TY - BOOK A1 - Meinel, Christoph A1 - Galbas, Michael A1 - Hagebölling, David T1 - Digitale Souveränität: Erkenntnisse aus dem deutschen Bildungssektor T1 - Digital sovereignty: insights from Germany’s education sector N2 - Digitale Technologien bieten erhebliche politische, wirtschaftliche und gesellschaftliche Chancen. Zugleich ist der Begriff digitale Souveränität zu einem Leitmotiv im deutschen Diskurs über digitale Technologien geworden: das heißt, die Fähigkeit des Staates, seine Verantwortung wahrzunehmen und die Befähigung der Gesellschaft – und des Einzelnen – sicherzustellen, die digitale Transformation selbstbestimmt zu gestalten. Exemplarisch für die Herausforderung in Deutschland und Europa, die Vorteile digitaler Technologien zu nutzen und gleichzeitig Souveränitätsbedenken zu berücksichtigen, steht der Bildungssektor. Er umfasst Bildung als zentrales öffentliches Gut, ein schnell aufkommendes Geschäftsfeld und wachsende Bestände an hochsensiblen personenbezogenen Daten. Davon ausgehend beschreibt der Bericht Wege zur Entschärfung des Spannungsverhältnisses zwischen Digitalisierung und Souveränität auf drei verschiedenen Ebenen – Staat, Wirtschaft und Individuum – anhand konkreter technischer Projekte im Bildungsbereich: die HPI Schul-Cloud (staatliche Souveränität), die MERLOT-Datenräume (wirtschaftliche Souveränität) und die openHPI-Plattform (individuelle Souveränität). N2 - Digital technology offers significant political, economic, and societal opportunities. At the same time, the notion of digital sovereignty has become a leitmotif in German discourse: the state’s capacity to assume its responsibilities and safeguard society’s – and individuals’ – ability to shape the digital transformation in a self-determined way. The education sector is exemplary for the challenge faced by Germany, and indeed Europe, of harnessing the benefits of digital technology while navigating concerns around sovereignty. It encompasses education as a core public good, a rapidly growing field of business, and growing pools of highly sensitive personal data. The report describes pathways to mitigating the tension between digitalization and sovereignty at three different levels – state, economy, and individual – through the lens of concrete technical projects in the education sector: the HPI Schul-Cloud (state sovereignty), the MERLOT data spaces (economic sovereignty), and the openHPI platform (individual sovereignty). T3 - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 156 KW - Digitalisierung KW - digitale Souveränität KW - digitale Bildung KW - HPI Schul-Cloud KW - MERLOT KW - openHPI KW - Europäische Union KW - digitalization KW - digital sovereignty KW - digital education KW - HPI Schul-Cloud KW - MERLOT KW - openHPI KW - European Union Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-595138 SN - 978-3-86956-560-6 SN - 1613-5652 SN - 2191-1665 IS - 156 SP - 1 EP - 29 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - RPRT A1 - Döllner, Jürgen Roland Friedrich A1 - Friedrich, Tobias A1 - Arnrich, Bert A1 - Hirschfeld, Robert A1 - Lippert, Christoph A1 - Meinel, Christoph T1 - Abschlussbericht KI-Labor ITSE T1 - Final report "AI Lab ITSE" BT - KI-Labor für Methodik, Technik und Ausbildung in der IT-Systemtechnik N2 - Der Abschlussbericht beschreibt Aufgaben und Ergebnisse des KI-Labors "ITSE". Gegenstand des KI-Labors bildeten Methodik, Technik und Ausbildung in der IT-Systemtechnik zur Analyse, Planung und Konstruktion KI-basierter, komplexer IT-Systeme. N2 - Final Report on the "AI Lab ITSE" dedicated to Methodology, Technology and Education of AI in IT-Systems Engineering. KW - Abschlussbericht KW - KI-Labor KW - final report KW - AI Lab Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-578604 ER - TY - BOOK A1 - Meinel, Christoph A1 - Willems, Christian A1 - Staubitz, Thomas A1 - Sauer, Dominic A1 - Hagedorn, Christiane T1 - openHPI T1 - openHPI BT - 10 Jahre MOOCs am Hasso-Plattner-Institut BT - 10 Years of MOOCs at the Hasso Plattner Institute N2 - Anlässlich des 10-jährigen Jubiläums von openHPI informiert dieser technische Bericht über die HPI-MOOC-Plattform einschließlich ihrer Kernfunktionen, Technologie und Architektur. In einer Einleitung wird die Plattformfamilie mit allen Partnerplattformen vorgestellt; diese belaufen sich inklusive openHPI aktuell auf neun Plattformen. In diesem Abschnitt wird außerdem gezeigt, wie openHPI als Berater und Forschungspartner in verschiedenen Projekten fungiert. Im zweiten Kapitel werden die Funktionalitäten und gängigen Kursformate der Plattform präsentiert. Die Funktionalitäten sind in Lerner- und Admin-Funktionen unterteilt. Der Bereich Lernerfunktionen bietet detaillierte Informationen zu Leistungsnachweisen, Kursen und den Lernmaterialien, aus denen sich ein Kurs zusammensetzt: Videos, Texte und Quiz. Darüber hinaus können die Lernmaterialien durch externe Übungstools angereichert werden, die über den Standard Learning Tools Interoperability (LTI) mit der HPI MOOC-Plattform kommunizieren. Das Konzept der Peer-Assessments rundet die möglichen Lernmaterialien ab. Der Abschnitt geht dann weiter auf das Diskussionsforum ein, das einen grundlegenden Unterschied von MOOCs im Vergleich zu traditionellen E-Learning-Angeboten darstellt. Zum Abschluss des Abschnitts folgen eine Beschreibung von Quiz-Recap, Lernzielen, mobilen Anwendungen, spielerischen Lernens und dem Helpdesk. Der nächste Teil dieses Kapitels beschäftigt sich mit den Admin-Funktionen. Die Funktionalitätsbeschreibung beschränkt sich Neuigkeiten und Ankündigungen, Dashboards und Statistiken, Berichtsfunktionen, Forschungsoptionen mit A/B-Tests, den Kurs-Feed und das TransPipe-Tool zur Unterstützung beim Erstellen von automatischen oder manuellen Untertiteln. Die Plattform unterstützt außerdem eine Vielzahl zusätzlicher Funktionen, doch eine detaillierte Beschreibung dieser Funktionen würde den Rahmen