Jungwissenschaftler/innen 2017

Sebastian Banescu

Die Auszeichung von Sebastian Banescu als Jungwissenschaftler der Stiftung Werner-von-Siemens-Ring erfolgt in Anerkennung seiner wegweisenden wissenschaftlichen Leistungen für die Entwicklung und Verbesserung von Methoden zum Schutz von Software gegen böswillige End-Anwender und Schadsoftware.

zu Sebastian Banescu

Sebastian Banescu is an IT Security Specialist at BMW AG in Munich, where he is involved in various projects regarding the security of the connected car against remote attackers, tunning garages and malicious car owners. In July 2017, he received his PhD, with distinction, at the Technical University of Munich under the supervision of Prof. Alexander Pretschner. The topic of his PhD thesis was to characterize the strength of software obfuscation against automated man-at-the-end attackers. The end goal of his work was to develop a framework that allows software defenders to easily choose which software protections to employ in order to protect their software against malicious end-users. Before moving to Germany in 2013, Dr. Banescu, received a MSc. in Computer Science and Engineering, “cum laude”, from Eindhoven University of Technology in the Netherlands, and a BSc. in Computer Science and Engineering, from the Technical University of Cluj-Napoca in Romania.

Evaluating Software Protection against Automated Reverse Engineering Attacks

Software protection focuses on defending software applications against malicious end-users, also called man-at-the-end (MATE) attackers, who have access to the (binary) code of the application and its execution environment. The biggest problem of software developers who want to protect their software, is that there are dozens of software protection transformations and it is not clear how much effort the attacker will need if certain transformations are combined.

This paper proposes a framework for quantifying the effort needed by MATE attackers against a given protected software. Our framework helps software developers identify software features which are crucial for MATE attacks and which can be transformed by software protection in such a way to make the attack more difficult. These features are then used to train regression models, which predict how much time the MATE attack will take on a given protected software.

Veronika Schleper

Die Auszeichung von Veronika Schleper als Jungwissenschaftlerin der Stiftung Werner-von-Siemens-Ring erfolgt in Anerkennung ihrer herausragenden Beiträge zur Weiterentwicklung der virtuellen Produktentwicklung für komplexe technische Anwendungen.

zu Veronika Schleper

Veronika Schleper beschäftigt sich seit 2006 mit Fragestellungen der virtuellen Produktentwicklung. Für ihre Dissertation erhielt sie 2009 den Promotionspreis Energie der Enovos Deutschland AG. Nach der Promotion arbeitete Veronika Schleper in einem interdisziplinären Forschungsprojekt an der Beschreibung von Mehrphasenströmungen. 2010 erfolgte die Aufnahme in den Exzellenzcluster Simulation Technology der Universität Stuttgart, in dem sie ab 2013 die Stelle der Visions-Postdoktorandin für virtuelles Prototyping innehatte. 2011 wurde Veronika Schleper in das Eliteprogramm für Postdoktorandinnen und Postdoktoranden der Baden-Württemberg Stiftung aufgenommen. Veronika Schleper habilitierte sich 2015 im Fach Mathematik und hält seither eine Privatdozentur an der Universität Stuttgart. Seit 2016 arbeitet sie als Forschungsingenieurin im Zentralbereich Forschung und Vorausentwicklung der Robert Bosch GmbH im Bereich der virtuellen Produktentwicklung für Strömungskomponenten.

Virtuelle Produktentwicklung für Strömungskomponenten

Der rechnergestützte Nachweis der Funktionsfähigkeit technischer Komponenten spielt in der Entwicklung innovativer Produkte eine immer größere Rolle. Zum einen ermöglichen Simulationen detaillierte räumlich aufgelöste Einblicke in das technische System, die durch traditionelle Messtechnik nicht oder nur mit großem Aufwand erhältlich wären. Zum anderen ermöglicht der Aufbau virtueller Prototypen eine einfache und kostengünstige Erprobung verschiedener Designvarianten und -ansätze.

Zum Aufbau solcher virtueller Prototypen werden die zur Beschreibung des Bauteils relevanten physikalischen Effekte identifiziert, in mathematische Modelle formuliert und anschließend in Computerprogramme übersetzt. Um der Komplexität heutiger technischer Systeme Rechnung zu tragen reichen gängige Simulationsmethoden häufig nicht aus, sodass ein Hauptaugenmerk auf der Entwicklung neuer präziser Modelle zur detaillierten Beschreibung der relevanten physikalischen Effekte liegt.

