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VIDEOJUEGO PARA EL APRENDIZAJE DE LA FUNDAMENTACIÓN CONCEPTUAL EN INFORMÁTICA FORENSE ANDERSON FABIAN BLANCO JAIMES JUAN PABLO FLÓREZ SILVA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BUCARAMANGA FACULTAD DE INGENIERIAS PROGRAMA DE INGENIERIA DE SISTEMAS BUCARAMANGA 2021 VIDEOJUEGO PARA EL APRENDIZAJE DE LA FUNDAMENTACIÓN CONCEPTUAL EN INFORMÁTICA FORENSE ANDERSON FABIAN BLANCO JAIMES JUAN PABLO FLÓREZ SILVA PROPUESTA DE TRABAJO DE GRADO DIRECTOR: ING. YAMID GABRIEL GAMBA GONZÁLEZ GRUPO DE INVESTIGACIÓN PRISMA PRESERVACIÓN E INTERCAMBIO DIGITAL DE INFORMACIÓN Y CONOCIMIENTO LINEA DE INVESTIGACIÓN EN TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BUCARAMANGA FACULTAD DE INGENIERIAS PROGRAMA DE INGENIERIA DE SISTEMAS BUCARAMANGA 2021 Nota de Aceptación _________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ Firma del jurado _________________________________ Firma del jurado DEDICATORIA “Este trabajo de grado está dedicado principalmente a nuestros padres, quienes con amor y esfuerzo nos han ayudado a cumplir una más de nuestras metas, inculcando en nosotros el ejemplo del esfuerzo para seguir adelante a pesar de las dificultades que se presentaron durante el desarrollo del trabajo, y se presentaran a lo largo de nuestras vidas. A nuestro director de proyecto de grado y amigo el Ingeniero Yamid Gamba, quien estuvo siempre guiándonos en el cumplimiento de este trabajo, compartiéndonos sus conocimientos y consejos de vida, y motivándonos a terminar esta etapa de nuestra vida.” AGRADECIMIENTOS “Nuestro más profundo agradecimiento con Universidad Autónoma de Bucaramanga, a toda la facultad de ingeniería, a todos nuestros profesores quienes con sus valiosos conocimientos nos ayudaron a crecer día a día como profesionales, gracias por su paciencia, apoyo y dedicación. Finalmente queremos expresar nuestro más grande agradecimiento hacia el Ingeniero Yamid Gamba, quien, con su conocimiento, enseñanza y colaboración durante todo este proceso, nos permitió el desarrollo de este trabajo.” CONTENIDO Pág. 1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................... 17 1.1 ÁRBOL PROBLEMA ........................................................................................ 18 2 JUSTIFICACIÓN ................................................................................................... 19 3 OBJETIVOS .......................................................................................................... 21 3.1 OBJETIVO GENERAL ...................................................................................... 21 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................. 21 4 MARCO REFERENCIAL ....................................................................................... 22 4.1 MARCO CONCEPTUAL ................................................................................... 22 4.1.1 Aprendizaje activo ...................................................................................... 22 4.1.2 Herramienta para el aprendizaje ................................................................. 22 4.1.3 Multimedia interactiva ................................................................................. 22 4.1.4 Criptografía ................................................................................................. 22 4.1.5 Delito informático ........................................................................................ 23 4.1.6 Estenografía ............................................................................................... 23 4.1.7 Evidencia Digital ......................................................................................... 23 4.1.8 Perito informático ........................................................................................ 23 4.1.9 Seguridad informática ................................................................................. 23 4.1.10 Seguridad informática ................................................................................. 24 4.1.11 Lenguaje de programación c# .................................................................... 24 4.1.12 Metodología de desarrollo SUM.................................................................. 24 4.2 MARCO TEORICO ............................................................................................ 24 4.2.1 Capture The Flag (CTF) ............................................................................. 25 4.2.2 Gamificación ............................................................................................... 26 4.2.3 MDA ........................................................................................................... 28 4.2.4 Videojuegos Educativos ............................................................................. 