des Berichts sprengen. Das Kapitel geht dann auf gängige Kursformate und openHPI-Lehrveranstaltungen am HPI ein, bevor es mit einigen Best Practices für die Gestaltung und Durchführung von Kursen schließt. Zum Abschluss des technischen Berichts gibt das letzte Kapitel eine Zusammenfassung und einen Ausblick auf die Zukunft der digitalen Bildung. Ein besonderes Merkmal des openHPI-Projekts ist die bewusste Entscheidung, die komplette Anwendung von den physischen Netzwerkkomponenten bis zur Plattformentwicklung eigenständig zu betreiben. Bei der vorliegenden deutschen Variante handelt es sich um eine gekürzte Übersetzung des technischen Berichts 148, bei der kein Einblick in die Technologien und Architektur von openHPI gegeben wird. Interessierte Leser:innen können im technischen Bericht 148 (vollständige englische Version) detaillierte Informationen zum Rechenzentrum und den Geräten, der Cloud-Software und dem openHPI Cloud Service aber auch zu Infrastruktur-Anwendungskomponenten wie Entwicklungstools, Automatisierung, Deployment-Pipeline und Monitoring erhalten. Außerdem finden sich dort weitere Informationen über den Technologiestack und konkrete Implementierungsdetails der Plattform inklusive der serviceorientierten Ruby on Rails-Anwendung, die Kommunikation zwischen den Diensten, öffentliche APIs, sowie Designsystem und -komponenten. Der Abschnitt schließt mit einer Diskussion über die ursprüngliche Microservice-Architektur und die Migration zu einer monolithischen Anwendung. N2 - On the occasion of the 10th openHPI anniversary, this technical report provides information about the HPI MOOC platform, including its core features, technology, and architecture. In an introduction, the platform family with all partner platforms is presented; these now amount to nine platforms, including openHPI. This section introduces openHPI as an advisor and research partner in various projects. In the second chapter, the functionalities and common course formats of the platform are presented. The functionalities are divided into learner and admin features. The learner features section provides detailed information about performance records, courses, and the learning materials of which a course is composed: videos, texts, and quizzes. In addition, the learning materials can be enriched by adding external exercise tools that communicate with the HPI MOOC platform via the Learning Tools Interoperability (LTI) standard. Furthermore, the concept of peer assessments completed the possible learning materials. The section then proceeds with further information on the discussion forum, a fundamental concept of MOOCs compared to traditional e-learning offers. The section is concluded with a description of the quiz recap, learning objectives, mobile applications, gameful learning, and the help desk. The next part of this chapter deals with the admin features. The described functionality is restricted to describing the news and announcements, dashboards and statistics, reporting capabilities, research options with A/B testing, the course feed, and the TransPipe tool to support the process of creating automated or manual subtitles. The platform supports a large variety of additional features, but a detailed description of these features goes beyond the scope of this report. The chapter then elaborates on common course formats and openHPI teaching activities at the HPI. The chapter concludes with some best practices for course design and delivery. The third chapter provides insights into the technology and architecture behind openHPI. A special characteristic of the openHPI project is the conscious decision to operate the complete application from bare metal to platform development. Hence, the chapter starts with a section about the openHPI Cloud, including detailed information about the data center and devices, the used cloud software OpenStack and Ceph, as well as the openHPI Cloud Service provided for the HPI. Afterward, a section on the application technology stack and development tooling describes the application infrastructure components, the used automation, the deployment pipeline, and the tools used for monitoring and alerting. The chapter is concluded with detailed information about the technology stack and concrete platform implementation details. The section describes the service-oriented Ruby on Rails application, inter-service communication, and public APIs. It also provides more information on the design system and components used in the application. The section concludes with a discussion of the original microservice architecture, where we share our insights and reasoning for migrating back to a monolithic application. The last chapter provides a summary and an outlook on the future of digital education. T3 - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 150 KW - openHPI KW - MOOC KW - digitale Lernplattform KW - digitale Aufklärung KW - lebenslanges Lernen KW - openHPI KW - MOOC KW - digital learning platform KW - digital enlightenment KW - lifelong learning Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-561792 SN - 978-3-86956-546-0 SN - 1613-5652 SN - 2191-1665 IS - 150 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - BOOK A1 - Meinel, Christoph A1 - John, Catrina A1 - Wollowski, Tobias T1 - Die HPI Schul-Cloud – Von der Vision zur digitale Infrastruktur für deutsche Schulen N2 - Digitale Medien sind aus unserem Alltag kaum noch wegzudenken. Einer der zentralsten Bereiche für unsere Gesellschaft, die schulische Bildung, darf hier nicht hintanstehen. Wann immer der Einsatz digital unterstützter Tools pädagogisch sinnvoll ist, muss dieser in einem sicheren Rahmen ermöglicht werden können. Die HPI Schul-Cloud ist dieser Vision gefolgt, die vom Nationalen IT-Gipfel 2016 angestoßen wurde und dem Bericht vorangestellt ist – gefolgt. Sie hat sich in den vergangenen fünf Jahren vom Pilotprojekt zur unverzichtbaren