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Crossmodale Korrespondenzen zwischen auditiven und visuellen Stimuli lassen sich bereits in zahlreichen Laborstudien erkennen. Ob jene Korrespondenzen auch in der Praxis für das Lichtdesign von unter anderem Musik-Veranstaltungen gelten und dabei nicht nur auditive Stimuli mit Farben assoziiert werden, sondern Farben auch einen Einfluss auf die Wahrnehmung der akustischen Eigenschaften und Emotionen der Musik haben, wird dabei in dieser Studie untersucht. Der Versuchsaufbau findet dafür in einer realen Veranstaltungsstätte statt. Proband*innen mussten Fragen zu ihrer Wahrnehmung von unterschiedlichen auditiven und visuellen Eigenschaften, die in unterschiedlichen, möglichst Veranstaltungs-realistischen Stimuli-Szenen präsentiert wurden, beantworten. Hierfür wurden Scheinwerfer eingesetzt sowie auditive Stimuli gewählt, die vom Musikgenre den Live-Veranstaltungen der Veranstaltungsstätte entsprechen. Die Ergebnisse zeigen, dass ein Zusammenhang zwischen akustischen Eigenschaften und Farben existiert und auch die wahrgenommenen Emotionen der Farben durch die Musik beeinflusst werden können. Ebenso zeigen die Ergebnisse, dass die Farben der Ambientebeleuchtung die Emotionen zwar nicht explizit vorgeben oder steuern, sie aber in ihrem Ausdruck intensivieren können. Der Zusammenhang von zur Musik passenden Farben scheint dabei auf den geteilten wahrgenommenen Emotionen zu basieren, eine direkte Verknüpfung von Musik und Farben kann in dieser Studie allerdings nicht ausgeschlossen werden. Crossmodale Korrespondenzen zwischen auditiven und visuellen Stimuli sind demnach auch in realitätsnahen Versuchsaufbauten zu finden. Die Erkenntnisse darüber könnten auch in der Praxis, zum Beispiel bei der Planung und Durchführung von Musik-Veranstaltungen, einen Nutzen haben.
Diese Studie befasst sich mit der Akzeptanz von Lautstärke-Begrenzungen seitens der Besucher*innen von Musik-Veranstaltungen unter Anwendung eines C-bewerteten Schalldruckpegel-Grenzwertes. Im Gegensatz zu einem A-Bewertungsfilter kann ein CBewertungsfilter unterstützen, das gehörschädigende Potenzial hoher tieffrequenter Schalldruckpegel elektronischer Musik-Genre, wie zum Beispiel Techno, abzuschätzen. Dazu wurden, basierend auf einer französischen Verordnung zum Schutz des Publikums von Veranstaltungen vor hohen Schalldrücken (Décret no 2017-1244) sowie der deutschen Norm DIN15905-5, bei sieben Veranstaltungen, bei denen die Musik-Genre EDM, Techno, Tech-House, Psy-Trance und Dubstep geboten wurden, C- und A-bewertete Schalldruckpegel-Grenzwerte festgelegt. Die Besucher*innen der Veranstaltungen, die sich bereit erklärten an der Studie teilzunehmen, wurden hinsichtlich ihrer Zufriedenheit gegenüber der Musik-Lautstärke sowie ihrem Besuchsverhalten von Veranstaltungen mit gleichen Musik-Lautstärken befragt. Die 163 Teilnehmer*innen der Umfrage äußerten sich überwiegend positiv zu vorherrschenden Schalldruckpegeln. Mehr als 80% der Teilnehmer*innen würden Musik-Veranstaltungen, die auf Lautstärken von bis zu 118 dB LCeq,15min und 99 dB LAeq,30min begrenzt sind, regelmäßig besuchen. Ein signifikanter Zusammenhang zwischen dem Besuchsverhalten und Schalldruckpegel-Schwankungen unterhalb der definierten Grenzwerte um bis zu 9 dB(A,C) konnte nicht festgestellt werden. Bei Veranstaltungen der in dieser Studie überprüften Musik-Genre werden Schalldruckpegel-Begrenzungen auf 118 dB LCeq,15min und 99 dB LAeq,30min vom Publikum akzeptiert und können von Veranstalter*innen zum Schutz des Gehörs der Besucher*innen ohne Einfluss auf das Besuchsverhalten und damit einhergehende wirtschaftliche Aspekte einer Veranstaltung angewandt werden.
