CC BY
5
Проектирование модуля безопасности, обеспечивающего идентификацию личности при прохождении тестирования в системе электронного обучения
В.В. Михаэлис Иркутский государственный университет путей сообщения
Аннотация: Описана алгоритмическая реализация программного модуля для идентификации личности обучающегося в процессе тестирования, преимуществом которого является простота функционирования, легкость внедрения и исполнения, а также удобство использования различными категориями пользователей. Необходимость создания такого модуля обусловлена проблемой идентификации личности экзаменующегося при прохождении тестирования в системе электронного обучения. Технология работы программного модуля заключается в формировании вопросов с использованием информации, хранящейся в личном кабинете обучающегося, результатом работы которого является подтверждение или неподтверждение личности тестируемого в режиме реального времени.
Ключевые слова: дистанционное обучение, идентификация, тестирование студентов, программный модуль, личный кабинет.
В последние годы системы электронного обучения (далее - СЭО) стремительно развивались и внедрялись в практику работы учреждений различных типов. СЭО разнообразны и широко распространены благодаря открытому исходному коду, возможности адаптации дизайна, расширенной модульной функциональности [1-3].
Системы электронного обучения используют для дистанционного и смешанного обучения студентов, организации их самостоятельной работы [4, 5], прохождения курсов повышения квалификации сотрудников различных организаций и т. п. Дистанционный формат стал одной из ключевых тенденций современной системы образования и признается многими экспертами наиболее удобной формой получения образования [6-8]. Между тем, его внедрение в практику создает возникновение различных сложностей, одна из которых - обеспечение наблюдения за контрольными мероприятиями (экзаменами), что, по сути, является контролем качества образования.
Первоочередная необходимость в процессе принятия экзамена -подтверждение личности экзаменующегося. Эту проблему отмечают как отечественные [6, 9, 10], так и зарубежные авторы [11, 12], и предлагают различные методы ее решения [13-15]. При всем многообразии средств и систем идентификации человека [14-16] для работы с системами электронного обучения исследователями предлагается:
- использование идентификатора пользователя (логина) и кода доступа;
- повышение сложности пароля пользователя [17];
- использование web-камеры (или набора камер) в целях получения визуальных данных о пользователе в ходе видеоконференции;
- распознавание по клавиатурному почерку [8];
- распознавание по изображению лица (двумерному или трехмерному - 2D- или 3D-изображению) [8, 18];
- использование нейронных сетей с применением заранее сформированной эталонной базы цифровых биометрических характеристик [19].
Выбор способа идентификации личности, как и контроль соблюдения условий проведения мероприятий, в рамках которых осуществляется оценка результатов обучения, производится организацией самостоятельно (Приказ Министерства образования и науки РФ от 23 августа 2017 г. № 816). Однако реализация в учебных заведениях большинства перечисленных методов, связанных с биометрическими характеристиками человека, в большинстве своем невозможна из-за следующих проблем: подбор математического алгоритма обработки информации, обеспечивающего максимальную точность; создание максимально удобной и эффективной аппаратуры; преодоление помех или искажений, возникающих в процессе регистрации показателей [8] и др. Кроме того, решение перечисленных проблем повлекло бы в итоге большие финансовые расходы. Также определенные ограничения накладывает и использование видеонаблюдения, т. к. оно предполагает
точное согласование времени и наличия в назначенное время технической возможности подключения к видеоконференции [13].
В этой связи для учебных заведений должна быть предложена технология, обладающая простотой и надежностью функционирования, легкостью внедрения и исполнения, а также удобством использования различными категориями пользователей.
Принцип работы проектируемого модуля идентификации обучающегося (МИО) МИО представляет собой программный модуль, разработанный в виде плагина для СЭО. Данный модуль по желанию преподавателя может быть подключен к действующему тесту с целью идентификации экзаменующегося. МИО будет обращаться к личному кабинету обучающегося (далее - ЛК) для сопоставления данных (рис.1).
Рис. 1. - Схема взаимодействия программного модуля с СЭО и ЛК обучающегося
Все данные об обучающемся разбиваются на две группы: данные, зафиксированные при поступлении на обучение (например, фамилия, имя, отчество, год рождения и т. п.), и данные, полученные в процессе обучения (например, оценки по предметам). В рамках исследования вопросы, соответственно, будут называться вопросами 1 -го и 2-го типов.
На первые х вопросов теста генерируется два разных случайных числа от 1 до х, которые отвечают за местоположение вопроса в экзаменационном тесте и его тип. После первого случайного числа вставляется первый вопрос 1-го типа, после второго - 2-го типа. Так, например, тест, содержащий 30 вопросов, может включать 4 дополнительных вопроса, связанных с идентификацией: на первые 15 вопросов один 1-го типа и один 2-го типа, на следующие 15 - так же (здесь х=15).
