Personal Details

Diese Lehrveranstaltung vermittelt die Grundlagen des Secure Software Engineering und behandelt die systematische Integration von Sicherheitsaspekten über den gesamten Softwareentwicklungsprozess hinweg. Die Studierenden erwerben Kenntnisse über den Secure Software Development Lifecycle (SSDLC) und lernen, wie Sicherheitsanforderungen bereits im Requirements Engineering identifiziert, spezifiziert und mithilfe geeigneter Methoden, wie Misuse Cases, berücksichtigt werden.

Darauf aufbauend werden Konzepte sicherer Softwarearchitekturen und sicherheitsorientierter Entwurfsansätze vermittelt. Die Studierenden setzen sich mit Secure Design Principles, Security Design Patterns sowie Verfahren der Bedrohungsmodellierung und Architekturrisikoanalyse (z. B. STRIDE) auseinander, um potenzielle Angriffsflächen frühzeitig zu identifizieren und zu bewerten.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der sicheren Implementierung in praxisrelevanten Programmiersprachen und Entwicklungsumgebungen. Anhand typischer Schwachstellen, insbesondere der OWASP Top 10, werden Ursachen von Sicherheitslücken sowie geeignete Gegenmaßnahmen behandelt. Dabei werden sichere Programmierpraktiken, der Einsatz geeigneter Frameworks und Bibliotheken sowie Sicherheitsmechanismen moderner Applikationsprotokolle für verteilte Anwendungen thematisiert.

Ergänzend werden Maßnahmen der sicherheitsorientierten Qualitätssicherung vermittelt. Dazu zählen Secure Code Reviews sowie der Einsatz von Werkzeugen zur statischen und dynamischen Sicherheitsanalyse, Software Composition Analysis und weiterführende Verfahren wie Fuzzing sowie grundlegende Methoden des Penetration Testings. Durch praxisnahe Übungen wenden die Studierenden die vermittelten Inhalte an und vertiefen ihr Verständnis. Die Lehrveranstaltung befähigt die Studierenden, Software systematisch sicher zu konzipieren, zu implementieren und Sicherheitsprobleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben

Vortrag, praktische Programmierübungen (Hands-On Labs), Diskussion von Fallstudien (z. B. Analyse realer Sicherheitsvorfälle durch unsichere Software) und betreute Gruppenarbeiten (z. B. gemeinsames Durchführen einer Bedrohungsmodellierung oder Code-Review-Session)

Endprüfung

Sichere Softwareentwicklung ist die Disziplin, Computersoftware so zu entwickeln, dass sie vor der Einführung von Sicherheitslücken schützt, die zu einer böswilligen Ausnutzung durch eine Cyberbedrohung führen könnten. Softwarefehler und logische Fehler werden von Gegnern gezielt eingesetzt, um die Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit des Systems zu gefährden.

Die LV deckt insbesondere die folgenden Inhalte ab:

- Grundlegende Bausteine und Konzepte von sicherer Softwareentwicklung

- Secure Software Development Lifecycle (S-SDLC)

- Software Angriffsszenarien

- Techniken für sichere Sofwareentwicklung in den Bereichen: Authentication, Authorization, Session Management, Data Validation, Error Handling, Logging, Encryption & Secure Code Review

- Security Testing

Fallstudien, praktische Übungen, Vortrag

Immanente Leistungsüberprüfung

Ausarbeitung einer Fallstudie, Gruppenarbeiten, Endprüfung

Software Engineering Projekt 1 ermöglicht Studierenden, das im Studium erworbene Wissen in einem konkreten Projekt umzusetzen. Im ersten Semester wird ein konkretes Problem analysiert und unter Anwendung von Methoden des Advanced Projektmanagements ein Design für die Software Lösung ausgearbeitet. Diese Lösung wird dann im Software Projekt im zweiten Semester implementiert.

Die LV deckt insbesondere die folgenden Inhalte ab:

- Anwendung vom modernen Projektmanagementmethoden an einem konkreten Projekt

- Formulierung, Klassifizierung und Priorisierung von Requirements für eine konkrete Problemstellung

- Verwendung von UML Diagrammen (Use Case, Klassen-, Aktivitäts- und Sequenzdiagrammen) für Software Design Entwurf, um Requirements zu erfüllen

- Strukturierte und standardisierte Dokumentation von Ergebnissen als ein High Level Design Dokument, das als Basis für die Implementierung dient.

Gruppenarbeiten, praktische Projektumsetzung begleitet mit Übungen und Coaching

Endprüfung

Projektabgabe

Die Studierenden führen eine facheinschlägige praktische Arbeit in einem Unternehmen auf dem Gebiet der Informatik und/oder Kommunikationssystemen durch. Die konkrete Vorgangsweise für die Durchführung des Praktikums erfolgt nach Vereinbarung mit der jeweiligen Firma, in welcher das Praktikum durchgeführt wird. Die fachliche Ausrichtung der Arbeit muss den Inhalten des Studiengangs zugeordnet sein.

