Publications
A selection of academic publications.
Zuletzt geändert: 21:53 16-01-2026
Paper: Challenges of identification and anonymity in time continuous data from medical environments
Abstract
In medical environments, time-continuous data, such as electrocardiographic records, necessitates a distinct approach to anonymization due to the paramount importance of preserving its spatio-temporal integrity for optimal utility. A wide array of data types, characterized by their high sensitivity to the patient’s well-being and their substantial interest to researchers, are generated. A significant proportion of this data may be of interest to researchers beyond the original purposes for which it was collected. This necessity underscores the pressing need for effective anonymization methods, a challenge that existing approaches often fail to adequately address. Robust privacy mechanisms are essential to uphold patient rights and ensure informed consent, particularly within the framework of the European Health Data Space. This paper explores the challenges and opportunities inherent in developing a novel approach to anonymize such data and devise suitable metrics to assess the efficacy of anonymization. One promising approach is the adoption of differential privacy to account for temporal context and correlations, making it suitable for time-continuous data.
Published: 20.08.2025
Authors: F. Hammer, T. Strufe
Open Acces on FrontiersZuletzt geändert: 22:00 16-01-2026
Paper: Semi-local Time sensitive Anonymization of Clinical Data
Abstract:
A method for the anonymization of time-continuous data, which preserves the relation between the time- and value dimension is proposed in this work. The approach protects against linking- and distribution attacks by providing k-anonymity and t-closeness. Distributions can be generated from given sets using Distribution Clustering, according to the similarity of the curves, which serve as a replacement for the population distribution. Before the data is anonymized, it is split along the time-axis using Windowed Fréchet Splitting, to reduce the duration and information loss. The proposed approach employs bucketization using the Fréchet distance with an implicit maximum cost and implied t for closeness and multiple redistribution phases. The information loss, median relative error and achieved t for the closeness is low, and the runtime was reduced with the introduction of semi-local decisions.
Published: 20.12.2024
Authors: F.G.H. Hammer, M. Buglowski & A. Stollenwerk
Open Access on natureZuletzt geändert: 22:01 16-01-2026
Studies
A selection of thesis and papers from my studies.
If they are of interest please feel free to contact me.
Zuletzt geändert: 21:54 16-01-2026
Masterarbeit: Entwicklung eines Frameworks zur Anonymisierung von personenbezogenen zeitkontinuierlichen Daten
Abstract:
In dieser Masterarbeit wird eine Methode zur Anonymisierung von zeitkontinuierlichen Daten entwickelt,
welche die Relation zwischen Zeit- und Werte-Achse beibehält.
Dabei sollte der Informationsverlust gering gehalten werden. Der Ansatz schützt
unter anderem vor Linking-Attacks auf Quasiidentifikatoren und Distribution-Attacks,
indem k-Anonymity und t-Closeness gewährleistet werden.
Dafür wird als Ähnlichkeitsmetrik für Kurven die Fréchet Distanz genutzt, um die Daten in einer Bucketizationphase zu gruppieren.
Anschließend werden die Daten in einem mehrphasigen Prozess entsprechend der Bevölkerungsverteilung in Äquivalenzklassen verteilt.
Diese Verteilung wird mittels Clusterbildung unter Zuhilfenahme der Fréchet Distanz erzeugt.
Die Daten können in verschiedenen Modi entlang der Zeitachse in Segmente geteilt werden,
um durch semi-lokale Entscheidungen die Qualität und Laufzeit der Anonymisierung zu verbessern.
Insgesamt waren die Ergebnisse überzeugend, da der Informationsverlust,
Medianrelativfehler und das erreichte t niedrig waren, während die Laufzeit durch die Nutzung
der semi-lokalen Entscheidungen erheblich reduziert werden konnte.
EnglishMaster thesis: Development of a framework for the anonymization of personal time-continuous data
Abstract:
In this thesis a method for the anonymization of time-continuous data,
which preserves the relation between the time- and value axis is proposed.
The approach protects against linking- and distribution attacks by providing k-anonymity and t-closeness.
The goal was to develop a framework, capable of anonymizing time-continuous data with a low information loss.
This is done by utilizing the Fréchet distance as a similarity metric for curves
to bucketize the data and distributing it into equivalence classes
with a multiphase redistribution according to a population distribution.
The distribution is created via a clustering of similar curves.
The data can be split along the time-axis using different modes.
