eprints (HSR Hochschule für Technik Rapperswil)
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Microservice Architektur in Spring Boot: Generierung & Verwaltung von Individualreisen
No full textDie Vanlife Travel GmbH möchte als Start-up Campingreisen revolutionieren. Campingplatzbesitzer stellen Vanlife Travel einzelne Stellplätze zur Vermittlung zur Verfügung. Aus den Stellplätzen generiert ein Algorithmus Reiserouten für registrierte Camper und Reisende. Abschliessend individualisieren die Interessenten die Reiserouten nach persönlichen Vorlieben und buchen ihre Reise. Die Rechnungstellung für die Servicegebühr ist mit einem ERP-System zu verwalten. Die Applikation soll zu Testzwecken verschiedener Stakeholder in die Cloud migriert werden.
Die Grundlage dieser Arbeit knüpft an die Studienarbeit "Buchungs-App für einen Reiseanbieter" an, deren bestehende Architektur und Software weiterentwickelt wurde. Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Umsetzung eines Backends, die den Businessanforderungen des Industriepartners entspricht.
Die Durchführung der Bachelorarbeit erfolgt in enger Zusammenarbeit mit dem Frontend-Team, siehe Bachelorarbeit “Entwicklung einer Single Page Application in React TS für personalisierte Campingtouren”. Beide Teams arbeiten nach Scrum, um schnell und unkompliziert auf veränderte Anforderungen reagieren zu können. Die Entwickler analysierten, entwarfen und implementierten die neuen Anforderungen des Industriepartners in die Microservicearchitektur.
Die Entwickler setzten den genannten Anforderungskatalog Generierung, Individualisierung, und Buchung von Reisen entsprechend um. Die Individualisierung ermöglicht es den Reisenden einen Campingplatz durch einen anderen auszutauschen oder den Aufenthalt auf einem Campingplatz zu verlängern. Das Erstellen von Rechnungen verwaltet das externe ERP-System Bexio. Die Entwicklung erfolgte mit den Technologien Spring-Boot, Java, gRPC, HTTP-API, PostgreSQL Docker und die Programmiersprache R.
Der Prototyp erfüllte die Anforderungen des Industriepartners, manuelle Integrationstests verifizierten dessen Qualität. Der Prototyp hat noch nicht den Reifegrad, um produktiv in Betrieb zu gehen. Durch den Einsatz von Microservices ist das Backend flexibel. Zudem kann das Backend dank der Skalierbarkeit von Microservices langfristig an das Wachstum des Unternehmens angepasst werden
Model-Based Generation of Service Provider Network Topologies
No full textObjective:
Researchers and network engineers working for service providers need to validate network technologies to see how they scale on networks of varying sizes. Currently, these test networks are often created based on random graphs. Due to their randomness, they often lack characteristics found in real service provider network. The goal was to develop an approach to generate network topologies with specific characteristics of these service provider networks. Furthermore, the existing Graph Analyzer system created during the previous term project had to be expanded to include edge weights in graph property calculations. In addition, a new graph property indicating robustness needed to be implemented.
Approach:
The MOST-Model (Mesh-Oriented Service Provider Topology) has been developed to facilitate the generation of network topologies that structurally resemble service provider networks. The model consists of eight steps and is parameterised to provide flexibility in the generation process. The model is inspired by existing methodologies and uses approaches that lead to characteristics matching service provider networks. A Gabriel graph is used to create the topology with additional optimisations to ensure redundancy. In other published papers, it has been documented that this type of graph reflects backbone networks well. The newly created Graph Generator application uses the MOST-Model to generate topologies. An API provides the ability to interact with it. The Frontend of the Graph Analyzer system has been extended to integrate the Graph Generator. It allows the seamless generation and visualisation of topologies using adjustable model parameters. The generated result can subsequently be imported into the Graph Analyzer system. Graph property calculations have been extended by incorporating edge weights from imported topology data. An approach using a targeted attack on high-degree nodes was chosen to calculate the robustness of a graph.
Conclusion:
During the bachelor's thesis, the MOST-Model was developed to generate network topologies with service provider network characteristics. Due to the underlying use of the Gabriel graph, the number of edges is minimised while still providing redundancy through alternative paths. This property reflects service provider network requirements from a cost and availability perspective. Known issues of the Gabriel graph, such as stub links, are mitigated through applied optimisations. The model has been integrated into the Graph Analyzer system as a separate application. This separation allows the straightforward integration of the MOST-Model via the Graph Generator application into other systems and contexts. In addition, the results can be imported into other applications by providing the generated topologies in the commonly used GEXF and GraphML file formats. The resulting Graph Analyzer system provides an easy way to examine how networks are structured and can generate new topologies through the Graph Generator application. The source code is publicly available and published under the permissive MIT license
Response Recommendations to Cyber Security Threats
No full textCyber security threats continue to pose a major challenge to organizations. While there is an abundance of technologies and products assisting the detection and investigation of threats, supporting security operation teams in responding to threats has received limited attention. Modern Endpoint Detection and Response (EDR) systems provide the possibility to react in real time to cyber threats, but still lack the ability to predict the impact of the responses on the system environment.
