása mellett egyéb a teljes rendszer mű-

ködését jelentősen befolyásoló információk to-

vábbítására is alkalmazhatóak. Jelenleg az egyes

kommunikációs szinteken más-más protokollon,

technológiai megoldáson keresztül történik az

információ csere. A valós idejű ipari folyama-

tok speciális igényeket támasztanak a kom-

munikációs csatorna iránt, úgy időzítés, mint

rendelkezésre állás szempontjából. Az internet

technológiák által nyújtott lehetőségek jelenleg

nem minden szempontból elégítik ki az iparban

tapasztalható szigorú elvárásokat. Napjainkban

egyre nagyobb igény mutatkozik az iparban

használatos zárt kommunikációs infrastruktúra

kiterjesztésére a nyílt, internet-alapú infrastruk-

túra felé. A nagyszámú eszközök esetében, közel

valós időben történő beavatkozás és felügyelet

a kommunikációs protokollok területén számos

új problémát vet fel. A kutatások célja, olyan

megoldások, protokollok kifejlesztése, ahol nagy

megbízhatósággal biztosított a beavatkozási

utasítás célba érése a beavatkozás megvalósulá-

sa, valamint a kritikus adatok, paraméterek közel

valós időben történő begyűjtése.

A tervezett kutatások két fő irányban történnek:

• Az egyik irány az internetnek az ipari kom-

munikációk terén való alkalmazhatóságát

kutatja, különös tekintettel a rendszerek

működésére (Functional safety).

A tervezett kutatások két fő irányban történnek. Az egyik irány az internet ipari kom-

munikációk terén való alkalmazhatóságát kutatja, különös tekintettel a rendszerek

működésére (Functional safety). A másik irány a Social SCADA (SCADA - Supervisory

Control and Data Acquisition) témakörében végzendő kutatások. A kutatások célja,

olyan megoldások, protokollok kifejlesztése, ahol nagy megbízhatósággal biztosított

a beavatkozási utasítás célba érése a beavatkozás megvalósulása, valamint a kritikus

adatok, paraméterek közel valós időben történő begyűjtése.

Az internet jövőbeni szerepe az ipari kommunikációk terén

T7B1

JÖVŐ INTERNET KÖZÖSSÉGI ALKALMAZÁSOK 08


A) Alkalmazási platformok és funkciók fejlesztése közösségi érzékeléshez

T8A1 Alkalmazás platform nyitott, mobil-alapú közösségi érzékeléshez T8A2 Független NFC alkalmazások dinamikus kibocsátása T8A3 A jövő digitális közösségi terei és mobilitás

B) Intelligens otthon és iroda alkalmazások

T8B1 Intelligens otthon, intelligens iroda alkalmazások

C) Intelligens egészségügyi és jóléti alkalmazások

T8C1 eEgészségügy, TeleCare, TeleHealth T8C2 Valós-idejű szabályozás egészségügyi eszközökben T8C3 Felhő alapú egészségügyi robotikai alkalmazások T8C4 HealthCare Mobile platform T8C5 Valós idejű egészségügyi távmonitorozás T8C6 Automatikus klinikai szűrőrendszerek T8C7 Beszéd-alapú egészség és érzelmi állapot monitorozás

D) Intelligens üzleti alkalmazások

T8D1 Üzleti folyamatok erőforrás menedzsmentje T8D2 Mobiltárca alkalmazás: NFC-s, mobiltelefonos komplex fizetési megoldás és ökoszisztéma

E) Intelligens közigazgatási alkalmazások

F) Intelligens városi alkalmazások

T8F1 Adatmenedzsment és tudásfeltárás intelligens városi alkalmazásokhoz T8F2 Intelligens városi alkalmazások T8F3 Közösségi érzékelésen alapuló útvonalválasztás intelligens városi alkalmazásokhoz T8F4 Kognitív kampusz alkalmazások T8F5 Intelligens város: hálózati hatások vizsgálata

G) Egyéb intelligens közösségi és kognitív alkalmazások

T8G1 Digitális könyvtár: komplex, interaktív tartalomszolgáltatás T8G2 Geolokalizációs technológiák teljesítmény- és hatékonysági vizsgálata



Az alkalmazhatóságot nagyban befolyásoló teljesítményanalízis

is készült. Az eredmények egyértelműen megmutatják, hogy az

XMPP szerver nagyobb felhasználó szám esetében is valós alkal-

mazásra ad lehetőséget. Az XMPP-vel megvalósított platform

mellett az egyedi követelmények alapján tervezett szolgáltatási

és kommunikációs keretrendszer fejlesztését is elvégeztük. A

szolgáltatási és kommunikációs middleware központi elemeit

a csomópontok képezik, azonban a szolgáltatások és a felhasz-

nálói funkciók hordozói a kliens alkalmazások, amelyek közös

middleware kommunikációs rétegre épülve valósítják meg a

szóban forgó funkciókat. A rendszer által megvalósított funkciók

lehetővé teszik a kommunikációs és szolgáltatási keretrendszer

egyes elemeinek kézben tartását, amely lehetőséget ad nagy

skálázhatósági képességekkel bíró rendszerek megvalósítására is.

A kliens oldali

P2P (point-to-

point) és E2E

(end-to-end) réte-

gek képzik a rendszer

alapján, melyen a P2P réte-

gen belül megvalósult a titkosítás

nélküli és titkosított csatornák felépítése, valamint a felhasználói

azonosítás kialakítása és a beérkező üzenetek továbbítása az E2E

réteg felé. Az E2E réteg implementációja a beérkező üzenetek fo-

gadását, a távoli fél azonosítását, valamint a kliens által küldendő

adatok irányítását végzi. A nyilvános felhasználásra szánt közössé-

gi alkalmazási eseteket támogató kommunikációs és szolgáltatási

környezet funkcionális megvalósítása elkészült.


BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék

Fehér Gábor, [email protected] Csaba, [email protected]

Farkas Károly, [email protected]


• FIRST projekt, 6.1. téma - Alkalmazás platform nyitott, mobil-alapú közösségi érzékeléshez (TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001, Hungary)• NFŰ EITKIC_12-1-2012-0001 project,• EIT KIC ICT Labs project, 13064 CityCrowdSource activity


❶ Róbert Szabó, Károly Farkas: „Publish/Subscribe Communication for Crowd-sourcing Based Smart City Applications”, ICTIC 2013, Marc 25-29, 2013, Zilina, Slovakia

❷ R. Szabó, K. Farkas, „A Publish-Subscribe Scheme Based Open Architecture for Crowd-Sourcing,” In Proceedings of the 19th EUNICE/IFIP WG 6.6 Conference on Information and Communications Technologies (EUNICE 2013), Chemnitz, Germany, Lecture Notes in Computer Science, Vol. 8115, Springer Berlin Heidelberg, August, 2013, pp. 287-291., ISBN: 978-3-642-40551-8


JÖVŐ INTERNET KÖZÖSSÉGI ALKALMAZÁSOK152

Az okostelefonok terjedésével és a szinte

állandó internet hozzáféréssel új lehetőségek

nyílnak a közösségi alapokon működő érzé-

kelési rendszerek számára (crowd-sourcing).

A jövő internet intelligens városának (smart

city) kialakításában kiemelt szerepet játszhat

az embert körülvevő tárgyak és kontextus

érzékelése, valamint az ehhez köthető informá-

ciók gyűjtése és értéknövelt szolgáltatásként

történő terítése a felhasználók között. Az XMPP

protokoll és az ezt megvalósító szerverek

skálázható megoldást biztosítanak aszinkron,

multimédia tartalom terítésére. A fejlesztés

célja intelligens városokhoz kapcsolódó mobil

crowd-sourcing alkalmazások kialakítása

XMPP protokollt támogató szerverek felett. A

közösségi érzékelésen alapuló tömegközle-

kedési alkalmazási környezet kapcsán kialakí-

tásra került egy XMPP protokoll segítségével

megvalósított szolgáltatás platform. A rendszer

kiépítése során megvizsgáltuk és összehason-

lítottuk az egyes XMPP protokollt megvalósító

megoldásokat. A csatornák kezelését lehetővé

tévő aSmack API segítségével megvalósításra

került a szerver oldali megoldás, valamint a

felhasználói Android kliens.

Az okostelefonok terjedésével és a szinte állandóan jelen lévő kommunikációs lehe-

tőségeken keresztül új lehetőségek nyílnak a közösségi alapokon működő érzékelési

rendszerek számára. A jövő internet intelligens városának (smart city) kialakításában

kiemelt szerepet játszhat az embert körülvevő tárgyak és kontextus érzékelése, vala-

mint az ehhez köthető információk gyűjtése és értéknövelt szolgáltatásként történő

megjelenése a felhasználók felé. A fentiekkel összefüggésben a téma feladata, hogy

az egyes alkalmazások által támasztott követelmények alapján megvizsgálja, illetve

létrehozza azt a kommunikációs platformot, amely a közösségi érzékelésen alapuló

alkalmazásokat hatékonyan támogatja.

