理學院
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學院概況
理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系（均含學士、碩士及博士課程），及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所，另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人，陣容十分堅強，無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。
特色理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內，座落於臺北市公館，佔地約10公頃，是個小而美的校園，內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。
理學院創院已逾六十年，在此堅固基礎上，理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現，更在臺灣許多研究中獨占鰲頭，曾孕育出五位中研院院士。近年來，更致力於跨領域研究，並在應用科技上加強與業界合作，院內教師每年均取得多項專利，所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。
在科學教育研究上，臺灣師大理學院之排名更高居世界第一，此外更有獨步全臺的科學教育中心，該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務；是全國人力最充足，設備最完善，具有良好服務品質的中心。
在理學院紮實、多元的研究基礎下，學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇，無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作，均是絕佳選擇。
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Item 巨量資料上傳需求之證明違約稽核(2020) 湯亦祥; Tang Yi-Hsiang放在雲端上的資料、數據因為不完全受到數據擁有者的掌控，有可能因為雲端系統的故障、駭客及人為惡意入侵等原因造成資料的完整性受到破壞。從雲端上取回的資料的完整性應該要受到驗證稽核並在發現錯誤時能夠釐清錯誤的責任歸屬，此概念被稱為證明違約稽核(Proof of Violation)。然而，在巨量資料上傳的場景中，每筆的資料的依序稽核容易受到網路環境的影響，而讓稽核成為系統中的瓶頸。不僅如此，傳統雲端稽核的申訴也因為向可信任第三方的長時間的申訴流程，如法院，而令人感到不便甚至因此放棄申訴。 本文研究了巨量資料上傳場景中的稽核申訴，分析了兩種不同的違約證明協定Full Binary Hash Tree 以及 Aggregate Hash在該場景中無法應用的劣勢並提出了一個有效的解決方案。此外，也分析了Aggregate Hash可能遭受的攻擊並完善了協定來防禦攻擊，並進一步將稽核寫進智能合約中，完成了自動申訴的機制，去除了可信任第三方的角色，增強了申訴的信任價值以及效率。Item 基於公有區塊鏈之自動懸賞系統(2020) 李仲嘉; Lee, Chung-Chia近年來隨著網路科技的發達與專業分工的趨勢，懸賞方為了在時間或是空間的壓力下追求最大利益，會與承包方簽訂合約且提供一筆懸賞金，合約內容會明訂只要承包方確實完成任務，即可獲得懸賞金。 但是我們可以將懸賞方視為一個中心化的資料庫，假設今天懸賞方今天訂出合約內容為完成點擊懸賞方的影片十次，承包方確實完成了，但是懸賞方卻惡意的將點擊次數更改並宣稱承包方未完成任務，拒絕給付款項給承包方。而承包方只能依照當初簽訂的合約走法律途徑，而法律途徑往往曠日廢時。 本篇論文使用了公有區塊鏈以太坊的智能合約進行設計，因為公有區塊鏈上的紀錄是不可竄改且智能合約的程式碼也都是公開透明的，任何人都可以檢查是否有錯，只要承包方完成任務拿到正確的密碼學證據，上傳到智能合約中，智能合約將會自動判斷是否達到可領取懸賞金的條件，如果懸賞方出錯了，我們也可以透過智能合約進行申訴，不需要公正第三方的裁決。 