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Securing cyber and physical assets: Enhancing the behavioral authentication landscape
No full textWith the rise of (personal) computers, the Internet of Things (IoT) and the ongoing success of smartphones, tablets, and smartwatches, much sensitive data is stored on individual devices or web platforms and exchanged in diverse ways. To control access, passwords are quasi-standard for authentication with good deployability and a well-established ecosystem. They can provide suitable protection if users choose complex passwords, service providers implement state-of-the-art hashing, and further authentication factors such as time-based one-time passwords (TOTPs) are integrated using Multi-Factor Authentication (MFA). However, severe attacks are possible if passwords are guessed, cracked, or leaked or if MFA is bypassed by advanced attack schemes. Due to the ongoing convergence of cyber and physical security, this also affects the protection of physical assets.
Authentication based on behavioral biometrics, i.e., Behavioral Authentication (BA), has been researched as a possible countermeasure for this problem for almost 50 years now. Verifying human behavior while interacting with devices complicates an attack, as studies have shown that imitating human behavior requires more effort than providing a matching password. Due to unobtrusive sampling of, e.g., motion or touch sensors in the background, it further promises fewer interruptions. In addition, several behaviors (e.g., typing on a keyboard, style of walking) can be verified continuously and thus help to detect takeovers by malicious parties even if initial (multi-factor) authentication measures are circumvented. Despite
the diverse research, web services or operating systems that leverage Behavioral Authentication (BA) barely exist. For this, the thesis identifies two possible reasons and suggests solutions for an optimized research process and a better integration into web authentication. Firstly, we identified the determination of the current State of Research (SoR) for the individual type of behavioral authentication as a manual high-effort process.
The SoR is needed to identify, e.g., the most promising biometric system components from carried-out evaluations or what other evaluations are required. We underline this by proposing solutions to current research challenges for securing cyber and physical assets using BA. On the one hand, we present an approach for smartphone-based gait user verification that also provides authentication if a user is carrying out activities on the smartphone while walking (e.g., typing a message or watching a video). On the other hand, we contribute in the novel field of BA based on the interaction with a door handle by elaborating on a user identification system using the Push-Down-Phase (PDP) of a door handle only and proposing DoorCollect, a system for long-term data collections. Though these fields of behavioral authentication vary in terms of, for example, already conducted research, protected resources, or used sampling devices, we identified a high manual effort
during the SoR determination process for both. As a possible solution, we contribute a domain model for Biometric Authentication Systems and their Evaluations (BASE). Implementing BASE, we present baseModX, a web-based modeling tool and BASE repository that allows a standardized collection of any (behavioral) biometric authentication system’s characteristics and evaluations for arbitrary queries. Furthermore, we also demonstrate the critical role of a representation like BASE to enable additional (model-driven) tools in the domain of BA. Secondly, we identified a yet missing way to apply most of the related work’s
proposals for web authentication that represents a large share of a user’s typical authentications. Hence, we further contribute the FIDO2/WebAuthn extension FIDOnuous as a solution to use arbitrary continuous (behavioral) authentication approaches for web authentication. Though the FIDO2/WebAuthn protocols provide all essential requirements utilizing a dedicated extension mechanism, the high dynamics in the protocol development and varying browser implementations do not yet allow an efficient integration.Durch den währenden Erfolg von z.B. Smartphones, Tablets und Smartwatches werden viele sensible Daten auf diesen Geräten aber auch bei Serviceanbietern im Internet elektronisch gespeichert und ausgetauscht. Um den Zugriff auf diese Daten zu kontrollieren, sind Passwörter ein Quasi-Standard bedingt durch die einfache Integration in Anwendungen und einem ganzen Ökosystem an Frameworks oder Standardsoftwarelösungen. Wählen Nutzer komplexe Passwörter, die von Serviceanbietern mit aktuellen Hashverfahren geschützt gespeichert werden und kommt zusätzlich eine Multi-Faktor Authentifizierung zum Einsatz, kann ein guter Schutz gewährleistet werden. Trotzdem zeigt sich immer wieder, dass umfangreiche Angriffe durchgeführt werden können, wenn Passwörter (automatisiert)