Alkalmazás platform nyitott, mobil-alapú közösségi érzékeléshez

T8A1



A DIAD NFC project eredményei

lehetővé teszik a felhasználóknak és a

szolgáltatóknak, hogy tetszés szerint

töltsenek új szolgáltatásokat a mobil

tárcára, vagy azokat letöröljék, és így

jelentősen növeljék az NFC szolgáltatá-

sok népszerűségét a felhasználók köré-

ben, illetve javítsák az említett szolgálta-

tások rugalmasságát, alkalmazhatóságát

és gazdasági potenciálját.

Résztvevő intézmények: SafePay Systems Kft.

Alkalmazás Fejlesztési Fórum Kft.Gamax Kft., BME, Bull

Vilmos Andras, [email protected]


• Együttműködés a Global Platform nemzetközi iparági szervezettel.


❶ Benyó B., Sódor B., Doktor T, Fördös G.: University life in contactless way - NFC use cases in academic environment. In: INES 2012 – 16th International Conference on Intelligent Engineering Systems. Lisbon, Portugália, ISBN: 978-1-4673-2695-7, 2012.06.13-2012.06.15. (IEEE) pp. 511-514. Paper 6249887.

❷ Benyó B., Sódor B, Doktor T., Fördös G.: Student attendance monitoring at the university using NFC. In: Wireless Telecommunications Symposium. London, Egyesült Királyság, ISBN: 19345070, ISSN: 9781457705809. 2012.04.18-2012.04.20. London: 5 p. Paper 6266137.

❸ Sódor B., Fordos G., Doktor T., Benyo B.: Building a contactless university examination system using NFC. In: Intelligent Engineering Systems (INES), 2011 15th IEEE International Conference on. Poprad, Szlovákia, ISBN: 978-1-4244-8954-1. 2011.06.23-2011.06.25. pp. 57-61.

❹ Balázs Benyó: IoT Implementation in Mobile Environment Europe and the Internet of Things: Leading the Way Forward, 16th May, 2011, Budapest, Hungary In: Proceedings IoT 2011 Conference pp. 209-212.



A nyílt szolgáltatói környezet létrehozásához

először is pontosítani kellett az úgynevezett

Ügyfél-központú/Consumer centric modellt,

amely meghatározza azokat a folyamatokat,

amelyek a szabad szolgáltatásválasztás megva-

lósításához szükséges logisztikai rendszert írja

le. Meghatároztuk a biztonságos tároló eszköz

és az NFC (Near Field Communication) szolgál-

tatások kompatibilitásának vizsgálatához szük-

séges információkat hordozó adatelemeket,

majd a hiányzó azonosítókat standardizálási

célból beterjesztettük a kártya architektúra ki-

dolgozásáért felelős iparági szervezet, a Global

Platform felé. Specifikáltunk, majd létrehoztunk

egy nyílt back office környezetet, amely képes

az NFC alkalmazásokat transzparens módon

letölteni és menedzselni, valamint biztosítani

a biztonságos tároló eszköz és a szolgáltatók

hagyományos környezete közötti kapcsolatot.

Létrehoztunk egy olyan multi-funkciós

szolgáltató terminált, amely képes a mo-

biltelefonokra töltött egyedi NFC alkalma-

zások tervezett funkcióinak kiszolgálására,

valamint a mobil NFC tárca menedzselési

funkcióinak támogatására. Szabadalmi

igényt nyújtottunk be olyan kulcs megoldá-

sokra, amelyek véleményünk szerint a jövő-

ben központi szerepet játszhatnak az NFC

technológia implementációjában. A projekt

munka befejezéseként az elkészült prototí-

pus architektúrát teszteltük, majd a BME-n

egy pilot üzemelés keretében validáltuk. A

pilot során egy NFCs beléptetési és vásárlási

rendszert valósítottunk meg, amelynek kere-

tében a biztonságos tároló eszközre távolról

letöltött alkalmazással flexibilisen megha-

tározott termekbe lehetett belépni, és egy

Cola automatából lehetett italt vásárolni.

A DIAD NFC (Független NFC alkalmazások dinamikus kibocsátása) projekt létrehozta

azt a komplex kiszolgálói architektúrát, amely megvalósítja NFC alkalmazások bizton-

ságos tároló eszközre történő dinamikus, egyedi, távoli letöltését, illetve onnan történő

eltávolítását oly módon, hogy a folyamat a jelenlegi gyakorlatban alkalmazott előze-

tes technikai egyeztetések és egyedi specifikációk helyett egy általános megoldást biz-

tosít, függetlenül a biztonságos tároló eszköz típusától és a telepítendő alkalmazástól.

Független NFC alkalmazások dinamikus kibocsátása

T8A2



Résztvevő intézmény: BME Egészségipari Mérnöki Tudásközpont

Vajda Lóránt, [email protected]


• Részvétel a hazai Jedlik Ányos Program által támogatott Silvergate-112 projektben. • Részvétel az EU AAL JP által támogatott CCE, CARE, Intra-med-C2C, CVN és M3W projektekben. • Részvétel az IVF-NSC, Taiwan Joint Research Projects által támogatott TeleCalm++ projektben.


❶ N. Kiss, G. Patai, P. Hanák, T. Lipic, P. Skoda, L. Gjenero, A. Dubravic and I. Michieli: Vital Fitness and Health Telemonitoring of Elderly People. MIPRO 2011, 34th International Convention on Information and Communication Technology, Electronics and Microelectronics, Opatija, Croatia, ISBN 978-953-233-060-1, page 310-315

❷ Györke Péter, Pataki Béla: Detection of complex activities using AAL oriented sensor network. Proc. 19th PhD Mini-Symp., 2012.01.30. pp. 54-57.

❸ Achilleas P Achilleos, Christos Mettouris, George A Papadopoulos, Katja Neureiter, Claudia Rappold, Christiane Moser, Manfred Tscheligi, Lóránt Vajda, András Tóth, Péter Hanák, Omar Jimenez, Robbert Smit: “Developing an Effective Social Presence System for Older Adults: The Connected Vitality Network.” In: ITI2013 - 35th International Conference on Information Technology Interfaces. Dubrovnik, Croatia 17-19.10.2012

❹ Csaba Mikó Budai, Ádám Lengyel, Lóránt Vajda, Attila Vidács, Rolland Vida, Milan Šimek: „Monitoring Health Status of Relatives - The Smoke in the Chimney Approach” Conference paper in the Proceedings of 37th International Conference on Telecommunications and Signal Processing (TSP2014), July 1-3, 2014, Berlin, Germany.



A kutatás célja olyan technológiák alkalma-

zása, melyek segítségével az idős emberek

életminősége javítható, biztonságérzete

növelhető saját otthonukban. Ezáltal elérhe-

tő, hogy az emberek nem, vagy csak később

kényszerülnek különböző ápolási intézetek-

be. Távfelügyeleti rendszerek segítségével

az eddig csak kórházban végzett rehabili-

tációs folyamatok nagy része elvégezhe-

tővé válik kontrollált környezetben, a saját

otthonunkban is. E rendszerek másik hasz-

nos eredménye, hogy a megfelelő élettani

paraméterek, viselkedési minták és mentális

képességek követésével a betegségek ha-

marabb detektálhatók, és ezáltal könnyeb-

ben gyógyíthatók. Komoly tapasztalatot

szereztünk Kinect, illetve Xtion kamerán

alapuló, az emberi mozgást felismerő,

követő és analizáló programok kialakításá-

ban, valamint egy virtuális társas együtt-

létet megvalósító kommunikációs eszköz

(YoooM) felhasználásában, mely lehetővé

teszi, hogy egymástól távol lévő személyek

különböző tevékenységeket együttesen

hajtsanak végre. Jelenleg három különböző

adatgyűjtő és elemző, illetve megjelenítő

rendszerrel rendelkezünk. Az első leginkább

élettani paraméterek figyelemmel kiséré-

sére használható (vérnyomásmérés, EKG,

pulzoximéter, alvásmonitorozás stb.).

A második passzív szenzorokból (fogyasztás-

mérők, mozgásszenzorok, kontaktérzékelők,

hőmérséklet-/páratartalom-szenzorok,

fényérzékelők stb.) származó információk

alapján otthoni tevékenységek detektálá-

sára és követésére alkalmas. A harmadik,

jelenleg is fejlesztés alatt lévő rendszerünk a

saját, JS-alapú webes játékainkból származó

információk alapján követi a játékosok men-

tális képességeinek változását. Érdekessége,

hogy bár még nem teljesen bizonyított, de

ezek a játékok egy bizonyos szintig fejlesztik

is a mentális képességeinket, illetve idővel

szinten tartják.