而本篇論文會以路跑攝影當作例子，賽事主辦方為懸賞方，承包商為攝影師，攝影師獲得的懸賞金取決於自己的照片被參賽跑者下載次數，而我們會以上述解決方法實現一個公開透明且可稽核的懸賞系統。Item 以部分雜湊樹達成有效率的雲端儲存系統即時稽核(2013) 黃偉賢; WeiSian Huang在現今，人們使用雲端的服務越來越普及，例如雲端儲存(Cloud Storage)，但是用戶將自己比較重要的資料，放在不可相信的雲端上(untrusted server)會擔心所讀到的檔案是不正確或者不是最新的，或是遭受任何攻擊(例如roll-back attack 或是replay attack)。因此，很顯然用戶和服務提供商之間存在的許多問題。我們需要一個計劃來解決這些問題。 有一作法是將使用者資料備份，當有爭議時再去比較，但是此做法並不能保證哪一份是最新的以及其正確性，反而是增加更多的資源。在本篇論文中提出了一個機制，將用戶整個資料夾以及檔案以hash tree 方式儲存，稱為Merkle tree，以及利用hash tree產生之root hash來確保整個架構的唯一性，而雲端服務商保存著每次交換訊息所保留的證據，並交換root hash，確保雙方狀態是一致的，用戶讀到的檔案也為正確以及最新。 然而以上狀況在單一用戶是可行的，但是當有用戶有其他設備使用時，目前資料夾的狀態就必須更新至其他設備，以確保在做更新時，其他設備也是最新的。一般做法是對於還未更新的設備，將證據傳給他們(broadcasting)，但是此舉會增加其他設備不停訪問而增加多餘的時間，並且也會產生許多問題。 我們解決方法不需要使用broadcasting，而是有一個同步伺服器的機制，讓其他設備先暫時無法向server溝通，必須等待設備A與server完成一整個完整的運作，才可以解開同步伺服器，避免造成broadcasting不完備的情形。雖然同步伺服器的機制會增加其他設備等待的時間，但是藉此讓許多設備透過同步伺服器之中交換證據，等到要做操作時才會更新設備所儲存之Merkle tree，可以降低了許多時間，以達到真正的即時稽核( true instant audit)，也就是說，當用戶以及使用者有出錯時，馬上就可以偵測到。並再改善用戶驗證時需儲存的Merkle tree，每個設備只需存部份 Merkle tree(pMT)，若存取時沒有另一部分的Merkle tree，才需要更新，這樣一樣可以達到true instant audit，減少用戶儲存負擔。相關的實驗數據結果可以呈現各種交換程序所需要的時間，來證明這個機制的可行性以及優點。Item 利用集合雜湊值達到有效率的雲端儲存系統稽核與證明違約協定(2018) 吳承翰; Wu, Chen-Han雲端儲存系統是一種執行在雲端運算平台上的儲存系統，使用者可以將檔案放在雲端儲存系統以節省使用者自己電腦的儲存空間，雲端儲存系統也不需要使用者維護，而是由雲端服務提供者負責安裝、維護這些儲存系統。然而，雲端儲存系統可能因為系統當機、系統毀損、錯誤操作，甚至是遭到駭客攻擊而導致資料遺失或資料被更動，進而使雲端服務提供者回傳給使用者的資料版本不一致。因此我們希望使用者在存取雲端儲存系統時都可以透過一些證據來實行即時性的稽核。此外，我們也希望雲端服務提供者與使用者在進行稽核時，能夠以較少的運算動作來完成，達到減少能耗的目的。在本篇論文中，我們提出了一個即時稽核架構，此架構可以讓使用者執行query動作之後能夠即時性的發現雲端服務提供者是否有不當疏忽造成儲存系統毀損或是被竄改，並且有效的降低稽核時運算上的能耗。當不幸發生儲存系統毀損或是被竄改的情況，可以再透過證明違約機制來釐清使用者與雲端服務提供者之間的違約責任歸屬。我們將使用Aggregate hash來實作此架構。Item 利用備份與投票技術實作雲端儲存之即時行為違反證明技術(2016) 簡偉智; Chien, Wei-Chih這篇論文中我們研究如何開發一個有效率的即時稽核技術以及雲端儲存系統使用的違反證明技術 (Proof of Violation；簡稱 POV)。POV 技術可以讓使用者或是服務提供者做出密碼學的證據，可以用來證明服務提供者違反特性 (Properties)，或讓服務提供者證明自己的清白。POV 技術是讓雲端的使用者和服務提供者擁有互相不可否認性的技術。即時的稽核會在每一次的檔案操作之後執行，以確保可以即時發現服務提供者的違反行為。