Search

Evidence suggests that individual cognitive differences affect users' memorability, visual behavior, and graphical passwords' security. Such knowledge denotes the added value of personalizing graphical password schemes towards the unique cognitive characteristics of the users. However, real-time and accurate cognition-based predictive user models are necessary to reach such a breakthrough. In this paper, we present the results of such an attempt, where an in-lab eye-tracking study was conducted with 36 participants who completed a recall-based graphical password composition task. We adopted a credible cognitive style theory, and investigated a variety of eye-tracking metrics to predict participants' cognitive styles. Results' analysis reveals that inferring individual cognitive differences in real-time during graphical password composition is feasible within a few seconds and that specific eye-tracking metrics correlate stronger with certain cognitive style groups. The findings further support the vision of incorporating real-time adaptive mechanisms in graphical password schemes for the benefit of service providers and end-users.

Visual attention, search, processing and comprehension are important cognitive tasks during a graphical password composition activity. Aiming to shed light on whether individual differences on visual behavior affect the strength of the created passwords, we conducted an eye-tracking study (N=36), and adopted an accredited cognitive style theory to interpret the results. The analysis revealed that users with different cognitive styles followed different patterns of visual behavior which affected the strength of the created passwords. Motivated, by the results of the first study, we introduced adaptive characteristics to the user authentication mechanism, aiming to assist specific cognitive style user groups to create more secure passwords, and conducted a second study with a new sample (N=40) to test the adaptive characteristics. Results strengthen our assumptions that adaptive mechanisms based on users' differences in cognitive and visual behavior uncover a new perspective for improving the password's strength within graphical user authentication realms.

Recent research reveals interaction effects among human cognitive processing factors, interaction device types and user authentication schemes towards security of user created graphical keys. Aiming to investigate how different visual behaviors of individuals with varying cognitive strategies affect the security aspects of graphical user authentication (GUA) across device types, this paper reports preliminary results of a user study (N=51) on graphical password composition using a recognition-based GUA scheme. Results reveal differences on key strength and complexity, as well as on gaze-based entropies between users with different cognitive strategies, which can be used for the design of user-adaptive GUA schemes. Copyright © 2017 by the Association for Computing Machinery, Inc. (ACM). Part F127655 2698 2705 Conference code: 127655 Cited By :3

We introduce our research on anticipatory and coordinated interaction between a virtual human and a human partner. Rather than adhering to the turn taking paradigm, we choose to investigate interaction where there is simultaneous expressive behavior by the human interlocutor and a humanoid. We have designed various applications in which we can study and specify such behavior, in particular behavior that requires synchronization based on predictions from performance and perception. We have some preliminary observations – based on the literature and in analogy with our applications – on the role of predictions in conversations. Architectural consequences for the design of virtual humans are presented.

