User-Centered Security

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Willkommen bei der Forschungsgruppe User-Centered Security, einer gemeinsamen Arbeitsgruppe der h_da/Fachbereich Informatik und der AG ID-Management der FU Berlin.

Wir untersuchen, wie man benutzbare und sichere interaktive/kollaborative Software und IT-Systeme entwirft, entwickelt und evaluiert, denen die Menschen vertrauen können, basierend auf etablierten/neuartigen IT-Sicherheits- und/oder HCI-Prinzipien und -Mechanismen. Siehe Forschungsprojekte, um mehr darüber zu erfahren.

Wir sind mit der Arbeitsgruppe IT-Sicherheit der h_da/Fachbereich Informatik, dem Z.A.I. und dem Nationalen Forschungs­zentrum für angewandte Cyber­sicher­heit verbunden.

Mitteilungen

Studentische Hilfskraft (HiWi): PORTUNUS

Kryptoagiles API für hardwareimplementierte Post-Quantum-Kryptographie.

 

Fiktive Cyberangriffe selbst erleben.

FBI/AG UCS Projekt ELITE auf der Hannover Messe

 

2022

  • C. Nzali, "Vergleichsstudie von autonomen Identifikationsprozessen",  Bachelor Thesis, Hochschule Darmstadt, 2022.

2021

  • J. Wohlwender, "Bewertung der Relevanz von Krypto-APIs auf Basis eines Scoring-Ansatzes",  Master Thesis, Hochschule Darmstadt, 2021.
  • J. Hohm, "Reifegradmodell für die Krypto-Agilität", Master Thesis, Hochschule Darmstadt, 2021.
  • C. Janson, "Integration von Security-by-Design und automatisierten Sicherheitstests im Integrations-Umfeld", Master Thesis, Hochschule Darmstadt, 2021.
  • S. Wagner, "Webentwicklung unter Bewertung der User Experience",  Bachelor Thesis, Hochschule Darmstadt, 2021.

2020

  • F. Sterk, "Evaluation skalierbarer Security Awareness Maßnahmen auf Basis technischer Messungen",  Master Thesis, Hochschule Darmstadt, 2020.
  • R. Mäuer, "Selbstdatenschutz: Zur Benutzbarkeit von Security & Privacy-Boxen",  Master Thesis, Technische Hochschule Köln, 2020.
  • P. Goldberg, "Zur Security Awareness bei Nutzern von Smartphones",  Master Thesis, Hochschule Darmstadt, 2020.
  • R. Huesmann, "Konzeption, Erstellung und Evaluierung einer neuen Dokumentationsart für APIs",  Master Thesis, Hochschule Darmstadt, 2020. Die Ergebnisse wurden auf dem Usable Security and Privacy Workshop 2020 veröffentlicht.

2019

  • V. Erbenich, "Entwicklung einer Phishing-Laborstudie zur Evaluation von URL-Visualisierungen," Master Thesis, Hochschule Darmstadt, 2019. Die Ergebnisse wurden auf der HAISA 2019 veröffentlicht.

2018

  • A. Zeier, “Benutzbarkeit von zustandsbehafteten, Hash-basierten Signaturverfahren,” Master Thesis, Hochschule Darmstadt, 2018. Die Ergebnisse wurden auf der IWSEC 2019 veröffentlicht.

2017

  • D. Träder, “FIDO-konforme abgeleitete eID im E-Gouverment,” Master Thesis, Hochschule Darmstadt, 2017.

2016

  • A. Zeier, “Mobile Client/Server Anwendung zur anonymen Nachrichtenverbreitung mithilfe dynamischer MAC-Adressen,” Bachelor Thesis, Hochschule Darmstadt, 2016. Die Ergebnisse wurden auf der D-A-CH Security 2016 veröffentlicht. 

2015

  • F. Otterbein, “Konzeption und Sicherheitsevaluierung einer mobilen Online-Ausweisfunktion,” Master Thesis, Hochschule Darmstadt, 2015. 