29 4.2.5 Motor de desarrollo Unity ............................................................................ 29 4.2.6 Videojuego ................................................................................................. 30 4.2.7 Herramientas de informática forense .......................................................... 31 4.2.8 Informática forense ..................................................................................... 32 4.3 MARCO LEGAL ................................................................................................ 34 4.3.1 Ley 115 de 1994 ......................................................................................... 34 4.3.2 CONPES 3701 del 2011 ............................................................................. 34 4.3.3 Decreto 1860 De 1994 ................................................................................ 34 4.3.4 Decreto 3011 de diciembre 19 de 1997 ...................................................... 34 4.3.5 Ley 1341 De 2009 ...................................................................................... 35 4.3.6 DECRETO 1412 DE 2017 .......................................................................... 35 5 ANTECEDENTES ................................................................................................. 36 6 ESTADO DEL ARTE ............................................................................................. 39 6.1.1 Uso de UML para modelar juegos educativos............................................. 39 6.1.2 “Play It Safe: An Educational Cyber Safety Game for Children in Elementary School” 39 6.1.3 “El descubrimiento del Orbe, prototipo de videojuego educativo”................ 39 6.1.4 “Videojuegos Educativos: Teorías Y Propuestas Para El Aprendizaje En Grupo” 39 7 RESULTADOS OBTENIDOS ................................................................................ 42 7.1 DESARROLLO METODOLÓGICO ................................................................... 42 7.2 Objetivo 1 ......................................................................................................... 45 7.2.1 Fase 1 de concepto .................................................................................... 45 7.3 Objetivo 2 ......................................................................................................... 50 7.3.1 Fase 2 de PLANIFICACIÓN ....................................................................... 50 7.4 Objetivo 3 ......................................................................................................... 78 7.4.1 Fase 3 ELABORACIÓN ..............................................................................78 7.5 Objetivo 4 ......................................................................................................... 90 7.5.1 Fase 4 Beta ................................................................................................ 91 7.5.2 Pruebas funcionales de integridad del software y encuesta de satisfacción del software 91 7.5.3 Primera encuesta, satisfacción del uso de juegos como métodos didacticos 92 7.5.4 Encuesta de validación de funcionalidades del videojuego ......................... 94 7.5.5 Encuesta de calidad de enseñanza y cumplimiento educativo del software con el estudiante 97 8 CONCLUSIONES ............................................................................................... 100 9 RECOMENDACIONES Y TRABAJO FUTURO ................................................... 101 10 Bibliografía .......................................................................................................... 102 TABLA DE FIGURAS FIGURA 1 Árbol de problemas ...................................................................................... 18 Figura 2 Hexad de usuarios Marczewski, A. (2016) ..................................................... 27 Figura 3 Metodología SUM para videojuegos .............................................................. 42 Figura 4 Escala de la información ................................................................................ 48 Figura 5 Minibiblioteca de información ........................................................................ 50 Figura 6, Sección uno y dos del documento guía ....................................................... 51 Figura 7, Sección 3, 4, 5 y 6 del documento guía ........................................................ 52 Figura 8, Hexágono de Andrzej Marczewsk ................................................................. 55 Figura 9, Preguntas realizadas en la encuesta para el tipo de jugador gamificado parte 1 ...................................................................................................................................... 56 Figura 10, Preguntas realizadas en la encuesta para el tipo de jugador gamificado parte 2 ............................................................................................................................. 