erraten werden oder als Teil von gehackten Nutzerdatenbanken veröffentlicht werden. Zudem haben Angreifer in den letzten Jahren Wege gefunden, um auch die Multi-Faktor Authentifizierung zu umgehen. Diese Angriffe betreffen auch immer mehr den physischen Schutz von Gebäuden oder Anlagen durch die immer größere Verschmelzung von Cybersicherheit und physischer Sicherheit. Authentifizierung basierend auf dem individuellen Verhalten von Personen, verhaltensbasierte Authentifizierung, wird als weitere Schutzmaßnahme seit etwa 50 Jahren erforscht. Zum einen erschwert verhaltensbasierte Authentifizierung Angriffe, da die Imitation von menschlichem Verhalten über die Zeit komplizierter ist, als ein (automatisch) erratenes Passwort zu benutzen. Zum anderen kann Verhalten durch die Vielzahl an Sensoren und entsprechenden Programmierschnittstellen im
Hintergrund gemessen werden, sodass die Anzahl zusätzlicher Interaktionen mit dem Nutzer für die Authentifizierung reduziert werden kann. Weiterhin ermöglichen bestimmte Verhalten (z.B. Lauf- oder Tippverhalten) eine kontinuierliche Überprüfung, um nach jedem weiteren Schritt oder getippter Taste eine legitime Nutzung sicherzustellen. Obwohl verhaltensbasierte Authentifizierung seit langem erforscht wird, ist die Technologie bisher nur in wenigen Bereichen im Einsatz. Diese Arbeit identifiziert zwei mögliche Gründe dafür und stellt Lösungen für einen optimierten Forschungsprozess sowie einer leichteren Integration von verhaltensbasierter Authentifizierung in die Absicherung von Internetservices vor. Um verhaltensbasierte Authentifizierung weiterzuentwickeln, ist die Ermittlung des aktuellen Forschungstands unumgänglich zum Erkennen von Forschungslücken und um die Teile von bestehenden Arbeiten zu identifizieren, die für die weitere Forschung hilfreich sein können. Dieser Ermittlungsprozess ist geprägt durch überwiegend manuelle und sehr zeitaufwendige Arbeit, was wir durch das beispielhafte Bearbeiten zweier aktueller Herausforderungen im Bereich der verhaltensbasierten Authentifizierung (Laufverhalten, Türnutzungsverhalten) belegen. Einerseits schlagen wir ein System vor, welches laufbasierte Authentifizierung auf Smartphones ermöglicht, auch wenn der Nutzer während des Laufens das Gerät benutzt, um
z.B. Textnachrichten zu schreiben oder Videos zu schauen. Andererseits stellen wir Ansätze im noch jungen Forschungsfeld der physischen Zugangskontrolle basierend auf Türklinkennutzung vor. Dahingehend erfolgt eine Untersuchung, um Nutzer bereits während des Herunterdrückens einer Türklinke zu erkennen. Außerdem stellen wir ein System vor, das es ermöglicht über lange Zeit weitestgehend unbeaufsichtigt Klinkeninteraktionsdaten zu sammeln. Obwohl sich die beiden Forschungsbereiche in verwendeten Verhaltensmessverfahren, den beschützten Ressourcen, oder ihrer Neuheit unterscheiden, stellt die initiale Ermittlung des Forschungsstands ähnlich aufwendig dar. Als mögliche Optimierung schlagen wir ein einheitliches Modell zur grundsätzlichen Beschreibung von neu entwickelten biometrischen Authentifizierungssystemen und deren Auswertungen vor sowie
eine Webanwendung, die es ermöglicht, existierende Systeme und Auswertungen in das Modell zu überführen, speichern und abzufragen. In diesem Zusammenhang arbeiten wir auch die besondere Relevanz einer solchen modellbasierten Repräsentation heraus. Abschließend stellen wir eine Erweiterung der noch relativ neuen und vielversprechenden FIDO Protokolle für die Authentifizierung im Internet vor, umbeliebige kontinuierliche (verhaltensbasierte) Authentifizierungssysteme dabei nutzen zu können
The Mozambican general election
No full textThis report analyses the 2024 Mozambican election as part of the series ‘Global Democracy in the Age of Disruption’, which focuses on the impact of digital technologies on democratic processes during the electoral cycle. The qualitative analysis of this report focuses on three key areas. First, the state of the nation section addresses the events leading up to and directly following the election, including the impact of social media and platform politics, and the impact of historically constructed Mozambican national identity on conceptions of political citizenship. The second section provides an overview of the key players in the path to power, detailing the lead candidates, their political platforms, and the ideological distinctions between the major political parties as well as their leaders. Finally, the report concludes with a reflection on Mondlane’s social media communications strategy and its effectiveness in galvanising opposition to the government
Untersuchung der 'Diffusion Map' Methode im Kontext sozialwissenschaftlicher Datensätze
No full textThe Diffusion Map is a nonlinear dimensionality reduction technique used to analyze high-dimensional data, with recent applications extending to datasets from the social sciences. Previous research has given little attention to how the specific characteristics of these datasets might influence the results of the Diffusion Map and what conditions must be met for the Diffusion Map to yield meaningful and interpretable results. Moreover, there is a lack of clear, comprehensive explanations of the fundamental principles, which has led to misunderstandings in the literature.