2014

  • F. Otterbein, “Entwicklung eines sicheren Kurznachrichtendienstes unter dem Aspekt der User-Centered Security,” Bachelor Thesis, Hochschule Darmstadt, 2014. 
  • D. Träder, “Mobile Navigation für Rollstuhlfahrer,” Bachelor Thesis, Hochschule Darmstadt, 2014. 

Daten können einen hohen Wert für Wirtschaft und Gesellschaft haben. Analyse, Zusammenführung und Nutzung von Daten stellen neben dem hohen ökonomischen Wert auch einen hohen gesellschaftlichen Nutzen dar, man denke z. B. an die Medizin. Demgegenüber stehen jedoch große Risiken für den Schutz der Privatsphäre jedes Einzelnen.

Im Rahmen der ATHENE-Mission FANCY erfolgt eine integrierte und interdisziplinäre Analyse des Trade-offs zwischen dem Wert von Daten einerseits und Privatsphäre-Risiken andererseits. Mehr zur FANCY Mission finden Sie hier.

Unsere Arbeitsgruppe ist im Teilprojekt “Easy-to-use Processes and Tools for User-Centric Co-Development of PETs” in FANCY vertreten. Im Projekt wollen wir Prozesse und Werkzeuge entwickeln, welche Programmierern helfen, die Benutzbarkeit von Software und den Schutz personenbezogener Daten innerhalb von Software zu erhöhen und somit ungewollte Fehlbedienungen oder unbeabsichtigte Datenabflüsse zu verhindern.

Das Projekt Agile and Easy-to-use Integration of PQC Schemes erforscht als Teil des ATHENE Forschungsbereichs Kryptographie die praktischen Herausforderungen die beim Umstieg von klassichen auf PQC-Verfahren entstehen.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Alexander Wiesmaier

Post-Quantum kryptographische Verfahren befinden sich seit mehreren Jahren in der Entwicklung. In naher Zukunft wird es standardisierte Post-Quantum Algorithmen geben, die veraltete oder gebrochene Standards ersetzen. Damit neue quantum-resistente cryptographische Verfahren Anwendung finden, ist mehr nötig als sichere Post-Quantum Algorithmen zu entwickeln und diese in den verwendeten kryptographischen Protokollen zu integrieren. Die Migration zur PQC (Post-Quantum Cryptography) stellt eine große Herausforderung auf vielen Ebenen dar. Darüber hinaus muss das Konzept der Krypto-Agilität etabliert werden, um auf die rapiden Veränderungen der Kryptographie reagieren zu können.

Unsere Forschungsgruppe beschäftigt sich mit den Herausforderungen der Post-Quantum Kryptographie Migration und sucht nach Antworten auf die offenen Fragen in diesem Bereich. Wir bauen auf unseren Erkenntnissen und Analysen auf, um geeignete Lösungen zu finden, um diese Migration zu erreichen und Krypto-Agilität in IT-Systemen zu etablieren. Unser Ziel ist es, solche Lösungen durch Design, Strategien, Frameworks und Schnittstellen zu entwickeln. Zum einen recherchieren wir die neuesten Erkenntnisse zu kryptographischen Maßnahmen und deren Entwicklungsstand. Andererseits tragen wir zu den neuesten Technologien der Post-Quanten-Kryptographie und ihren Anwendungen bei, indem wir unsere theoretischen und wissenschaftlichen Erkenntnisse in praktische Lösungen umsetzen.

Die fortschreitende Entwicklung des Quantencomputers stellt zunehmend eine Gefahr für klassische Krypto-Verfahren dar, die vielfach und vielfältig in heutiger Hard- und Software zum Einsatz kommt. Hier schlägt das Forschungsgebiet der sog. Post-Quantum-Kryptographie Verfahren und Algorithmen vor, die auch einem Angriff mit einem leistungsfähigen Quantencomputer standhalten würden. Im Jahr 2016 hat das US-amerikanische National Institute of Standards and Technology (NIST) einen Aufruf zur Standardisierung solcher PQC-Verfahren gestartet.