Kutatási témák: otthonfelügyeleti technológiák vizsgálata, élettani paraméterek moni-

torozása; aktivitás- és viselkedéskövetés passzív szenzorokkal; információ megosztása

és kommunikáció létesítése páciens, orvos, rokonok és egyéb résztvevők között;

mentális képesség szinten tartása és monitorozása logikai játékok alkalmazásával;

3D emberi mozgás követése Xtion vagy Kinect kamerák segítségével.

eEgészségügy, TeleCare, TeleHealth

T8C1




Kovács Levente, [email protected]


• NFÜ GOP-2011-1.1.1 program, GOP-1.1.1-11-2012-0055 projekt, „DIALOGIC - Matematikai modellezésre épülő döntéstámogató rendszer cukorbetegek egészségügyi szolgáltatásának javítására”.Legfontosabb publikációk:

❶ L. Kovács, P. Szalay, Zs. Almássy, L. Barkai – Applicability Results of a Nonlinear Model-Based Robust Blood Glucose Control Algorithm, Journal of Diabetes Science and Technology, vol. 7 (3), pp. 708-716, 2013.

❷ L. Kovács, P. Szalay, P.I. Sas, Gy. Eigner, Zs. Almássy, E. Felszeghy, Gy. Kocsis, J. Fövényi, A. Körner, L. Kautzky, H. Soós, A. Orbán, T. Niederland, A. Juhászné Tuifel, T. Tóthné Sebestyén, A. Soós, A. Török, L. Barkai: Preliminary model-free results of a Hungarian robust artificial pancreas algorithm, Diabetes Technology & Therapeutics (Abstracts of 6th International Conference on Advanced Technologies & Treatment for Diabetes, Paris, France), vol. 15, Suppl. 1, pp. A-96, 2013.

❸ L. Kovács, T. Ferenci, J. Sápi, P. Szalay: Népegészségügyi problémák számítógépes modellezése, Informatika és Menedzsment az Egészségügyben, vol. XI (8), pp. 49-55, ISSN 1588 6387, 2012.

❹ Gy. Eigner, P.I. Sas, L. Kovács: Insulin pump testing platform for robust controller, 9th IEEE Int. Conf. on Comp. Cybern, Tihany, Hungary, pp. 201-205, 2013.

❺ L. Kovács, J. Sápi, T. Ferenci, P. Szalay, D. Drexler, Gy. Eigner, P.I. Sas, I. Harmati, M. Kozlovszky, Z. Sápi: Model-based optimal therapy for high-impact diseases, 17th IEEE Int. Conf. on Intelligent Engineering Systems, Costa Rica, pp. 209-214, 2013.



Az egyénre szabott szabályozási algoritmusok

egyre jobb eredményeket érnek el világszerte a

mesterséges hasnyálmirigy tématerületében, de

számos, fiziológiailag fontos tényezőt hanyagolnak

el (pl. fizikai aktivitás, stressz). Az Óbudai Egyetem

Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar

Diabétesz Társasággal karöltve egy általános sza-

bályozási algoritmus alapjait teremtette meg, mely

a nemzetközi szinten publikált egyénre szabott

algoritmusokat képes kiegészíteni és ezek korlátait

kiterjeszteni. A biztató eredményekből kiindulva al-

goritmusunk validációját több alany valós adatain

teszteltük, valamint megfelelő célhardvert tervez-

tünk, a telemedicinális alkalmazhatóság irányában

is elindulva. A nemzetközi irányelvek mentén

dinamikus ételfelszívódási profillal egészítettük ki

algoritmusunkat, majd kidolgoztunk egy tervezési

sablont az algoritmus adta környezet figyelembe-

vételére és ezeket az egyéni algoritmusok nemzet-

közi szinten mért metrikái alapján teszteltük.

Az algoritmust további virtuális pácienseken

validáltuk, valamint célhardvert (inzulinpumpa

panel) és szoftvert fejlesztettünk algoritmu-

sunk teszteléséhez. A fejlesztés során, egy

másik úton létrehozott távadatgyűjtő keret-

rendszerhez (DAQit) kezdtük el integrálni a

célhardvert és az algoritmust, mely lehetővé

teszi az általános mérési és egyénre szabott

szabályozási funkciók kombinált megvaló-

sítását, vizualizációját és követését egyetlen

telemedicinális informatikai rendszeren belül.

Az in-silico tesztek során teszteltük a rend-

szer alkalmazhatóságát modell-független

környezetben. Igazoltuk, hogy az algoritmus

beépíthető egy megfelelő célhardverbe,

míg telemedicinális oldaláról elkezdtük egy

megfelelő rendszer prototípus-szintű kiépítését

oly módon, hogy a különböző mérőeszközök

egységesen kapcsolódhassanak a telemedici-

nális alkalmazáshoz.

Egészségügyi eszközök monitorozása, automatizált szabályozása és felügyelete fontos

probléma. Az ÓE Élettani szabályozások kutatócsoportja elsősorban a mesterséges has-

nyálmirigy kapcsán foglalkozott az adatok monitorozásával és a real-time visszacsatolt

automatikus beavatkozás kérdéskörével ún. in-silico környezetben. Mind lokális szem-

pontokat (pl. páciens alapú inzulinpumpa – vércukormérő eszközöknél), mind globális,

telemedicinai alkalmazhatósági és orvosi értékelési szempontokat figyelembe vettünk.

Valós-idejű szabályozás egészségügyi eszközökben

T8C2



nagy jelentősége van egy olyan szolgáltatás létrehozá-

sának, amely a piaci érdekek mellett, egyaránt javítja a

betegek és egészségügyi dolgozók komfortérzetét. A

projekt keretében kifejlesztésre kerülő egészségügyi plat-

form összekapcsolja a különböző lakossági célcsoportú,

egészségügyi mobil alapú Magyar Telekom szolgáltatáso-

kat. A létrejövő HCM szolgáltatás egy nemzetközi szinten

is új, egyedülállóan komplex mobil-alkalmazás, amelynek

segítségével első lépésben az alábbi funkciókat érhetik el

a szolgáltatást igénybe vevő páciensek:

• Betegadatok, betegtörténet, aktuális vizsgálati adatok

elérése szöveges formában (publikus kórházi dokumen-

táció: leletek, jelentések, ambuláns lapok);

• Időpontfoglalás;

• 24 órás orvosi elérés;

• Információ a várakozók számáról, a várakozási időről,

az esetleges változásokról;

• Helyinformációk a kórházban található hasznos helyekről

(gyógyszertár, egyes épületek, mellékhelyiségek, parko-

lási lehetőségek stb.);

• Egyéb információk a várható vizsgálatokról, betegségről,

kórházról, orvosokról;

• Belső teres, személyre szabott navigáció;

• Terápiamenedzsment (gyógyszerek szedése, mellékha-

tások, egészséges életmód).

Résztvevő intézmények: Magyar Telekom Nyrt.

Gottségen György Országos Kardiológiai Intézet, Infinitium Stúdió Kft., PPT Group Kft.

Volford Zsuzsanna, [email protected]


❶ Egészségügyi kutatás-fejlesztési projekt a Magyar Telekomnál http://www.telekom.hu/rolunk/innovacio/kutatas_fejlesztes/egeszsegugyi_kutatas_fejlesztesi_projekt

❶ itbusiness.hu, 2013. szeptember 13.

❶ http://www.itbusiness.hu/Fooldal/rsscsatorna/egeszsegugyi_projekt.html?portalstate=rss;

❶ Marketinginfo, 2013. szeptember 13. http://www.news4business.hu/kozlemenyek/press_release.php?id=19871&referer_id=rss; euroastra.hu, 2013. szeptember 14., http://euroastra.hu/node/74336



Az egészségügyben dolgozóknak alapvető

feladata a kórházak, szakrendelések, ambu-

lanciák működési folyamatainak ismerete,

a kialakult rendszerek kezelése és az ah-

hoz való alkalmazkodás. Ezt intézménytől

függően jobb-rosszabb informatikai támo-

gatással, de az idők során megszerzett kellő

tapasztalattal tudják működtetni. Ugyan-

akkor sokszor nehezen kezelhető számukra

a páciensek bizonytalansága, kérdéseinek

özöne. A páciensek komfort érzete alacsony

az információk hiánya miatt, az egészség-

ügyi dolgozók terheltsége pedig tovább

növekszik a tájékoztatási feladatok miatt. A

HealthCare Mobile projekt célja, hogy egy

olyan piacképes, országos lefedettséggel

rendelkező beteginformációs szolgáltatás

jöjjön létre, mely megkönnyíti a betegek

tájékoztatását, felkészítését és irányítását az

egészségügyi intézményen belül és kívül. A

jelenlegi egészségügyi környezetben igen

nagy az egészségügyi dolgozók leterheltsé-

ge és egyre kevesebb idő és energia jut az

egyes betegek tájékoztatására, így kiemelten

A HealthCare Mobile projekt célja egy hazai és nemzetközi viszonylatban is teljesen

új és egyedülálló IKT alapú – okostelefonra és tabletekre optimalizált – egészségügyi

megoldás kifejlesztése. A fejlesztés eredményeként – a létrejövő korszerű mobil alkal-

mazások révén – megvalósul az egészségügyi intézményeket látogató betegek vizs-

gálatra történő távoli bejelentkezése, felkészítése és emlékeztetése, intézményen belüli

irányítása, kezelésüknek későbbi utókövetése. A szolgáltatás segítségével a betegek

számára egyszerűen elérhetővé válnak saját egészségügyi információik (betegadataik

és leleteik), a betegségükhöz és a vizsgálatukhoz kötődő egészségügyi felkészítő tar-

talmak, továbbá az egészséges életmódhoz kapcsolódó információk. A projekt ered-

ményeire építve a Magyar Telekom egy komplex e-Health szolgáltatási platformot tud

kialakítani és ezáltal egy sokoldalú, innovatív és számos továbbfejlesztési lehetőséggel

rendelkező szolgáltatással tud megjelenni a hazai egészségügyi piacon.