This work first addresses the fundamental principles of the Diffusion Map and compares them with other spectral methods. It investigates the impact of the Diffusion Map parameters as well as the structure of the underlying data on the results. The V-Dem democracy dataset, British census data, and data on German urban and rural districts are then analyzed, considering their possible natural parameters. A focus is placed on the benefits of the Diffusion Map in comparison to the established linear principal component analysis (PCA).
The analysis shows that the time parameter t of the Diffusion Map framework has no significant influence on the analysis. In contrast, discrete and redundant variables, as well as the scaling and normalization of the data, have a substantial impact. Unlike PCA, the Diffusion Map eigenspectrum does not provide a clear indication of which components are important. Therefore, typical polynomial patterns related to one-dimensional datasets within the Diffusion Map framework are explored.
The thesis presents insights suggesting that several underconsidered effects need further examination, and emphasizes the need for a framework to accurately analyze complex datasets using the Diffusion Map.In der heutigen Zeit werden zunehmend hochdimensionale Datensätze erzeugt und analysiert. Die Diffusion Map ist eine nicht-lineare Dimensionsreduktionsmethode, die dazu dient, solche Datensätze greifbar zu machen. In den letzten Jahren fand diese Methode auch Anwendung bei der Analyse von Datensätzen aus den Sozialwissenschaften. Bisherige Arbeiten haben jedoch wenig untersucht, welchen Einfluss die besonderen Eigenschaften dieser Datensätze auf die Ergebnisse der Diffusion Map haben können und welche Voraussetzungen erfüllt sein müssen, damit die Diffusion Map sinnvolle und interpretierbare Ergebnisse liefert. Zudem mangelt es an klaren, zusammenfassenden Erklärungen der Grundprinzipien, was zu Missverständnissen in der Literatur führt.
Diese Arbeit setzt sich zunächst mit den Grundprinzipien der Diffusion Map auseinander und vergleicht diese mit anderen spektralen Methoden. Es wird untersucht, welche Einflüsse die Parameter der Diffusion Map sowie die Struktur der zugrunde liegenden Daten auf die Ergebnisse haben. Anschließend werden unter Berücksichtigung dieses Wissens der V-Dem Demokratiedatensatz, britische Census-Daten und Daten über deutsche Städte und Landkreise analysiert. Ein besonderer Fokus liegt auf dem Nutzen der Diffusion Map im Vergleich zur etablierten linearen Principal Component Analysis (PCA).
Die Analyse zeigt, dass der Zeitparameter t keinen nennenswerten Einfluss auf das Ergebnis hat. Hingegen haben diskrete und redundante Variablen sowie Skalierungen und Normalisierungen der Daten einen erheblichen Einfluss. Im Gegensatz zur PCA bieten die Diffusion Map Eigenwerte keine klare Auskunft darüber, welche Dimensionen wichtig sind. Es werden die möglichen natürlichen Parameter der drei untersuchten Datensätze untersucht, typische Formen der Diffusion Map identifiziert und gezeigt, dass auch die PCA die Daten sinnvoll anordnen kann.
Die Arbeit kommt zu dem Schluss, dass verschiedene Effekte der Diffusion Map noch nicht ausreichend erforscht sind. Es wird ein Framework angeregt, das es ermöglicht, Datensätze mit der Diffusion Map korrekt zu analysieren und Interpretationsfehler zu vermeiden. Diese Arbeit liefert erste Impulse für die Entwicklung eines solchen Ansatzes
Sweet alternatives: A critical analysis of selected detection methods of sugar alcohols and non-sugar sweeteners for inquiry-based science education
No full textSteigendes Gesundheitsbewusstsein und der Wunsch nach einer gesunden Ernährung führen zu einem wachsenden Interesse an Alternativen zum herkömmlichen Haushaltszucker. Sogenannte Zuckeralternativen - in Deutschland meist in Zuckeraustauschstoffe und Süßstoffe unterteilt - gewinnen somit eine zunehmende Bedeutung in der Lebensmittelindustrie. Trotz ihres weiträumigen Einsatzes als Lebensmittelzusatzstoffe ist die gesundheitliche Unbedenklichkeit von Süßungsmitteln immer noch umstritten, sodass die theoretische und praktische Behandlung von Zuckeralternativen im naturwissenschaftlichen Unterricht notwendig erscheint.
Diese Arbeit stellt qualitative Nachweise verschiedener Zuckeraustausch- und Süßstoffe (Aspartam, Natriumcyclamat, Xylit) vor, die hinsichtlich ihres Einsatzes im forschend-naturwissenschaftlichen Unterricht auf ihre Funktionalität und Aussagekraft untersucht wurden. Zwei der Nachweise wurden zusätzlich auf ihre Nachweisgrenze geprüft. Als Proben dienten handelsübliche oder selbst hergestellte Erfrischungsgetränke, welche verschiedene Zucker oder Zuckeralternativen enthielten.
Die Unterscheidung zwischen zuckerhaltigen und mit Zuckeralternativen versetzten Getränken war mit der Benedict- und Fehling-Probe einfach möglich. Es zeigte sich, dass der direkte Nachweis von Zuckeralternativen im naturwissenschaftlichen Unterricht nicht leicht zu realisieren ist. Lediglich der Nachweis von Aspartam mithilfe von Ninhydrin überzeugte. Die Bestimmung der Nachweisgrenze von Aspartam mit Ninhydrin lässt sich ebenfalls als Forschungsexperiment in den forschend-naturwissenschaftlichen Unterricht integrieren. Gerade im Biologieunterricht, z.B. im Themenfeld Ernährung, bieten diese Nachweise einen praxisnahen Zugang.Increasing health awareness and the desire for a healthy diet are leading to growing interest in alternatives to conventional household sugar. Thus, alternative sweeteners— in Germany usually categorized into sugar alcohols and non-sugar sweeteners — are gaining increasing importance in the food industry. Despite their widespread use as food additives, the health safety of alternative sweeteners remains controversial, making the theoretical and practical teaching of sugar alternatives in science education appear necessary.
This thesis presents qualitative detection methods for various sugar alcohols and non-sugar sweeteners (aspartame, sodium cyclamate, xylitol), which were examined for their functionality and applicability in the context of inquiry-based science teaching. Two of the detection methods were additionally tested for their detection threshold. The samples used were commercially available or homemade soft drinks containing various types of sugar or sugar alternatives.
The distinction between sugar-containing and sugar-free beverages could be easily achieved using Benedict’s test and Fehling’s test. However, the direct detection of sugar alternatives in a school science setting proved challenging. Only the detection of aspartame using ninhydrin yielded convincing results. The determination of the detection threshold of aspartame with ninhydrin can also be incorporated as a research experiment into inquiry-based science lessons. Especially in biology classes, for example in the context of nutrition education, these detection methods offer a practical and hands-on approach
Podcasts als Medium im Unterricht einsetzen: Modul 3: Lohnt sich das? Auseinandersetzung mit Aversions- und Attraktionsfaktoren bei der Berufswahl
No full textLehrkräfte stehen in der Beruflichen Orientierung vor der Herausforderung, Schülerinnen und Schüler mit unterschiedlichen Interessen, Lebensentwürfen und Zukunftsvorstellungen individuell zu fördern. Digitale Medien wie Pod- und Educasts bieten dabei eine niedrigschwellige Möglichkeit, um fachliche Inhalte schüler:innenorientiert, flexibel und lebensweltnah aufzubereiten. Durch den gezielten Einsatz des Medienformats können Informationen zu Berufsbildern, Ausbildungswegen und persönlichen Erfahrungsberichten differenziert vermittelt und in individuelle Lernprozesse integriert werden. So lassen sich sowohl die Selbstreflexion als auch die Entscheidungs- und Handlungskompetenz der Lernenden nachhaltig stärken.