IT-Infrastruktur für zahlreiche Schulen entwickelt. Während der Corona-Pandemie hat sie für viele Tausend Schulen wichtige Unterstützung bei der Umsetzung ihres Bildungsauftrags geboten. Das Ziel, eine zukunftssichere und datenschutzkonforme Infrastruktur zur digitalen Unterstützung des Unterrichts zur Verfügung zu stellen, hat sie damit mehr als erreicht. Aktuell greifen rund 1,4 Millionen Lehrkräfte und Schülerinnen und Schüler bundesweit und an den deutschen Auslandsschulen auf die HPI Schul-Cloud zu. N2 - It is hard to imagine our everyday lives without digital media. One of the most central areas for our society, school education, must not be left behind. Whenever the use of digitally supported tools makes pedagogical sense, it must be possible to enable it within a secure framework. The HPI School Cloud has followed this vision, which was initiated by the 2016 National IT Summit and precedes the report. Over the past five years, it has evolved from a pilot project to an indispensable IT infrastructure for numerous schools. During the Corona pandemic, it provided important support for many thousands of schools in implementing their educational mission. It has thus more than achieved its goal of providing a future-proof and data-protection-compliant infrastructure for digital support of teaching. Currently, around 1.4 million teachers and students nationwide and at German schools abroad access the HPI School Cloud. T3 - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 144 KW - digitale Infrastruktur für den Schulunterricht KW - digital unterstützter Unterricht KW - Datenschutz-sicherer Einsatz in der Schule KW - Unterricht mit digitalen Medien Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-535860 SN - 978-3-86956-526-2 SN - 1613-5652 SN - 2191-1665 IS - 144 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - BOOK A1 - Meinel, Christoph A1 - Renz, Jan A1 - Luderich, Matthias A1 - Malyska, Vivien A1 - Kaiser, Konstantin A1 - Oberländer, Arne T1 - Die HPI Schul-Cloud BT - Roll-Out einer Cloud-Architektur für Schulen in Deutschland N2 - Die digitale Transformation durchdringt alle gesellschaftlichen Ebenen und Felder, nicht zuletzt auch das Bildungssystem. Dieses ist auf die Veränderungen kaum vorbereitet und begegnet ihnen vor allem auf Basis des Eigenengagements seiner Lehrer*innen. Strukturelle Reaktionen auf den Mangel an qualitativ hochwertigen Fortbildungen, auf schlecht ausgestattete Unterrichtsräume und nicht professionell gewartete Computersysteme gibt es erst seit kurzem. Doch auch wenn Beharrungskräfte unter Pädagog*innen verbreitet sind, erfordert die Transformation des Systems Schule auch eine neue Mentalität und neue Arbeits- und Kooperationsformen. Zeitgemäßer Unterricht benötigt moderne Technologie und zeitgemäße IT-Architekturen. Nur Systeme, die für Lehrer*innen und Schüler*innen problemlos verfügbar, benutzerfreundlich zu bedienen und didaktisch flexibel einsetzbar sind, finden in Schulen Akzeptanz. Hierfür haben wir die HPI Schul-Cloud entwickelt. Sie ermöglicht den einfachen Zugang zu neuesten, professionell gewarteten Anwendungen, verschiedensten digitalen Medien, die Vernetzung verschiedener Lernorte und den rechtssicheren Einsatz von Kommunikations- und Kollaborationstools. Die Entwicklung der HPI Schul-Cloud ist umso notwendiger, als dass rechtliche Anforderungen - insbesondere aus der Datenschutzgrundverordnung der EU herrührend - den Einsatz von Cloud-Anwendungen, die in der Arbeitswelt verbreitet sind, in Schulen unmöglich machen. Im Bildungsbereich verbreitete Anwendungen sind größtenteils technisch veraltet und nicht benutzerfreundlich. Dies nötigt die Bundesländer zu kostspieligen Eigenentwicklungen mit Aufwänden im zweistelligen Millionenbereich - Projekte die teilweise gescheitert sind. Dank der modularen Micro-Service-Architektur können die Bundesländer zukünftig auf die HPI Schul-Cloud als technische Grundlage für ihre Eigen- oder Gemeinschaftsprojekte zurückgreifen. Hierfür gilt es, eine nachhaltige Struktur für die Weiterentwicklung der Open-Source-Software HPI Schul-Cloud zu schaffen. Dieser Bericht beschreibt den Entwicklungsstand und die weiteren Perspektiven des Projekts HPI Schul-Cloud im Januar 2019. 96 Schulen deutschlandweit nutzen die HPI Schul-Cloud, bereitgestellt durch das Hasso-Plattner-Institut. Weitere 45 Schulen und Studienseminare nutzen die Niedersächsische Bildungscloud, die technisch auf der HPI Schul-Cloud basiert. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Projekt läuft in der gegenwärtigen Roll-Out-Phase bis zum 31. Juli 2021. Gemeinsam mit unserem Kooperationspartner MINT-EC streben wir an, die HPI Schul-Cloud möglichst an allen Schulen des Netzwerks einzusetzen. N2 - Digital transformation affects all social levels and fields, as well as the education system. It is hardly prepared for the changes and meets them primarily on the basis of the personal commitment of its teachers. Structural reactions to the lack of high-quality further training, poorly equipped classrooms and computer systems that are not professionally maintained have only recently emerged. However, while persistent efforts among educators are also widespread, the transformation of the school system requires a new mindset and new forms of work and cooperation. Contemporary teaching requires modern technology and modern IT architectures. Only systems that are effortlessly available for teachers and students, user-friendly and didactically flexible will find acceptance in schools. For this purpose, we have developed the HPI Schul-Cloud. It provides easy access to the latest professionally maintained applications, a wide variety of digital media, the networking of different learning locations and the legally compliant use of communication and collaboration tools. The development of the HPI Schul-Cloud is all the more necessary because legal requirements - particularly those arising from the EU’s General Data Protection Regulation (GDPR) - make it impossible to use cloud applications, which are common in modern working places, in schools. The most common educational applications are to a large degree technically outdated and not user-friendly. This deficiency forces federal states to develop their own costly applications with expenses in the tens of millions - projects that have partly failed. Thanks to the modular micro-service architecture, the federal states will be able to use the HPI Schul-Cloud as the technical basis for their own or joint projects in the future. The aim here is to create a sustainable structure for the further development of the open source software HPI Schul-Cloud. This report describes the development status and further perspectives of the HPI Schul-Cloud project in January 2019. 