This student research project realizes a proof-of-concept application for impact calculation of cyber incident responses. The focus is on supporting the cyber security analyst in making a decision on the best suited response by providing additional information about the environment. The application receives security alerts from an EDR system and calculates the impact of possible responses which are then presented to the analyst. Consequently, the analyst can decide on the most suited response, considering its impact on the environment. The application itself is a three-tier architecture which consists of a frontend, a backend, and a persistency tier. The frontend presents the relevant information to the analyst and allows the inspection of alerts and their responses. The backend provides the calculation and alert data handling functionalities. To model and calculate the implications, the environment is abstracted in a graph data model implemented in a persistent graph database. This data model is pre-configured, based on the real environment, and serves as starting point for further elaboration by the analyst.
The application implements different subject areas such as data modelling, matching security responses to given incidents, as well as impact calculation of an incident response under consideration of an environment model. It can retrieve security alerts from an EDR system which are then processed by the backend. This data, together with additional information about the environment, is then visually presented to the analyst.
The combination of security events, possible responses and the impact calculation supports a cyber security analyst making more efficient decisions to mitigate a threat. This builds the basis for further development such as an extended data model or more extensive impact calculations
Nutzerzentrierte Entwicklung eines digitalen Bestellprozesses für Rohmaterialien
No full textDie SFS Group AG ist ein weltweit führendes Unternehmen für applikationskritische Präzisionskomponenten und Baugruppen, mechanische Befestigungssysteme, Qualitätswerkzeuge und Logistiksysteme. Am Standort Heerbrugg existiert ein individueller interner Bestellprozess zwischen dem Lager und der Produktion, welcher über den Austausch von Papierformularen erfolgt. Er ist träge, ineffizient und fehleranfällig und weist unnötige Mehraufwände auf, weshalb er optimiert werden sollte.
In dieser Arbeit wird die Digitalisierung und Optimierung dieses Bestellprozesses mit dem Fokus auf der Anwendung von nutzerzentrierten Entwicklungsmethoden behandelt. Um die Umstellung auf einen digitalen Prozess möglichst angenehm für die Nutzer zu gestalten, wurde eine Literaturrecherche zum Thema User-centered Design und Dashboard-Design für das Industrieumfeld durchgeführt. Das neu angeeignete Wissen wurde im Rahmen der Arbeit direkt angewendet. Zudem wurde bei der SFS Group AG ein Contextual Inquiry nach dem Master-Apprentice-Model durchgeführt, um die Ziele und die Aufgaben der Nutzer zu verstehen. Basierend auf der Nutzeranalyse wurden Personas erstellt und Wireframes designt, welche mit den Anwendern nochmals diskutiert und optimiert wurden.
Im Verlauf der Arbeit wurde ein Prototyp umgesetzt, Usability-Tests unterzogen und weiter optimiert. Er erfüllt alle definierten User-Storys und entspricht weiteren Anforderungen, beispielsweise berücksichtigt er Cloud-native Standards. Das Feedback seitens der SFS Group AG war sowohl beim Usability-Test als auch bei der Evaluation positiv. Der Prototyp konnte den technischen Verantwortlichen des Unternehmens übergeben werden und wird in Zukunft im produktiven Umfeld eingesetzt werden
City Trip Planner: Kurztrip-Planer für Fussgänger (Folgearbeit)
No full textDie vorliegende Arbeit befasst sich mit der Thematik der Wegfindung für Fussgänger:innen in der Schweiz. Es wurde eine Applikation entworfen, welche Rundgänge und Einwegtrips unter Einbezug von kategorisierten Interessen in Schweizer Städten erstellen kann. Bei der Berechnung werden persönliche Präferenzen wie Distanz oder Dauer berücksichtigt, sodass ein individuelles Erlebnis geschaffen werden kann. In Zusammenarbeit mit Schweiz Tourismus wurden touristische Zwecke bei der Entwicklung berücksichtigt, damit auch Tourist:innen aus dem In- und Ausland die Anwendung nutzen können.