57 Figura 11 Resultados individuales de la encuesta de gamificación .......................... 58 Figura 12 Resultados generales de la encuesta de gamificación .............................. 59 Figura 13, Gamplay de assassin's creed ...................................................................... 60 Figura 14, Ejemplo de menú de juego .......................................................................... 61 Figura 15, Escena del juego 1 ....................................................................................... 61 Figura 16, Escena del juego 2 ....................................................................................... 62 Figura 17, Escena del juego 3 ....................................................................................... 62 Figura 18, Escena del juego 4 ....................................................................................... 63 Figura 19, Escena del juego 5 ....................................................................................... 63 Figura 20, Escena del juego 6 ....................................................................................... 64 Figura 21, Personaje del juego 1 .................................................................................. 64 Figura 22, Personaje del juego 2 .................................................................................. 65 Figura 23, Personaje del juego 3 .................................................................................. 65 Figura 24, Personaje del juego 4 .................................................................................. 66 Figura 25, Animación del juego 1 ................................................................................. 67 Figura 26, Animación del juego 2 ................................................................................. 67 Figura 27, Animación del juego 3 ................................................................................. 68 Figura 28, Animación del juego 4 ................................................................................. 68 Figura 29, Notificación del juego .................................................................................. 69 Figura 30, Ejemplo de consola en el juego .................................................................. 70 Figura 31, Flujo de pantallas del menú principal ......................................................... 72 Figura 32, Modelo del primer nivel ............................................................................... 74 Figura 33, Modelo del segundo nivel............................................................................ 75 Figura 34, Modelo del tercer nivel ................................................................................ 76 Figura 35, Modelo del cuarto nivel ............................................................................... 77 Figura 36, Menú principal en unity. .............................................................................. 79 Figura 37, Script del menú principal............................................................................. 80 Figura 38, Menú de inicio de juego en unity. ............................................................... 80 Figura 39, Script del menú de inicio ............................................................................. 81 Figura 40, Menú de continuar partida en unity ............................................................ 81 Figura 41, Script del menú de cargar partida ............................................................... 82 Figura 42, Menú de opciones en unity. ........................................................................ 82 Figura 43, Script del menú de opciones ....................................................................... 83 Figura 44, Menú opciones de juego en unity. .............................................................. 83 Figura 45, Script del menú de opciones ....................................................................... 84 Figura 46, Menú controles en unity. ............................................................................. 84 Figura 47, Script del menú de controles ...................................................................... 85 Figura 48, Menú de graficas en unity ........................................................................... 85 Figura 49, Script del menú de graficas ......................................................................... 86 Figura 50, Escena del primer nivel unity ...................................................................... 86 Figura 51, Script de paso del menú al primer nivel ..................................................... 87 Figura 52, Escena del segundo nivel del juego en unity ............................................. 