Laboratorioharjoituksia kyberturvallisuuden opiskelijoille

Abstract

Ammattikorkeakouluissa järjestetään nykyään useita virtuaalisia opintojaksoja, joissa ei ole lähiopetusta. Tällöin opiskelija saattaa kokea oppineensa opintojaksolla käsitellyt aiheet vain pinnallisella tasolla, sillä hän ei pysty soveltamaan taitojaan käytännössä. Tämä voi aiheuttaa opiskelijassa turhautumista etenkin, jos hän kokee aiheen mielenkiintoiseksi. Tämän opinnäytetyön tavoitteena onkin ratkaista tämä ongelma luomalla käytännön harjoituksia kyberturvallisuudesta kiinnostuneille opiskelijoille, jotta he voivat syventää oppimisprosessiaan soveltamalla opittuja teoriataitoja käytännön harjoituksissa. Tällöin opiskelijat saattavat myös löytää itselleen mahdollisen urapolun kyberturvallisuuden parista, sillä näiden harjoitusten avulla opiskelijat tutustuvat yleisimpiin kyberturvallisuuteen liittyviin työkaluihin ja ohjelmistoihin. Opinnäytetyön kehittämistehtävä oli luoda Laurea-ammattikorkeakoulun Leppävaaran kampuksella järjestettävään Network Security –opintojaksolle harjoituskokonaisuuksia, jotta opiskelijoille olisi mahdollista tarjota myös käytännön harjoituksia tukemaan heidän oppimisprosessia. Opinnäytetyöprosessin alussa ei ollut lainkaan käytännön harjoituksia, joita opiskelijat olisivat voineet tehdä. Kehitystyö pohjautui suurin osin oman tiedon ja osaamisen soveltamiseen sekä tutkimukseen, koska lopputulos muodostui yksi aihealue kerrallaan inkrementaalisen toimintamallin mukaisesti. Tämän kehittämismenetelmän avulla prosessissa edettiin loogisesti sekä nopeasti. Kehittämistyötä kehitettiin myös tiiviissä yhteistyössä työelämän edustajan kanssa, sillä tahdoimme pitää tapaamisia viikoittain varmistaaksemme parhaan mahdollisen lopputuloksen. Tämän ansiosta pystyimme korjaamaan kaikki mahdolliset ongelmatilanteet hyvissä ajoin ja saavutimme toivotut tavoitteet. Opinnäytetyön lopputuloksena on viisi käytännön harjoituskokonaisuutta, ohjeistukset, raportti sekä laboratorioympäristö. Harjoituksissa opiskelijat tutustuvat lukuisiin ohjelmistoihin sekä Linux käyttöjärjestelmän työkaluihin. Raportista luotiin kaksi eri versiota, pelkkä pohja opiskelijoille ja ohjaajille luotiin versio, josta löytyy oikeat vastaukset. Keräsimme myös listan mahdollisista jatkokehitysehdotuksista käytännön harjoitusten parantamiseen. Tärkeimpiä kehitysehdotuksia tulevaisuutta varten ovat esimerkiksi uusien ja haastavien harjoitusten luominen sekä laboratorioympäristön kasvattaminen suurempiin opetustiloihin.

In today’s college courses, virtual study units have grown to be more popular than ever, due to their flexibility for both students and teachers. It is also common for the virtual courses not to have any classroom teaching. As the virtual study units focus heavily on theory, students may feel disappointed, if they can’t apply their skills in practice at all. This is even a more serious problem, if the student finds the subject interesting. The goal for this thesis is to solve the problem by creating hands-on exercises for cybersecurity students, so they can apply their theoretical knowledge in practice. This way more students may find a new career path with cybersecurity, since the exercises include common practices for cybersecurity professionals. The development project was to create a set of exercises with instructions for a virtual study unit to help students deepen their knowledge on cybersecurity. In the beginning of the thesis process, there weren’t any exercises that the students could use to gain a more practical approach to fully understand what they have learned in theory when completing the virtual study unit. Developing the exercises, lab environment and instructions was largely based on applying our own knowledge on the subject. Research was also a large part of the development, since we used the incremental model to create the exercises. The incremental model helped us reach our goals quickly and easily. During the development process, we also had many meetings with Laurea’s representative to ensure the best possible outcome for the exercises and instructions. By having many meetings during the process, we were able to prevent any big issues from manifesting. After the development process, we created a working hands-on lab environment for the Leppävaara campus. We also created five cybersecurity exercises and instructions on how to complete them. A separate installation guide for the virtual environment was also made to help students simulate the same environment in their own homes. We also made a report for the students to fill, since the exercises are included in the evaluation process. Based on the created report, we filled it with the correct answers to help the teachers to evaluate the answers provided by the students. We also compiled a suggestions list for the future to improve the exercises. The most notable suggestions were to create more exercises in general and to make them more challenging.