96 schools across Germany use the HPI Schul-Cloud, provided by the Hasso-Plattner-Institute. A further 45 schools and study seminars use the Niedersächsische Bildungscloud, which is technically based on the HPI Schul-Cloud. The project, which is funded by the German Federal Ministry of Education and Research, is currently being rolled out until July 31, 2021. Together with our cooperation partner MINT-EC we aim to use the HPI Schul-Cloud possibly at all schools in the network. T3 - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 125 KW - digitale Bildung KW - Schule KW - IT-Infrastruktur KW - Cloud KW - German schools KW - digital education KW - IT-infrastructure KW - cloud Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-423062 SN - 978-3-86956-453-1 SN - 1613-5652 SN - 2191-1665 IS - 125 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - BOOK A1 - Gayvoronskaya, Tatiana A1 - Meinel, Christoph A1 - Schnjakin, Maxim T1 - Blockchain BT - Hype oder Innovation N2 - Der Begriff Blockchain ist in letzter Zeit zu einem Schlagwort geworden, aber nur wenige wissen, was sich genau dahinter verbirgt. Laut einer Umfrage, die im ersten Quartal 2017 veröffentlicht wurde, ist der Begriff nur bei 35 Prozent der deutschen Mittelständler bekannt. Dabei ist die Blockchain-Technologie durch ihre rasante Entwicklung und die globale Eroberung unterschiedlicher Märkte für Massenmedien sehr interessant. So sehen viele die Blockchain-Technologie entweder als eine Allzweckwaffe, zu der aber nur wenige einen Zugang haben, oder als eine Hacker-Technologie für geheime Geschäfte im Darknet. Dabei liegt die Innovation der Blockchain-Technologie in ihrer erfolgreichen Zusammensetzung bereits vorhandener Ansätze: dezentrale Netzwerke, Kryptographie, Konsensfindungsmodelle. Durch das innovative Konzept wird ein Werte-Austausch in einem dezentralen System möglich. Dabei wird kein Vertrauen zwischen dessen Knoten (z.B. Nutzer) vorausgesetzt. Mit dieser Studie möchte das Hasso-Plattner-Institut den Lesern helfen, ihren eigenen Standpunkt zur Blockchain-Technologie zu finden und dabei dazwischen unterscheiden zu können, welche Eigenschaften wirklich innovativ und welche nichts weiter als ein Hype sind. Die Autoren der vorliegenden Arbeit analysieren positive und negative Eigenschaften, welche die Blockchain-Architektur prägen, und stellen mögliche Anpassungs- und Lösungsvorschläge vor, die zu einem effizienten Einsatz der Technologie beitragen können. Jedem Unternehmen, bevor es sich für diese Technologie entscheidet, wird dabei empfohlen, für den geplanten Anwendungszweck zunächst ein klares Ziel zu definieren, das mit einem angemessenen Kosten-Nutzen-Verhältnis angestrebt werden kann. Dabei sind sowohl die Möglichkeiten als auch die Grenzen der Blockchain-Technologie zu beachten. Die relevanten Schritte, die es in diesem Zusammenhang zu beachten gilt, fasst die Studie für die Leser übersichtlich zusammen. Es wird ebenso auf akute Fragestellungen wie Skalierbarkeit der Blockchain, geeigneter Konsensalgorithmus und Sicherheit eingegangen, darunter verschiedene Arten möglicher Angriffe und die entsprechenden Gegenmaßnahmen zu deren Abwehr. Neue Blockchains etwa laufen Gefahr, geringere Sicherheit zu bieten, da Änderungen an der bereits bestehenden Technologie zu Schutzlücken und Mängeln führen können. Nach Diskussion der innovativen Eigenschaften und Probleme der Blockchain-Technologie wird auf ihre Umsetzung eingegangen. Interessierten Unternehmen stehen viele Umsetzungsmöglichkeiten zur Verfügung. Die zahlreichen Anwendungen haben entweder eine eigene Blockchain als Grundlage oder nutzen bereits bestehende und weitverbreitete Blockchain-Systeme. Zahlreiche Konsortien und Projekte bieten „Blockchain-as-a-Service“ an und unterstützen andere Unternehmen beim Entwickeln, Testen und Bereitstellen von Anwendungen. Die Studie gibt einen detaillierten Überblick über zahlreiche relevante Einsatzbereiche und Projekte im Bereich der Blockchain-Technologie. Dadurch, dass sie noch relativ jung ist und sich schnell entwickelt, fehlen ihr noch einheitliche Standards, die Zusammenarbeit der verschiedenen Systeme erlauben und an die sich alle Entwickler halten können. Aktuell orientieren sich Entwickler an Bitcoin-, Ethereum- und Hyperledger-Systeme, diese dienen als Grundlage für viele weitere Blockchain-Anwendungen. Ziel ist, den Lesern einen klaren und umfassenden Überblick über die Blockchain-Technologie und deren Möglichkeiten zu vermitteln. N2 - The term blockchain has recently become a buzzword, but only few know what exactly lies behind this approach. According to a survey, issued in the first quarter of 2017, the term is only known by 35 percent of German medium-sized enterprise representatives. However, the blockchain technology is very interesting for the mass media because of its rapid development and global capturing of different markets. For example, many see blockchain technology either as an all-purpose weapon— which only a few have access to—or as a hacker technology for secret deals in the darknet. The