87 Figura 53, Script de movimiento del personaje en unity ............................................. 88 Figura 54, Animación del personaje ............................................................................. 88 Figura 55, Escena del tercer nivel del juego en unity ................................................. 89 Figura 56, Script para recolectar objetos ..................................................................... 89 Figura 57, Escena del cuarto nivel del juego en unity ................................................ 90 Figura 58, Script para interactuar con puertas ............................................................ 90 Figura 59, Encuesta de satisfacción del software ....................................................... 92 Figura 60, Resultados individuales de la encuesta desatisfacción........................... 93 Figura 61, Resultados generales de la gráfica de satisfacción .................................. 93 Figura 62, Encuesta de errores del juego .................................................................... 94 Figura 63, Capacidad de procesamiento del computador de los encuestados......... 95 Figura 64, Problemas en la recolección de objetos .................................................... 95 Figura 65, Problemas de FPS ........................................................................................ 96 Figura 66, Errores encontrados en el juego ................................................................. 96 Figura 67, Errores encontrados en el juego ................................................................. 97 Figura 68, Encuesta del aprendizaje obtenido por el software ................................... 98 Figura 69, Resultados individuales de la encuesta de aprendizaje ........................... 98 Figura 70, Resultados individuales después de probar el software .......................... 99 TABLA DE TABLAS Tabla 1 Tabla Antecedentes en la UNAB ...................................................................... 38 Tabla 2 Estado del arte .................................................................................................. 41 Tabla 3, Fases y actividades de la planificación en la metodología SUM .................. 45 Tabla 4, Secuencia de desarrollo de los casos prácticos ........................................... 46 Tabla 5, Tabla comparativa de motores de videojuegos Basado en “An Experience- based Comparison of Unity and Unreal for a Stand-alone 3D Game Development Course” .......................................................................................................................... 78 RESUMEN Introducción: El reciente aumento de la virtualización y el desarrollo tecnológico han generado una creciente necesidad en la protección de los datos para los usuarios digitales, esto es gracias a que los criminales cibernéticos actualizan y mejoran sus métodos de ciberdelincuencia, lo que lleva directamente a un aumento en la necesidad de talento experto en a la ciberseguridad de las organizaciones a nivel mundial (Suárez, 2020). En la última década en Colombia se han presentados varios ataques cibernéticos a las organizaciones haciendo así que el país en el 2016 quedara de tercer puesto, solo por debajo de Brasil y México, en un ranking de más ciberataques recibidos a sus organizaciones, siendo por ejemplo los ataques del grupo Anonymous uno de los más recurrentes en la última década cumplida. Esta inseguridad en la información de las organizaciones no ha presentado un gran dilema social, sin embargo, el impacto económico que dejan estos ciberataques llega a ser en cifras de millones de pesos, esto debido a que no se tienen planes ni de prevención o respuesta (Yuly Pérez Pérez, 2017). Este panorama más a fondo deja en claro la problemática de ciberseguridad en el desarrollo profesional y así mismo cabe mencionar la falta de talento experto en el área, siendo esta una de las más demandantes en las próximas décadas de desarrollo en las empresas a nivel mundial (Blanco, s.f.), teniendo en cuanta este panorama descrito, una estrategia para apoyar al desarrollo de estos profesionales en formación es el desarrollo de las estrategias y metodologías en gamificación que ayuden al alumnado al desarrollo activo del aprendizaje, un método en la pedagogía que ha demostrado tener un fuerte impacto positivo en la educación superior de estudiantes en diversas temáticas (Pegalajar Palomino, 2021). Objetivo: Desarrollar un prototipo de videojuego educativo como herramienta para el aprendizaje de la fundamentación conceptual necesaria en el análisis forense digital en escenarios de seguridad informática apoyado en herramientas de desarrollo de videojuegos y multimedia. Metodología: Se plantea la metodología de desarrollo SUM para la elaboración del videojuego utilizando como herramienta de desarrollo Unity, implementando a su vez el modelo MDA para incorporar estrategias de gamificación