This reduces the runtime and can improve the quality of the anonymization,
as the anonymization is then performed on individual segments,
thus performing only semi-local decisions. Overall the results were convincing,
as the information loss, median relative error and achieved t was low
and the runtime could be drastically reduced with the introduction of semi-local decisions.
Abschlussarbeit:
14.6.22
Abschlusspräsentation:
19.05.22
Antrittspräsentation: 02.12.21
Exposé: 30.11.21
Zuletzt geändert: 23:24 24-09-2022
Thesis: Develompent of a concept for real time Mixed
Reality visualization of accumulated energy
distribution for Extracorporal Shockwave
Therapy
Abstract:
This paper evaluates the concept of combining volumetric shockwave therapie with echographic images into a mapping of the patient. This data is presented to the healthcare professional via a Hololens 2 augmented reality headmounted display. The shockwave transducer is tracked, while treating the patient and the impact on the tissue and bones
is simulated and displayed within the echographic imagery and as a heatmap on the surface of the patient and therefore allows a better aimed and dosed treatment. As a toolchain Unity with the Microsoft Mixed Reality toolkit is used to visualize the data. The tracking is best done via AprilTag3D markers. The simulation is done by assuming
a homogenouse tissue and simulating a restricted volume without reflections.
03.2021
Zuletzt geändert: 23:23 24-09-2022
Medical Projectthesis: Develompent of a Concept for real time Mixed Reality visualization of accumulated energy distribution for Extracorporal Shockwave Therapy
Abstract:
This paper evaluates the concept of combining volumetric shockwave therapie with
echographic images into a mapping of the patient.
This data is presented to the healthcare professional via a Hololens 2 augmented reality headmounted display.
The shockwave transducer is tracked, while treating the patient and the impact on the tissue and bones is simulated and displayed within the echographic imagery
and as a heatmap on the surface of the patient and therefore allows a better aimed and dosed treatment.
As a toolchain Unity with the Microsoft Mixed Reality toolkit is used to visualize the data.
The tracking is best done via AprilTag3D markers.
The simulation is done by assuming a homogenouse tissue and simulating a restricted volume without reflections.
deutsch
Medizinsche Studienarbeit: Entwicklung eines Konzeptes zur Mixed-Reality Echtzeitdarstellung der akkumulierten Energieverteilung der extrakorporalen Stoßwellentherapie
Presentation: 24.01.2021
Thesis: 07.03.2021
Zuletzt geändert: 23:20 24-09-2022
Seminar: Applying Anonymization of Sensitive Quasi‐Identifiers for l‐Diversity and t‐Closeness to Continuous Data
Abstract: This paper provides an overview about k-anonymity, l-diversity and t-closeness in anonymization.
It explains the details of single- and multi-dimensional k-anonymity, why it is not sufficient and how it can be extended to be more secure.
A special focus is upon how those methods can be applied to extensive, continuous readings such as ECG and ventilation data.
Presentation: 24.7.2020
Thesis:02.08.2020
Zuletzt geändert: 23:25 24-09-2022
Bachelorarbeit: pH-Regulation von extrakorporalen Nierenperfusionssystemen
Abstract:
Um die Anzahl der zur Verfügung stehenden Spendernieren zu erhöhen, setzt Auto-
Mock auf einen automatisierten, normothermen, blutperfundierten Transport des
Organs, bei dem eine Vielzahl der Parameter im physiologischen Bereich gehalten
werden sollen. Für dieses System wurde in dieser Arbeit eine pH-Regulation entwickelt,
welche eine starke Abweichung des pH-Wertes vom Soll-Bereich verhindern und
zudem über CAN-Nachrichten kontrolliert und gesteuert werden kann.
Es erkennt zuverlässig, das ein Verlassen des physiologischen Bereiches droht und schlägt Alarm,
bzw. löst einen Notstop aus.
EnglishBachelorthesis: pH-Regulation of extra corporal kidney perfusion systems
Abstract:
To increase the number of available donor-kindneys, AutoMock – an automatic,
normothermic blood perfusion System – is being developed. It controls a large variety
of parameters to ensure they stay within the physiological boundaries.
During this thesis, a pH-regulation system was developed, to allow AutoMock the reliable control of the pH-value within the given limits.
The developed subsystem iscontrolled via CAN-Messages.