innovation of blockchain technology is found in its successful combination of already existing approaches: such as decentralized networks, cryptography, and consensus models. This innovative concept makes it possible to exchange values in a decentralized system. At the same time, there is no requirement for trust between its nodes (e.g. users). With this study the Hasso Plattner Institute would like to help readers form their own opinion about blockchain technology, and to distinguish between truly innovative properties and hype. The authors of the present study analyze the positive and negative properties of the blockchain architecture and suggest possible solutions, which can contribute to the efficient use of the technology. We recommend that every company define a clear target for the intended application, which is achievable with a reasonable cost-benefit ration, before deciding on this technology. Both the possibilities and the limitations of blockchain technology need to be considered. The relevant steps that must be taken in this respect are summarized /summed up for the reader in this study. Furthermore, this study elaborates on urgent problems such as the scalability of the blockchain, appropriate consensus algorithm and security, including various types of possible attacks and their countermeasures. New blockchains, for example, run the risk of reducing security, as changes to existing technology can lead to lacks in the security and failures. After discussing the innovative properties and problems of the blockchain technology, its implementation is discussed. There are a lot of implementation opportunities for companies available who are interested in the blockchain realization. The numerous applications have either their own blockchain as a basis or use existing and widespread blockchain systems. Various consortia and projects offer "blockchain-as-a-serviceänd help other companies to develop, test and deploy their own applications. This study gives a detailed overview of diverse relevant applications and projects in the field of blockchain technology. As this technology is still a relatively young and fast developing approach, it still lacks uniform standards to allow the cooperation of different systems and to which all developers can adhere. Currently, developers are orienting themselves to Bitcoin, Ethereum and Hyperledger systems, which serve as the basis for many other blockchain applications. The goal is to give readers a clear and comprehensive overview of blockchain technology and its capabilities. T3 - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 113 KW - Blockchain-Konsortium R3 KW - blockchain-übergreifend KW - Blöcke KW - Blockkette KW - Blumix-Plattform KW - dezentrale autonome Organisation KW - doppelter Hashwert KW - Identitätsmanagement KW - intelligente Verträge KW - Internet der Dinge KW - Japanisches Blockchain-Konsortium KW - Kette KW - Konsensalgorithmus KW - Konsensprotokoll KW - Micropayment-Kanäle KW - Off-Chain-Transaktionen KW - Peer-to-Peer Netz KW - Schwierigkeitsgrad KW - Skalierbarkeit der Blockchain KW - Transaktion KW - Verträge KW - Zielvorgabe KW - Zookos Dreieck KW - ACINQ KW - altchain KW - alternative chain KW - ASIC KW - atomic swap KW - Australian securities exchange KW - bidirectional payment channels KW - Bitcoin Core KW - bitcoins KW - BitShares KW - Blockchain Auth KW - blockchain consortium KW - cross-chain KW - inter-chain KW - blocks KW - blockchain KW - Blockstack ID KW - Blockstack KW - blumix platform KW - BTC KW - Byzantine Agreement KW - chain KW - cloud KW - Colored Coins KW - confirmation period KW - contest period KW - DAO KW - Delegated Proof-of-Stake KW - decentralized autonomous organization KW - Distributed Proof-of-Research KW - double hashing KW - DPoS KW - ECDSA KW - Eris KW - Ether KW - Ethereum KW - E-Wallet KW - Federated Byzantine Agreement KW - federated voting KW - FollowMyVote KW - Fork KW - Gridcoin KW - Hard Fork KW - Hashed Timelock Contracts KW - hashrate KW - identity management KW - smart contracts KW - Internet of Things KW - IoT KW - BCCC KW - Japanese Blockchain Consortium KW - consensus algorithm KW - consensus protocol KW - ledger assets KW - Lightning Network KW - Lock-Time-Parameter KW - merged mining KW - merkle root KW - micropayment KW - micropayment channels KW - Microsoft Azur KW - miner KW - mining KW - mining hardware KW - minting KW - Namecoin KW - NameID KW - NASDAQ KW - nonce KW - off-chain transaction KW - Onename KW - OpenBazaar KW - Oracles KW - Orphan Block KW - P2P KW - Peercoin KW - peer-to-peer network KW - pegged sidechains KW - PoB KW - PoS KW - PoW KW - Proof-of-Burn KW - Proof-of-Stake KW - Proof-of-Work KW - quorum slices KW - Ripple KW - rootstock KW - scarce tokens KW - difficulty KW - SCP KW - SHA KW - sidechain KW - Simplified Payment Verification KW - scalability of blockchain KW - Slock.it KW - Soft Fork KW - SPV KW - Steemit KW - Stellar Consensus Protocol KW - Storj KW - The Bitfury Group KW - The DAO KW - transaction KW - Two-Way-Peg KW - Unspent Transaction Output KW - contracts KW - Watson IoT KW - difficulty target KW - Zookos triangle Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-103141 SN - 978-3-86956-394-7 SN - 1613-5652 SN - 2191-1665 IS - 113 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - BOOK A1 - Tietz, Christian A1 - Pelchen, Chris A1 - Meinel, Christoph A1 - Schnjakin, Maxim T1 - Management Digitaler Identitäten BT - aktueller Status und zukünftige Trends N2 - Um den zunehmenden Diebstahl digitaler Identitäten zu bekämpfen, gibt es bereits mehr als ein Dutzend Technologien. Sie sind, vor allem bei der Authentifizierung per Passwort, mit spezifischen Nachteilen behaftet, haben andererseits aber auch jeweils besondere Vorteile. Wie solche Kommunikationsstandards und -Protokolle wirkungsvoll miteinander kombiniert werden können, um dadurch mehr Sicherheit zu