al software que complementen o mejoren el aprendizaje, tomado recurso principal bases fundamentales de un investigador forense de informática, ciberseguridad y criptología. Resultados y conclusiones: La gamificación es una estrategia eficiente para la enseñanza, tanto de conceptos básicos y fundamentales, como de temáticas avanzadas en la educación superior. Los recursos audiovisuales facilitan la apropiación de conceptos en la fundamentación teórica de la temática a tratar y la interacción con los recursos digitales mejoran la relación conceptual con la apropiación practica de la temática estudiada, la principal ventaja de la gamificación es gracias al aprendizaje activo que obtiene el estudiante. Finalmente, versatilidad que otorgan algunas estrategias de gamificación permiten que se puedan enseñar temáticas desde la educación K12 hasta la formación superior de profesionales. Palabras clave: Computo forense, Informática forense, Análisis forense digital, Evidencia digital, Recuperación de archivos, Cadena de custodia, Videojuego Educativo, Aprendizaje Activo, Gamificación ABSTRACT Introduction: The recent increase in virtualization and technological development have generated a growing need for data protection for digital users. This is because cybercriminals update and improve their cybercrime methods, leading directly to an increase in the need for expert talent in cybersecurity organizations worldwide (suarez, 2020). In the last decade in Colombia there have been several cyber- attacks on organizations, thus leaving the country in 2016 in third place, only behind Brazil and Mexico, in a ranking of more cyber-attacks received to their organizations, for example the attacks of the group anonymous one of the most recurrent in the last decade. This insecurity in the information of organizations has not presented a great social dilemma. However, the economic impact of these cyber-attacks is in figures of millions of pesos, this because there are no plans for prevention or response (yuly perez perez, 2017). This panorama further makes clear the problem of cybersecurity in professional development and it is also worth mentioning the lack of expert talent in the area, which is one of the most demanding in the coming decades of development in companies worldwide (Blanco, n.f.), considering this described panorama, a strategy to support the development of these professionals in the field of cybersecurity. Objective: To develop an educational video game prototype as a tool for learning the conceptual foundation necessary in digital forensics in computer security scenarios supported by video game and multimedia development tools. Methodology: The SUM development methodology is proposed for the elaboration of the video game using Unity as a development tool, implementing in turn the MDA model to incorporate gamification strategies into the software that complement or improve learning, taking main resource fundamental bases of a computer forensic researcher, cybersecurity, and cryptology. Results and conclusions: Gamifications an efficient strategy for teaching both basic and fundamental concepts and advanced topics in higher education. Audiovisual resources facilitate the appropriation of concepts in the theoretical foundation of the subject to be treated and the interaction with digital resources improve the conceptual relationship with the practical appropriation of the subject studied, the main advantage of gamification is thanks to the active learning obtained by the student. Finally, versatility granted by some gamification strategies allows topics from K12 education to higher professionaltraining to be taught. Keywords: Computer Forensics, Computer Forensics, Digital Forensics, Digital Evidence, File Recovery, Chain of Custody, Educational Video Game, Active Learning, Gamification. INTRODUCCIÓN Desde el inicio de la pandemia de ha visto un aumento de la virtualización y el escalamiento, de empresas y emprendedores así también como personas particulares, con herramientas en la nube que van de la mano con el teletrabajo implementado como estrategia de trabajo remoto utilizado por las organizaciones para mitigar los riesgos de contagio del SARS cov 2, esto género que en el 2020 ya hubiera una aumento de la demanda de talento experto en ciberseguridad del 40% tan solo en Colombia ( Gamma Ingenieros, 2020), a nivel mundial Colombia se ubicó ese año en el puesto 39 del ranking y se estima que para los años siguiente las demanda no va a dejar de crecer. Colombia no es el único interesado en la formación de expertos en ciberseguridad, esta demanda se extiende en todo el mundo gracias a las ventajas de la virtualización que se hicieron más presente durante el 2020 y el 2021, tomando de ejemplo a España que pese a pertenecer a la Unión Europea y poseer excelentes relaciones exteriores, además de una estructura educativa teórica de