Aufgrund der §§ 2 Abs. 4 S. 1, 26 Abs. 3 S. 2 des Gesetzes über die Hochschulen des Landes Nordrhein-Westfalen (Hochschulgesetz - HG) vom 16.09.2014 (GV. NRW. S. 547) in der aktuell gültigen Fassung und der Grundordnung der Hochschule Düsseldorf vom 08.10.2015 (Verkündungsblatt der Hochschule Düsseldorf, Amtliche Mitteilung Nr. 414) in der aktuell gültigen Fassung hat die Hochschule Düsseldorf die folgende Ordnung als Satzung erlassen.
Music consumption and distribution has changed drastically in the last twenty years due to digitalization. Instead of buying music products, like CDs or even downloaded digital music files, today music is predominantly distributed via online music streaming. Therefore, it is mandatory for the music industry as well as researchers to determine which factors are affecting consumers intention to use music streaming services. This study aims to investigate drivers of Behavioral Intention (BI) to use a music streaming service. Particularly, aspects of social preferences in the context of music streaming will be explored. Therefore, a research model is created, based on the Value-based Adoption Model (VAM) (Kim et al., 2007) with an extension to take social factors into account. An online questionnaire with 102 participants was conducted to test the research model and the corresponding hypotheses. In order to evaluate reliable indications, some adjustments needed to be made resulting in a corrected research model. The final independent variables of the corrected model are Perceived Value (PV) (which is composed of Perceived Usefulness (PU) and Perceived Enjoyment (PE)), Perceived Ease of Use (PEU), Perceived Price Value (PPV), Facilitating Conditions (FC), Perceived Fairness (PF), Social Connectivity (SC), and Peer-Effects (PFX). The empirical results show that Perceived Value (PV), Perceived Price Value (PPV), and Perceived Fairness (PF) are determinants of consumers Behavioral Intention (BI) to use a music streaming service.
Diese Bachelorarbeit untersucht die Frage, welchen Einfluss Sounddesign auf die Empfindung von Emotion, Empathie und Antizipation beim Konsumieren von Filmen hat. Dafür wurde die Arbeitshypothese angenommen, dass ein positiv gestaltetes Sounddesign bei den Zuschauenden zu mehr positiven Emotionen, höherer Empathie und positiver Handlungserwartung führt, während ein negatives Sounddesign zu negativeren Emotionen, geringerer Empathie und negativer Handlungserwartung führt.
Zunächst werden in dem theoretischen Teil der Arbeit das Sounddesign und seine Rolle im Film betrachtet, gefolgt von der Untersuchung der Auswirkungen von Ton auf die menschliche Wahrnehmung, sowie einer Darstellung der Grundlagen von Emotion, Empathie und Antizipation.
Um die Forschungsfrage zu beantworten und die Arbeitshypothesen zu überprüfen, wurde eine quantitative Studie mittels Online-Umfrage durchgeführt, in der die Teilnehmenden zwei Filmausschnitte zu sehen bekamen. Die Teilnehmenden wurden dabei in zwei Gruppen mit jeweils positivem bzw. negativem Sounddesign aufgeteilt. Der Einfluss auf die wahrgenommenen Emotionen, Empathie und die antizipierte Handlung wurde anschließend mittels eines Fragebogens erhoben und statistisch ausgewertet.
Es wurde festgestellt, dass das Sounddesign teilweise deutliche Effekte auf wahrgenommene Emotionen hatte, insbesondere auf negative Emotionen. Es waren ebenfalls Tendenzen in Bezug auf Empathie und Antizipation erkennbar, die darauf hinwiesen, dass Sounddesign diese Bereiche beeinflusste. Eine zusätzliche Untersuchung des Einflusses von Audiogeräten auf die Stärke der ermittelten Effekte zeigte, dass Kopfhörer/Lautsprecher im Vergleich zu Handy-/Laptoplautsprechern zu einem stärkeren Effekt des Sounddesigns führen konnten.
Diese Arbeit kann zusammenfassend feststellen, dass ein Einfluss von Sounddesign auf Emotion, Empathie und Handlungsantizipation anzunehmen ist.
Aufgrund der §§ 2 Abs. 4, 64 Abs. 1 des Gesetzes über die Hochschulen des Landes Nordrhein- Westfalen (Hochschulgesetz - HG) vom 16.09.2014 (GV. NRW. S. 547) in der aktuell gültigen Fassung haben die Hochschule Düsseldorf und die Robert Schumann Hochschule Düsseldorf einvernehmlich die folgende Ordnung als Satzung erlassen.