It reliably detects the pH-value leaving the physiological bounderies and sounds an alarm
when it is no longer capable of regulating it. In an emergency it even stops the system.
Abschlussarbeit:
14.2.19
Abschlusspräsentation:
30.1.19
Antrittspräsentation:19.10.18
Exposé: 1.10.18
Zuletzt geändert: 23:24 24-09-2022
Seminar: Numerical Methods in Machine Learning -- Taylor Expansion, Gradient Descent and Newton's Method
Mein Seminar am Lehrstuhl I12 der RWTH im Wintersemester 2017/18 .
(Auf englisch)
Abstract: Gradient Descent and Newton's Method are strongly linked to
Taylor Expansion.
This article explains the mathematical similarities and
their reliance on Taylor Expansion.
It also focuses on their use in Machine
Learning and provides some example implementations and exercises for the
reader.
Submission:03.2018
Proposal:11.2017
Zuletzt geändert: 23:25 24-09-2022
Proseminar: Datenkompression -- Robuste Kodierung mit variabler Länge
Mein Proseminar am Lehrstuhl I6 der RWTH vom 23.11.2016
Abstract: Robuste, das heißt zuverlässige und fehlerunempfindliche Datenübertragung und -speicherung, ist wichtiger denn je, gerade in der heutigen vernetzten und digitalisierten Welt. Gleichzeitig nimmt die Menge an Daten stetig zu und es ist unerlässlich,
diese Daten so gut wie möglich zu komprimieren. Fur die Komprimierung sind Codes mit variabler Länge von großer Bedeutung. Diese Arbeit befasst sich mit der Frage, wie man diese Codes möglichst robust gestaltet und so Fehler erkennen, einschränken und eventuell beheben kann.
Zuletzt geändert: 18:44 10-02-2022
SiPol_BW
Mostly older papers or talks about secuity plolicy and the armed forces of germany.
Themen aus dem Bereich Sicherheitspolitik und Bundeswehr.
Zuletzt geändert: 21:53 16-01-2026
Cyberwarfare -- Eine gesamtgesellschaftliche Herausforderung
Am 17.01.2018 habe ich einen Einführungsvortrag vor der HSG Außen- und Sicherheitspolitik (
Bundesverband für Sicherheitspolitik an Hochschulen).
Dieser diente als Auftaktveranstaltung für weitere Vorträge zum Thema Cyberwar.
Der Vortrag verzichtet weitestgehend auf die technischen Aspekte, da diese in einem weiteren Vortrag behandelt werden.
Zuletzt geändert: 18:44 10-02-2022
Cyberwarfare -- Sicherheit im digitalen Zeitalter
Am 06.07.2017 habe ich einen Vortrag beim Reservistenverband zum Thema Sicherheit im Cyber- und Informationsraum gehalten.
Der Vortrag bot einen Einstieg in den Bereich Cyberwarfare.
Insbesondere wurde der Zuhörer für Gefahren
sensibilisiert und ihm wurden grundsätzliche
Gegenmaßnahmen vorgestellt.
Darüber hinaus wurden einige technische Grundlagen
angerissen.
Außerdem wurde die Strategie für den Cyber- und
Informationsraum vom BMI (2016) besprochen.
Abschließend fand eine Fragerunde statt.
Zuletzt geändert: 18:44 10-02-2022
Cyberwarfare -- Die Kriegsführung des digitalen Zeitalters?
Eine Ausarbeitung zum Thema Cyberwar und Systemsicherheit vom 20.03.2017.
Diese richtet sich primär an Fachfremde und geht bewusst nicht auf die technischen Details und mathematischen Grundlagen ein. Bei Interesse folgen evtl. in Zukunft weitere Artikel, die dann diese Aspekte weitergehend behandeln.
Abstract:Dieser Artikel behandelt Cyberwarfare, dessen Mittel, Gefahren und daraus resultierende gesamtgesellschaftliche Herausforderungen. Es wird zudem darauf eingegangen, welche grundsätzlichen Gegenmaßnahmen getroffen werden und welche Probleme sich ergeben könnten.
Der Artikel richtet sich primär an Reservistinnen und Reservisten, aktive Soldatinnen und Soldaten, sowie interessierte Dritte und soll einen Einstieg in das Fachgebiet erleichtern. Dabei soll es als Grundlage weiterführender Recherche dienen und diese keineswegs ersetzen.
Zuletzt geändert: 18:44 10-02-2022