HealthCare Mobile platformEgészségügyi mobil keretalkalmazás

T8C4




DE Szemklinika DE Bőrgyógyászati Klinika

Hajdu András, DE IK, [email protected] Csutak Adrienne, DE Szemklinika

Juhász István, DE Bőrklinika


• TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 4.1 témája• TÁMOP 4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0045• TÁMOP 4.2.4. A/2-11-1-2012-0001• Université de Bourgogne - Laboratoire Le2i UMR 5158 CNRS (bilaterális Balaton 2014 projekt)• Moorfields Eye Hospital, London (támogató partner a TECH08-2 NKTH projekthez: DRSCREEN- Developing a computer based image processing system for diabetic retinopathy screening)


❶ B. Antal, A. Hajdu: An ensemble-based system for automatic screening of diabetic retinopathy, Knowledge-Based Systems (Elsevier) (2014), IF=4.104, in Press, http://dx.doi.org/10.1016/j.knosys.2013.12.023.

❷ Zs. Torok, T. Peto, E. Csosz, E. Tukacs, A.M. Molnar, Zs. Maros-Szabo1, A. Berta, J. Tozser, A. Hajdu, V. Nagy, B. Domokos, A. Csutak: Tear fluid proteomics multimarkers for diabetic retinopathy screening, BMC Opthalmology 13(40) (August 2013), 8 pages, IF=1.44.

❸ I. Lazar, A. Hajdu: Retinal microaneurysm detection through local rotating cross-section profile analysis, IEEE Trans. on Medical Imaging 32(2) (February 2013), 400-407, IF=3.643.

❹ B. Antal, A. Hajdu: An Ensemble-based System for Microaneurysm Detection and Diabetic Retinopathy Grading, IEEE Trans. on Biomedical Engineering 59(6) (2012), 1720-1726. IF=2.278. PDF

❺ R.J. Qureshi, L. Kovacs, B. Harangi, B. Nagy, T. Peto, A. Hajdu: Combining algorithms for automatic detection of optic disc and macula in fundus images, Computer Vision and Image Understanding (CVIU) 116 (2012), 138–145, IF=2.404.



Több aktív kutatást folytatunk klinikai partnerek-

kel automatikus szűrőrendszerek kifejlesztésére.

Diabéteszes retinopátia szűrésére alkalmas

prototípust már készítettünk, bőrrák szűrésé-

vel kapcsolatban most folyik aktív kutatás. A

diabéteszes retinopátia komplex szűrőrendszere

jelenleg retinaképek feldolgozásán alapul. A

rendszer hatékonyságát az adja, hogy összetett

rendszerrel dolgozunk, azaz egyes funkciona-

litásokat számos algoritmus szavazórendsze-

rein keresztül valósítunk meg. A megközelítés

nemzetközi gyakorlatban is nagyon hatékony,

viszont nagyobb számítási igénnyel is bír.

Egyrészt tervezzük a rendszer további finomítá-

sát/gyorsítását, illetve ami a nagy mennyiségű

adat feldolgozása szempontjából fontosabb, a

képi modalitás proteomikai modalitással való

kiegészítését is. Ilyen módon a szűrés ered-

ménye nemcsak képfeldolgozáson, hanem a

proteomikai adatokon is alapul, ami várhatóan

jelentős pontosságnövekedést hoz. Ilyen jellegű

rendszer nemzetközi szinten nem ismert. A

bőrgyógyászati szűrőrendszerben szintén

vizsgálható a genetikai adatok feldolgozásának

hasonló megjelenítése, illetve a már használt

képfeldolgozási algoritmusok hatékonyabb (pl.

elosztott) megvalósítása.

A szűrőrendszerek szerver oldali elhelyezése

biztosítja a pontosság miatt szükséges nagyobb

teljesítményt. A felhasználók képi és egyéb ada-

taikat interneten juttathatják el feldolgozásra.

Nemzetközi szinten komoly és régen megfogalmazott elvárás, hogy hatékony automatikus klinikai szűrőrendszerek készüljenek. A motivációt az adja, hogy egyrészt így csök-kenteni lehet a költséges orvos-beteg találkozók számát, illetve olyan fejlődő országok is eszközökhöz juthatnának, ahol nem áll rendelkezésre a megfelelő szintű szakorvo-si ellátás. A területen olyan szűrőrendszerek fejlesztésére kívánunk összpontosítani, ahol a felhasználók képalkotók segítségével akár saját maguk is elkészíthetik a felvételeket, amelyeket interneten továbbíthatnak kiértékelésre. Ilyen spe-ciális terület a cukorbetegség szemszövődményeinek, vagy a bőrrák vizsgálata. A nagyobb detektálási pontosság elérését összetett rendszerekkel tudjuk biztosítani, amelyek azonban igen erőforrásigényesek. A tömeges szűrőprogramok, illetve a képalkotók felbontásának javulása az adatmennyiség komoly növekedését vetítik előre. Ezen okokból tervezzük a jelenleg használt képfeldolgozó algoritmusok elosztottá tételét, illetve az összetett rendszerek elosztott környezetre (pl. optimális paraméterbeállítás) való kiterjesztését. Jelentős előrelépést várhatunk továbbá a szűrőrendszerek pontossá-gának növekedésében azáltal, hogy a képi adatok mellett proteomikai adatokat is vizsgálunk. A cél elérése érdekében nagy mennyiségű adatot kezelő gépi tanuló rendszerek és adatbányászati eszközök szükségesek.

Automatikus klinikai szűrőrendszerek

T8C6



Résztvevő intézmények: ETIK BME Távközlési és Médiainformatikai TanszékBME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások TanszékDE Informatikai Kar ELTE Informatikai Kar

Farkas Károly, [email protected]ér Gábor, [email protected]

A téma keretében különböző intelligens városi alkalmazások

fejlesztését és vizsgálatát céloztuk meg több kutatócsoport

különböző területeken végzett munkájával. Megterveztük az

alapjait egy közösségi érzékelésen alapuló okostelefonos utastá-

jékoztatási rendszernek XMPP protokoll felett, kibővítve ezt egy

kliens oldali vizualizációs alkalmazással. Az intelligens közlekedés

esetleíráshoz kapcsolódóan elkészült egy tanulmány a jelen-

leg széles körben használt közlekedéssel kapcsolatos adatok

tárolásáról, mérési technikákról, az adatokon végzett statisztikai

következtetésékről és az adatok matematikai modellben történő

felhasználásáról. Részletezésre került, hogy európai szinten,

milyen on-line elérhető adatforrásokkal lehet számolni. Áttekin-

tettük a közlekedési hálózatok matematikai kezelésének néhány

felhasználását városi közlekedéssel kapcsolatos problémák

esetében. Az ‚Intelligens polgári avatár’ vízióhoz kapcsolódóan

továbbfejlesztettük az ‚Intelligens szurkoló’ koncepciót. Megtör-

tént a QCSS (Quantum Consciousness Soccer Simulator) Mobile

Client implementálása egyszerű XMPP protokoll használatával.

Elkezdődött a pártpreferencia irányvonalat is kiszolgálni képes

YANonymous (anonim kapcsolati hálókból közösségi háló repro-

dukálhatóságát vizsgáló) alkalmazás fejlesztése. Az intelligens

kampusz esetleíráshoz kapcsolódóan megterveztünk és Android

platformra megvalósítottunk egy közösségi órarend alkalmazást.

A közösségi órarend alkalmazás képes a NETPUN rendszer egyéni

órarendjét a közösségi órarendbe másolni és az ottani adatbá-

zisban tárolni. Elkészítettük egy prototípus keretrendszer első

változatát, mely a Twitter közösségi hálózat posztjainak feldolgo-

zásával képes események valós idejű detektálására.

A téma keretében különböző intelligens városi alkalmazások fejlesztését és vizsgálatát céloztuk meg. Így foglalkoztunk közösségi érzékelésen alapuló okostelefonos utastájékoztatási rendszer fejlesztésével, az ‚Intelligens polgári avatár’ vízióval, beltéri hely-meghatározással vezeték nélküli technológiák segítségével, intelligens kampusz alkalmazások fejleszté-sével, valamint közösségi hálózatokból kinyerhető adatok eseménydetektálásra való felhasználásával.