Cell migration is associated with the dynamic protrusion of a thin actin-based cytoskeletal extension at the cell front, which has been shown to consist of two different substructures, the leading lamellipodium and the subsequent lamellum. While the formation of the lamellipodium is increasingly well understood, organizational principles underlying the emergence of the lamellum are just beginning to be unraveled. We report here on a 1D mathematical model which describes the reaction-diffusion processes of a polarized actin network in steady state, and reproduces essential characteristics of the lamellipodium-lamellum system. We observe a steep gradient in filament lengths at the protruding edge, a local depolymerization maximum a few microns behind the edge, as well as a differential dominance of the network destabilizer ADF/cofilin and the stabilizer tropomyosin. We identify simple and robust organizational principles giving rise to the derived network characteristics, uncoupled from the specifics of any molecular implementation, and thus plausibly valid across cell types. An analysis of network length dependence on physico-chemical system parameters implies that to limit array treadmilling to cellular dimensions, network growth has to be truncated by mechanisms other than aging-induced depolymerization, e.g., by myosin-associated network dissociation at the transition to the cell body. Our work contributes to the analytical understanding of the cytoskeletal extension's bisection into lamellipodium and lamellum and sheds light on how cells organize their molecular machinery to achieve motility.
To power dynamic processes in cells, the actin and microtubule cytoskeletons organize into complex structures. Although it is known that cytoskeletal coordination is vital for cell function, the mechanisms by which cross-linking proteins coordinate actin and microtubule activities remain poorly understood. In particular, it is unknown how the distinct mechanical properties of different actin architectures modulate the outcome of actin-microtubule interactions. To address this question, we engineered the protein TipAct, which links growing microtubule ends via end-binding proteins to actin filaments. We show that growing microtubules can be captured and guided by stiff actin bundles, leading to global actin-microtubule alignment. Conversely, growing microtubule ends can transport, stretch and bundle individual actin filaments, thereby globally defining actin filament organization. Our results provide a physical basis to understand actin-microtubule cross-talk, and reveal that a simple cross-linker can enable a mechanical feedback between actin and microtubule organization that is relevant to diverse biological contexts.
Mass spectrometry data is one of the key sources of information in many workflows in medicine and across the life sciences. Mass fragmentation spectra are generally considered to be characteristic signatures of the chemical compound they originate from, yet the chemical structure itself usually cannot be easily deduced from the spectrum. Often, spectral similarity measures are used as a proxy for structural similarity but this approach is strongly limited by a generally poor correlation between both metrics. Here, we propose MS2DeepScore: a novel Siamese neural network to predict the structural similarity between two chemical structures solely based on their MS/MS fragmentation spectra. Using a cleaned dataset of > 100,000 mass spectra of about 15,000 unique known compounds, we trained MS2DeepScore to predict structural similarity scores for spectrum pairs with high accuracy. In addition, sampling different model varieties through Monte-Carlo Dropout is used to further improve the predictions and assess the model's prediction uncertainty. On 3600 spectra of 500 unseen compounds, MS2DeepScore is able to identify highly-reliable structural matches and to predict Tanimoto scores for pairs of molecules based on their fragment spectra with a root mean squared error of about 0.15. Furthermore, the prediction uncertainty estimate can be used to select a subset of predictions with a root mean squared error of about 0.1. Furthermore, we demonstrate that MS2DeepScore outperforms classical spectral similarity measures in retrieving chemically related compound pairs from large mass spectral datasets, thereby illustrating its potential for spectral library matching. Finally, MS2DeepScore can also be used to create chemically meaningful mass spectral embeddings that could be used to cluster large numbers of spectra. Added to the recently introduced unsupervised Spec2Vec metric, we believe that machine learning-supported mass spectral similarity measures have great potential for a range of metabolomics data processing pipelines.
Despite their overwhelming complexity, living cells display a high degree of internal mechanical and functional organization which can largely be attributed to the intracellular biopolymer scaffold, the cytoskeleton. Being a very complex system far from thermodynamic equilibrium, the cytoskeleton's ability to organize is at the same time challenging and fascinating. The extensive amounts of frequently interacting cellular building blocks and their inherent multifunctionality permits highly adaptive behavior and obstructs a purely reductionist approach. Nevertheless (and despite the field's relative novelty), the physics approach has already proved to be extremely successful in revealing very fundamental concepts of cytoskeleton organization and behavior. This review aims at introducing the physics of the cytoskeleton ranging from single biopolymer filaments to multicellular organisms. Throughout this wide range of phenomena, the focus is set on the intertwined nature of the different physical scales (levels of complexity) that give rise to numerous emergent properties by means of self-organization or self-assembly.