Als Ausgangslage dient die gleichnamige Studienarbeit. Die darin erworbenen Erkenntnisse sollen in dieser Bachelorarbeit vertieft und genutzt werden, um daraus eine weitere Iteration eines Minimal Viable Product zu schaffen. Dabei steht der Ausbau der Funktionalität und die Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit im Vordergrund. Die Applikation City Trip Planner ermöglicht es, den Benutzer:innen individuelle Routen mit kategorisierten Interessen im städtisch-urbanen Raum zu planen. Sie kann sowohl am Computer wie auch am Smartphone genutzt werden. Es handelt sich um eine Webapplikation, welche ohne Installation zusätzlicher Software im Browser läuft. Um Tourist:innen einen zusätzlichen Mehrwert zu bieten und die Erkundung spannender zu gestalten, werden Hintergrundinformationen zu einzelnen Stationen auf der Route gesammelt und dargestellt.
Die Arbeit vereint agile Projektplanung, moderne Entwicklungsansätze, bekannte Entwurfsmuster und aktuelle Technologien.
Folgende Technologien sind elementar wichtig für die Umsetzung des Projekts: Python, FastAPI, TypeScript, Angular, PostgreSQL, Keycloak, OpenStreetMap, OSRM, GraphHopper und openrouteservice
chuchipirat
No full textDer chuchipirat ist eine Web-Applikation, die Freiwillige in Jugendverbänden in der Planung, Durchführung und Nachbearbeitung von Lagerküchen unterstützt. Das Kochen in grossen Mengen in einem Lager oder Kurs ist gerade in der Vorbe- reitung aufwendig und erfordert spezifische Kenntnisse, damit nicht nur schmack- haftes, sondern auch Essen in passender Menge serviert werden kann. Die Ap- plikation wird aus Eigeninitiative von Gio Cettuzzi programmiert und betrieben. Ziel dieser Arbeit ist es, Verbesserungen entlang der User-Journey ‹Kochen für ein Lager› zu erarbeiten, damit der chuchipirat User:innen in ihrem ehrenamtlichen Engagement bestmöglich unterstützen kann. Der Fokus wird spezifisch auf die Bedürfnisse der User:innen in der Interaktion mit Rezepten gelegt, da diese die Grundlage für eine passende Mengenberechnung, eine vollständige Einkaufsliste und das erfolgreiche Umsetzen des geplanten Menüs darstellen.
Die Projektarbeit orientiert sich an dem Vorgehen des Goal-Directed Designs [Goodwin 2009]; dieses wird in den einzelnen Phasen durch passende Modellen und Techniken ergänzt, etwa durch das Universal Model of a User Interface von Baxley [2002] für das Interaction-Design. Das Abstützen auf eine erprobte und fundierte Methode stellt sicher, dass Resultate auf der Grundlage von erhobenen Daten mit Testpersonen und nicht auf der von Annahmen des Projektteams er- arbeitet werden.
Aus dieser Projektarbeit resultiert ein validiertes Lösungskonzept für die Interak- tion mit Rezepten im chuchipirat – mit einem Fokus auf der Vorbereitungsphase. Dieses basiert auf den durch User-Research ermittelten Herausforderungen und Bedürfnissen der primären Persona: ‹Simona› ist gut vertraut mit dem Lageralltag und hat bereits einige Male in der Küche mitgeholfen oder die Hauptverantwor- tung für die Lagerküche übernommen. Gerade in der Vorbereitung hat sie jedoch immer wieder Schwierigkeiten mit der Komplexität und dem zeitlichen Aufwand für die Mengenberechnung sowie mit dem Zusammenstellen der Einkaufsliste. Mit der Unterstützung durch chuchipirat soll die Persona ‹Simona› in jedem Lager oder Kurs ihr Ziel erreichen: Essen so zuzubereiten, dass es allen gut schmeckt und möglichst keine Essensreste übrig bleiben. Die Arbeit zeigt auf, dass ein simpler Use-Case in der Umsetzung interessante Herausforderungen aus der User Expe- rience Perspektive hervorbringt. Das neue Lösungskonzept des chuchipirat bietet die notwendigen Funktionalitäten an, damit passende Rezepte eingeplant und auf die korrekten Mengen berechnet werden können. Ferner lässt sich auf diese Wei- se eine vollständige Einkaufsliste mit wenigen Klicks erstellen. Manuelle und/oder wiederholende Arbeiten werden wenn möglich redundant gemacht. Dank dem chuchipirat kann der zeitliche Aufwand, welchen die Vorbereitung einer Lagerkü- che mit sich bringt, reduziert werden. So sollen sich mehr Freiwillige motivieren lassen, ihre Freizeit in die Jugendarbeit zu investieren. Damit leistet diese Arbeit einen Beitrag im Bereich der Freiwilligenarbeit, für welchen bisher wenige digitale Lösungen entwickelt werden
Using Functional Reactive Programming in Yampa to Redesign the Control Software for the Robotic Artwork “Islanders”
No full textThe Islanders artwork by Pors & Rao is a robot application reacting to the sounds in the room and controlling actuators. The control software is written in a low-level imperative style, intertwining the program sequence and commands for the actuators. Furthermore, the program code describes the behavior of the program depending on the current state of the actuators. It is difficult to comprehend where the state transitions are initiated. This way of programming complicates the comprehension of the code making modifications in the program sequence arduous. Functional Reactive Programming (FRP) is a composable, modular way to program reactive applications. With FRP, the code was redesigned, making it more customizable, especially for people with little programming experience. The redesign uses Yampa, an FRP implementation in Haskell using Arrows as the basic structuring framework. The resulting design is very promising. The state transitions clearly show which event triggers which reaction, making the code much more understandable. The new design separates the control of the hardware from the implementation of the program flow. This makes it possible to use the same code with different peripheral devices
The Impact of Aggregated Leaks on Privacy (BA)
No full textPrivacy is in a constant battle with economic, scientific and security interests. In our modern world enormous amounts of personal and identifying information about us is collected and analyzed. While significant resources are allocated to regulate this industry, criminals are not bound by such limitations.