Projektarbeit mit einer konstruktiven permanenten Leistungskontrolle und Dokumentation

Endprüfung

Praktikumsbericht

Grundlegende Konzepte von Betriebssystemen werden vorgestellt. Es wird beschrieben, wie Prozesse und Threads in einem Betriebssystem interagieren. Für die praktische Anwendung der theoretischen Konzepte werden in den Übungen vorwiegend Linux Betriebssysteme eingesetzt. Die Konzepte werden mittels Programmierbeispielen verdeutlicht. Deadlocks werden identifiziert und aufgelöst. Die verwendeten Betriebssysteme werden in einer virtuellen Umgebung eingesetzt.

Die LV deckt insbesondere die folgenden Inhalte ab:

- Prozesse und Threads

- Speicherverwaltung

- Deadlocks, Livelocks, Monitor, Semaphore

- Dateisysteme

- Eingabe und Ausgabe

- Virtualisierung

- IT-Sicherheit

- Unix, Linux

- Windows

Präsentation von Themen durch die Studierenden, praktische Übungen, Vortrag

Endprüfung

Einzelarbeiten

Mögliche Themen für das Vertiefungsseminar:

- Implementierung eines Deep Learing Algorithmus

- Software Design unter Benutzung von Design Patterns

- Optimierung des Energieverbrauchs von Embedded Systems

- Programmierung von einem Roboter (NAO)

- Simulation von Angriffsszenarien und Entwicklung von Abwehrstrategien

Eine Erweiterung der Themen ist durch die jeweiligen Gastvortragenden möglich.

Gruppenarbeit, praktische Umsetzung mit Unterstützung von Vortragenden.

Endprüfung

Einzelarbeiten

Die Studierenden wenden die erworbenen Fähigkeiten an, um ein Projekt koordiniert und strukturiert

abzuwickeln. Dabei definieren sie sich selbständig ein konkretes Teilziel im Projekt. Fundiertes theoretisches Vorgehen wird somit mit praktischer Anwendung kombiniert angewendet. Die Mitarbeit an einem industriellen F&E Projekt bzw. an aktuellen Problemstellung im Rahmen der F&E Tätigkeit der FH ist möglich.

Gruppenarbeiten, praktische Projektumsetzung begleitet mit Übungen und Coaching.

Endprüfung

Praktisches Projekt in der Kleingruppe

Die Studierenden führen eine facheinschlägige praktische Arbeit in einem Unternehmen auf dem Gebiet der Informatik und/oder Kommunikationssystemen durch. Die konkrete Vorgangsweise für die Durchführung des Praktikums erfolgt nach Vereinbarung mit der jeweiligen Firma, in welcher das Praktikum durchgeführt wird. Die fachliche Ausrichtung der Arbeit muss den Inhalten des Studiengangs zugeordnet sein.

Projektarbeit mit einer konstruktiven permanenten Leistungskontrolle und Dokumentation

Endprüfung

Praktikumsbericht

Grundlegende Konzepte von Betriebssystemen werden vorgestellt. Es wird beschrieben, wie Prozesse und Threads in einem Betriebssystem interagieren. Für die praktische Anwendung der theoretischen Konzepte werden in den Übungen vorwiegend Linux Betriebssysteme eingesetzt. Die Konzepte werden mittels Programmierbeispielen verdeutlicht. Deadlocks werden identifiziert und aufgelöst. Die verwendeten Betriebssysteme werden in einer virtuellen Umgebung eingesetzt.

Die LV deckt insbesondere die folgenden Inhalte ab:

- Prozesse und Threads

- Speicherverwaltung

- Deadlocks, Livelocks, Monitor, Semaphore

- Dateisysteme

- Eingabe und Ausgabe

- Virtualisierung

- IT-Sicherheit

- Unix, Linux

- Windows

Präsentation von Themen durch die Studierenden, praktische Übungen, Vortrag

Endprüfung

Einzelarbeiten

Mögliche Themen für das Vertiefungsseminar:

- Implementierung eines Deep Learing Algorithmus

- Software Design unter Benutzung von Design Patterns

- Optimierung des Energieverbrauchs von Embedded Systems

- Programmierung von einem Roboter (NAO)

- Simulation von Angriffsszenarien und Entwicklung von Abwehrstrategien

Eine Erweiterung der Themen ist durch die jeweiligen Gastvortragenden möglich.

Gruppenarbeit, praktische Umsetzung mit Unterstützung von Vortragenden.

Endprüfung

Einzelarbeiten

Die Studierenden wenden die erworbenen Fähigkeiten an, um ein Projekt koordiniert und strukturiert abzuwickeln. Dabei definieren sie selbständig konkrete Teilziele im Projekt. Fundiertes theoretisches Vorgehen wird somit mit praktischer Anwendung kombiniert angewendet. Die Mitarbeit an einem industriellen F&E Projekt bzw. an aktuellen Problemstellungen im Rahmen der F&E Tätigkeit der FH ist möglich.

Gruppenarbeiten, praktische Projektumsetzung begleitet mit Übungen und Coaching.

Endprüfung

Praktisches Projekt in der Kleingruppe