Spec2Vec: Improved mass spectral similarity scoring through learning of structural relationships
(2021)
Spectral similarity is used as a proxy for structural similarity in many tandem mass spectrometry (MS/MS) based metabolomics analyses such as library matching and molecular networking. Although weaknesses in the relationship between spectral similarity scores and the true structural similarities have been described, little development of alternative scores has been undertaken. Here, we introduce Spec2Vec, a novel spectral similarity score inspired by a natural language processing algorithm-Word2Vec. Spec2Vec learns fragmental relationships within a large set of spectral data to derive abstract spectral embeddings that can be used to assess spectral similarities. Using data derived from GNPS MS/MS libraries including spectra for nearly 13,000 unique molecules, we show how Spec2Vec scores correlate better with structural similarity than cosine-based scores. We demonstrate the advantages of Spec2Vec in library matching and molecular networking. Spec2Vec is computationally more scalable allowing structural analogue searches in large databases within seconds.
Actin droplet machine
(2019)
The actin droplet machine is a computer model of a three-dimensional network of actin bundles developed in a droplet of a physiological solution, which implements mappings of sets of binary strings. The actin bundle network is conductive to travelling excitations, i.e. impulses. The machine is interfaced with an arbitrary selected set of k electrodes through which stimuli, binary strings of length k represented by impulses generated on the electrodes, are applied and responses are recorded. The responses are recorded in a form of impulses and then converted to binary strings. The machine's state is a binary string of length k: if there is an impulse recorded on the ith electrode, there is a '1' in the ith position of the string, and '0' otherwise. We present a design of the machine and analyse its state transition graphs. We envisage that actin droplet machines could form an elementary processor of future massive parallel computers made from biopolymers.
Actin filaments are conductive to ionic currents, mechanical and voltage solitons. These travelling localisations can be utilised to generate computing circuits from actin networks. The propagation of localisations on a single actin filament is experimentally unfeasible to control. Therefore, we consider excitation waves propagating on bundles of actin filaments. In computational experiments with a two-dimensional slice of an actin bundle network we show that by using an arbitrary arrangement of electrodes, it is possible to implement two-inputs-one-output circuits.
Aufgrund der §§ 2 Abs. 4, 64 Abs. 1 des Gesetzes über die Hochschulen des Landes Nordrhein-Westfalen (Hochschulgesetz - HG) vom 16.09.2014 (GV. NRW. S. 547) in der aktuell gültigen Fassung haben die Hochschule Düsseldorf und die Robert Schumann Hochschule Düsseldorf einvernehmlich die folgende Ordnung als Satzung erlassen.
Aufgrund der §§ 2 Abs. 4, 64 Abs. 1 des Gesetzes über die Hochschulen des Landes Nordrhein-Westfalen (Hochschulgesetz - HG) vom 16.09.2014 (GV. NRW. S. 547) in der aktuell gültigen Fassung haben die Hochschule Düsseldorf und die Robert Schumann Hochschule Düsseldorf einvernehmlich die folgende Ordnung als Satzung erlassen.
Die Sicherheit von Softwareprojekten ist ein zentraler Faktor für ihren Erfolg, der oft nicht ausreichend gewährleistet wird. Aus diesem Grund werden in der vorliegenden Arbeit neue Ansätze entwickelt, um dem Entwickler bei der Durchsetzung der Softwaresicherheit zu helfen. Dafür wird untersucht, welche neuen Ansätze für die Unterstützung bei der Vermeidung ausgewählter Fehler hilfreich sein können, sowie welche konzeptionellen Vor- und Nachteile sie aufweisen.
Zunächst wird ein Überblick über die nötigen Grundlagen für die Entwicklung der neuen Ansätze geschaffen. Elementar ist dabei das Secure Coding Prinzip, nach dem verschiedenste sicherheitsrelevante Implementierungsfehler bereits früh in dem Lebenszyklus eines Softwareprojekts, während seiner Implementierung zu vermeiden sind. Ein Mittel für diesen Zweck sind die sogenannten Secure Coding Richtlinien, die typische Fehler beschreiben und konkrete Vorgehensweisen für ihre Vermeidung und Behebung definieren, aber oft nicht eingehalten werden. Werkzeuge zur statischen Code-Analyse können hierbei Abhilfe schaffen, da sie verschiedenste Fehler automatisiert erkennen und den Entwickler über sie informieren.
Auf der Basis dieser Grundlagen werden Verbesserungsmöglichkeiten untersucht, um den Entwickler anhand von statischer Code-Analyse besser bei der Einhaltung relevanter Secure Coding Richtlinien zu unterstützen. Der Fokus dieser Arbeit liegt dabei auf der Vermeidung von Fehlern bei der Validierung von Eingaben, da diese Fehlerform besonders weit verbreitet und schwerwiegend ist.