calidad, también posee una demanda en aumento porcentual del personal en ciberseguridad de alrededor del 40% al igual que Colombia (ECONOMIA, 2022). Este paralelismo entre países socioeconómicos distintos nos permite evidenciar que la crisis de talento experto en seguridad y redes no es solamente una problemática local, si no en cambio, es una necesidad que abarca a las organizaciones a nivel mundial. Paralelo a la necesidad de la formación de profesionales en el área de redes, el uso de herramientas audiovisuales y estrategias de enseñanza en gamificación también han ido en aumento desde el surgimiento de la pandemia. De aproximadamente 8710 artículos y documentos, realizados con respecto a la gamificación como estrategia metodología para la enseñanza, al rededor 3680 de ellos fueron escritos después del 2021 según la base de datos de Google académico. Estas estrategias de gamificación se han extrapolado de la educación básica a la formación profesionales en instituciones de educación superior. Además, el uso de las estrategias metodológicas de gamificación ha demostrado tener un impacto positivo en la enseñanza de las temáticas de nivel universitarios (Pegalajar Palomino, 2021), esto nos permite entender que, la edad y el nivel avanzado de estudio de las temáticas, son parámetros que las metodologías en gamificación pueden manejar para facilitar el aprendizaje y la formación de los estudiantes. La informática forense es un área de las ciencias relativamente nueva, la formación de expertos en el campo profesional de esta materia es algo que aún no se implementa por completo en la universidades de calidad en Colombia, el hecho de ser una profesión reciente genera que tanto su base fundamental como su práctica es muy poco documentada, por lo que el aprendizaje de los conceptos claves de la materia son únicamente dados por bases teóricas, teniendo escazas herramientas para el aprendizaje practico y activo de las temáticas tratadas además de no ser gratuitas para el uso de estudiantes en formación de esta área. El trabajo realizado en este documento busca apoyar y servir de base para futuras herramientas prácticas en el aprendizaje activo y de calidad para los interesados en estudiar y formarse en esta área de la informática forense. 17 1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA La nueva tendencia digital ha aportado grandes beneficios a las personas en su día a día, en compras, educación, y entretenimiento, entre otras. Esta última ha tenido un amplio crecimiento de la mano de la industria de los videojuegos, donde, por ejemplo, para 2020 desde que inicio el confinamiento por la pandemia del SARS cov 2, la industria de video juegos en Colombia llego a superar los 180 mil millones de venta (Lara, 2021) s. Sin embargo, los videojuegos no son únicamente entretenimiento, teniendo en cuenta el auge de los videojuegos educativos en estos últimos años de pandemia, estos se han previsto en un mercado global con ingresos previstos de 17.000 millones de dólares para 2023, cerca del 485% más que los ingresos dados en 2018 (IBERDROLA, s.f.). Estas cifras plantean que hoy en día los videojuegos educativos han tomado una gran relevancia como herramientas de aprendizaje activo ya que permiten originar una experiencia simulada de la vida real con el propósito de producir un efecto deseado. Estas mismas tendencias ha permitido que el reciente aumento en los desarrollos de tecnología y virtualización hayan llevado a una creciente necesidad de protección de datos de usuarios digitales a medida que los ciberdelincuentes actualizan y mejoran los métodos de ataques contra las infraestructuras en las redes, lo que lleva directamente a la creciente demanda de profesionales de ciberseguridad altamente calificados en organizaciones de todo el mundo (ECONOMIA, 2022). En la actualidad, gracias a este uso masivo de plataformas digitales de tecnologías de la información, la informática forense ha tomado una gran importancia, siendo una práctica cada vez más habitual, donde esta disciplina como especialidad técnica de las ciencias forenses ha permitido la adquisición, la preservación, la obtención y la presentación de evidencias previamente procesadas digitalmente en plataformas y medios informáticos asociadas con la evidencia en una escena del crimen (M., 2009). También lo es que no se cuenta con herramientas de aprendizaje de la fundamentación conceptual necesaria en el análisis forense digital en escenarios de seguridad informática, que sean fáciles de utilizar y abiertas al público, esto conlleva la necesidad de generar herramientas de aprendizaje activo que permitan a los estudiantes de pregrado relacionados con esta temática introducirse en el mundo de la Informática forense. Este nuevo escenario hace que sea de vital importancia reconocer la fundamentación conceptual necesaria en el análisis forense digital en escenarios de seguridad informática buscando la apropiación de las temáticas primordiales de la materia de computación para aplicación de conceptos en escenarios de la vida real, motivando la pregunta de investigación que da origen a esta propuesta. 