The exploitation of illegally obtained information is already estimated to be a billion dollar industry and its growth has not plateaued yet. In order to be ready for the ever increasing capabilities of cyber criminals it is crucial to examine the challenges that await.
This paper studies network effects emerging from the aggregation and linkage of illegally obtainable personally identifiable information. We achieve this by analyzing a synthetic dataset which represents over 600 distinct data leaks that resulted in the exposure of over 12 billion records.
We show the effectiveness of mitigation strategies such as using different email addresses and introduce User-Initiated Differential Privacy as an effective defense, reducing the risk of link discovery by up to 50%
Automated Response to Cyber Security Threats
No full textCyber security threats continue to pose a major challenge to organizations. While there is an abun- dance of technologies and products assisting in the detection and investigation of cyber security threats, supporting security operation teams in responding to threats has received limited attention. Modern Intrusion Prevention Systems provide the possibility to react in real-time to cyber security threats but still lack the ability to predict the impact of the responses on the IT infrastructure.
This bachelor thesis builds on the proof of concept application developed in the student research project. The existing application is re-created with novel capabilities regarding the automated response to cyber security threats to assist in protecting IT infrastructures. The main focus is on supporting the cybersecurity analyst in the decision-making process selecting the best-suited response to a cyber security threat by providing additional information regarding the IT infrastructure.
The application fetches security alerts from a Security Information and Event Management system (SIEM) and processes the retrieved data. The responses of a predefined set are compared to the alert attributes to determine the possible responses and their impact on the IT environment. Addi- tionally, the possible responses are prioritized by calculating their impact cost based on the created cost function. Consequently, the analyst can decide on the preferred response, considering the impact on the IT environment. The application itself is a three-tier architecture that consists of a frontend, a backend and a persistence tier. The frontend provides a dashboard to the analyst and allows the inspection of an alert, containing the relevant information about the alert in order to decide on the best-suited response. Furthermore, it allows the triggering of the desired response. The backend is an API providing all required endpoints regarding the interaction with it, such as creating the abstracted environment model of the IT infrastructure and persisting it in a graph database.
The application implements different Threat Response Techniques to facilitate the handling of cyber security threats. It provides automated response determination capabilities, where the responses of the predefined set are matched to the alert, identifying the possible responses for the alert based on its attributes. Moreover, the impact calculation abstracts the impact of a response on the IT infras- tructure being represented by the environment model. Finally, the possible responses are prioritized by calculating their impact cost with the defined cost function, comprising the response’s impact as well as its attributes
Test Result Viewer
No full textSonova AG is a company based in Stäfa, Switzerland, and is known for the development of high quality hearing aids and other audio-related products. Their development division currently uses several custom made tools for the visualization of automated test results. They suffer from various deficiencies and should be replaced by one single platform.
In existing off-the-shelf solutions it is often the assumption that detailed information about test results is only relevant if there were any errors during execution. In case of a successful run, no details are presented to a developer except the final result "all passed".
Therefore, it has been decided that a new and custom platform should be built to replace the existing tools.
This platform receives test result files in different XML-based formats along with separate JSON metadata, which will be provided by the current infrastructure at Sonova.
The Data Consumer component parses and transformes these files into a unified schema. To create such a schema required the definition of what information is relevant for the visualizations. The results are then saved to a central data store and displayed by a frontend application. Elaborate requirements of what visualizations the platform should support have been provided by Sonova in advance.
We have evaluated different tools for the components and according to our own research, some recommendations and experience present at Sonova, we chose Python to implement the Data Consumer, Elasticsearch to store the data and Angular to implement the frontend.
The resulting product of this project serves as a prototype kind of implementation to be extended by Sonova in the future. The platform we have created contains two main visualizations as well as additional pages that display important metadata. It focuses on extensibility so that it supports implementing new requirements in existing as well as additional views