Um eine entsprechende Hilfestellung gewährleisten zu können, werden drei Ansätze zur Unterstützung bei der Anwendung von Richtlinien für die Programmiersprache Java näher betrachtet. Diese Ansätze helfen dem Entwickler komplementär zu der Funktionalität herkömmliche Werkzeuge zur statischen Code-Analyse für das Auffinden von Fehlern auch bei der Vermeidung und Behebung dieser Fehler. Die neuen Ansätze basieren auf der Verwendung von textuellen Annotationen für die Umsetzung des Validierungsprozesses einer Eingabe, dem Einsatz einer API zur Validierung einer Eingabe und der Nutzung eines IDE-Plugins, um den nötigen Quellcode für den Validierungsprozess automatisiert zu generieren. Die nähere Betrachtung und Evaluierung dieser Ansätze zeigt, dass der annotationsbasierte Ansatz sich nicht für diesen Zweck eignet, während sowohl der API-basierte Ansatz, als auch der Ansatz für das Generieren des Quellcodes eine effektive und effiziente Ergänzung herkömmlicher Werkzeuge zur statischen Code-Analyse darstellen und dementsprechend in der weiteren Forschung aufgegriffen werden sollten.
Gemäß § 37a des Gesetzes über die Hochschulen des Landes Nordrhein-Westfalen (Hochschulgesetz - HG) in der Fassung des Gesetzes zur Änderung des Hochschulgesetzes vom 12. Juli 2019, hat das Präsidium im Einvernehmen mit der jeweiligen Dekanin bzw. dem jeweiligen Dekan die folgenden Gleichstellungsquoten (Gender-Diversity-Faktor; § 3 Berufungsordnung vom 04.10.2016) für die Dauer von drei Jahren ab dem 01. Januar 2019 festgesetzt...
Verschiedene Studien haben ergeben, dass zunehmend mehr Kinder und Jugendliche unter psychischen Erkrankungen wie Depressionen, Angststörungen und ADHS leiden. Die meisten Betroffenen erhalten jedoch keine Therapie oder werden als behandlungsbedürftig eingestuft. Therapieerfolge erfordern zudem das regelmäßige Durchführen von therapeutischen Übungen während und nach Therapiesitzungen. Die Motivation der Patienten zur kontinuierlichen Mitarbeit stellt jedoch eine zentrale Herausforderung dar, da die Übungen als mühevoll empfunden werden und Therapieerfolge nicht sofort eintreten oder erkennbar sind. Eine digitale, spielerische Trainingsanwendung bietet hier das Potenzial, die Therapie von Kindern und Jugendlichen zu unterstützen wie auch neue Behandlungswege zu eröffnen. Eine solche Anwendung kann die Patienten motivieren, therapiebegleitende Übungen selbstständig und regelmäßig durchzuführen, ihnen Feedback über ihre Leistung geben und sich autonom auf verschiedene Nutzergruppen einstellen. In dieser Arbeit wird untersucht, wie die psychotherapeutische Behandlung von Kindern und Jugendlichen durch digitale Spiele unterstützt werden kann. Hierzu wurden Grundlagen bezüglich Serious Games und Neurogames, BCIs und EEGs wie auch unterschiedlicher therapiebegleitender Maßnahmen untersucht. Des Weiteren wurde der aktuelle Forschungsstand ermittelt und ein Interview mit Psychotherapeuten des LVR-Klinikums Essen zur Eingrenzung der Fragestellung durchgeführt. Auf Basis der erlangten Erkenntnisse wurde ein Serious Game als motivationales Konzentrations- und Aufmerksamkeitstraining für Kinder mit einer Konzentrations- und Aufmerksamkeitsschwäche konzipiert und ein entsprechender Prototyp implementiert. Hierbei handelt es sich um ein Multiplayer-Spiel, welches das Konzentrations-Level der Nutzer über ein MUSE-EEG in das Spiel einbezieht. Zur Evaluierung des entwickelten Prototypen wurden Nutzertests mit 21 Kindern durchgeführt. Hierbei konnten positive Ergebnisse bezüglich der Usability, Technologieakzeptanz und Playfulness des entwickelten Prototypen festgehalten werden. Zudem ergab sich eine positive Auswirkung des Spiels auf die Konzentration der Nutzer. Im Rahmen der Evaluation traten jedoch verschiedene Probleme mit dem MUSE-EEG auf, weshalb sich die Nutzung dieses EEGs im Rahmen der entwickelten Anwendung als ungeeignet erwies.
Die Digitalisierung fordert kontinuierlich neue Services für bestehende Produkte, revolutioniert Produktionsmethoden und verändert Geschäftsmodelle. Continuous Delivery bietet in der agilen Softwareentwicklung mit kurzen Entwicklungszyklen die Antwort auf diesen Wandel. Die Verwendung einer Continuous Delivery-Umgebung (CD-Umgebung) erfordert einerseits zwar einen initialen Einrichtungsaufwand. Andererseits kann durch den Einsatz einer CD-Umgebung das gesamte Projekt an Schnelligkeit gewinnen. In Kombination mit Microservice-Architekturen lassen sich kleine Deployment-Einheiten umsetzen. Microservice-Architekturen bringen einen Mehrwert durch Flexibilität, Skalierung, Automatisierung, standardisierte Schnittstellen und Ausfallsicherheit. Microservices fungieren autark in verteilten Systemen und weisen nur sehr geringe Abhängigkeiten zu anderen Services auf. Die Kommunikation findet über einheitliche Schnittstellen statt, weshalb Implementierungsdetails der Microservices nach außen betrachtet irrelevant sind.
Für die Umsetzung der CD-Umgebung wird der web-basierte Git-Repository-Manager GitLab in Kombination mit der Container-Orchestrierungsplattform Kubernetes verwendet, da sich beide Programme einfach integrieren lassen.
Innerhalb eines Tutorials wird, basierend auf Best Practices anhand des Beispiels der HSD-Card, erläutert wie eine Microservice-Architektur mit Spring Boot, als Anwendung umgesetzt werden kann. Für die Erstellung der Microservice-Architektur legt das Tutorial Schwerpunkte auf die Verwendung von Software Design Pattern (DDD), die Struktur innerhalb Spring Boot, die Kommunikation via REST sowie die Skalierung, das Load-Balancing und die Überführung in die CD-Umgebung.
Diese Masterarbeit beschreibt den Entwurf und die Neuimplementierung von What the Hack, einem digitalen Serious Game zur Verbesserung von Information Security Awareness. What the Hack ist ursprünglich in einem Studentenprojekt entstanden und soll in der Unity Game Engine neu implementiert, erweitert und verbessert werden.
Nach einer Untersuchung gängiger Literatur auf Merkmale eines guten Serious Games wird der aktuelle Markt von Serious Games zum Thema Information Security Awareness untersucht. Es zeigt sich, dass es dem Markt an Spielen für eine fortgeschrittene, technische Zielgruppe mangelt. Ebenfalls ersichtlich wird, dass sich wenige Spiele spezialisieren oder anpassen lassen. Es folgt eine Bestandsaufnahme der originalen Implementierung. Mit den Ergebnissen der theoretischen Untersuchungen wird die originale Implementierung von What the Hack auf Kriterien eines guten Serious Games untersucht. Anschließend werden Anforderungen für die Neuimplementierung von What the Hack gestellt. Es folgt eine Beschreibung des Game Designs und der Implementierung wichtiger Eigenschaften des Spiels, wie die Unterstützung von Schwierigkeitsgraden und der Erweiterbarkeit.
Abschließend folgt eine Analyse der Neuimplementierung. Es zeigt sich, dass das Spiel die gestellten Anforderungen erfüllt und What the Hack sich zu einer, auf eine technische Zielgruppe fokussierte, Serious Game Plattform entwickelt hat.
Die vorliegende Bachelorarbeit befasst sich mit der Fragestellung, inwiefern Progressive Web Apps zum jetzigen Zeitpunkt in der Lage sind, native Apps zu ersetzen. Dazu wurde ein Vergleich auf Basis ausgewählter Vergleichskategorien durchgeführt. Zur Eingrenzung des Umfangs beschränkte sich der Vergleich auf native Android Apps. Die beiden App-Typen wurden im Rahmen einer Literaturrecherche und auf Basis ausgewählter Vergleichskategorien untersucht und verglichen. Zudem wurde ein Prototyp einer Progressive Web App implementiert, um die Plattformunterstützung und Funktionalität zu überprüfen. Außerdem wurde auch ein Prototyp einer nativen Android App implementiert. Dabei wurde nur die Benutzeroberfläche umgesetzt, um das Look and Feel vergleichbar zu machen. Die Untersuchung und der Vergleich haben gezeigt, dass Progressive Web Apps, anders als native Apps, mit Webtechnologien entwickelt und keine plattformspezifischen Programmiersprachen benötigt werden. Sie werden im Browser ausgeführt und sind dadurch Plattformunabhängig. Zudem wurde gezeigt, dass Progressive Web Apps über Funktionen und Eigenschaften verfügen, die bisher nur nativen Apps vorbehalten waren. Dennoch können sie noch nicht auf alle Funktionen und Komponenten eines mobilen Gerätes zugreifen. Darüber hinaus verfügen sie aber auch über Funktionen und Eigenschaften, die native Apps nicht bieten. Des Weiteren wurde mithilfe eines Prototyps die Plattformunterstützung von Progressive Web Apps überprüft. Die Überprüfung zeigte, dass die Unterstützung durch das Betriebssystem Android weit fortgeschritten und bei iOS hingegen nur sehr eingeschränkt ist. Dadurch variiert der Funktionsumfang je nach Browser und Betriebssystem. Die Untersuchung und der Vergleich der Prototypen zeigten, dass Progressive Web Apps aufgrund ihrer Eigenschaften, Funktionen und die app-ähnliche Benutzeroberfläche, ein ähnliches Look and Feel bieten können, wie native Apps. Außerdem wurde gezeigt, dass Progressive Web Apps, anders als native Apps, i. d. R. nicht über App Stores angeboten werden. Sie durchlaufen dadurch keinen Überprüfungs- und Freigabeprozess und sind nicht an die Richtlinien der App Stores gebunden. Stattdessen können sie über eine URL und über Suchmaschinen aufgerufen und aufgefunden werden. Die durchgeführte Untersuchung und der Vergleich haben gezeigt, dass Progressive Web Apps aufgrund des eingeschränkten Zugriffs auf Geräte- und Software-Funktionen sowie fehlender Browser- und Betriebssystemunterstützung, zum jetzigen Zeitpunkt native Apps noch nicht vollumfänglich ersetzen können.
Untersuchungen haben ergeben, dass bis zu 95% aller verfügbaren Android Apps mindestens einen Programmierfehler bei der Verwendung von sogenannten Krypto-APIs besitzen. Bei korrekter Anwendung dieser APIs können mit ihnen sensible System- und Benutzerdaten vor Angriffen geschützt werden. Bisher gibt es nur wenige verfügbare Tool-basierte Hilfsmittel für Programmierer, welche die Verwendungsfehler identifzieren können. Für die Programmiersprache Java konnten bislang nur sehr wenige dieser spezialisierten Hilfsmittel gefunden werden, darunter das statische Codeanalysetool CogniCrypt. Ein derartiges Werkzeug für C# konnte nicht gefunden werden.
Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Plugins für die IDE Visual Studio zur statischen Codeanalyse namens Sharper Crypto-API Analysis. Sein Hauptziel ist, Programmierern beim Verwenden der .NET Krypto-API mit der Programmiersprache C# zu unterstützen. Durch Beobachtungen im Entwicklungsprozess sollen einerseits die Parallelen und Unterschiede zwischen der Java- und der C#-Welt im Umgang mit Krypto-APIs erkennbar werden. Andererseits beschreibt diese Arbeit den erforderlichen Aufwand, um ein hoch spezialisiertes, statisches Codeanalysetool zu entwickeln. Die Beobachtungen zeigen, dass die Unterschiede der Java- und C#-Technologien nicht oberflächlich, sondern hauptsächlich im Detail liegen und daher
während der Implementierung des Tools besondere Aufmerksamkeit erfordern. Die Entwicklungsphase selbst zeigt sich als besonders anspruchsvoll, da mit Unsicherheitsfaktoren
bezüglich der Funktions- und Verhaltensweisen von Visual Studio umgegangen werden müssen.
Das Hauptziel von Sharper Crypto-API Analysis konnte durch die Implementation von vier Hauptfunktionsgruppen umgesetzt werden. Die wichtigste von ihnen ist das Bereitstellen von Codeanalysen, welche ausschließlich auf die Verwendung der .NET Krypto-API spezialisiert sind. Die hier entwickelten Codeanalysen betrachten besonders Fehlerquellen, die Programmierer am häufigsten begehen. Um den Programmierern nachhaltig Wissen bezüglich der Krypto-API zu vermitteln, führt diese Arbeit erweiterte Analyseberichte ein, die zusätzlich über Schwachstellen oder Angriffsszenarien informieren. Besonderheiten und Alleinstellungsmerkmale der anderen Funktionsgruppen werden in dieser Arbeit unter besonderer Berücksichtigung von Implementationshinweisen dokumentiert.
Die im Laufe des Jahres veröffentlichten Passwörter auf der Plattform "Have I been pwnd" zeigen deutlich, dass Nutzer aufgrund von besserer Merkbarkeit schwache Passwörter wählen. Dies hat zur Folge, dass die sensiblen Daten der Nutzer nur unzureichend geschützt sind. Aus diesem Grund gewinnt das Themengebiet der IT-Sicherheit zunehmend an Bedeutung. Passwortmanager stellen für dieses Szenario eine mögliche Lösung dar.