Im Unterrichtsmodul „Podcasts als Medium im Unterricht einsetzen. Modul 3 – Lohnt sich das? Auseinandersetzung mit Aversions- und Attraktionsfaktoren bei der Berufswahl“ setzen sich Schüler:innen mit Aversions- und Attraktionsfaktoren im Rahmen der Berufsfindung auseinander. Mit Hilfe der Videocast-Reihe „Lohnt sich das?“ können sie sich interessengeleitet mit dem Berufsalltag und den Berichten von verschiedenen Berufstätigen in unterschiedlichen Berufsfeldern beschäftigen und die gewonnenen Erkenntnisse für ihren eigenen beruflichen Orientierungsprozess nutzen
“Imagines 8. Pagan Pornotopias? The Reception of Antiquity in Eroticism and Pornography”
No full text“Imagines 8. Pagan Pornotopias? The Reception of Antiquity in Eroticism and Pornography” was the eighth conference organised by Imagines Project. It took place 27th, 28th and 29th September 2023 at the Universidad Autónoma de Madrid, and its conference programme covered a total of 18 papers grouped into five panels. These contributions were focused, as referred to by the event’s title, on the reception of the ancient world —especially Greece and Rome— in erotic and pornographic products ranging from the 19th century to today. With this topic at the core, and working with concepts such as “pornotopias” in Western popular culture, ancient Greece’s role in the shaping and legitimisation of homosexuality, or the characterisation of ancient Rome as inherently opposed to Christianity in erotic moral terms, the workshop’s aim was to explore the degree in which Antiquity and its conscious, unconscious, direct or indirect reception have shaped the construction of not just eroticism and pornography, but desire, attraction, sexuality, sexual orientations and identities, and performance gender
Alexander the Great Scouser
No full textThe idea to give Alexander the Great a life in Liverpool came to my students during a lesson in which we had a lively discussion about the personality and deeds of the Macedonian king. My students were called to decide whether the historical Alexander was great or not, before moving to meeting the legendary hero of the Alexander Romance. The module, entitled ‘The Alexander Romance: An Introduction to the Ancient Reception of Alexander the Great’ was held online in February-March 2023 at the Continuing Education department of the University of Liverpool, and was designed to provide the students with an introduction to the ancient reception of Alexander the Great, with a particular focus on the Alexander Romance. My students gained a deeper understanding of this iconic Macedonian hero and formed educated opinions on his place in ancient history and mythology; they surely went above a beyond my expectations, making Alexander one of them, a Liverpudlian on a quest
Teaching for Critical and Responsible Citizenship
No full textFor the 2022 University of Potsdam (UP) Summer School on Teaching the SDGs we led the design and teaching of an interdisciplinary study group, or mini-course, on Engaging with global citizenship: Interdisciplinary approaches to teaching that responds to multiple cultures and migrations. Chapter 5 in this volume discusses this class more generally. In this article we discuss: 1) the evolution of our partnership; 2) ideas of critical literacy that informed this project; 3) how we designed our study group to explore – through modules and in-person activities – histories of migration, ideas of nation and identity, and important considerations for teachers of both language and history; and 4) assessment of the outcomes. We argue that language and history teaching and learning play complementary roles in global citizenship education, particularly the development of critical literacies, and we offer ideas for how teachers can bring these disciplines together
Sustainable Development Goals and Music Education
No full textAt first glance, music is not a subject in which education for sustainable development is to the fore. However, a closer look makes it clear that the arts subjects in particular play an important role in preparing young people for a life of sustainability. This text provides answers to the question: How important is music and music education for achieving the 17 Sustainable Development Goals (SDGs)? We address this question using data from the international Summer School Teaching the SDGs, which took place in the summer of 2022 at the University of Potsdam. During the Summer School, we examined the attitudes towards the SDGs of prospective music teachers from four countries and their level of knowledge about them in music sessions. Firstly, we were able to show that our sample had little knowledge of the SDGs, but had a great deal of interest in them. Secondly, we found that although trainee teachers are already aware of music teaching practices that can support education for sustainable development, how these practices relate to the SDGs is still largely unclear to them
Connecting Communicative and Identity Repertoires
No full textIn this chapter we outline how ways of communicating and being can increase social justice and equality in the classroom in line with three important Sustainable Development Goals. A consequence of the strategies that we outline is that educational institutions will strengthen their capacity to provide safe spaces to explore and create ideas and identities, perhaps also in families connected with those institutions.
The approach that we outline is informed by two key concepts: identity repertoires and communicative repertoires. A repertoire perspective sees learning as opening up additional options in the lives of learners and teachers. This approach requires us to understand how teachers (and by extension their students) can make use of or extend certain identity aspects (associated, for example, with being a professional or mediating learning) without requiring them to surrender other aspects (such as supporting a particular sporting club or participating in niche cultural activities).
Teachers of English as an additional language are a key source of many of the English components of their students’ communicative repertoires. These teachers need to appropriately and transparently model a productive alignment of their identities as teachers with the features of communication in English that they use in their own teaching.
We ask which communicative resources would be aligned with specific, productive aspects of identity. We ask how teachers and students can gain experience of negotiating different alignments. How does behavioural regulation differ in the roles of parent or teacher? How do expressions of support or endorsement differ in the roles of teacher or close friend?
We combine these reflections on communicative and identity repertoires with the contributions of participants in the Study Group on English, social studies and global citizenship in the DAAD-funded Summer School on teaching Sustainable Development Goals to make some suggestions about potential elements in preservice (English) teacher education programs (in Germany)