Настройки модуля, которые включают в себя установку количества вопросов, идентифицирующих обучающегося, типов вопросов идентификации (1 -го и 2-го типов или одного из них), и время ответа на них (тайм-аут) могут задаваться экзаменатором во время настройки самого экзаменационного теста. Тайм-аут для вопросов 1-го типа может составлять 8 сек., 2-го - 12 сек. [20]. Данное время автоматически добавляется к общему времени прохождения теста.
Вопрос, идентифицирующий обучающегося, формируется исходя из названия поля базы данных (далее - БД), ответ, в свою очередь, должен совпадать с экземпляром записи БД (рис.2). Если ответ верный, то тест будет продолжен дальше, если нет - тест считается не выполненным из-за того, что идентификация не пройдена.
Личный кабинет обучающегося
Фамилия Имя Отчество
Иванов Иван Иванович
Модуль идентификации обучающихся
Укажите вашу
Ответ
Рис.2. - Схема формирования идентифицирующего личность вопроса и ответа
Экзаменатор (проверяющий) в процессе работы с таким тестом не имеет доступа к персональным данным обучающихся, т.к. сопоставление личных данных студентов с их ответами модуль производит автоматически и выдает ответ, тот человек тестировался или нет.
Использование описанной технологии идентификации, по нашему мнению, позволит решить проблему «подмены пользователя», что также приведет к повышению показателей защиты информации. Проведенная работа по проектированию программного модуля показала, что существует техническая возможность его создания и внедрения в систему электронного обучения образовательного учреждения. Дальнейшей работой автора будет детальная проработка структуры программного модуля, разработка программного кода, тестирование и внедрение в действующую систему электронного обучения.
Литература
1. Шурыгин В.Ю. Электронные системы управления обучением в академическом и корпоративном образовании // Азимут научных исследований: педагогика и психология. 2021. Т. 10, № 2(35). С. 335-338. DOI 10.26140/anip-2021 -1002-0085.
2. Попова Ю.Б. Классификация автоматизированных систем управления обучением // System Analysis and Appliied Information Science. 2016. № 3. С. 51-58.
3. Мелехина Д.С., Соколова А.И., Михаэлис В.В. Обзор возможностей LMS Moodle и MS Teams // Российская цивилизация: история, проблемы, перспективы : Материалы XXVI региональной молодежной научно-практической конференции с международным участием, Иркутск, 12 декабря 2021 года. Иркутск: Общество с ограниченной ответственностью «Издательство Оттиск», 2022. С. 67-73.
4. Михаэлис С.И. Методика организации самостоятельной работы студентов по информатике средствами системы MOODLE // Информационные технологии и проблемы математического моделирования сложных систем. 2016. № 15. С. 102-110.
5. Михаэлис С.И. Педагогические и методологические основы использования интерактивных образовательных технологий в электронном учебном курсе дисциплины «Информатика» // Информатика и образование. 2016. № 4(273). С. 33-38.
6. Апанасенко О.Н., Малюкова О.Н. Организационно-правовые проблемы качества и эффективности дистанционного образования в России и за рубежом // Образование и наука в современных условиях. 2015. № 1(2). С. 30-32.
7. Михаэлис В.В., Самсонов В.С. Изучение качества подготовки будущих специалистов при обучении в информационно-образовательной среде // Информационные технологии и проблемы математического моделирования сложных систем. 2009. № 7. С. 172-176.
8. Клименских М.В., Истомин Д.В., Халфин А.Б., Панченко В.Н. Обеспечение процедуры дистанционного экзаменационного мероприятия посредством методов идентификации личности студента // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2016. № 3(31). С. 134-151.
9. Костюк А.В., Бобонец С.А., Примакин А.И. Подходы к обеспечению информационной безопасности электронного обучения // Вестник Санкт-Петербургского университета МВД России. 2019. № 3 (83). С. 181-187.
10. Зуев В.И., Куркина Е.П. Безопасность электронного обучения: возможные метрики и модели // Современные информационные технологии и ИТ-образование. 2011. № 7. С. 349-356.
11. Khlifi Y.R. Hybrid Authentication Combining Student Behavior and Knowledge for E-Evaluation Transparency and Equity Over E-Learning Platform //
International Journal of Emerging Technologies in Learning (iJET). 2022. 17(21). pp. 17-37.
12. Salimovna F.D., Salimovna Y.N., Islomov S.Z. ugli. Security issues in e-learning system // International Conference on Information Science and Communications Technologies (ICISCT). 2019. pp. 1-4.
13. Михаэлис В.В. Проблемы внедрения дистанционного обучения // Современные проблемы профессионального образования: опыт и пути решения : материалы Первой всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Иркутск, 26-28 апреля 2016 года. Иркутск: Иркутский государственный университет путей сообщения, 2016. С. 589-592.
