Digitales Repositorium der BTU Cottbus – Senftenberg
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Stapel-Pufferüberlauf-Angriffe und -Gegenmaßnahmen mit Registerfenstern am Beispiel von Xtensa LX
No full textStack buffer overflows are vulnerabilities that occur due to missing bounds checks when writing data into local buffers. These vulnerabilities have been exploited for decades and persist until today due to the usage of popular programming languages like C and C++, which allow arrays to be accessed without any checks. Over the years a wide variety of countermeasures was introduces, ranging from static analysis to various forms of runtime checks.
Register windows are a hardware architecture feature that was developed for Reduced Instruction Set Computer (RISC) architectures to reduce the overhead for function calls and returns due to the necessary load and store instructions. With register windows, a processor is equipped with a large number of registers, but only a part, the register window, is visible to the program. With a function call, the register window moves to a new set of registers for the function to use. When the function returns, the register window moves back. The physical register set is used like a ring buffer and if it overflows, an exception interrupts the program execution to save the content of the overflown registers to the stack. Underflow exceptions on the other hand are responsible to restore the content when the control flow returns to a function that had its registers overflown.
With return addresses, stack pointers, and function arguments being held in registers, often being targeted by stack buffer overflow attacks, the register window mechanism has a direct influence on these attacks and their countermeasures. This thesis investigates these influences using the Xtensa Lx architecture as an example, as it is used in the popular ESP32 microcontroller. In a first part, window overflows and underflows are used to craft stack buffer overflow based attacks, with a focus being Return-Oriented Programming (ROP). A second part investigates selected countermeasures, including canaries, XOR cookies, shadow stacks, and encryption. Here the focus is how these countermeasures can or need to be adjusted in order to be used with register windows or how register windows can be used to improve performance or security. A following chapter addresses specific aspects of the implementation of said countermeasures. All countermeasure implementations have been evaluated using Bristol/Embecosm Embedded Benchmark Suite (BEEBS), a collection of 80 benchmarks for embedded devices, to show their performance for a wide variety of use-cases. The presented results show the potential of register windows to implement very performant countermeasures against stack buffer overflow attacks.Stack Pufferüberläufe sind Schwachstellen die entstehen, wenn lokale Puffer beschrieben werden, ohne deren Größe zu überprüfen. Diese Schwachstellen werden seit Jahrzehnten ausgenutzt und sind durch die Nutzung von populären Sprachen wie C und C++ bis heute anzutreffen. Diese Sprachen erlauben die Nutzung von Arrays ohne jegliche Checks. Über die Jahre wurden verschiedene Gegenmaßnahmen entwickelt, angefangen von statischen Analysen von Programmen bis hin zu verschiedensten Formen von Überprüfungen zur Laufzeit.
Registerfenster sind ein Hardware-Feature welches dafür entwickelt wurde die Kosten von Funktionsaufrufen und -rücksprüngen zu reduzieren, die durch die benötigten Speicher- und Ladeinstruktionen verursacht werden. Bei der Verwendung von Registerfenstern besitzt ein Prozessor eine sehr große Anzahl von physikalischen Registern, wobei jedoch immer nur ein kleiner Teil davon für das Programm sichtbar ist. Dieser Teil wird das Registerfenster genannt. Mit einem Funktionsaufruf verschiebt sich das Registerfenster zu einem neuen Satz von Registern, der von der neuen Funktion frei genutzt werden kann. Bei einem Rücksprung bewegt sich auch das Registerfenster zurück. Der physikalische Registersatz wird wie ein Ringpuffer genutzt. Falls er überläuft sorgt eine Überlauf-Ausnahme für eine Programmunterbrechung und der Inhalt der betroffenen Register wird im Stack abgelegt. Dementsprechend sorgen Unterlauf-Ausnahmen dafür, dass die Registerinhalte wieder zurück geladen werden, sobald das Programm zu einer Funktion zurückkehrt, deren Register von einem solchen Überlauf betroffen waren.
Dadurch dass Daten wie Rücksprungadressen, Stackzeiger und Funktionsparameter in Registern gehalten werden, welche oftmals durch Stack Pufferüberlauf basierte Angriffe überschrieben werden, hat der Registerfenster-Mechanismus einen großen Einfluss auf diese Art von Angriffen und deren Gegenmaßnahmen. Diese Arbeit untersucht diese Einflüsse am Beispiel der Xtensa LX Architektur, welche im populären ESP32 Mikrocontroller genutzt wird. In einem ersten Teil werden die Überläufe und Unterläufe auf mögliche Angriffspunkte untersucht, mit einem Fokus auf Rücksprung-Orientiertes Programmieren (ROP). Ein zweiter Teil untersucht eine Auswahl von Gegenmaßnahmen, die Canaries, XOR Cookies, Schattestack und Verschlüsselung beinhaltet. Hier liegt der Fokus vor allem darauf wie die Methoden angepasst werden müssen, um mit Registerfenstern genutzt werden zu können, oder welche Verbesserungen sich für Ausführungszeit oder Sicherheit erzielen lassen. Ein anschließendes Kapitel adressiert zudem spezifische Aspekte der Implementierung der genannten Gegenmaßnahmen. Alle Gegenmaßnahmen wurden mit der Bristol/Embecosm Embedded Benchmark Suite (BEEBS) evaluiert, einer Sammlung von 80 Benchmarks für eingebettete Systeme, um deren Leistung für eine möglichst große Auswahl von Fällen zu bewerten. Die präsentierten Ergebnisse zeigen das Potenzial von Registerfenstern für die effiziente Implementierung von Gegenmaßnahmen gegen Stack Pufferüberlauf basierte Angriffe
Amtliches Mitteilungsblatt der BTU Cottbus–Senftenberg, 2025,09 (30.04.2025)
No full textNeufassung der fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Master-Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen (M. Sc.) vom 30. April 202
Amtliches Mitteilungsblatt der BTU Cottbus–Senftenberg, 2025,10 (09.05.2025)
No full textErste Änderungssatzung zur fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Digitale Gesellschaft (B.A.) vom 08. Mai 2025
Lesefassung: Fachspezifische Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Digitale Gesellschaft vom 12. August 2022 (AMbl. 11/2022) i. d. F. der ersten Änderungssatzung zur Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Digitale Gesellschaft (B.A.) vom 08. Mai 202
Enhancing kaolin performance through organic molecule modification and assessing its efficiency for lead and copper adsorption
No full textThe research aimed to enhance the efficacy of kaolin in water treatment by incorporating diphenylamine (DPA) and to evaluate its effectiveness in adsorbing lead and copper in wastewater in comparison to natural kaolin (Nat-kaolin). This entailed modifying kaolin with DPA to create DPA-kaolin and conducting comprehensive characterization utilizing a range of techniques, including X-ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscope (SEM), energy dispersion X-ray (EDX), thermogravimetric analysis (TGA), differential thermal analysis (DTA), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and Brunauer-Emmett-Teller (BET) analysis. The results demonstrated the successful modification of DPA, as evidenced by an increase in BET-specific surface area of about 25 % (from 66.69 m².g⁻¹ to 71.35 m².g⁻¹), indicating enhanced adsorption capacity. XRD analysis confirmed the composition of the samples, while TGA/DTA indicated changes in water adsorption and dehydroxylation. SEM and EDX illustrated the tubular nature of the clay with a decrease in the amount of Al, about 10.76 %, and the amount of Si, about 10.38 %, on the DPA-kaolin. Notably, the FTIR spectrum of DPA-kaolin showed the presence of new vibration bands at 1248 cm⁻¹, indicating the presence of DPA. In terms of adsorption, the DPA-kaolin exhibited significantly higher maximum adsorption capacities for Pb(II) and Cu(II) compared to the nat-kaolin, with values of 151 μmol/g and 134 μmol/g, respectively.These values were significantly higher than those observed for Nat-kaolin, which demonstrated adsorption capacities of 103 μmol/g for Pb(II) and 91 μmol/g for Cu(II). The adsorption kinetics indicated that the pseudo-second-order kinetic model described the sorption mechanism for both Pb(II) and Cu(II). This was evidenced by the values of R², which were 0.999 and 0.996, respectively. The study provides clear evidence that DPA-kaolin is more effective than Nat-kaolin in removing lead (Pb(II)) and copper (Cu(II)) from wastewater. Through rigorous experimentation, it was observed that DPA-kaolin exhibited notably enhanced adsorption capabilities for both Pb(II) and Cu(II) compared to Nat-kaolin. These findings serve to emphasize the practical importance and potential
Forschung zu künftigen Strategien für das kulturelle Erbe : Anwendung von Konzepten des kulturellen Erbes auf die Fighting Game Community
No full textOver a period of six months, students of World Heritage Studies researched the Fighting Game Community (FGC) through a cultural heritage lens to attempt to identify the potential of the FGC as cultural heritage worthy of protection. The results of the students’ self-guided work are found in this report. With case studies from Germany, Indonesia, South Korea, India, Tanzania, Iran, and Mexico, a wide range of topics and approaches were implemented to understand the FGC better. Additionally, two chapters cover the history and academic study of the FGC documented through a digital Zotero Library. Particularly of note is one chapter on the analysis of international standard-setting instruments and their relevancy in the theoretical protection of the FGC as cultural heritage, which highlighted the gaps in current standard-setting instruments for traditions like the FGC. As a result of all the work undertaken, this report identifies that the FGC has many elements which, when understood through current international standard-setting instruments, are not accounted for due to the hybrid digital / in presence nature of the FGC. Additionally, defining the values of the FGC often is context-dependent as demonstrated across case studies, make it difficult to apply a unified approach to the subject.Über einen Zeitraum von sechs Monaten untersuchten Student*innen der World Heritage Studies die Fighting Game Community (FGC) im Hinblick auf kulturelles Erbe und versuchten, das Potenzial der FGC als schützenswertes kulturelles Erbe zu identifizieren. Die Ergebnisse der selbstgesteuerten Arbeit der Student*innen finden sich in diesem Bericht. Anhand von Fallstudien aus Deutschland, Indonesien, Südkorea, Indien, Tansania, Iran und Mexiko wurde eine breite Palette von Themen und Ansätzen behandelt, um die FGC besser zu verstehen. Darüber hinaus behandeln zwei Kapitel die Geschichte und wissenschaftliche Erforschung der FGC, die in einer digitalen Zotero-Bibliothek dokumentiert wurden. Besonders hervorzuheben ist ein Kapitel über die Analyse internationaler Normungsinstrumente und deren Relevanz für den theoretischen Schutz der FGC als Kulturerbe, in dem die Lücken in den aktuellen Normungsinstrumenten für Traditionen wie die FGC aufgezeigt wurden. Als Ergebnis der gesamten Arbeit kommt dieser Bericht zu dem Schluss, dass die FGC viele Elemente aufweist, die bei einer Betrachtung anhand der aktuellen internationalen Normungsinstrumente aufgrund ihres hybriden Charakters (digital / in Präsenz) nicht berücksichtigt werden. Darüber hinaus ist die Definition der Werte der FGC, wie die Fallstudien zeigen, oft kontextabhängig, was eine einheitliche Herangehensweise an das Thema erschwert
Neapel : Kontinuität und Umbruch
No full textThis publication compiles the results of a study excursion to Naples undertaken by Master’s students in architecture and planning at BTU Cottbus-Senftenberg from 2 to 9 October 2023. Framed by the conceptual tension between continuity and disruption, the excursion examined how these dynamics shape the material, social, and symbolic textures of the city. The publication presents paired posters created by each student: one produced prior to the excursion in response to Elena Ferrante’s novel, and one developed afterward, drawing on situated encounters with urban space. These visualisations reflect how perceptions of Naples shifted through embodied experience and critical engagement with the politics of representation.Diese Publikation dokumentiert die Ergebnisse der Studienexkursion nach Neapel, die vom 2. bis 9. Oktober 2023 von Masterstudierenden der Architektur und Stadtplanung an der BTU Cottbus-Senftenberg durchgeführt wurde. Ausgangspunkt war das Spannungsverhältnis zwischen Kontinuität und Umbruch. Untersucht wurde, wie sich diese Dynamiken in den materiellen, sozialen und symbolischen Strukturen der Stadt widerspiegeln. Die Publikation zeigt Posterpaare, die von den Studierenden erstellt wurden: ein Poster vor der Exkursion, das sich mit Elena Ferrantes Roman auseinandersetzt, und ein weiteres im Anschluss, basierend auf situierten Begegnungen mit dem urbanen Raum. Die Visualisierungen zeigen, wie sich die Wahrnehmung Neapels durch verkörperte Erfahrungen im urbanen Raum und deren Repräsentationen verändert hat
Bioactivity and tribological performance of a novel nano-biomaterial beta-type Ti-alloy
No full textThis study investigates the bioactivity; wear performance, and topography of a novel beta-type titanium-based
alloy using techniques such as scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy
(FTIR), and 2D and 3D analysis. The tribological test was evaluated using a ball-on-disk tribometer in a wet
environment. Different loads of 2, 6, and 10 N were applied during the evolution. The data results indicate a
significant effect of the milling process on the formation of the hydroxyapatite layer on the surfaces of the
Ti–Nb–Mo alloy. Both the wear volume and rate showed a consistent trend of decrease as the milling time
increased from 2 to 12 h for all applied loads. The minimum values of wear and volume were reached after 12 h
of milling. The improvement in tribological behavior can be attributed to the improved mechanical properties of
the alloys. In addition, the significant presence of niobium (Nb) and molybdenum (Mo) plays a critical role in
achieving high coefficient of friction values. The primary wear mechanism observed in the Ti–25Nb–25Mo
system was adhesive wear in addition to abrasive wear. With its lower Young’s modulus and favorable biological
and tribological properties, the Ti–25Nb–25Mo alloy represents a promising option for bone tissue applications
in orthopedics
Amtliches Mitteilungsblatt der BTU Cottbus–Senftenberg, 2025,33 (18.11.2025)
No full text1. Zweite Änderungssatzung zur fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Master-Studiengang Cyber Security (M.Sc.) vom 17. November 2025
2. Lesefassung: Fachspezifische Prüfungs- und Studienordnung für den Master-Studiengang Cyber Security (M.Sc.) vom 22. September 2017 (AMbl. 24/2017) i. d. F. der Zweiten Änderungssatzung zur Prüfungs- und Studienordnung für den Master-Studiengang Cyber Security (M.Sc.) vom 17. November 202
“Nursing continues to be developed” : a research work on teaching in practice
No full textDie Masterarbeit untersucht das pflegewissenschaftliche und pflegedidaktische Anleitungshandeln sowie die habitualisierten Praktiken von Lehrenden in der Praxis in der pflegeberuflichen Ausbildung. Verglichen werden akademische und berufsbildende Lehrende in der Praxis aus den pflegerischen Settings: akutstationär, stationäre Langzeitpflege und ambulante Pflege. Ziel ist es, empirische Erkenntnisse über die Gestaltung der Praxislehre und über das Selbstverständnis zu gewinnen sowie Entwicklungsmöglichkeiten aufzuzeigen. Mittels qualitativer Sozialforschung wurden 14 leitfadengestützte Expertinnen- und Experteninterviews mit Lehrenden in der Pflegepraxis nach der Grounded-Theory-Methodologie durchgeführt und ausgewertet. Die Datenanalyse erfolgte durch offenes, axiales und selektives Kodieren inklusive der Anwendung des mentalen Felds als Forschungstool. Die Ergebnisse zeigen, dass die habitualisierten Praktiken im Anleitungshandeln von Lehrenden in der Praxis kontrastierende pflegewissenschaftliche und pflegepädagogische Begründungsmuster aufweisen. Ihr Berufsverständnis, ihre Kompetenzbildung und Wissensbedarfe beeinflussen maßgeblich die Gestaltung der Praxislehre. Anhand von Fallrekonstruktionen werden unterschiedliche Anleitungsprofile herausgearbeitet.
Die Forschungsarbeit begründet empirisch die Notwendigkeit einer stärkeren Professionalisierung der Lehrenden in der Pflegepraxis. Empfehlungen zur hochschulischen Qualifizierung unter Einbindung der berufsbildenden Lehrenden werden abgeleitet.The master's thesis examines the nursing-scientific and nursing-didactic instructional behaviour as well as the habitualised practices of teachers in practice in nursing training. It compares academic and vocational teachers in practice from the following nursing settings: acute-care, long-term-care and home-care. The aim is to gain empirical insights into the organisation of practical teaching and self-image, as well as to identify development opportunities. Using qualitative social research, 14 guideline-based expert interviews with teachers in nursing practice were conducted and analysed according to grounded theory methodology. The data was analysed using open, axial and selective coding, including the use of the mental field as a research tool. The results show that the habitualised practices in the instructional actions of teachers in nursing practice exhibit contrasting patterns of justification in terms of nursing science and nursing education. Their understanding of the profession, their competence formation and knowledge requirements have a decisive influence on the design of practical teaching. Different instruction profiles are worked out on the basis of case reconstructions. The research work empirically substantiates the need for greater professionalisation of teachers in nursing practice. Recommendations for higher education qualification with the involvement of vocational training teachers are derived
20 years of ATA - success story or problem area? : a qualitative survey on integration and establishment of a still young profession as a qualification path for the anesthesiological functional service
No full textIn dieser Forschungsarbeit soll 20 Jahre nach Beginn der ersten Ausbildung die Etablierung der Anästhesietechnischen Assistenz (ATA) als Berufsgruppe für den anästhesiologischen Funktionsdienst unter dem Aspekt der Anerkennungs- und Professionalisierungstheorie untersucht werden. Für den Einsatz im anästhesiologischen Funktionsdienst haben sich verschiedene Qualifikationswege herausgebildet. Dabei überwiegt bisher der traditionelle Weg über eine grundständige Pflegeausbildung. Die Entwicklung der Fachkräftesituation im Pflegesektor allgemein und speziell im Arbeitsbereich OP zeigt eine große Lücke zwischen Personalbedarf und -angebot und stellt für die Zukunft eine Herausforderung dar. Leitfadengestützte Experteninterviews wurden mit Mitarbeiter/-innen aller Berufsgruppen des anästhesiologischen Funktionsdienstes aus deutschen Krankenhäusern der verschiedenen Versorgungsstufen geführt und mit dem qualitativen Forschungstool der Grounded Theory ausgewertet. Ergebnisse: Der Beruf der ATA ist noch nicht flächendeckend in deutschen Krankenhäusern etabliert. Im Gegensatz zum traditionellen Qualifizierungsweg über eine Pflegeausbildung sind ATA direkt nach Abschluss ihrer Ausbildung fachlich gut auf den Einsatz am anästhesiologischen Arbeitsplatz vorbereitet. Trotzdem erwies sich, dass bei den anderen Mitarbeiter/-innen des anästhesiologische Funktionsdienstes Vorbehalte gegenüber ATAs bestehen können. Ursächlich zeigten sich unter anderem insbesondere in Abteilungen, die mit ihnen bisher keinen direkten beruflichen Kontakt hatten, große Wissensdefizite zur Ausbildung und Qualifizierung von ATAs. Eine intraprofessionelle Anerkennung des ATA-Berufes ist nicht generell gegeben. Zudem erwies sich als Nebenbefund der OP insgesamt als hierarchiegeprägter Arbeitsbereich im Spannungsfeld verschiedener Berufsgruppen. Als zentrales Ergebnis konnte aufgrund unterschiedlicher Kontextfaktoren ein symbolischer Kampf des gesamten nichtärztlichen anästhesiologischen Funktionsdienstes um Anerkennung herausgestellt werden. Auch 20 Jahre nach Beginn der Ausbildung ist die flächendeckende Etablierung von ATAs in deutschen Krankenhäusern nicht abgeschlossen. Dieser noch junge Beruf zeigt großes Potenzial für eine Erfolgsgeschichte. Aus dieser Forschungsarbeit ergaben sich wichtige Erkenntnisse und Ansätze zur Überwindung aktuell noch bestehender Problemfelder hin zur flächendeckenden Integration und Etablierung.This research aims to examine the establishment of anesthesiology technical assistants (ATA) as a professional group for anesthesiology support services twenty years after initiation of their training, using the perspectives of recognition and professionalism theories. Various qualification pathways have evolved for anesthesiology support service. To date, the traditional route through basic nursing education remains predominant. The development of the skilled workforce situation in the nursing sector overall and specifically in operating room environments reveals a significant gap between personnel demand and supply, posing a future challenge. Guided expert interviews were conducted with employees from all professional groups involved in anesthesiology support service across German hospitals of different care levels. The data were analyzed using the qualitative research method of Grounded Theory. Results: The profession of ATA is not yet fully established across German hospitals. Unlike the traditional qualification pathway through nursing education, ATAs are generally well prepared for deployment in anesthesiology work environments immediately after completing their training. However, it became evident that some other staff members in anesthesiology support service may have reservations about ATAs. Significant knowledge deficits regarding training and qualification of ATAs were especially noted in departments which had previously no direct professional contact. Intraprofessional recognition of the ATA profession is not generally present. Additionally, the operating room as a hierarchical work environment emerged as a secondary finding, highlighting tensions between various professional groups. A central result of the study was the identification of a symbolic struggle for recognition by the entire non-physician anesthesiology support service, influenced by various contextual factors. Even twenty years after start of their training, widespread establishment of ATAs in German hospitals remains incomplete. This still-developing profession shows great potential for success. The research provided important insights and approaches for overcoming current challenges to achieve comprehensive integration and establishment