erreichen, haben die Autoren dieser Studie analysiert. Sie sprechen sich für neuartige Identitätsmanagement-Systeme aus, die sich flexibel auf verschiedene Rollen eines einzelnen Nutzers einstellen können und bequemer zu nutzen sind als bisherige Verfahren. Als ersten Schritt auf dem Weg hin zu einer solchen Identitätsmanagement-Plattform beschreiben sie die Möglichkeiten einer Analyse, die sich auf das individuelle Verhalten eines Nutzers oder einer Sache stützt. Ausgewertet werden dabei Sensordaten mobiler Geräte, welche die Nutzer häufig bei sich tragen und umfassend einsetzen, also z.B. internetfähige Mobiltelefone, Fitness-Tracker und Smart Watches. Die Wissenschaftler beschreiben, wie solche Kleincomputer allein z.B. anhand der Analyse von Bewegungsmustern, Positionsund Netzverbindungsdaten kontinuierlich ein „Vertrauens-Niveau“ errechnen können. Mit diesem ermittelten „Trust Level“ kann jedes Gerät ständig die Wahrscheinlichkeit angeben, mit der sein aktueller Benutzer auch der tatsächliche Besitzer ist, dessen typische Verhaltensmuster es genauestens „kennt“. Wenn der aktuelle Wert des Vertrauens-Niveaus (nicht aber die biometrischen Einzeldaten) an eine externe Instanz wie einen Identitätsprovider übermittelt wird, kann dieser das Trust Level allen Diensten bereitstellen, welche der Anwender nutzt und darüber informieren will. Jeder Dienst ist in der Lage, selbst festzulegen, von welchem Vertrauens-Niveau an er einen Nutzer als authentifiziert ansieht. Erfährt er von einem unter das Limit gesunkenen Trust Level, kann der Identitätsprovider seine Nutzung und die anderer Services verweigern. Die besonderen Vorteile dieses Identitätsmanagement-Ansatzes liegen darin, dass er keine spezifische und teure Hardware benötigt, um spezifische Daten auszuwerten, sondern lediglich Smartphones und so genannte Wearables. Selbst Dinge wie Maschinen, die Daten über ihr eigenes Verhalten per Sensor-Chip ins Internet funken, können einbezogen werden. Die Daten werden kontinuierlich im Hintergrund erhoben, ohne dass sich jemand darum kümmern muss. Sie sind nur für die Berechnung eines Wahrscheinlichkeits-Messwerts von Belang und verlassen niemals das Gerät. Meldet sich ein Internetnutzer bei einem Dienst an, muss er sich nicht zunächst an ein vorher festgelegtes Geheimnis – z.B. ein Passwort – erinnern, sondern braucht nur die Weitergabe seines aktuellen Vertrauens-Wertes mit einem „OK“ freizugeben. Ändert sich das Nutzungsverhalten – etwa durch andere Bewegungen oder andere Orte des Einloggens ins Internet als die üblichen – wird dies schnell erkannt. Unbefugten kann dann sofort der Zugang zum Smartphone oder zu Internetdiensten gesperrt werden. Künftig kann die Auswertung von Verhaltens-Faktoren noch erweitert werden, indem z.B. Routinen an Werktagen, an Wochenenden oder im Urlaub erfasst werden. Der Vergleich mit den live erhobenen Daten zeigt dann an, ob das Verhalten in das übliche Muster passt, der Benutzer also mit höchster Wahrscheinlichkeit auch der ausgewiesene Besitzer des Geräts ist. Über die Techniken des Managements digitaler Identitäten und die damit verbundenen Herausforderungen gibt diese Studie einen umfassenden Überblick. Sie beschreibt zunächst, welche Arten von Angriffen es gibt, durch die digitale Identitäten gestohlen werden können. Sodann werden die unterschiedlichen Verfahren von Identitätsnachweisen vorgestellt. Schließlich liefert die Studie noch eine zusammenfassende Übersicht über die 15 wichtigsten Protokolle und technischen Standards für die Kommunikation zwischen den drei beteiligten Akteuren: Service Provider/Dienstanbieter, Identitätsprovider und Nutzer. Abschließend wird aktuelle Forschung des Hasso-Plattner-Instituts zum Identitätsmanagement vorgestellt. N2 - To prevent the increasing number of identity thefts, more than a douzend technologies are already existing. They have, especially then authentication with passwords, specific disadvantages or advantages, respectively. The authors of this survey analyzed how to combine these communication standards and protocols to provide more security. They recommend new kinds of identity management systems that are flexible for different user roles and are more convenient to use as the existing systems. As a first step to build such an identity management platform the authors describe how to analyze and use the individual behavior of users or objects. As a result sensor data of mobile devices are analyzed. Such devices are internetready mobiles, fitness tracker and smart watches. Therefore devices that users often carry with them. The researchers describe how these little computers can continously analyze movement patterns, data of location and connected networks and compute a trust level from the data. With this trust level, a device can indicate the probability that the current user is the actual owner, because it knows the behavioral patterns of the owner. If the current trust level value (not single biometric data) is send to an external entity like an identity provider, this provider can provide the trust level to all services used by the user. Each service is able to decide which trust level value is necessary for user authentication. If the trust level drops under a this specific threshold the identity provider can deny the access to itself and all other services. The particular advantages of this identity management approach is that no special and expensive hardware is needed but instead smartphone and wearables to evaluate the specific data. Even objects like machines that send data of their own behavior to the internet can be used. The data is continously collected in the background so users do not need to care about it. The data is only used for computing the trust level and never leaves the device. If a user logs into an internet service he does not need to remember a secret anymore, e.g. a password, instead he just needs to give an OK to pass