14. Самойлов А.Н., Сергеев Н.Е., Дайебал Д.Б., Кучерова М.С. Модель интеллектуальной информационной системы для распознавания пользователей социальной сети с использованием биоинспирированных методов // Инженерный вестник Дона. 2018. № 4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2018/5411.
15. Петров Д.А., Бондаев А.А. Исследование системы контроля управления доступом на основе тепловой карты ладоней пользователя // Инженерный вестник Дона. 2021. № 1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n 1y2021/6795.
16. Никитин В.В. Характеристики систем биометрической идентификации и аутентификации, требования, предъявляемые к ним // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и технические науки. 2014. № 1-2. С. 11-14.
17. Фатхи Д.В., Галушка В.В. Повышение сложности пароля пользователя на основе комплексирования символов пароля и временных интервалов между ними // Инженерный вестник Дона. 2019. № 1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2019/5594.
18. Khan F., Alotaibi S.R. Design and implementation of a computerized user authentication system for e-learning // International Journal of Emerging Technologies in Learning. 2020. vol. 15. no. 09. pp. 4-18.
19. Козлова О.А., Протасова А.А. Использование нейронных сетей в дистанционных образовательных технологиях для идентификации обучающихся // Открытое образование. 2021. Т. 25, № 3. С. 26-35.
20. Ким В.С. Тестирование учебных достижений. Монография. -Уссурийск: Издательство УГПИ, 2007. 214 с.
References
1. Shurygin V. Yu. Azimut nauchnykh issledovaniy: pedagogika i psikhologiya. 2021. vol. 10, № 2(35). pp. 335-338.
2. Popova Yu. B. System Analysis and Appliied Information Science. 2016. № 3. pp. 51-58.
3. Melekhina D.S., Sokolova A.I., Mikhaelis V.V. Rossiyskaya tsivilizatsiya: istoriya, problemy, perspektivy: Materialy XXVI regional'noy molodezhnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem, Irkutsk, 12 dekabrya 2021 goda. Irkutsk: Obshchestvo s ogranichennoy otvetstvennost'yu «Izdatel'stvo Ottisk». 2022. pp. 67-73.
4. Mikhaelis S.I. Informatsionnye tekhnologii i problemy matematicheskogo modelirovaniya slozhnykh sistem. 2016. № 15. pp. 102-110.
5. Mikhaelis S.I. Informatika i obrazovanie. 2016. № 4(273). pp. 33-38.
6. Apanasenko O.N., Malyukova O.N. Obrazovanie i nauka v sovremennykh usloviyakh. 2015. № 1(2). pp. 30-32.
7. Mikhaelis V.V., Samsonov V.S. Informatsionnye tekhnologii i problemy matematicheskogo modelirovaniya slozhnykh sistem. 2009. № 7. pp. 172-176.
8. Klimenskikh M.V., Istomin D.V., Khalfin A.B., Panchenko V.N. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta. 2016. № 3(31). pp. 134-151.
9. Kostyuk A.V., Bobonets S.A., Primakin A.I. Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta MVD Rossii. 2019. № 3 (83). pp. 181-187.
10. Zuev V.I., Kurkina E.P. Sovremennye informatsionnye tekhnologii i IT-obrazovanie. 2011. № 7. pp. 349-356.
11. Khlifi Y.R. International Journal of Emerging Technologies in Learning (iJET). 2022. 17(21). pp. 17-37.
12. Salimovna F.D., Salimovna Y. N., Islomov S. Z. ugli. International Conference on Information Science and Communications Technologies (ICISCT). 2019. pp. 1-4.
13. Mikhaelis V.V. Sovremennye problemy professional'nogo obrazovaniya: opyt i puti resheniya: materialy Pervoy vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem, Irkutsk, 26-28 aprelya 2016 goda. Irkutsk: Irkutskiy gosudarstvennyy universitet putey soobshcheniya. 2016. pp. 589-592.
14. Samoylov A.N., Sergeev N.E., Dayebal D.B., Kucherova M.S. Inzhenernyj vestnik Dona. 2018. № 4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2018/5411.
15. Petrov D.A., Bondaev A.A. Inzhenernyj vestnik Dona. 2021. № 1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n 1y2021/6795.
16. Nikitin V.V. Sovremennaya nauka: aktual'nye problemy teorii i praktiki. Seriya: Estestvennye i tekhnicheskie nauki. 2014. № 1-2. pp. 11-14.
17. Fatkhi D.V., Galushka V.V. Inzhenernyj vestnik Dona. 2019. № 1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2019/5594.
18. Khan F., Alotaibi S. R. International Journal of Emerging Technologies in Learning. 2020. vol. 15. № 09. pp. 4-18.
19. Kozlova O.A., Protasova A.A. Otkrytoe obrazovanie. 2021. vol. 25. № 3. pp. 26-35.
20. Kim V.S. Testirovanie uchebnykh dostizheniy [Testing of educational achievements]. Ussuriysk: Izdatel'stvo UGPI, 2007. 214 p.