Includes bibliography (p. 237-258). Number of sources in the bibliography: 394 Thesis (Ph. D.) -- University of Cyprus, Faculty of Pure and Applied Sciences, Department of Computer Science, 2015. The University of Cyprus Library holds the printed form of the thesis. Η αλληλεπίδραση ανθρώπου-υπολογιστή μετατοπίζεται από παραδοσιακούς υπολογιστές και αυτόνομες εφαρμογές, προς την αλληλεπίδραση χρηστών με φορητές υπολογιστικές συσκευές και εφαρμογές που υποστηρίζονται από το υπολογιστικό νέφος. Σε αυτό το πλαίσιο, το θέμα της ασφάλειας διαδραστικών συστημάτων κερδίζει ολοένα και περισσότερο την προσοχή ερευνητών και εμπειρογνωμόνων, όχι μόνο από τεχνικής άποψης, αλλά επίσης από την πλευρά της ευχρηστίας. Η κοινότητα ασφάλειας έχει κατανοήσει τη ζωτική σημασία της «εύχρηστης ασφάλειας» (usable security), η οποία εστιάζεται κυρίως στο σχεδιασμό συστημάτων ασφαλείας που να είναι εύχρηστα και φιλικά προς το χρήστη. Οι κυρίαρχες αλληλεπιδράσεις ανθρώπων με συστήματα ασφαλείας στον Παγκόσμιο Ιστό σχετίζονται κυρίως με την ταυτοποίηση χρηστών (user authentication) και το διαχωρισμό μεταξύ ανθρώπων-μηχανών μέσω μηχανισμών CAPTCHA. Ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη αυτών των μηχανισμών αντιπροσωπεύει ένα υπαρκτό πρόβλημα μεταξύ ασφάλειας και ευχρηστίας, το οποίο προκύπτει κυρίως από αντιφατικούς στόχους και απαιτήσεις που δημιουργούνται μεταξύ των διαφόρων εγγενών εμπλεκομένων παραγόντων. Από τη μία πλευρά, ειδικοί σε θέματα ασφάλειας αυξάνουν συνεχώς τα επίπεδα της ασφάλειας των μηχανισμών ταυτοποίησης χρηστών και CAPTCHA, ενώ από την άλλη, οι τελικοί χρήστες απαιτούν διαφάνεια, προσαρμοσμένες και φιλικές λύσεις που δεν θα αποτελούν εμπόδιο στην εκτέλεση των καθημερινών τους διεργασιών. Παράλληλα, οι πάροχοι υπηρεσιών από κοινού με εμπειρογνώμονες σε θέματα ευχρηστίας, προσπαθούν να αναδείξουν μια βιώσιμη ισορροπία μεταξύ της ασφάλειας και της ευχρηστίας με σκοπό την αύξηση της αποδοχής υπηρεσιών και εφαρμογών από τους χρήστες. Στο πλαίσιο αυτό, η έρευνα σχετικά με τέτοιου είδους μηχανισμούς ασφαλείας αποτελεί προτεραιότητα τα τελευταία χρόνια, με στόχο την ανάπτυξη μηχανισμών που να προσφέρουν υψηλά πρότυπα ασφαλείας και ταυτόχρονα να διατηρούν την απρόσκοπτη αλληλεπίδραση με τους νόμιμους χρήστες. Επί του παρόντος, η ανάπτυξη μηχανισμών ταυτοποίησης χρηστών και CAPTCHA ακολουθεί κυρίως το μοντέλο «ένας-σχεδιασμός-για-όλους». Κατ’ επέκταση, ο ίδιος τύπος μηχανισμού κοινοποιείται σε όλους τους χρήστες χωρίς να λαμβάνεται υπόψη ότι οι χρήστες έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά, πολιτισμικό και γνωστικό υπόβαθρο. Έχοντας κατά νου ότι οι αλληλεπιδράσεις ανθρώπου-υπολογιστή όσον αφορά τους μηχανισμούς ταυτοποίησης χρηστών και CAPTCHA εκτελούνται κυρίως σε γνωστικό επίπεδο, που περιλαμβάνουν την αντίληψη, την αναγνώριση, μνήμη και σκέψη, η παρούσα διδακτορική διατριβή υποστηρίζει ότι ανθρώπινοι γνωστικοί παράγοντες μπορούν να προσφέρουν μια στρατηγική προοπτική για την εξέταση μηχανισμών ταυτοποίησης και CAPTCHA, πλαισιωμένη από θεωρίες ατομικών διαφορών γνωστικής επεξεργασίας. Στα πλαίσια της διατριβής αυτής επιχειρείται να επανεξεταστεί ο ορισμός της «εύχρηστης ασφάλειας», προτείνοντας μια εναλλακτική προσέγγιση του προβλήματος η οποία ωθείται από την έρευνα σε μοντελοποίηση χρηστών, προσαρμογή και εξατομίκευση συστημάτων αλληλεπίδρασης και ατομικών διαφορών. Κύριος στόχος είναι η εξατομίκευση και βελτίωση της ευχρηστίας μηχανισμών ταυτοποίησης και CAPTCHA λαμβάνοντας υπόψη τα μοναδικά χαρακτηριστικά της γνωστικής επεξεργασίας των χρηστών. Οι στόχοι της διατριβής είναι: (i) Να εξεταστεί η επίδραση γνωστικών παραγόντων στις προτιμήσεις χρηστών και ευχρηστίας διαφόρων μηχανισμών ταυτοποίησης και CAPTCHA, που υποστηρίζεται από μια σειρά έγκυρων μελετών, βασισμένες σε ποσοτικές και ποιοτικές μετρήσεις, (ii) να προταθεί ένα γνωστικό μοντέλο χρηστών, και να μοντελοποιηθεί ένας μηχανισμός προσαρμογής τύπου και πολυπλοκότητας μηχανισμών ταυτοποίησης και CAPTCHA, και (iii) να προταθεί ένα πλαίσιο εξατομίκευσης PAC (Personalized Authentication and CAPTCHA), που προτείνει την καλύτερη δυνατή απόφαση προσαρμογής μηχανισμών ταυτοποίησης χρηστών και CAPTCHA. Computer-human interaction is nowadays shifting from traditional desktop computers and standalone applications towards mobile computing devices and cloud-based oriented applications and services, mainly triggered by developments in network communication technologies. Within this realm, security issues of interactive systems are gaining more than ever the attention not only from a technical and security perspective but also from the user’s point of view. The security community has come to understand the critical importance of usable security, which is primarily focused on designing secure systems that people can use. The predominant user security interactions over the World Wide Web are commonly related to user authentication and CAPTCHA mechanisms. Design and development of user authentication and CAPTCHA represents a cross-roads priority problem, between security and usability, which emerge from contradictory requirements posed by different stakeholders, inherent to the function and purpose of each security mechanism. On the one hand, security experts increase continuously the security levels of user authentication and CAPTCHA, while on the other, end-users demand transparent, adaptable and user-friendly solutions. In parallel, service providers together with user experience experts, try to find a viable equilibrium among security and usability in order to increase the acceptability of services and applications. In this context, research on these security mechanisms has received significant attention lately, aiming to offer high security standards and at the same time to maintain a seamless interaction for the legitimate users. Currently, deployment of user authentication and CAPTCHA mechanisms follow a “one-size-fits-all” paradigm. The same type of text-based password and text-recognition CAPTCHA is communicated to all users neglecting the fact that users have different cultural and cognitive backgrounds, and interact in different contexts of use. Bearing in mind that human-computer interactions with regard to user authentication and CAPTCHA mechanisms are in principal cognitive tasks that embrace perception, recognition, remembering and reasoning, this research work builds on the promise that human cognitive factors offer a widely ignored but very strategical perspective for examining user authentication and CAPTCHA tasks framed by theories of individual differences in human cognitive processing. Henceforth, this work attempts to revisit the definition of usable security by advocating an alternative approach which is driven by research in the intersection of User Modeling, Adaptation and Personalization, and Individual Differences. Main focus is to personalize and improve the usability of user interactions in authentication and CAPTCHA according to the unique cognitive processing characteristics of users. The high-level objectives of the thesis are: (i) Investigate the effects of human cognitive factors on user preference and task performance of different user authentication and CAPTCHA mechanisms, supported by a number of ecological valid user studies, and quantitative and qualitative metrics; (ii) propose a formalization of a cognitive factor-based user model and an adaptation engine for personalizing user authentication and CAPTCHA tasks on design type and complexity; and (iii) propose PAC (Personalized Authentication and CAPTCHA), a personalization framework that recommends the “best-fit” decision based on the aforementioned formalizations.