on the trust level. If the user behavior is changing, for example by different movement patterns or unknown or new locations when trying to log into a web services, it can be immediately detected and the access to the smartphone or internet services an be locked for the unauthorized person. In future the evaluation can be extended for example with detecting routines on working days, on weekands or on vacations. The comparisons of learned routines with live data will show if the behavior fits into the usual patterns. This survey gives a comprehensive overview of techniques in digital identity management and the related challenges. First, it describes different kinds of attack methods which attacker uses to steal digital identities. Then possible authentication methods are presented. Eventually a summary of the 15 most important protocols and technical standards for communication between the three involved players: service provider, identity provider and user. Finally, it introduces the current research of the Hasso-Plattner Institute. T3 - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 114 KW - Studie KW - Identitätsmanagement KW - Biometrie KW - Authentifizierung KW - Identität KW - Angriffe KW - Mehr-Faktor-Authentifizierung KW - Single-Sign-On KW - HPI Forschung KW - identity management KW - biometrics KW - authentication KW - identity KW - multi factor authentication KW - HPI research KW - wearables KW - smartphone KW - OpenID Connect KW - OAuth KW - FIDO Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-103164 SN - 978-3-86956-395-4 SN - 1613-5652 SN - 2191-1665 IS - 114 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - BOOK A1 - Meinel, Christoph A1 - Renz, Jan A1 - Grella, Catrina A1 - Karn, Nils A1 - Hagedorn, Christiane T1 - Die Cloud für Schulen in Deutschland BT - Konzept und Pilotierung der Schul-Cloud N2 - Die digitale Entwicklung durchdringt unser Bildungssystem, doch Schulen sind auf die Veränderungen kaum vorbereitet: Überforderte Lehrer/innen, infrastrukturell schwach ausgestattete Unterrichtsräume und unzureichend gewartete Computernetzwerke sind keine Seltenheit. Veraltete Hard- und Software erschweren digitale Bildung in Schulen eher, als dass sie diese ermöglichen: Ein zukunftssicherer Ansatz ist es, die Rechner weitgehend aus den Schulen zu entfernen und Bildungsinhalte in eine Cloud zu überführen. Zeitgemäßer Unterricht benötigt moderne Technologie und eine zukunftsorientierte Infrastruktur. Eine Schul-Cloud (https://hpi.de/schul-cloud) kann dabei helfen, die digitale Transformation in Schulen zu meistern und den fächerübergreifenden Unterricht mit digitalen Inhalten zu bereichern. Den Schüler/innen und Lehrkräften kann sie viele Möglichkeiten eröffnen: einen einfachen Zugang zu neuesten, professionell gewarteten Anwendungen, die Vernetzung verschiedener Lernorte, Erleichterung von Unterrichtsvorbereitung und Differenzierung. Die Schul-Cloud bietet Flexibilität, fördert die schul- und fächerübergreifende Anwendbarkeit und schafft eine wichtige Voraussetzung für die gesellschaftliche Teilhabe und Mitgestaltung der digitalen Welt. Neben den technischen Komponenten werden im vorliegenden Bericht ausgewählte Dienste der Schul-Cloud exemplarisch beschrieben und weiterführende Schritte aufgezeigt. Das in Zusammenarbeit mit zahlreichen Expertinnen und Experten am Hasso-Plattner-Institut (HPI) entwickelte und durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Konzept einer Schul-Cloud stellt eine wichtige Grundlage für die Einführung Cloud-basierter Strukturen und -Dienste im Bildungsbereich dar. Gemeinsam mit dem nationalen Excellence-Schulnetzwerk MINT-EC als Kooperationspartner startet ab sofort die Pilotphase. Aufgrund des modularen, skalierbaren Ansatzes der Schul-Cloud kommt dem infrastrukturellen Prototypen langfristig das Potential zu, auch über die begrenzte Anzahl an Pilotschulen hinaus bundesweit effizient eingesetzt zu werden. N2 - Digitalization is transforming our education system. At the same time, schools are inadequately prepared to meet the changes taking place. Overwhelmed teachers, poorly equipped infrastructures in the classroom, and insufficient computer networks reflect the current situation. Instead of facilitating digital education, outdated hard- and software only hinder innovative teaching and learning. A “future-proof” approach involves the transfer of educational content in schools from the computer to the cloud. Modern education requires state-of-the-art technology and a future-oriented infrastructure. The School Cloud (https://hpi.de/schul-cloud) can help to achieve digital transformation in schools and to enhance interdisciplinary lessons with digital content. Such a cloud opens up new possibilities for pupils and teachers: easy access to the latest, professionally maintained applications; interconnectivity of different learning venues; optimal lesson preparation; and differentiation. School Cloud offers flexibility, promotes cross-curricular and interdisciplinary application, and fulfills an important prerequisite for social participation in creating the digital world. In addition to the technical components, this report describes selected School Cloud services by way of example and outlines further steps. Developed in cooperation with the experts at Hasso Plattner Institute (HPI) and funded by the Federal Ministry of Education and Research (BMBF), School Cloud provides an important foundation for the introduction of cloud-based infrastructures and educational services. The pilot phase—in conjunction with the excellence school network MINT–EC—has already begun. By reason of its modular, scalable approach, School Cloud’s infrastructural prototype has the long-term potential of efficient deployment—extending far beyond the limited number of pilot schools and across the nation. T3 - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 116 KW - digitale Bildung KW - Schule KW - IT-Infrastruktur KW - Cloud KW - digital education KW - school KW - IT-infrastructure KW - cloud Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-103858 SN - 978-3-86956-397-8 SN - 1613-5652 SN - 2191-1665 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - BOOK A1 - Meinel, Christoph A1 - Willems, Christian T1 - openHPI : 哈索•普拉特纳研究院的 MOOC（大规模公开在线课）计划 T1 - openHPI : the MOOC offer at Hasso Plattner Institute N2 - 摘要。