Fakultät 10 / Advanced Media Institute
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Das Internet birgt schier endlose Informationen. Ein zentrales Problem besteht heutzutage darin diese auch zugänglich zu machen. Es ist ein fundamentales Domänenwissen erforderlich, um in einer Volltextsuche die korrekten Suchanfragen zu formulieren. Das ist jedoch oftmals nicht vorhanden, so dass viel Zeit aufgewandt werden muss, um einen Überblick des behandelten Themas zu erhalten. In solchen Situationen findet sich ein Nutzer in einem explorativen Suchvorgang, in dem er sich schrittweise an ein Thema heranarbeiten muss.
Für die Organisation von Daten werden mittlerweile ganz selbstverständlich Verfahren des Machine Learnings verwendet. In den meisten Fällen bleiben sie allerdings für den Anwender unsichtbar.
Die interaktive Verwendung in explorativen Suchprozessen könnte die menschliche Urteilskraft enger mit der maschinellen Verarbeitung großer Datenmengen verbinden.
Topic Models sind ebensolche Verfahren. Sie finden in einem Textkorpus verborgene Themen, die sich relativ gut von Menschen interpretieren lassen und sind daher vielversprechend für die Anwendung in explorativen Suchprozessen. Nutzer können damit beim Verstehen unbekannter Quellen unterstützt werden.
Bei der Betrachtung entsprechender Forschungsarbeiten fiel auf, dass Topic Models vorwiegend zur Erzeugung statischer Visualisierungen verwendet werden. Das Sensemaking ist ein wesentlicher Bestandteil der explorativen Suche und wird dennoch nur in sehr geringem Umfang genutzt, um algorithmische Neuerungen zu begründen und in einen umfassenden Kontext zu setzen. Daraus leitet sich die Vermutung ab, dass die Verwendung von Modellen des Sensemakings und die nutzerzentrierte Konzeption von explorativen Suchen, neue Funktionen für die Interaktion mit Topic Models hervorbringen und einen Kontext für entsprechende Forschungsarbeiten bieten können.
Ein Problem unserer heutigen Informationsgesellschaft ist, dass Ärzte neuen technischen Systemen immer mit großem Argwohn begegnen und dies nicht zu unrecht. Denn immer wieder wird unser Vertrauen in Systeme durch große Missbrauchsskandale erschüttert. Doch sind technische Systeme wie medizinische Semantic Web Anwendungen ein nächster Schritt zu einer verbesserten medizinischen Versorgung.
Deshalb ist das Ziel dieser Arbeit für medizinische Semantic Web Anwendungen Ansätze für Normen und Architekturen zur Schaffung von Vertrauen zu finden. Hierzu wird erst das Vertrauen aus unterschiedlichen Blickwinkeln betrachtet und danach medizinische Semantic Web Anwendungen als sozio-technisches System. Dazu wird der der soziale Kontext des deutschen Gesundheitswesens betrachtet. Zusätzlich wird untersucht wie ein technisches System diesen Kontext verändern könnte.
Aus diesen drei Kategorien werden Normen definiert. Auf diesen Normen aufbauend werden Ansätze für Architekturen formuliert, welche das Vertrauen steigern sollen. Dazu werden schon vorhandene medizinische Ontologien beleuchtet, um den Ansätzen eine Basis zu geben.
Diese Ansätze für Architekturen werden als einzelne Bausteine zu einem größeren Ansatz zusammengefügt. Zuerst wird dieser größere Zusammenhang vorgestellt und danach werden einige Bausteine im Folgenden weiter beschrieben. Unter diese Bausteine fallen Kontrollinstanzen und deren Services sowie Zertifizierungsstellen mit unterschiedlichen Arten von Zertifikaten. Die meisten dieser Bausteine
sind jedoch Agenten mit den verschiedensten Aufgaben, auf welche genauer eingegangen wird. Die Qualität der Ontologien sollen diese einerseits als wichtigen Aspekt des Vertrauens verbessern und überwachen. Andererseits dienen weitere Agenten wiederum der Kommunikation untereinander oder der üblichen Akquisition von Informationen.
DesWeiteren bauen diese Agenten ein Vertrauensnetzwerk untereinander auf. Das Vertrauen zu anderen Agenten wird dabei mit unterschiedlichen Attributen dargestellt und liegt dezentral bei jedem Agenten oder kann ebenfalls von zentralen Services erfragt werden. Ein Austausch der Informationen unter den Agenten ist ebenso möglich. Diese Architektur mit einer Vielzahl von Agenten und das daraus
resultierende Vertrauensnetzwerk soll schließlich ein grundlegendes Vertrauen schaffen, auf welchem medizinische Semantic Web Anwendungen aufbauen können.
