Scalable Training Environment for Personalized Hands-On Cybersecurity Challenges

Bc. Daniel Geržičák

Bachelor's thesis

Anotácia:

Kyberbezpečnost je neustále se měnící oblastí. Pracovníci v oblasti kyberbezpečnosti se musí přizpůsobovat novým hrozbám a zlepšovat své praktické dovednosti. Nedávný výzkum výukových metod ukazuje, že nejefektivnější metodou výuky jsou praktická cvičení. Během praktických cvičení převádějí účastníci své teoretické znalosti na praktické dovednosti. Tato praktická cvičení také představují důležitý faktor pro motivaci studentů. Praktická kyberbezpečnostní cvičení vyžadují dedikovaná, často virtualizovaná, prostředí. S měnícími se požadavky na cvičení a se vzrůstajicím počtem účastníků jsou od těchto prostředí vyžadované nové vlastnosti. Tato prostředí musí zvládnout až stovky souběžných účastníků, což klade vysoké nároky na efektivní využívání zdrojů. V reakci na tyto požadavky jsou řešení na bázi kontejnerů stále více využívána oproti řešením na bázi virtuálních strojů. Takovéto prostředí jsou ale také vyžadována pro výuku na univerzitách, při které studenti získavají cenné praktické dovednosti. Tato bakalářská práce navrhuje a implementuje tréninkové prostředí, které může být nasazeno na zařízeních účastníků, je bezpečné a efektivní z hlediska zdrojů a klade důraz na detekci a prevenci podvádění.

Abstract:

Cybersecurity is an ever-evolving field. The cybersecurity workforce needs to adapt to new threats and improve their practical skills. Recent research on education methods shows that hands-on training is the most effective learning method. With hands-on training, the participants convert their theoretical knowledge to practical skills. These hands-on exercises also pose an important factor in motivating students. Hands-on cybersecurity training demands dedicated, mostly virtualised, environments. As the requirements for training change and the number of participants in these exercises increases, new demands are put on these environments. They have to sustain up to hundreds of concurrent participants, which puts high requirements on resource efficiency. As a response, container-based environments are becoming favoured in these scenarios over virtual-machine-based ones. Such environments are also needed for university courses, where students gain valuable hands-on experience. This bachelor thesis designs and implements a training environment that can be deployed on participants’ devices, is resource efficient, and puts emphasis on security and cheating detection and prevention.

Keywords

cybersecurity hands-on education, virtual environments, Docker, APG, cheating prevention

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 23. 5. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 28. 6. 2024
• Vedúci: doc. Ing. Pavel Čeleda, Ph.D.
• Oponent: RNDr. Karolina Dočkalová Burská, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Bachelor programme / odbor:
Cybersecurity / Cybersecurity