J 2024

Using data clustering to reveal trainees’ behavior in cybersecurity education

DOČKALOVÁ BURSKÁ, Karolína, Jakub Rudolf MLYNÁRIK a Radek OŠLEJŠEK

Základní údaje

Originální název

Using data clustering to reveal trainees’ behavior in cybersecurity education

Autoři

DOČKALOVÁ BURSKÁ, Karolína (203 Česká republika, garant, domácí), Jakub Rudolf MLYNÁRIK (703 Slovensko, domácí) a Radek OŠLEJŠEK (203 Česká republika, domácí)

Vydání

Education and Information Technologies, Springer, 2024, 1360-2357

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10201 Computer sciences, information science, bioinformatics

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Article

Impakt faktor

Impact factor: 5.500 v roce 2022

Organizační jednotka

Fakulta informatiky

DOI

http://dx.doi.org/10.1007/s10639-024-12480-x

UT WoS

001160428500002

Klíčová slova anglicky

visual analytics; clustering analysis; hands-on learning; visualization

Příznaky

Recenzováno
Změněno: 18. 10. 2024 11:14, doc. RNDr. Radek Ošlejšek, Ph.D.

Anotace

V originále

In cyber security education, hands-on training is a common type of exercise to help raise awareness and competence, and improve students' cybersecurity skills. To be able to measure the impact of the design of the particular courses, the designers need methods that can reveal hidden patterns in trainee behavior. However, the support of the designers in performing such analytic and evaluation tasks is ad-hoc and insufficient. With unsupervised machine learning methods, we designed a tool for clustering the trainee actions that can exhibit their strategies or help pinpoint flaws in the training design. By using a \emph{k-means++} algorithm, we explore clusters of trainees that unveil their specific behavior within the training sessions. The final visualization tool consists of views with scatter plots and radar charts. The former provides a two-dimensional correlation of selected trainee actions and displays their clusters. In contrast, the radar chart displays distinct clusters of trainees based on their more specific strategies or approaches when solving tasks. Through iterative training redesign, the tool can help designers identify improper training parameters and improve the quality of the courses accordingly. To evaluate the tool, we performed a qualitative evaluation of its outcomes with cybersecurity experts. The results confirm the usability of the selected methods in discovering significant trainee behavior. Our insights and recommendations can be beneficial for the design of tools for educators, even beyond cyber security.

Návaznosti

CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_019/0000822, interní kód MU
(Kód CEP: EF16_019/0000822)
Název: Centrum excelence pro kyberkriminalitu, kyberbezpečnost a ochranu kritických informačních infrastruktur (Akronym: C4e)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Centrum excelence pro kyberkriminalitu, kyberbezpečnost a ochranu kritických informačních infrastruktur, PO 1 Posilování kapacit pro kvalitní výzkum
Zobrazeno: 14. 11. 2024 14:13