This paper is grounded in the emerging field of web science and shall contribute to its further classification and demarcation by illustrating the current state of »web-native research methods«. It builds upon an initial arraying work of Richard Rogers, who coined the term »Digital Methods« for research with methods that were »born« in the web, and illustrated and organized them in his eponymous book in 2013. This paper attempts to develop a more appropriate illustration of the Digital Methods by following the web’s very own, hypertextual, network-like nature, in particular by construing an ontological representation on the base of the Web Ontology Language (OWL). By virtue of decomposing the book into granular information units and their subsequent reassembly into OWL entities, immediate access to the entire knowledge domain can be provided, and coherencies, interrelations and distinctions between concepts become apparent. The ontology’s structure was induced narrowly along the provided examples of research projects and subsequently clustered in topic groups, of which the three most important ones were (a) the Digital Methods as an arraying space of web-native methodology, (b) a collection of concrete applications of these Digital Methods in research projects, and (c) a hierarchical scheme of traditional sciences with a distinct interest in answering research questions with help of Digital Methods. Subsequently, the ontology was evaluated in three general dimensions: Deriving user stories and scenarios provided means to validate the utilization quality; the accuracy and reliability of the resulting structure was validated with help of a control group of web-native research projects; and process control instruments served as a validator for the ontology’s correctness. Despite the ontology itself, this paper also resulted in a first interpretation of the produced information: Statements about research practise in social science, politics and philosophy were as possible as findings about commonly applied varieties of methods. Concluding, the present paper proposes a process of ontology engineering, an evaluation of the ontology’s value, and an interpretation of the ontology’s content.
CAPTCHAs (Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart), auch HIPs (Human Interaction Proof) genannt, sind weit verbreitete Sicherheitsmaßnahmen im World Wide Web, die Online-Dienste vor dem Missbrauch durch automatisierte Programme schützen sollen. Dazu werden die Benutzer aufge-fordert, eine Aufgabe zu lösen, welche von Computern nicht gelöst werden kann, wie beispielsweise das Entziffern von verkrümmten Buchstaben. Durch die immer weiter verbesserten Fähigkeiten der Computerprogramme auf diesen Gebieten, wird es für die Entwickler der HIPs immer anspruchsvoller eine ausreichende Sicherheit zu garantieren. Daraus resultiert ein Zielkonflikt zwischen der Sicherheit und Gebrauchstauglichkeit der HIPs. Da die Sicherheit garantiert werden muss, leidet die Gebrauchstauglichkeit und die Benutzer sind oftmals nicht in der Lage das HIP zu lösen. Dies führte bereits in der Vergangenheit zu einer Abneigung gegenüber diesen Systemen.
In dieser Arbeit wurde überprüft ob diese Abneigung durch die Verwendung von Gamifizierung, also Spielelementen, in einem neu entwickelten HIP verringert werden kann. Zusätzlich sollte geprüft werden, ob anstelle der Tastatur die Sensoren mobiler Endgeräte als Eingabe-medium dienen können.
Dazu wurde durch eine Analyse von durchgeführten Angriffen auf bestehende HIPs sowie Studien zur Gebrauchs-tauglichkeit derselben ein Rahmenwerk erstellt. Dieses Rahmenwerk definiert Anforderungen, die ein sicheres und zugleich benutzerfreundliches HIP erfüllen muss. Anhand dieser Anforderungen wurde ein neues spielbasiertes HIP in Form eines Kugellabyrinths auf Basis von JavaScript und HTML5 implementiert. Der Benutzer muss durch die Neigung des Geräts eine Kugel steuern und diese innerhalb der vorge-gebenen Zeit in das Loch lenken. Die Gebrauchstauglichkeit dieses HIPs konnte durch eine Onlineumfrage bestätigt werden. Dies gilt jedoch nicht für die Sicherheit, welche durch den lesbaren Quellcode stark beeinträchtigt wird. Für diese Schwach-stelle konnte eine Lösung in Form einer Browsererweiterung durch eine Public-Key-Signatur konzipiert werden. Durch diese Erweiterung könnte auf den Einsatz von HIPs in vielen Bereichen verzichtet und andere Webanwendungen sicherer gestaltet werden.
Soziale Netzwerke decken ein breites Spektrum an Anwendungsfällen ab und bieten somit eine Vielzahl an Funktionen, bei denen die Teilnehmer mit ihrem sozialen Umfeld interagieren und mit anderen Informationen teilen können. Die dabei aufkommenden Informationen über die Teilnehmer müssen teilweise erfasst und gespeichert werden, um die Funktionalität und die Gebrauchstauglichkeit des sozialen Netzwerkes zu sichern und Missbrauch vorzubeugen. Dies jedoch hat den Nachteil, dass die entstandenen Daten und somit eine Reihe von Aktivitäten der Teilnehmer durch den Anbieter eines sozialen Netzwerkes beobachtet werden können. Um die Privatsphäre der Teilnehmer zu schützen oder auch um eine bessere Skalierbarkeit der sozialen Netzwerke zu erreichen, konzentrieren sich aktuelle Forschungsarbeiten auf die Dezentralisierung sozialer Netzwerke. Dies führt zu neuen Herausforderungen, da die Aufgaben der zentralen Organisationseinheit auf mehrere Komponenten ver-
teilt werden müssen. Eine dieser Aufgaben ist es, die Authentizität und Integrität der Daten für die Teilnehmer sicher zustellen. Die Vernachlässigung dieser beiden Schutzziele kann zu Missbrauch und verschiedenen Angriffen auf ein soziales Netzwerk und dessen Teilnehmer führen.
Um an diese Problemstellung heranzugehen, soll innerhalb dieser Arbeit geklärt werden, wann und welche Mechanismen für die Erfüllung der beiden Schutzziele in sozialen Netzwerken ohne zentrale Organisationseinheit geeignet sind. Hierfür werden die Angriffe zur Verletzung dieser beiden Schutzziele in soziale Netzwerken und der darunter liegenden Infrastruktur betrachtet. Des Weiteren wird geklärt, welchen Einfluss die Dezentralisierung auf die die Teilnehmerdaten hat und was die relevanten Kriterien für authentische Teilnehmerdaten sind.