Stand heute ist es noch völlig unklar, wie die neuen Verfahren einfach in bestehende und neue Soft- und Hardware integriert werden können. Darüber hinaus sind die neuen PQC-Verfahren in ihrer Handhabe durch einen Software-Entwickler weitaus komplexer und Implementierungsfehler und Fehler im Einsatz sind zu erwarten. Hier setzt das Projekt Use-A-PQClib an. Im Rahmen des Projekts wird eine – aus sich des Entwicklers – leicht zu benutzende API (Programmierschnittstelle) für Post-Quantum-Krypto-Verfahren und die zugehörigen PQC-Implementierungen entwickelt, die im Idealfall eine gemeinsame Abstraktion von klassischer und PQC-Verfahren subsumiert. Damit böte sich eine einfachere und fehlerminimierende Integration dieser Verfahren in aktuelle und zukünftige IT-Sicherheitsprodukte (Hard- und Software) an. Des Weiteren kümmert sich das Projekt um die Implementierung und Bereitstellung eines PQC-Testbeds für Drittanbieter, um die in Zukunft notwendig werdenden Interoperabilitätstests der zukünftigen PQC-Verfahren durchführen zu können.

Das Projekt wird gemeinschaftlich von der Arbeitsgruppe User-Centered Security (UCS) unter Leitung von Prof. Heinemann (Fachbereich Informatik, Hochschule Darmstadt) und der MTG AG (Darmstadt) durchgeführt. UCS übernimmt federführend die wissenschaftlichen Fragestellungen, insbesondere das Design und die Usability-Evaluierung der neu zu erarbeitenden PQC Krypto API und MTG bringt hier seine ausgewiesene Expertise im Bereich der IT-Sicherheitsinfrastrukturen (z.B. Publik-Key-Infrastrukturen) und Know-how zur Implementierung ein. Im Rahmen eines User-Centered Design Ansatzes (genauer Developer-Centered Design) arbeiten UCS und MTG sehr eng in allen Schritten und Arbeitspaketen zusammen. Fördergeber des Projekts ist das Hessisches Ministerium für Wissenschaft und Kunst (HMWK) über die LOEWE-Förderlinie 3, KMU-Verbundvorhaben.

Das Projekt wird nach unserem Kenntnisstand weltweit die erste PQC Krypto API entwickeln, deren Benutzbarkeit durch Software-Entwickler evaluiert wurde. Die Erkenntnisse sollen wissenschaftlich im Rahmen von wissenschaftlichen Veröffentlichungen und einem Promotionsvorhaben der IT-Sicherheitscommunity zugänglich gemacht werden. Die MTG AG wird die Projektergebnisse in ihre IT-Sicherheitsprodukte integrieren bzw. umsetzen können und damit zu den ersten Anbietern gehören, die PQC-Verfahren dem Markt zugänglich machen.

Bei der Betrachtung von IT-Sicherheit in Unternehmen, Behörden, öffentlichen Einrichtungen und anderen Organisationen spielt neben technischen Maßnahmen (z. B. Firewalls, Virenschutz etc.) die Sensibilisierung der Mitarbeiter eine wichtige Rolle, insbesondere da Phishing-Angriffe (z. B. in Form von E-Mails) weit verbreitet sind und eine ernstzunehmende Bedrohung darstellen. Unternehmen stehen somit vor der Herausforderung ihre Mitarbeiter entsprechend zu schulen, damit Social Engineering Angriffe, welche u. a. auf die Leichtgläubigkeit des Nutzers abzielen, ins Leere laufen. Hier setzen Security Awareness Maßnahmen an, die ein Zusammenspiel aus Wissen, Können und Wollen in Bezug auf IT-sicherheitsrelevante Aspekte schulen. Die Entwicklung, Durchführung und Auswertung geeigneter Security Awareness Maßnahmen besitzt noch einen erheblichen Forschungsbedarf. Es ist nicht ausreichend, einem Nutzer ausschließlich Wissen über die Gefahren eines Phishing-Angriffs zu vermitteln, um eine nachhaltige Verhaltensänderung herbeizuführen.

Mit diesem Projekt soll untersucht werden, wie das IT-Sicherheitsverhalten von Anwendern im Rahmen ihrer täglichen Arbeit verbessert und geschult werden kann. Hierbei verfolgen wir als Ziel die Beantwortung der folgenden, noch offenen Forschungsfragen.

  • Wie lassen sich Security Awareness Maßnahmen möglichst natürlich in Arbeitsabläufe von Mitarbeitern integrieren?
  • Können sog. teachable moments im Arbeitsablauf identifiziert und genutzt werden?
  • Ob und wie lässt sich der Erfolg oder Misserfolg einer Security Awareness Maßnahme bzgl. Cyberangriffen messen?

Als weiteres Ziel soll ein belastbares Verständnis über das IT-Sicherheits-Know-How von typischen IT-Anwendern erarbeitet werden, um als Grundlage etwaiger zukünftiger Personalentwicklungsmaßnahmen in Unternehmen zu dienen.

Das Projek wurde zum 30.09.2019 abgeschlossen.

2022

2021

  • T. Bender, R. Huesmann und A. Heinemann, "Software Development Processes for ADs, SMCs and OSCs supporting Usability, Security, and Privacy Goals – an Overview". In The 16th International Conference on Availability, Reliability and Security (ARES 2021) auf dem Secure Software Engineering Workshop, August 17–20, 2021. doi:10.1145/3465481.3470022
  • A. Zeier, A. Wiesmaier und A. Heinemann, "Zur Integration von Post-Quantum Verfahren in bestehende Softwarepodukte". Im Tagungsband zum 17. Deutschen IT-Sicherheitskongress, 2021. arXiv:2102.00157 oder ISBN:978-3-922746-83-6
  • F. Sterk und  A. Heinemann, "It is not as simple as that: Playing out password security trainings in order to nudge password changes." European Interdisciplinary Cybersecurity Conference 2021, doi:10.1145/3487405.3487653 
  • N. Alnahawi, A. Wiesmaier, T. Grasmeyer, J. Geißler, A. Zeier, P. Bauspieß und A. Heinemann,
    "On the State of Post-Quantum Cryptography Migration." GI-Jahrestagung 2021, doi:10.18420/informatik2021-078
  • A. Wiesmaier, N. Alnahawi, T. Grasmeyer, J. Geißler, A. Zeier, P. Bauspieß und A. Heinemann,
    "On PQC Migration and Crypto-Agility." Computing Research Repository 2021.
    arXiv:2106.09599

2020

  • R. Huesmann, A. Zeier, A. Heinemann und A. Wiesmaier, "Zur Benutzbarkeit und Verwendung von API-Dokumentationen". In Mensch und Computer 2020 - Workshopband, 2020. doi:10.18420/muc2020-ws119-002
  • M. Margraf und A. Heinemann, Kapitel im "Praxishandbuch IT-Sicherheitsrecht". Nomos Verlagsgesellschaft, 2020. ISBN:978-3-8487-5764-0

2019

  • R. Huesmann, A. Zeier and A. Heinemann, "Eigenschaften optimierter API-Dokumentationen im Entwicklungsprozess sicherer Software". In Mensch und Computer 2019 - Workshopband, 2019. doi:10.18420/muc2019-ws-302-03
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  • A. Zeier, A. Wiesmaier and A. Heinemann, "API Usability of Stateful Signature Schemes". In Advances in Information and Computer Security (IWSEC), 2019.
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  • V. Erbenich, D. Träder, A. Heinemann and M. Nural, "Phishing Attack Recognition by End-Users: Concepts for URL Visualization and Implementation". At HAISA 2019. 
  • A. Heinemann and T. Straub, “Datenschutz muss benutzbar sein,” Datenschutz und Datensicherheit – DuD, vol. 43, iss. 1, pp. 7-12, 2019. doi:10.1007/s11623-019-1052-3

2018

  • D. Träder, A. Zeier, and A. Heinemann, “Auf dem Weg zu sicheren abgeleiteten Identitäten mit Payment Service Directive 2,” in Sicherheit 2018, Bonn, 2018, pp. 183-196. 
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2017