在目前所知的解決方法中，他必須要在客戶端的裝置中保留檔案的雜湊值，客戶端儲存及同步這些檔案的雜湊值會照成極大的負擔，而且當一個客戶端一段時間未做檔案操作，下一次檔案操作前的同步動作會花上非常長的時間。 我們提出一個投票的方法讓客戶端的設備不需要保留任何的檔案的雜湊值。利用多個獨立的服務提供者，客戶端不僅能即時的稽核、支援 POV 技術，又能同時擁有多份的備份。實驗結果顯示，本論文提出的方法相較於之前的雲端儲存即時稽核技術，平均來看能夠節省8倍的時間，遇到最糟的情況能夠節省超過20倍的時間。雲端儲存的服務提供者可以利用我們所提出的方法，將互相不可否認性的保證加入他們的服務層級協議。Item 對於雲端虛擬機器執行環境的即時稽核(2016) 廖柏翔; Liao, Bo-Siang今日雲端提供租借虛擬機器的服務日漸普及，用戶可以在虛擬機器上運行任何自己的軟體或應用程式。然而雲端服務提供商只有提供硬體的租借，將虛擬機器交由用戶全權自由的使用，並不會提供額外的安全性檢驗服務。然而用戶並不知道當他們在暫停使用虛擬機器的情況下，雲端服務提供商是否有安全地保存用戶的虛擬機器。所以在使用虛擬機器作為開發軟體以及其他服務時，我們需要對雲端虛擬機器平台做一個即時的完整性驗證，才能夠確保開發資料以及個人資料不會因為雲端服務提供商不當的保存而損毀以及外洩。 本篇論文提出了一個即時稽核架構，雲端服務提供商在租借虛擬機器給予用戶時，能夠在用戶執行軟體之前就能夠即時性的發現因為雲端服務提供商不當疏忽而造成虛擬機器檔案損毀或者被篡改，希望能夠達到在每次使用VM時都能夠達到快速的即時性稽核，我們將使用Full Binary Hash Tree來實作我們的架構。Item 以詢答達成有效率的雲端儲存即時稽核系統(2016) 江浩群; Chiang, Hao-Chun由於網路科技的發達，雲端技術的應用也日趨增加。如：政府單位、私人企業及律師事務所等。各種不同的單位都可以把自身的資料儲存在雲端上面。使用雲端的好處除了可以在各種不同的地方使用同一份資料，還可以使多人共同編輯一份資料。雲端發展快速的同時也伴隨著安全性的問題，假設我們放在雲端上的資料可能被別人竊取、消失、或者被提供雲端服務的公司所洩漏，是否可以提出證據證明有發生過上述狀況？本實驗室過去研究提出一個方法來解決此問題，製作出了可以成為有效法律證據的電子證據。但該方法的證據都必須等到一段時間之後才能做稽核的動作，如果資料處理時發生錯誤必須等到稽核的時候才會發現。於是本研究把上述技術再加入即時稽核（Real-time Auditing），把過去在特定時間才能做稽核的問題解決。Item 雲端聯盟之違約證明(2016) 陳之中; Chen, Chih-Chung雲端聯盟（Cloud Federation）是聯合兩個或兩個以上服務提供者（Service Provider）組成之聯盟，在相同聯盟內的服務提供者會對其他服務提供者提出服務的請求，由所有提供服務之服務提供者以及使用者所組成之聯盟。 當使用者（Client）對服務提供者提出服務請求時，服務提供者會對其請求提供服務。根據使用者提出之服務請求，若無法完成，則轉發給其他服務提供者，由同個聯盟下其他的服務提供者，提供相對應之資料或服務，使用者僅需對單一服務提供者提出服務請求，不需要對應到其他服務提供者。 傳統上使用者對服務提供者提出請求，服務提供者會保留日誌檔，來記錄服務的過程，但日誌檔是不安全的。日誌檔的產生沒有經過密碼學的保護，也沒有雙方的確認，可能會遭受服務提供者竄改，使用者無法驗證日誌檔的正確性。當使用者提出服務請求，服務提供者將請求轉發給其他服務提供者，使用者無法得知服務提供者與其他服務提供者溝通之記錄，若發生問題則使用者無法得知是哪個環節出現問題，服務提供者無法提出可信的證明，來證明自己是正確的。 為了要證明違約，我們定義一個協定來規範服務提供者及使用者，我們稱為加密問責協定（Cryptographic Accountability Protocols），在本文中我們簡稱為CAP。我們要求服務提供者要保留每次的動作並留下雙方不可否認的證據，使用者需要留下最後一筆與服務提供者溝通的證據。若發生問題，可利用使用者手中證據來稽核[1]服務提供者，來確保整個系統的正確性。 我們先利用舊有的證明違約技術來實作[10]，在實作的過程中會產生無法稽核的情況及將證明違約技術應用於雲端聯盟上會產生新的問題，我們提出新的架構應用於雲端聯盟上，來解決遇到的問題。 關鍵字：雲端聯盟、違約證明、即時稽核