哈索•普拉特纳研究院 (HPI) 的新型互动在线教育平台 openHPI (https://openHPI.de) 可以为从事信息技术和信息学领域内容的工作和感兴趣的学员提供可自由访问的、免费的在线课程。与斯坦福大学于 2011 年首推，之后也在美国其他精英大学提供的“网络公开群众课”（简称 MOOC）一样，openHPI 同样在互联网中提供学习视频和阅读材料，其中综合了支持学习的自我测试、家庭作业和社交讨论论坛，并刺激对促进学习的虚拟学习团队的培训。与“传统的”讲座平台，比如 tele-TASK 平台 (http://www.tele-task.de) 不同（在该平台中，可调用以多媒体方式记录的和已准备好的讲座），openHPI 提供的是按教学法准备的在线课程。这些课程的开始时间固定，之后在连续六个课程周稳定的提供以多媒体方式准备的、尽可能可以互动的学习材料。每周讲解课程主题的一章。为此在该周开始前会准备一系列学习视频、文字、自我测试和家庭作业材料，课程学员在该周将精力用于处理这些内容。这些计划与一个社交讨论平台相结合，学员在该平台上可以与课程导师和其他学员交换意见、解答问题和讨论更多主题。当然，学员可以自己决定学习活动的类型和范围。他们可以为课程作出自己的贡献，比如在论坛中引用博文或推文。之后其他学员可以评论、讨论或自己扩展这些博文或推文。这样学员、教师和提供的学习内容就在一个虚拟的团体中与社交学习网络相互结合起来。 N2 - Abstract. The new interactive online educational platform openHPI, (https://openHPI.de) from Hasso Plattner Institute (HPI), offers freely accessible courses at no charge for all who are interested in subjects in the field of information technology and computer science. Since 2011, “Massive Open Online Courses,” called MOOCs for short, have been offered, first at Stanford University and then later at other U.S. elite universities. Following suit, openHPI provides instructional videos on the Internet and further reading material, combined with learning-supportive self-tests, homework and a social discussion forum. Education is further stimulated by the support of a virtual learning community. In contrast to “traditional” lecture platforms, such as the tele-TASK portal (http://www.tele-task.de) where multimedia recorded lectures are available on demand, openHPI offers didactic online courses. The courses have a fixed start date and offer a balanced schedule of six consecutive weeks presented in multimedia and, whenever possible, interactive learning material. Each week, one chapter of the course subject is treated. In addition, a series of learning videos, texts, self-tests and homework exercises are provided to course participants at the beginning of the week. The course offering is combined with a social discussion platform where participants have the opportunity to enter into an exchange with course instructors and fellow participants. Here, for example, they can get answers to questions and discuss the topics in depth. The participants naturally decide themselves about the type and range of their learning activities. They can make personal contributions to the course, for example, in blog posts or tweets, which they can refer to in the forum. In turn, other participants have the chance to comment on, discuss or expand on what has been said. In this way, the learners become the teachers and the subject matter offered to a virtual community is linked to a social learning network. T3 - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 89 KW - Online-Lernen KW - E-Learning KW - MOOCs KW - Onlinekurs KW - openHPI KW - tele-TASK KW - Tele-Lab KW - Tele-Teaching KW - online-learning KW - e-learning KW - MOOCs KW - online course KW - openHPI KW - tele-TASK KW - tele-lab KW - tele-teaching Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-70380 SN - 978-3-86956-291-9 SN - 1613-5652 SN - 2191-1665 IS - 89 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - BOOK A1 - Meinel, Christoph A1 - Schnjakin, Maxim A1 - Metzke, Tobias A1 - Freitag, Markus T1 - Anbieter von Cloud Speicherdiensten im Überblick N2 - Durch die immer stärker werdende Flut an digitalen Informationen basieren immer mehr Anwendungen auf der Nutzung von kostengünstigen Cloud Storage Diensten. Die Anzahl der Anbieter, die diese Dienste zur Verfügung stellen, hat sich in den letzten Jahren deutlich erhöht. Um den passenden Anbieter für eine Anwendung zu finden, müssen verschiedene Kriterien individuell berücksichtigt werden. In der vorliegenden Studie wird eine Auswahl an Anbietern etablierter Basic Storage Diensten vorgestellt und miteinander verglichen. Für die Gegenüberstellung werden Kriterien extrahiert, welche bei jedem der untersuchten Anbieter anwendbar sind und somit eine möglichst objektive Beurteilung erlauben. Hierzu gehören unter anderem Kosten, Recht, Sicherheit, Leistungsfähigkeit sowie bereitgestellte Schnittstellen. Die vorgestellten Kriterien können genutzt werden, um Cloud Storage Anbieter bezüglich eines konkreten Anwendungsfalles zu bewerten. N2 - Due to the ever-increasing flood of digital information, more and more applications make use of cost-effective cloud storage services. The number of vendors that provide these services has increased significantly in recent years. The identification of an appropriate service provider requires an individual consideration of several criteria. This survey presents a comparison of some established basic storage providers. For this comparison, several criteria are extracted that are applicable to any of the selected providers and thus allow for an assessment that is as objective as possible. The criteria include factors like costs, legal information, security, performance, and supported interfaces. The presented criteria can be used to evaluate cloud storage providers in a specific use case in order to identify the most suitable service based on individual requirements. T3 - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 84 KW - Cloud Computing KW - öffentliche Cloud Speicherdienste KW - Basic Storage Anbieter KW - cloud computing KW - public cloud storage services KW - basic cloud storage services Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-68780 SN - 978-3-86956-274-2 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER -