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Kuban, Katharina; Kuijper, Arjan [1. Review]; Schufrin, Marija [2. Review]

A Gamified Information Visualization for the Exploration of Home Network Traffic Data

2020

Darmstadt, TU, Bachelor Thesis, 2020

Internet users today are exposed to a variety of cyberthreats. Therefore, it is necessary to make even nonexpert users aware of the importance of cybersecurity. In this thesis, an approach to address this problem was developed based on the User Centered Design process. The development focused on visualizing the users home network data to improve security in private usage. Existing approaches are either focusing on visualizing network data for more experienced users or teaching cybersecurity with gamified solutions. Combining both, the visualization of the data was embedded in a game to motivate the user. A user study was conducted to identify the user requirements. It could be shown that the main reasons for not dealing with cybersecurity and network data are the user’s lack of motivation and the difficulty of the topic. While following information visualization and game design principles, a prototype was implemented based on the user requirements. The prototype was evaluated from the user perspective revealing that the game strengthens general awareness for the communication of devices in one’s home network and makes the topic network data more accessible. Additionally, it was found out that the quality of player experience design is a crucial factor to motivate the user in the context of the presented approach. It should therefore get higher attention in future steps.

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Ahmad, Salmah; Kuijper, Arjan [1. Gutachten]; Schufrin, Marija [2. Gutachten]

A Design Study on the Joy of Use in Information Visualization for Cybersecurity Analysis for Home Users

2019

Darmstadt, TU, Master Thesis, 2019

In today's society, most people are connected to the internet at least once a day, while the overall awareness for cyber security is still low. Especially average users without much expertise in IT can find it hard to connect to the domain of cyber security. This thesis takes the approach of Joy of Use to increase engagement and enjoyment for users. For this, several concepts relating to Joy of Use are described and aspects of Joy of Use are compiled. On the basis of an existing information visualization interface for the exploration of network traffic for home users, this thesis examines which strategy can best increase the Joy of Use. To work on closing the gap between home user and the domain of cyber security, three concepts are developed on top of the existing interface. These concepts utilize Joy of Use methods to increase enjoyment of a user. A preliminary online study is conducted to characterize the target user. This helps in developing the concepts while keeping the target user's needs in mind. Each of these concepts focuses on a strategy to increase Joy of Use in relation to finding unsecure connections in one's own network traffic. They are then used to develop prototypes to evaluate in a design study. The design study is conducted as an on-site user study where participants have to evaluate their emotional state and the perceived Joy of Use after using each prototype. The results are statistically evaluated. This thesis concludes that utilizing Joy of Use techniques in presenting abstruse topics can help home users to gain awareness and initiative in learning about cyber security.

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Reynolds, Steven Lamarr; Kuijper, Arjan [1. Gutachten]; Schufrin, Marija [2. Gutachten]

Visualization Interface to Improve the Transparency of Collected Personal Data on the Internet

2019

Darmstadt, TU, Master Thesis, 2019

In den letzten Jahrzehnten hat das Internet ein enormes Wachstum erlebt. Die Nutzung von Online- Diensten im alltäglichen Leben für allerlei Arten von Aktivitäten steigt. In den meisten Fällen sammeln Unternehmen dabei Daten zur Bereitstellung und Verbesserung ihrer Online-Dienste. Viele Nutzer sind sich jedoch nicht über das Ausmaß und die Art der bei der Nutzung erhobenen und gespeicherten Daten bewusst. Diese Arbeit ist der Fragestellung gewidmet, wie der durchschnittliche Internetnutzer darin unterstützt werden kann, einen Einblick in die von ihm gesammelten Daten zu erhalten und damit einen bewussteren Umgang zu entwickeln. Ziel der dabei entwickelten Anwendung ist es, die Transparenz der gesammelten Daten zu verbessern. Dazu wurde ein Überblick darüber gewonnen, wie Daten aktuell im Internet gesammelt werden. Basierend auf diesem Überblick wurde für diese Arbeit als Datengrundlage die personenbezogenen Daten von Online-Diensten ausgewählt, die Nutzer mit dem Auskunftsrecht der europäischen Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) anfordern können. Darauf aufbauend wurden Konzepte entwickelt, wie diese Daten mit Hilfe von Informationsvisualisierung für den durchschnittlichen Internetnutzer visualisiert werden können. Das am besten geeignete Konzept wurde ausgewählt und prototypisch als Webinterface implementiert. Nutzer können von mehreren ausgewählten Online- Plattformen ihre Daten einfügen und visuell explorieren. Durch die ausgewählte Zusammensetzung von interaktiven Visualisierungsansätzen soll bei der Einschätzung der Menge, der Typen und beim Erkunden von Mustern oder Trends unterstützt werden. Eine zusätzliche Funktion erlaubt es dem Nutzer, die einzelnen Datenelemente nach der wahrgenommenen Sensibilität zu bewerten. Hierdurch soll der Nutzer bewusst dazu angeregt werden, sich mit seinen Daten auseinanderzusetzen. Die implementierte Anwendung wurde im Rahmen dieser Arbeit mit 37 echten Nutzern und deren persönlichen Daten evaluiert. Aus den Ergebnissen lässt sich ableiten, dass die Nutzung der Anwendung einen Einfluss auf die Haltung zur Privatsphäre in Online-Diensten der Teilnehmer hatte und somit einen möglichen Weg in Richtung besseres Bewusstsein für die eigene Privatsphäre im Internet darstellt.

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Ulmer, Alex; Schufrin, Marija; Sessler, David; Kohlhammer, Jörn

Visual-Interactive Identification of Anomalous IP-Block Behavior Using Geo-IP Data

2018

VizSec 2018

IEEE Symposium on Visualization for Cyber Security (VizSec) <15, 2018, Berlin, Germany>

Routing of network packets from one computer to another is the backbone of the internet and impacts the everyday life of many people. Although, this is a fully automated process it has many security issues. IP hijacks and misconfigurations occur very often and are difficult to detect. In the past visual analytics approaches aimed at detecting these phenomenons but only a few of these integrated geographical references. Geo-IP data is being used mostly as a lookup table which is an undervaluation of its capabilities. In this paper we present a visual-interactive system which only relies on Geo-IP data to create more awareness for this data source. We show that looking at Geo-IP data over time in combination with owner and location information of IP blocks already reveals suspicious cases. Together with our design study we also contribute a pre-processing algorithm for the Maxmind GeoIP2 City and ISP databases, to motivate the community to integrate this data source in future approaches.

978-1-5386-8194-7

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Schufrin, Marija; Kuijper, Arjan [Referent]; Burkhardt, Dirk [Betreuer]

Designstudie und Entwicklung von Konzepten zur visuellen Trendanalyse für mobile Umgebungen

2017

Darmstadt, TU, Master Thesis, 2017

Die immer schneller wachsenden Datenmengen in nahezu allen Bereichen des Lebens führen zu dem verstärkten Bestreben, die darin enthaltenen Informationen zu gewinnen und nützlich einzusetzen. Die menschlichen Kapazitäten im Hinblick auf die kognitive Verarbeitung von Informationen sind jedoch begrenzt. Daher werden Techniken und Methoden entwickelt, um den Menschen bei dieser Aufgabe zu unterstützen. Eine Ausprägung der Informationssuche in Datenmengen ist die analytische Untersuchung der Daten. Dazu gehört unter anderem das Erkennen von Trends und Mustern. Visual Analytics hat das Ziel, den Menschen durch eine Kombination aus Informationsvisualisierungen und automatisierten Analyseverfahren bei diesem Prozess zu unterstützen. Die meiste Forschung auf diesem Gebiet bezieht sich bislang überwiegend auf Computer und Laptops. Durch die rasante Verbreitung von mobilen Geräten in den letzten Jahren entstand die Notwendigkeit, die Methoden und Techniken auch im Hinblick auf den Einsatz auf mobilen Geräten zu untersuchen. Die mobile Umgebung bringt neue Herausforderungen, aber auch Möglichkeiten, mit sich. Am Fraunhofer IGD in Darmstadt wurde eine Software zur visuellen Trendanalyse auf Basis von digitalen Publikationsdatenbanken entwickelt. Ziel ist es, durch die Visualisierung der darin zur Verfügung stehenden Informationen, aufkommende und verschwindende Trends zu erkennen. Diese Software ist allerdings für die Benutzung auf einem Desktop-Computer ausgelegt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde daher eine Designstudie durchgeführt, um die Designmöglichkeiten zur Umsetzung der Software auf mobilen Geräten zu untersuchen. Dazu wurde ein Modell der Zielgruppe (Entscheidungsträger) erstellt, welches aus drei Eigenschaften besteht. Eine dieser Eigenschaften besteht aus zwei Merkmalen - Bauchgefühl und Verstand - welche als gegensätzliche Aspekte identifiziert wurden, deren Vorteile jedoch jeweils stark vom Kontext abhängen. Gerade bei mobilen Umgebungen hat der sich stets verändernde Kontext einen starken Einfluss auf die Benutzererfahrung. Adaptive Mechanismen mit Bezug auf die mentale Verfassung des Benutzers (z.B. geteilte Aufmerksamkeit) können große Vorteile im Hinblick auf die positive Nutzererfahrung mit sich bringen. Im Rahmen dieser Designstudie wurden drei Designs entwickelt und untersucht, die jeweils das Bauchgefühl, den Verstand oder eine Kombination aus beiden in den Fokus stellen. Die Konzepte wurden prototypisch implementiert und im Rahmen eines kleinen kontrollierten Experiments evaluiert.