Der im Rahmen dieser Masterthesis entwickelte Passwortmanager "Safeword" ermöglicht, sensitive Daten, die mittels adäquaten kryptografischen Verfahren geschützt werden, zentral an einer Stelle abzulegen und sukzessive unsichere Passwörter durch starke zufällige Passwörter zu ersetzen. Der Nutzer muss sich nur ein starkes Hauptkennwort merken, mit dem er sich bei dem Passwortmanager authentisiert und anschließend die gespeicherten Passwörter abrufen kann. Der Passwortmanager bietet zahlreiche Funktionen, die die Nutzung der Anwendung erleichtern, wie die simple und moderne Oberfläche, einen Passwort-Generator, der kryptografisch sichere Zufallspasswörter erstellt, oder Funktionen zur besseren Handhabung von Passwörtern, beispielsweise Label oder Notizen.
Safeword basiert auf einer modularen und erweiterbaren Architektur, die auf Code-Sharing setzt. Das Code-Sharing vereinfacht die Wartung der Anwendung und ermöglicht bei Schwachstellen eine schnellere Behebung. Die Ergebnisse aus dem Vergleich existierender Passwortmanager flossen direkt in die Entwicklung von Safeword ein, sodass aus Fehlern anderer Mitbewerber gelernt werden konnte. Um den Beitrag zur Open-Source-Welt sicherzustellen, wird Safeword unter der GPLv3-Lizenz bereitgestellt, sodass auch in Zukunft viele Nutzer von dem Passwortmanager profitieren können.
Voraussetzung für den Produktiveinsatz von Safeword ist die Entwicklung noch fehlender Funktionen und die Prüfung des Quelltexts nach aktuellen Standards der IT-Sicherheit.
In der vorliegenden Bachelorarbeit geht es um das menschliche Verhalten bei der Passworterstellung. Hierbei wird die Möglichkeit untersucht dieses menschliche Verhalten über die Software hashcat nachzubilden, um so Passwörter effzienter anzugreifen. Durch die Konzeption und den Test von Passwortangriffsszenarien, deren Fokus auf dem Faktor Mensch liegt, wird versucht aufzuzeigen, dass selbst sichere Passwortverfahren, durch das individuelle Verhalten von Menschen an Sicherheit verlieren können. Zudem werden die Tests der Szenarien Schwächen der Software hashcat aufzeigen, die im späteren Verlauf der Arbeit als Grundlage für die Entwicklung einer selbstprogrammierten Erweiterung von hashcat dienen.
Aufgrund der §§ 2 Absatz 4, 64 Absatz 1 des Gesetzes über die Hochschulen des Landes Nordrhein-Westfalen (HG NRW) vom 16.09.2014 (GV. NRW. S. 547) in der aktuell gültigen Fassung haben die Hochschule Düsseldorf und die Robert Schumann Hochschule Düsseldorf einvernehmlich die folgende Ordnung als Satzung erlassen.
Aufgrund der §§ 2 Absatz 4, 64 Absatz 1 des Gesetzes über die Hochschulen des Landes Nordrhein-Westfalen (HG NRW) vom 16.09.2014 (GV. NRW. S. 547) in der aktuell gültigen Fassung haben die Hochschule Düsseldorf und die Robert Schumann Hochschule Düsseldorf einvernehmlich die folgende Prüfungsordnung für den gemeinsamen Bachelorstudiengang „Ton und Bild“ als Satzung erlassen:
Progressive web applications (PWAs) seem to be the next big thing in the mobile landscape. These are web applications with “super-powers” which are meant to provide the kinds of user experiences previously only native mobile applications could. Therefore they are able to match native applications in their capabilities but still thrive on the reachability of the web. They achieve this by implementing certain characteristics which originate from innovative standards and sophisticated best practices. Conveniently, as it is the web, PWAs are working seamlessly cross-platform. One of the closest things to a PWA so far may be an application created with the NativeScript framework. Such an application is also developed with web technologies yet able to use any native interface directly. This is made possible by using a designated runtime for mediating between JavaScript and the mobile system. Eventually, NativeScript is able to offer a high degree nativity yet also of convenient abstraction during development. This paper is set out to deliver further insight into both approaches by contrasting them based on the characteristics of PWAs. For this purpose, these characteristics are elaborated and adjusted to be applicable to native mobile applications. Hence a reasonable basis for what to expect from a native application is derived. Then NativeScript is assessed on this basis by the means of transferable concepts and technologies as well as a prototypic mobile application. Finally, an informed discussion and conclusion is performed based on the results. The comprehensive characteristics of PWAs resolve previous shortcomings with well thought out concepts and new technologies. These are transferable to native mobile applications to a far extent and may also be put into practice with NativeScript. The framework’s approach may be very well called ingenious, however, in the long run it might fall short of the innovative concept of PWAs. Having said this, it is still able to serve as a practical measure for creating appealing user experiences for multiple systems with arguably little effort. Due to large overlap a transformation between the two application types is a realistic option. Either way, web technologies are far from what they used to be and it is exciting to see how the mobile and web landscape will evolve in the future.