Lorenz Schmitt

Die Auszeichung von Lorenz Schmitt als Jungwissenschaftler der Stiftung Werner-von-Siemens-Ring erfolgt in Anerkennung seiner wegweisenden Arbeiten zu Navigation und Lenkung autonomer Fluggeräte sowie deren Wechselwirkung.

zu Lorenz Schmitt

Ende 2012 schloss Lorenz Schmitt sein Studium der Luft- und Raumfahrttechnik an der Universität Stuttgart mit einer Diplomarbeit zur Regelung von Lenkflugkörpern ab und ist seit 2013 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Flugmechanik und Flugregelung. Dort befasste er sich zunächst mit Bahnplanung und Navigation für Flächenflugzeuge mit Kamera und Inertialsensoren. Als Vertreter einer Klasse von Systemen deren Beobachtbarkeitseigenschaften in enger Wechselwirkung mit dem Zustandsverlauf stehen, stellt diese Anwendung die etablierte Trennung von Planung und Schätzung in Frage. Das motivierte Herrn Schmitt, die analytische Auseinandersetzung mit jener Wechselwirkung ins Zentrum seiner wissenschaftlichen Arbeit zu rücken. So beschäftigt er sich gegenwärtig mit der Frage, wie der Zusammenhang zwischen den Trajektorien eines Fahrzeugs und der bei der Bestimmung seines Bewegungszustands erreichbaren Genauigkeit in allgemeingültiger Weise zu fassen ist. Die Fortsetzung seiner Aktivitäten, in Zukunft auch im Rahmen eines DFG-geförderten Vorhabens, soll integrierte Ansätze zu Schätzung und Planung hervorbringen, die die Leistungsfähigkeit autonomer Fahrzeugen zielgerichtet und systematisch verbessern.

Integrierte Bewegungsplanung für unbemannte Fluggeräte mit zustandsabhängigen Beobachtbarkeitseigenschaften

Um ihr volles Potential auszuschöpfen, müssen sich zukünftige unbemannte Luftfahrzeuge durch ein weitaus höheres Maß an Autonomie auszeichnen. Dabei sind Navigation und Bewegungsplanung entscheidende Funktionen und deshalb Gegenstand intensiver wissenschaftlicher Untersuchungen. Beide Gebiete werden in Forschung und Entwicklung immer noch isoliert voneinander betrachtet, obwohl nachgewiesen ist, dass diese Trennung die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystem empfindlich beeinträchtigen kann. Tatsächlich sind deutliche Leistungssteigerungen zu erwarten, wenn die Bewegungsplanung zielgerichtet auf die Verbesserung der Navigationsgüte hinwirken kann. Voraussetzung dafür ist allerdings ein theoretisch fundiertes Verständnis der zugrundeliegenden Wechselwirkungen. Auf dieser Grundlage werden neuartige integrierte Algorithmen für Planung und Schätzung entwickelt, durch die zukünftige Systeme präziser, zuverlässiger und kostengünstiger arbeiten können.

Lisa Schmöger

Die Auszeichung von Lisa Schmöger als Jungwissenschaftlerin der Stiftung Werner-von-Siemens-Ring erfolgt in Anerkennung ihrer herausragenden wissenschaftlichen Leistungen für das Abbremsen und Kühlen von hochgeladenen Ionen mit lasergekühlten Beryllium-Ionen in einer kryogenen Paulfalle.

zu Lisa Schmöger

Lisa Schmöger studierte Physik an der Humboldt-Universität zu Berlin und der Universität Heidelberg, wo sie sich schon früh mit der Physik hochgeladener Ionen (HCIs) beschäftigte. Für ihre Diplomarbeit über ein elektrodynamisches System zum Transfer von HCIs in eine kryogene Paulfalle, durch geführt am Max-Planck-Institut für Kernphysik (MPIK), erhielt sie 2013 den Otto-Haxel-Preis der Universität Heidelberg. Im Anschluss forschte sie am MPIK, in Kooperation mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt, zur sympathetischen Kühlung von HCIs in einer Paulfalle, um diese neuen Methoden der Frequenzmetrologie zugänglich zu machen. Die weltweit erstmalige Präparation von HCIs im 10mK Bereich, als Voraussetzung für die Realisierung hochpräziser Atomuhren mit HCIs als Taktgebern, gelang 2016. Dies ermöglichte mehrere Folgeprojekte, unter anderem zur Hochpräzisionslaserspektroskopie oder neuen XUV-Frequenzstandards, die sie bis zu ihrer höchst erfolgreichen Promotion 2017 intensiv mit vorbereitete bzw. begleitete.

Sind die Naturkonstanten konstant? – Kalte hoch geladene Ionen als mögliche Sensoren

Gleichzeitige Kontrolle über die Freiheitsgrade der Bewegung und Anregung von Quantenobjekten gestattet Messgenauigkeiten mit denen u.a. die Untersuchung geringer relativistischer Effekte und die Suche nach Physik jenseits des Standardmodells möglich sind. Theoretische Berechnungen sagen für bestimmte hochgeladene Ionen (HCIs) eine erhöhte Sensitivität verbotener optischer Übergänge bzgl. der Variation fundamentaler Konstanten, insbesondere der Feinstrukturkonstanten, voraus. Die Anwendung von heutzutage bereits verfügbaren Präzisionsmesstechniken der Atomphysik, wie der Quantenlogikspektroskopie, auf derartig sensitive Systeme könnte es ermöglichen, mit extrem großer Genauigkeit zu vermessen ob und wie sich fundamentale Konstanten in Raum und Zeit ändern. Dies ist, neben reiner Grundlagenforschung, auch gerade in Hinblick auf eine Neudefinition der SI-Einheiten durch Naturkonstanten, bedeutsam. Eine neue, modulare Technik zur Präparation kalter, stark lokalisierter HCIs fügt diese dem Repertoire an Quantensystemen für entsprechende Präzisionsexperimente hinzu und schafft die Voraussetzungen für den Bau von Atomuhren mit HCIs als Taktgebern.