  • D. Träder, A. Zeier, and A. Heinemann, “Design and implementation aspects of mobile derived identities,” Arxiv preprint arxiv:1707.06505, 2017. 
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  • D. Träder, A. Zeier, and A. Heinemann, “Design and Implementation Aspects of Mobile Derived Identities,” in Open identity summit, 2017.
  • D. Träder, A. Zeier, and A. Heinemann, “Design- und Implementierungsaspekte mobiler abgeleiteter IDs,” in D-A-CH Security 2017 Tagungsband, 2017, pp. 70-80. 
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  • G. Schembre and A. Heinemann, “Zur Wirksamkeit von Security Awareness Maßnahmen,” in D-A-CH Security 2017 Tagungsband, 2017, pp. 13-23. 
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2016

  • A. Zeier and A. Heinemann, “AnonDrop — Räumlich begrenzte anonyme Informationsverbreitung,” in D-A-CH Security 2016 Tagungsband, 2016, pp. 241-252. 
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  • A. Heinemann, F. Kern, S. Lange, M. Margraf, and F. Otterbein, “Security-Management-as-a-Service für die öffentliche Verwaltung,” in D-A-CH Security 2016 Tagungsband. SECMGT Workshop, 2016. 
  • S. Kostic, A. Heinemann, and M. Margraf, “Usability-Untersuchung eines Papierprototypen für eine mobile Online-Ausweisfunktion des Personalausweises,” in INFORMATIK 2016. Workshop Nutzerzentrierte Sicherheit, LNI Tagungsband, 2016. 
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  • J. Willomitzer, A. Heinemann, and M. Margraf, “Zur Benutzbarkeit der AusweisApp2,” in Mensch und Computer 2016 — Workshopband, Aachen, 2016. 
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  • F. Otterbein, T. Ohlendorf, and M. Margraf, “Mobile authentication with german eID,” in 11th International IFIP Summer School on Privacy and Identity Management, 2016. 
  • M. Margraf, S. Lange, and F. Otterbein, “Security Evaluation of Apple Pay at Point-of-Sale Terminal,” in 10th International Conference on Next Generation Mobile Applications, Services and Technologies, 2016. 

2015

  • R. Creutzburg, M. Höding, R. Kirmes, K. Kröger, M. Margraf, M. Mertins, and E. von Faber, Praxis des Security Managements: Status Quo – Anwendung – Werkzeuge, S. Paulus, Ed., München, Deutschland: Open Source Press, 2015. 
  • M. Margraf and S. Pfeiffer, “Benutzerzentrierte Entwicklung für das Internet der Dinge,” Datenschutz und Datensicherheit – DuD, vol. 39, iss. 4, pp. 246-249, 2015. 

2014

  • F. Breitinger, G. Ziroff, S. Lange, and H. Baier, “Similarity Hashing Based on Levenshtein Distances,” in Advances in Digital Forensics X – 10th IFIP WG 11.9 International Conference, 2014, Revised Selected Papers, 2014, pp. 133-147. 
  • S. Lange, M. Margraf, S. T. Ruehl, and S. A. W. Verclas, “On Valid and Optimal Deployments for Mixed-Tenancy Problems in SaaS-Applications,” in 2014 IEEE World Congress on Services, SERVICES 2014, 2014, pp. 287-294.

Evaluation des Crypto-Agility Maturity Models (CAMM)

Master Thesis | R&D Study | HiWi Job

 

Masterarbeit oder F&E Studie: Testing Framework für PQC Algorithmen

Ein Test-Framework für PQC Algorithmen zu entwerfen und zu implementieren.

 

 

Bachelorarbeit – Kryptographie Nutzungs-Analyse

Start: Sofort oder nach Vereinbarung

 

Bachelorarbeit - PQC-Algorithmen Auswahlhilfe

Start: Sofort oder nach Vereinbarung

 

Masterarbeit – PQC-Rechenaufwandsanalyse

Start: Sofort oder nach Vereinbarung

 

Kontakt

Leiter
Prof. Dr. Andreas Heinemann

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+49.6151.16-38482
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