Intelligens városi alkalmazások


• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 6.3 témája,• NFŰ EITKIC_12-1-2012-0001 számú projekt,• A KIC ICTLabs projekt ‚13064 CityCrowdSource activity’-je


❶ Farkas, K., Gódor, Gy., Huszák, Á.: Parking Assistance System for Indoor Environment, Journal IIT (Informatics & IT Today), vol. 1, issue 1, pp. 34-39, 2013

❷ Tomás, T., Nagy, Á. Zs., Szabó, R., Farkas, K.: Live Public Transport Information Service Using Crowdsourced Data, in Proceedings of the 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications (CogInfoCom 2013), demo paper, pp. 925-926; Budapest, Hungary, December, 2013

❸ Matuszka, T., Vincellér, Z., Laki S.: On a Keyword-Lifecycle Model for Real-time Event Detection in Social Network Data, in Proceedings of the 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications (CogInfoCom 2013), pp. 453-458; Budapest, Hungary, December, 2013

T8F2



A kutatás távolabbi célja web- és szenzornapló adatok elemzésére

alkalmas, elosztott adattárházak tervezése, majd az itt összegyűjtött

adatok elemzése. A FIRST 6.1 téma keretében kifejlesztett technoló-

giával összegyűjtött adatok helyi elemzését, tisztítását és esetleges

tömörítését végezzük el, majd az így kapott és továbbküldött ada-

tok számára alakítunk ki egy adattárház réteget, majd egy elemző

analitikai réteget, amely a FIRST 6.3 témában kifejlesztett alkalmazá-

sokat fogja meghajtani. A rendszer modern, a mára standarddá vált

Hadoop és NoSQL rendszereken túlmutató Big Data technológiákon

kell, hogy alapuljon, például Pregel, Naiad, Stratosphere, GraphLab.

Az analitikai réteg tervezésekor figyelembe kell venni a keletkező

adatok mobil (térben változó) és bizonytalan jellegét. Ez alkalmas

robusztus, hibatűrő algoritmusok tervezését igényli és elsősorban

a sztochasztikus statisztikus módszerekre, eljárásokra kell támasz-

kodni. Eredményeket értünk el nagy véletlen gráfok fejlődésének

vizsgálatában különféle preferenciális szabályok esetén, sikerült az

aszimptotikus viselkedést leírni. A kapcsolódó elágazó folyamatok

aszimptotikus viselkedését is sikerült leírnunk.

A cél olyan sztochasztikus modellek kidolgozása, amelyek intelligens város alkalmazások ana-litikai hátteréül szolgálhatnak, figyelembe véve az adatgyűjtő szenzorok helyzetének változását és az adatgyűjtésben résztvevők közötti hálózati kapcsolatokat. Ennek kapcsán eredményeket értünk el nagy véletlen gráfok vizsgálatában, nagy mennyiségű mobilitási adat elemzésében és intelligens kereső algoritmusok fejlesztésében.

Adatmenedzsment és tudásfeltárás intelligens városi alkalmazásokhozSztochasztikus modellek intelligens városi alkalmazásokban



• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 6.2. alprojektje


❶ István Fazekas, Bettina Porvázsnyik: Scale-Free Property for Degrees and Weights in a Preferential Attachment Random Graph Model. Journal of Probability and Statistics. - 2013 (2013), p. 1-12.

❷ András Garzó, István Petrás, Csaba István Sidló, András A. Benczúr: Real-time streaming mobility analytics. Mobile Phone Data for Development - Analysis of mobile phone datasets for the development of Ivory Coast. - p. 467-480.

❸ Kádek Tamás, Pánovics János: Extended Breadth-First Search Algorithm. International Journal of Computer Science Issues. - 10: 6 (2013), p. 78-82.

❹ Szabo, R. ; Farkas, K. ; Ispany, M. ; Benczur, A.A. et.al. Framework for smart city applications based on participatory sensing. Cognitive Infocommunications (CogInfoCom), IEEE 4th International Conference on (2013), 295 – 300.

T8F1Ispány Márton, [email protected]




Benczúr András, [email protected]ó Csaba, [email protected]

A közösségi hálózatok vizsgálata során számos friss eredmény

mutatta, hogy a kapcsolatokon keresztül bizonyos tulajdon-

ságok terjednek. Felmerült azonban az a kritika, hogy a mért

hatások lehetnek pusztán a homofília (hasonló ízlésűek kerülnek

egymással kapcsolatba), vagy a pillanatnyi trendek eredménye is. A

Last.fm és a Twitter hálózatain kísérleteinkben kimutattuk a hálózati

hatásokat és megmutattuk, hogy ezek ajánló, előrejelző feladatokban

hasznosíthatók.

Egy metropolisz vagy egy ország lakosságának hálózati kapcsolatai, társas interakciói befolyásolják az emberi viszonyokat, a kooperációt, a bizalmat vagy a bizalmatlanságot. Az adatok kezelhetővé tételével az effajta kérdéseket vizsgáló hagyo-mányos szociológiai kutatások pontosabb információval láthatók el.

Intelligens város: hálózati hatások vizsgálata


• FP7 288956 NADINE: New tools and Algorithms for DIrected NEtwork analysis (Új algoritmusok és eszközök irányított hálózatok vizsgálatában). CNRS Toulouse, Franciaország


❶ Róbert Pálovics, András Benczúr: Temporal influence over the Last.fm social network. The 2013 IEEE/ACM International Conference on Advances in Social Networks Analysis and Mining. ASONAM 2013 Niagara Falls, Canada, August 25-28, 2013

❷ R. Pálovics, B. Daróczy, A. Benczúr: Temporal prediction of retweet count. CongInfoCom 2013. Budapest, Dec. 2013.

T8F5



Nyitott, mobil-alapú, közösségi érzékelést felhasználó szolgál-

tatási platform felett olyan különböző, társadalmi és közösségi

szempontból fontos intelligens városi alkalmazásokat létrehozni,

melyek egyrészt adatokat hoznak létre az analitika számára,

másrészt demonstrálják az egyszerű alkalmazás kiterjesztési

lehetőségeket a közös platformra épülve. Egy metropolisz vagy

egy ország lakosságának kapcsolatai, társas interakciói az emberi

viszonyokat, a kooperációt, a bizalmat vagy a bizalmatlanságot

vizsgáló hagyományos szociológiai kutatásokat is sokkal pon-

tosabb, személyre szabható információval láthatják el az adatok

kezelhetővé tételével. Hozzájárulhatnak olyan komplex feladatok

hatékonyabb tervezéséhez is, mint például a közlekedésszerve-

zés, az energia-optimalizálás, illetve a nagy tömegeket vonzó

rendezvények előkészítése, ahol az emberek mobil hálózaton,

interneten kommunikálnak és ezért viselkedésük tervezhető,

koordinálható.

Kidolgozásra került az Intelligens szurkoló alkalmazás, amelyben többféle típusú mobil eszkö-zön tud a felhasználó egy mérkőzést annotálni. Az így kapott adatok felhasználhatóak egy sport-szakmai döntéstámogatási rendszerben. Elkészült egy intelligens órarend alkalmazás az intelligens kampusz keretében, amelyet a DE IK oktatói és hallgatói körében nagy népszerűségre tett szert. Az alkalmazás által gyűjtött adatokra épülő analitikai réteg kialakítása folyamatban van. Végül egy áttekintő cikk készült az XMPP alapú Intelligens városi alkalmazásokról.

Kognitív kampusz alkalmazásokIntelligens városi alkalmazások


• A TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0001 FIRST projekt 6.3. alprojektje


❶ Norbert Bátfai, Roland Dóczi, János Komzsik, András Mamenyák, Csaba Székelyhídi, József Zákány, Márton Ispány, György Terdik: Applications of a simplified protocol of RoboCup 2D Soccer Simulation. Infocommunications Journal. – Vol.- 5 : 1 (2013), pp. 15-20.

❷ Kádek Tamás, Kósa Márk: Intelligens campus Debrecenben. ENELKO 2013 XIV. Nemzetközi Energetika-Elektrotechnika Konferencia, Szám Okt 2013 XXIII. Nemzetközi Számítástechnika és Oktatás Konferencia. Szerk.: Biró Károly Ágoston, Sebestyén-Pál György. - pp. 210-213.

❸ Szabo, R. ; Farkas, K. ; Ispany, M. ; Benczur, A. A. ; Batfai, N. ; Jeszenszky, P. ; Laki, S. ; Vagner, A. ; Kollar, L. ; Sidlo, C. ; Besenczi, R. ; Smajda, M. ; Kover, G. ; Szincsak, T. ; Kadek, T. ; Kosa, M. ; Adamko, A. ; Lendak, I. ; Wiandt, B. ; Tomas, T. ; Nagy, A.Z. ; Feher, G. : Framework for smart city applications based on participatory sensing. Cognitive Infocommunications (CogInfoCom), 2013 IEEE 4th International Conference on, 2013, pp. 295 – 300.