Michelangelo Villano

Die Auszeichung von Michelangelo Villano als Jungwissenschaftler der Stiftung Werner-von-Siemens-Ring erfolgt in Anerkennung seiner herausragenden und wegweisenden Arbeit auf dem Gebiet der hochaufgelösten Radarfernerkundung.

zu Michelangelo Villano

Nach Abschluss seines Studiums der Telekommunikationstechnik an der Sapienza Universität von Rom in Italien verbrachte Michelangelo Villano ein Jahr bei der Europäischen Weltraumorganisation (European Space Agency – ESA/ ESTEC) in den Niederlanden, wo er Verarbeitungsalgorithmen für Eissondierungsradare entwickelt hat. Seit September 2009 ist er Wissenschaftler beim Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), wo er an innovativen Konzepten für Radar mit synthetischer Apertur (SAR) zur Beobachtung der Erde arbeitet. In seiner Doktorarbeit, die er 2016 am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) verteidigt hat, erforscht er das Verfahren des gestaffelten SAR, das derzeit als grundlegender Erfassungsmodus der Tandem-L-Mission angesehen wird. Im Frühjahr 2017 war er Gastwissenschaftler beim NASA Jet Propulsion Laboratory in Kalifornien, USA.

Radar mit synthetischer Apertur: eine leistungsstarke Technologie zur Beobachtung der Erde aus dem All

Das Radar mit synthetischer Apertur (synthetic aperture radar – SAR) hat sich bei der Beobachtung der Erde als Schlüsselinstrument der Fernerkundung erwiesen. Dennoch sind herkömmliche SAR-Systeme insofern begrenzt, als eine große Abdeckung nur zum Preis verminderter Auflösung erreicht werden kann. Gestaffeltes SAR (staggered SAR) überwindet diese Einschränkung mittels digitaler Strahlformung und kontinuierlicher Variation des Pulswiederholintervalls (pulse repetition interval – PRI). Gestaffeltes SAR ist auch der grundlegende Aufnahmemodus für die geplante Tandem-L-Mission, deren leistungsstarke Technik wöchentlich hochauflösende Bilder unseres ganzen Planeten liefern und dadurch die Messung einer Reihe essentieller Klima variablen ermöglichen wird.

Julia Vinogradska

Die Auszeichung von Julia Vinogradska als Jungwissenschaftlerin der Stiftung Werner-von-Siemens-Ring erfolgt in Anerkennung ihrer herausragenden Leistungen für die Weiterentwicklung theoretischer Grundlagen für die Gestaltung zuverlässiger Systeme mit künstlicher Intelligenz

zu Julia Vinogradska

Julia Vinogradska wurde in der ukrainischen Hafenstadt Odessa geboren. Im Alter von neun Jahren zog sie mit ihrer Familie nach Stuttgart. Ihr Studium der Mathematik mit Nebenfach Informatik absolvierte sie an der Universität Stuttgart. In ihrer Masterarbeit „Automorphismen von Graphgruppen“ befasste sie sich mit den Eigenschaften partiell kommutativer Gruppen, die unter anderem bei der Beschreibung und Analyse von nebenläufigen Prozessen Verwendung finden.

Seit 2014 ist Julia Vinogradska in der Zentralen Forschung der Robert Bosch GmbH als Industriedoktorandin tätig. In ihrer Promotion beschäftigt sie sich mit der Analyse von Machine Learning Verfahren, speziell Reinforcement Learning Methoden, die automatisiert die Regelung von unbekannten Systemen lernen. Sie entwickelte unter anderem automatisierte Verfahren, die Stabilitätsgarantien für gelernte Regler und Dynamiken berechnen. Nach Abschluss Ihrer Promotion wird Julia Vinogradska weiterhin in der Zentralen Forschung der Robert Bosch GmbH, im kürzlich gegründeten Bosch Center for Artificial Intelligence (BCAI) daran arbeiten, Machine Learning Verfahren zu analysieren und ihre Funktionalität mit theoretischen Garantien abzusichern.

Lernende Regler und Stabilitätsgarantien

In den letzten Jahren wurden in der künstlichen Intelligenz einige Durchbrüche erreicht. Dieser technische Fortschritt ermöglicht es, regelungstechnische Fragestellungen mit neuen Ansätzen anzugehen. Von der Systemidentifikation über die Reglersynthese bis zum Nachweis der Stabilität kann die künstliche Intelligenz dazu beitragen, die Probleme möglichst effizient und kostengünstig zu lösen und dabei den manuellen Aufwand zu minimieren.