T8F4Résztvevő intézmény: DE Informatikai Kar

Ispány Márton, [email protected]



kétféle szoftverrel is mérve akár a 20%-os eltérések is

jelentkezhetnek. A GLONASS+GPS rendszert használó

készülékeken az eltérés minimális volt. A mért jelből a

visszavert jelekből adódó zajt kiszűrve (pl. Kálmán filter,

regresszió analízis használatával) és csak a tiszta jeleket

figyelembe véve a mérési eredmények már homogenitást

mutattak. Mivel a mérési pontosságot befolyásolhatja

maga a mérő szoftver is, ezért folyamatban van egy olyan

szoftver kifejlesztése, amely ezt kiküszöböli. Osztályoztuk

a jelenleg a világon alkalmazott geolokalizációs techniká-

kat, illetve technológiákat:

(1) Manuális-, nyílt adatbevitel

(2) IP-alapú és egyéb zárt, automatizált rendszerek

(3) Műholdas technológiák

(4) Földi rádióhálózatokra építő technológiák

(5) Hibrid pozicionálási rendszerek

(6) Beltéri rádióhálózati technológiák

(7) Zárt listás manuális adatbeviteli technika

A helyzetalapú szolgáltatások – eltérő funkcionális-,

illetve szolgáltatott adattartalmukból fakadóan – eltérő

geolokalizációs információigénnyel bírnak; ezt a tényt je-

lenleg nem-, vagy alig veszik figyelembe e technológiák.






❶ Horváth Zoltán, Brachmann Ferenc: Okostelefonokba és tabletekbe épített GPS-ek mérési pontossága, XXIII. Nemzetközi Számítástechnika és Oktatás Konferencia, Nagyszeben, 2013. október 10-13.

❷ Ferenc Brachmann: „About performance requirements set against consumer-grade geolocation technologies”. In: Proc. IEEE International Conference on System Science and Engineering (ICSSE 2013)

❸ Ferenc Brachmann: „A comparative analysis of standardized technologies for providing indoor geolocation functionality”. In: Proc. 13th IEEE International Symposium on Computational Intelligence and Informatics (CINTI 2012)

❹ Brachmann Ferenc: Helyzetalapú szolgáltatások geolokalizációs információ-igényének klasszifikációja. Proc. Térinformatikai Konferencia és Szakkiállítás. „Az elmélet és gyakorlat találkozása”, Debrecen, 2012.05.24-2012.05.25. (ISBN:978-963-318-218-5)



A vizsgálat célkitűzése kettős. Egyfelől a

beltéri lokalizációra szeretnénk kielégítő

megoldást nyújtani, másfelől cél a mobilte-

lefon-felhasználók szokásainak nagymintás

kvantitatív vizsgálatán keresztül az olyan

felhasználói szokások, illetve preferenciák

vizsgálata, melyek befolyásolják a helyzetala-

pú szolgáltatások architektúrális, informá-

cióelméleti illetve általános technológiai

jellemzőit. Cél olyan új információmenedzs-

ment modell kidolgozása, amelyek lehetővé

teszi a felhasználók számára a helyzetalapú

szolgáltatások tömeges, komplex (egyszer-

re több szolgáltatás egy felületen történő)

és kényelmes igénybevételét. A várható

eredmény egyrészt részletes ismeretek az

okostelefon felhasználási szokásokra vonat-

kozóan, melyekkel kapcsolatban közvetlen

szokásokra, preferenciákra, és az abból

következő architektúrális, illetve technoló-

giai kérdésekre kívánunk következtetéseket

megfogalmazni, másrészt olyan informá-

ciómenedzsment modell, illetve ezt támo-

gatni képes teljeskörű szoftverarchitektúra

mely gyorsan és hatékonyan teszi lehetővé

a felhasználók számára több helyzetalapú

szolgáltatás egyidejű, egy egységes felületen

történő használatát, valamint az ebből faka-

dó előnyök kihasználását. Mobil eszközökön,

különböző mobil operációs rendszereken

lokalizációs méréseket végezve megálla-

pítottuk, hogy a mérések jelentős eltérést

mutatnak. Azonos operációs rendszeren, de

különböző eszközökön (pl. iPad2, iPhone4),

A kutatás célja egyfelől a beltéri lokalizációra kielégítő megoldást nyújtani, másfelől egy olyan – kvantitatív és kvalitatív módszerekkel felmért, felhasználói szokásokon alapuló – információ-menedzsment modell, valamint ezzel párhuzamosan egy olyan szoftverarchitektúra kidolgo-zása, mely hatékonyabbá teszi a jelenleg szigetszerűen elérhető helyzetalapú szolgáltatások felhasználók irányába történő publikálását, valamint egyszerűsíti azok kifejlesztési idejét, csökkenti kifejlesztési költségüket, gazdagítja a felhasználói élményt, és az integráción keresztül minden szereplő számára további hozzáadott értéket biztosít.

Geolokalizációs technológiák teljesítmény- és hatékonysági vizsgálata

T8G2

KÍSÉRLETI RENDSZEREK, SZABVÁNYOSÍTÁS, SZABÁLYOZÁS 09Témakörök, témajelentések és további regisztrált témák:

A) Kísérleti rendszerek, tesztbedek, kísérleti módszerek

T9A1 Virtuális szolgáltatási platformként hozzáférhető tesztbed a jövő internet kísérletekhez T9A2 Virtualizált kísérleti hálózati infrastruktúra fejlesztése a jövő internet kutatásokhoz T9A3 Szolgáltatás-virtualizáció T9A4 Elosztott adattároló rendszerek kialakítása és vizsgálata T9A5 Szövegelemzés a felhőben T9A6 Federált jövő internet tesztbedek monitorozási megoldásai

B) Kísérleti szolgáltatások, tapasztalatok

T9B1 T-City Szolnok, a jövő városa

C) Társadalmi - gazdasági tanulmányok, üzleti modellek

T9C1 Gazdasági modellek kutatása T9C2 Közösségi média rendszerek vizsgálata, helyi, „offline” közösségek támogatása T9C3 Metrikák az informatikai közművé váló jövő internet hatásainak értékelésére T9C4 Az RFID technológia társadalmi elfogadottsága

D) Szabványosítás

E) Szabályozás

T9E1 A jövő internet új lehetőségeihez illeszkedő szabályozási modellek vizsgálata, kutatása T9E2 Tárgyak internete: digitális tulajdonjog


KÍSÉRLETI RENDSZEREK, SZABVÁNYOSÍTÁS, SZABÁLYOZÁS 173

Az európai élvonalnak megfelelő színvonalú itthoni és

nemzetközi kommunikációs (kapcsolattartási és informá-

cióhozzáférési) lehetőségek, valamint kollaborációs (távoli

együttműködési és virtuális közösségi) környezetek állnak

rendelkezésre a kutatás-fejlesztés, valamint felsőoktatás

NIIFI által működtetett e-Infrastruktúráján (a nagysebes-

ségű hálózatra épülő grid, cloud, HPC, kollaborációs és

adatinfrastruktúrákon) keresztül a jövő internet kutatások

résztvevői számára. A fejlesztésnek köszönhetően a tesz-

telési környezetként működő infrastruktúra szolgáltatásain

keresztül virtuális alhálózatok segítségével valós körül-

mények között végezhetők mérések, tesztelhetők, illetve

vizsgálhatók az egyéb feladatok során kidolgozott mód-

szerek, eljárások. A hálózat csatlakozik az európai GÉANT

nagysebességű gerinchálózathoz és azon belül a korábbi

FEDERICA FP7-es projekt keretében kiépített nemzetközi

virtuális tesztelési alhálózathoz, lehetőséget biztosítva nagy

léptékű párhuzamos kísérletek végrehajtására is.

Föderatív azonosítású virtuális szolgáltatási platformként hozzáférhető tesztbed illesztése a jövő internet kutatások kísérleteihez. Virtuális szervezeteket (VO) támogató platform kialakítása, alkal-mazások VO-képessé tétele. Kísérleti infrastruktúra létrehozása nem-webes föderatív azonosítás számára. Network Assessment System Interface (NASI) – Layer 2 VPN kapcsolatok kezelése (webes felület csoportok adminisztrálásához szükséges követelmények kidolgozása, AttributeAuthority szolgáltatás beüzemelése, valamint a szolgáltatások VO-képessé tétele a csoportmunkát segítő pilot szolgáltatás kialakításán keresztül a VO-k számára, pl. levelezőlista, wiki).

Virtualizált kísérleti hálózati infrastruktúra fejlesztése a jövő internet kutatásokhoz


• Részvétel az EU FP7 GN3plus projektjében és a TÁMOP 4.2.2.C projektben.


❶ Bálint Lajos: Egy szebb új világ 2014-től? - Úton a Horizon2020 és a GÉANT következő generációja felé, Networkshop 2013, Sopron

❷ Farkas István: A HBONE 2012. évi fejlesztési eredményei. Networkshop 2013, Sopron

T9A2Résztvevő intézmény: NIIFI

Farkas István, [email protected]álint Lajos, [email protected]


KÍSÉRLETI RENDSZEREK, SZABVÁNYOSÍTÁS, SZABÁLYOZÁS172

A cél föderatív módon működő virtualizált kísérleti hálózati

környezetben kiépített tesztbed biztosítása az NIIF Intézet

hálózati infrastruktúrájára és annak nemzetközi kapcsolódása-

ira építve a jövő internet kutatásokhoz. A próbapálya jellegű

dedikált, virtuális magánhálózat kialakítása és egyeztetett idejű

rendelkezésre állása lehetővé teszi akár destruktív hálózati és/

vagy magasabb építkezési szintű tesztelési célú vizsgálatok

elvégzését. Folytatódott az infrastruktúra és a szolgáltatás

jellemzőinek, kialakításának és működtetési módozatainak,

valamint a hálózat-menedzselés hatékonyságának vizsgálata,

illetve javítása. Megtörtént a kiépített szolgáltatások elérhetővé

tétele egy országosan egyedülálló háttér-infrastruktúrán, az

NIIF Intézet által fejlesztett és üzemeltetett HBONE hálózaton,

valamint a HBONE által elérhetővé tett nemzetközi kutatói

hálózaton (GÉANT) keresztül. A korábbi FEDERICA és a futó

GN3plus projektek keretében kidolgozott módszerek és a kiala-

kított nemzetközi kapcsolatrendszer birtokában non-destruktív

kísérleti magánhálózati struktúra (pilot tesztbed) építhető ki. Ez

jelentős mértékben hozzájárul a szolgáltatások kutatási-fejlesz-

tési munkáinak gazdaságosságához és eredményességéhez,

valamint KF és az üzleti hasznosítás közötti, ún. inkubációs/pilot

szakasz hatékonyságához is.

Virtuális szolgáltatási platformként hozzáférhető tesztbed építése a jövő internet kutatások kísérle-tei számára föderatív azonosítás megvalósításával. A virtuális szolgáltatási platformok és tesztbed rendszerek fejlesztése terén kétfaktoros azonosítás és növelt biztonsági szint bevezetése az eduID Föderációban. Kétfaktoros azonosítás alkalmazásának lehetőségeire vonatkozó vizsgálatok és pilot rendszer üzembeállítása SAML2 IdP-knél, lefedve az erős azonosítás föderatív reprezentációjá-nak kezelését (Level of Assurance), beleértve a szükséges föderációs szabályzatok kidolgozását is.

Virtuális szolgáltatási platformként hozzáférhető tesztbed jövő internet kísérletekhez


• Részvétel az EU FP7 GN3plus projektjében és a TÁMOP 4.2.2.C projektben.


❶ Bálint Lajos, NIIF Intézet: Egy szebb új világ 2014-től? - Úton a Horizon2020 és a GÉANT következő generációja felé, Networkshop 2013, Sopron

❷ Farkas István, NIIF Intézet: A HBONE 2012. évi fejlesztési eredményei. Networkshop 2013, Sopron


Bálint Lajos, [email protected] István, [email protected]



Cél: A fejlesztés célja olyan réteges felépítésű, földrajzilag

elosztott adattárolási megoldás kiépítése, amely lehető-

vé teszi nagyméretű és/vagy nagyszámú adatállomány

strukturált módon történő tárolását, biztonságos hálózati

tartalékolását, valamint biztonságos felhasználói elérését.

Eredmény: A kutatási-fejlesztési munka eredményeként,

a kezdeti időszakában összehasonlításra került több, me-

rőben különböző megoldás, majd ennek kiértékelését kö-

vetően kiépült egy nagykapacitású, földrajzilag elosztott

kiterjedésű adattároló rendszer, mely egyebek mellett a

jövő internet kutatások tesztjeihez is rendelkezésre áll.

A munka során kiemelt szerepet kapott az adattároló

rendszerek elemzése, illetve teljesítményvizsgálata, külö-

nös tekintettel a nagy távolságú optikai adathálózatokon

történő adatátvitelre. A felhasználói viselkedés modelle-

zése és a kapott visszajelzések alapján elvégzett részletes

paraméterezést követően a kiépített rendszer alkalmassá

vált a projekt célkitűzéseinek támogatására.

Az óriási kapacitású tárolóeszközök megjelenésének köszönhetően a téma keretében megbízható, elosztott adattárolás lehetőségét teremtjük meg, különös tekintettel a jövő internet kutatásokra. Jelenleg is elérhető számos olyan megoldás, amelyek az adattártolás egyes dimenziói mentén kielégítő funkcionális és performancia paraméterekkel rendelkeznek, azonban ezek nem feltétlenül megfelelőek sem vertikális, sem horizontális értelemben. A kutatás a jövő internet új igényeinek megfelelő szoftveres konfigurációt határozott meg.

Elosztott adattároló rendszerek kialakításaés vizsgálata


• Részvétel az EU FP7 SIM4RDM projektjében és a TÁMOP 4.2.2.C projektben


❶ Márton Iván: Az NIIF új szuperszámítógép, storage és cloud infrastruktúrája, „Új lehetőségek a kutatói hálózatban” konferencia, 2012, Győr

❷ Stefán Péter: Az NIIFI adattároló infrastruktúra bővítése, Networkshop 2012, Veszprém


Márton Iván, [email protected]án Péter, [email protected]



Cél: Szolgáltatás-virtualizáció kialakítása a szolgáltatást

nyújtó fizikai infrastruktúra elválasztása annak logikai

megjelenésétől. A megoldás olyan köztesréteg-rendszer

(szoftver) használatán alapul, amely segítségével össze-

gyűjthetjük az erőforrásokat, azokat absztraháljuk, és me-

nedzselhetővé tesszük, annak érdekében, hogy a szolgál-

tatás minél jobban megfeleljen a felhasználói igényeknek,

és minél hibatűrőbb legyen. A virtualizáció terén kiemelt

szerepet játszik a storage-virtualizáció, melynek lényege,

hogy az elemi adattárolók által használt protokollokat és

a felhasználók által használt protokollokat elválasztjuk

egymástól.

Eredmény: A fejlesztés eredményeként virtualizált szu-

perszámítástechnikai és adattárolási szolgáltatások állnak

a kísérleti (pilot) alkalmazások rendelkezésére, lehetővé

téve az európai élvonalnak megfelelő színvonalú itthoni

és nemzetközi kutatási munkákat, melyek a grid, cloud

és HPC területen a KF munkák során felmerülnek a jövő

internet kutatásokkal kapcsolatban.

A kutatás egy megfelelő szolgáltatás-virtualizáció kialakítását célozza a jövő internet ku-tatási kísérletek követelményeinek szem előtt tartásával. Célunk az elérhető szoftver virtu-alizációs rendszerek vizsgálata, összehasonlító elemzése, valamint az igényeknek történő megfelelőségük alapján egy megfelelő megoldás meghatározása. Mivel a magas szintű követelményekből deriválhatóan szükséges mind a tárolást, mind a hálózati és a hardver szintet is virtualizálnunk, célunk egy olyan részletes hardver és szoftver követelményrend-szer felállítása, amely távlatilag valós megoldást nyújt a jövő internet szolgáltatásainak virtualizálására.

Szolgáltatás-virtualizáció


• Részvétel az EU FP7 SIM4RDM projektjében és a TÁMOP 4.2.2.C projektben


❶ Márton Iván: Az NIIF új szuperszámítógép, storage és cloud infrastruktúrája, „Új lehetőségek a kutatói hálózatban” konferencia, 2012, Győr

❷ Stefán Péter: Az NIIFI adattároló infrastruktúra bővítése, Networkshop 2012, Veszprém


Stefán Péter, [email protected]árton Iván, [email protected]




Kacsuk Péter, [email protected] László,

Kovács László


• FuturICT.hu (TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0013)

• FP7 258105 LAWA: Longitudinal Analytics of Web Archive data (Internet Memory, FR; Hanzo Archives, UK)

• FP7 288956 NADINE: New tools and Algorithms for DIrected NEtwork analysis (Új algoritmusok és eszközök irányított hálózatok vizsgálatában). CNRS Toulouse, France


❶ Miklós Erdélyi, András A. Benczúr, Bálint Daróczy, Andras Garzó, Tamás Kiss, David Siklósi: The classification power of Web features. Internet Mathematics, megjelenés alatt.

❷ Young-Ho Eom, Klaus M. Frahm, András Benczúr and Dima L. Shepelyansky: Time evolution of Wikipedia network ranking. The European Physical Journal B 86.12 (2013): 1-9.

❸ Julianna Göbölös-Szabó, András Benczúr: Temporal Wikipedia search by edits and linkage. SIGIR 2013 Workshop on Time-aware Information Access, 28 July – 1 August 2013, Dublin, Ireland



Célunk nemzeti adat- és szöveg-alapú e-science

szolgáltatás-platform létrehozása volt. A tudo-

mányt ma kettős paradoxon jellemzi. Egyrészt

miközben a tudás termelése minden korábbi

mértéket meghalad, az egyén képességei nem

haladnak ezzel összemérhető sebességgel. Más-

részt miközben világunk problémái egyre inkább

interdiszciplináris hozzáállást igényelnek, a kutatás

egyre inkább specializálódik és hiányzik az egyes

széles területek összefoglalásának lehetősége. A fel-

adat célja olyan felhő alapú e-eszköztár létrehozása,

amely képes a két paradoxon feloldására, megfele-

lő szemantikus, tudás-alapú szolgáltatás biztosí-

tására, amelynek segítségével a kutatók át tudják

tekinteni a kapcsolódó területek eredményeit.

Internet alapú kísérleti környezetet hoztunk létre

nagyléptékű, heterogén dokumentumállomá-

nyok vizsgálatának céljaira, amely hangsúlyozza

az infrastruktúra fenntarthatóságát, skálázható-

ságát, és a gyűjtő, lekérdező és elemző modulok

könnyű használhatóságát.

A létrejött rendszer tartalmaz egy Big Data

trend-elemző eszközt, és alkalmazza a

Jeruzsálemi Egyetem és a Carnegie Mellon

University (CMU) kutatói által fejlesztett

GraphLab rendszert. A szolgáltatás kereshető-

vé, elemezhetővé tesz több mint egymilliárd

Tweet üzenetet, 200 millió Weboldalt és a

teljes angol nyelvű Wikipedia szerkesztési

történetét, az MTA „Big Data – Lendület” kuta-

tócsoport infrastruktúráján.

A kiszolgáló hardver/szoftver infrastruktúrát

folyamatosan tovább kívánjuk fejleszteni,

figyelembe véve az aktuális és tervezett kuta-

tások erőforrásigényeit, nem feladva eredeti

második célunkat a nyílt hozzáférésű hálózati

e-science szolgáltatásrendszer kifejlesztése és

üzembeállítása tekintetében, mely már nem

csupán az MTA SZTAKI e területen dolgozó

kutatói számára nyújtana hasonló fejlett

tudás-szolgáltatásokat, hanem a teljes magyar

kutatói szféra kutatóinak is.

Miközben a tudás termelése minden korábbi mértéket meghalad, az egyén képességei nem haladnak ezzel összemérhető sebességgel. Olyan felhő alapú e-eszköztárat hoztunk létre, amely képes megfelelő szemantikus, tudás-alapú szolgáltatás biztosítására, amelynek segítségével a kutatók át tudják tekinteni a kapcsolódó területek eredményeit.

Szövegelemzés a felhőbenVirtuális Web Obszervatórium

T9A5



integrált hálózat mérési és monitorozási platformot

egészítjük ki olyan új lehetőségekkel, amelyek alkalmassá

teszik, hogy slice és infrastruktúra monitorozó platformot

biztosítson e teszthálózatok és felhasználóik számára.

Ezáltal lehetővé téve a hálózatban bekövetkező változá-

sok valós időben történő követését. A bevezetésre kerülő

virtualizált erőforrások és újszerű mérések eredményeinek

tárolására és megosztására új hozzáférési és adatfede-

rációs lehetőségekkel bővítettük az NMVO (Network

Measurement Virtual Observatory) adatbázis rendszert. A

projekt segítségével az EIT ICT Labs FITTING teszt hálóza-

tai új mérő/monitorozó képességekkel és szolgáltatások-

kal egészültek ki.

Résztvevő intézmény: Eötvös Loránd Tudományegyetem, Fizikai Intézet

Vattay Gábor, [email protected] Sándor, [email protected]


• EIT KIC 12-1-2012-0001 projekt Komplex hálózatok megoldásai alprojektje

• EIT ICT Labs FITTING projekt

• EU FP7 NOVI projekt

• EU FP7 OpenLab projekt


❶ J. van der Ham, J. Steger, S. Laki, Y. Kryftis, V. Maglaris, C. de Laat: The NOVI Information Models, Future Generation Computer Systems, Elsevier, 2013. DOI: 10.1016/j.future.2013.12.017

❷ J. Stéger, S. Laki, P. Mátray: A Monitoring Framework for Federated Virtualized Infrastructures, In „Measurement Methodology and Tools” (Editors: Lluis-Fabrega, Pere Vila, Davide Careglio, Dimitri Papadimitriou), Springer Lecture Notes in Computer Science (LNCS), Vol. 7586, Aug. 2013 DOI: 10.1007/978-3-642-41296-7 11



A jelenleg használt hálózati méréseket

lehetővé tevő eszközök (sonoma-ma, iperf,

ping stb.) mind más-más módon érhetőek

el (SOAP alapú web service, parancssori

interfész, stb.). A projekt során kifejlesztendő

rendszerben e meglévő eszközök is könnyű

szerrel integrálhatók lesznek, melyeket egy

egységes szemantikus interfészen keresztül

vezérelhet mind a felhasználó (pl. a saját sli-

ce-ai monitorozásához), mind más rendszer

komponensek (pl. intelligens erőforrás fogla-

láshoz). Mindezidáig ilyen átfogó monitorozó

eszköz még nem készült, ami támogatja a

federált virtualizált környezeteket is. Célunk

egy olyan rugalmas eszköz elkészítése, mely

felhasználható az EIT ICT Labs FITTING és a

OneLab tesztbedjeinek monitorozására és

az azokban való hálózati mérések egyszerű

végrehajtására, továbbá a mérések újszerű

alkalmazásokban való felhasználására (pl.

aktív IP geolokáció). A projekt során újszerű

hálózat mérési módszereket dolgozunk ki

federált virtualizált jövő internet tesztháló-

zatok monitorozására. E célból a SONoMA

Az elmúlt években a jövő internet kísérleti infrastruktúrák hatalmas változáson mentek keresztül. Az erőforrás virtualizáció mellett felmerült az igény a speciális célokra kifejlesztett tesztbedek együttes felhasználására, mely számos infrastruktúra federációs megoldást eredményezett. A federáció legnagyobb nehézsége a menedzsment, vezérlési és monitorozási rétegek harmonizációja, hisz a különböző tesztbedek más-más megoldásokat használnak, és más-más lehetőségekkel bírnak. A téma federált virtualizált rendszerek monitorozásának metodológiájával, a mérésvezérlés és a mért metrikák harmonizációjával, kereszt-domén aktív mérésekkel, aktív mérések alkalmazá-sokban való felhasználásával (pl. IP geolokáció) és a virtualizáció hálózati mérések pontosságára gyakorolt hatásaival foglalkozik.

Federált jövő internet tesztbedek monitorozási megoldásaiHálózatmérési, monitorozási platformok és alkalmazásaik

T9A6


RÉSZT VEVŐK180

A JÖVŐ INTERNETNEMZETI KUTATÁSI PROGRAM RÉSZTVEVŐI

Alapító tagokDebreceni Egyetem (DE)

Jövő Internet Kutatáskoordinációs Központ (FIRCC) Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME)

Egyetemközi Távközlési és Informatikai Központ (ETIK)Nemzeti Információs Infrastruktúra Fejlesztési Intézet (NIIFI)

MTA Atommagkutató Intézet (ATOMKI)

Rendes tagokAITIA International Zrt.

Budapesti Corvinus Egyetem (BCE)Campden BRI Magyarország Kft.

Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE)Eszterházy Károly Főiskola, Eger (EKF)

Magyar IPv6 Forum Magyar Telekom Rt.

Miskolci Egyetem (ME)MTA Számítástudományi és Automatizálási Kutató Intézet (SZTAKI)

MTA-BME Lendület Jövő Internet KutatócsoportNemzeti Média és Hírközlési Hatóság (NMHH)

Nyugat-magyarországi Egyetem, Sopron (NymE)Óbudai Egyetem (ÓE)

Országos Széchényi Könyvtár (OSZK) Pannon Egyetem, Veszprém (PE)

Pázmány Péter Katolikus Egyetem (PPKE) Pécsi Tudományegyetem (PTE)

Szegedi Tudományegyetem (SZTE)Széchenyi István Egyetem, Győr (SZE)

3DICC Kutatólaboratórium

Pártoló tagokAntenna Hungária Rt.

Fujitsu Technology Solutions Kft.Hírközlési és Informatikai Tudományos Egyesület (HTE)

IBM Magyarország NMH - ITK Párbeszéd Bizottság

Oracle Hungary Safepay Kft.

SAP Magyarország

Documents

fircc.unideb.hufircc.unideb.hu/content/FIRCC_eredmeny.pdf · T1A3 Nagyméretű hálózatok elmélete, matematikai modellezése (ETIK) 26 T1B1 Nemhagyományos számítási modellek