18 ¿Cómo apoyar los procesos de enseñanza aprendizaje de la fundamentación conceptual necesaria en el análisis forense digital en escenarios de seguridad informática en la actualidad? 1.1 ÁRBOL PROBLEMA Basado en la investigación del contexto planteado y la problemática a tratar en el proyecto, se logró identificar el siguiente árbol de problema. FIGURA 1 Árbol de problemas 19 2 JUSTIFICACIÓN Dada la escasez de herramientas para el aprendizaje conceptual y fundamental de la computación forense, esto según la búsqueda realizada en Google scholar en la cual no se encontró herramientas de aprendizajes gratuitas para el uso de estudiantes, que ha generado una difícil apropiación de los conceptos captados en las temáticas de seguridad informática, se puede intuir una falta de un sentido holístico en los estudiantes que impide relacionar los temas de la computación forense fuera de temáticas puras de la propia materia. Es muy importante la relación y apropiación de los conceptos informáticos para entender el uso e importancia de estas temáticas en la aplicación del día a día, el avance y la aplicación de estas tecnologías en la vida cotidiana hacen primordial el estudio de conceptos informáticos en ciberseguridad para la privacidad y protección por los mismos usuarios de dicha tecnología, por lo que es importante implementar herramientas con el fin de relacionar la computación forense y las buenas prácticas enentornos simulados que ayuden a la interpretación y apropiación de las temáticas básicas de seguridad en estudiantes ya relacionados con entornos informáticos (Kamberg, 2018). El presente documento muestra el desarrollo de un prototipo de videojuego educativo para el aprendizaje conceptual de la computación forense y la ciberseguridad con el propósito de asimilar de forma holística los temas vistos en materias recientemente nuevas de informática y seguridad. Como herramienta para el aprendizaje y estimulación conceptual el software plantea estrategias de enseñanzas que permiten una fácil relación con los temas básicos estudiados y llega a ser de interés recreativo para los aficionados del tema. El software estará desarrollado en una metodología ágil orientada a los videojuegos llamada SUM (adapta para videojuegos la estructura y roles de Scrum) y diseñado en el entorno de Unity considerado como uno de los mejores GE (por sus siglas en ingles motor de videojuegos “Game engine”) para el desarrollo de escenarios y videojuegos de calidad. El prototipo busca desempeñarse como herramienta recreativa y de aprendizaje que sirva como precedente para el futuro desarrollo e implementación de videojuegos interactivos en áreas de estudio relacionados con la informática y el desarrollo conceptual en el sentido holístico para el estudio fundamental de materias relativamente nuevas y emergentes en temáticas de informática y tecnologías en general. Debido a la escasez de herramientas recreativas que fomenten el aprendizaje conceptual de materias de computación, y apropiación de conceptos para la aplicación de conocimientos en entornos reales, el presente trabajo es conveniente para sentar las bases de un futuro desarrollo de herramientas de aprendizaje 20 interactivo y recreativo orientado a la aplicación y manejo de los conceptos vistos en materias emergentes por el avance tecnológico. Además de resaltar la importancia del aprendizaje con sentido “holístico” para la interpretación y aplicación en escenarios de la vida real, con lo que se busca aportar un modelo viable para futuros proyectos con la intención de realizar un videojuego educativo orientado netamente al aprendizaje y la recreación para la apropiación de conceptos. 21 3 OBJETIVOS 3.1 OBJETIVO GENERAL Desarrollar de un prototipo de videojuego educativo como herramienta para el aprendizaje de la fundamentación conceptual necesaria en el análisis forense digital en escenarios de seguridad informática. 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1. Identificar el contexto el análisis forense digital en escenarios de seguridad informática mediante una búsqueda sistemática de información. 2. Diseñar un videojuego educativo mediante técnicas de modelado e historias de usuario aplicando la metodología SUM. 3. Desarrollar un prototipo de videojuego educativo como herramienta para el aprendizaje de la fundamentación conceptual del análisis forense digital 4. Validar funcionalmente el prototipo de videojuego 22 4 MARCO REFERENCIAL 4.1 MARCO CONCEPTUAL En este apartado este documentado los conceptos claves necesarios para entender y desarrollar el objetivo del proyecto, los concetos tratados en esta sección son relacionados a la gamificación, juegos y ciberseguridad. 4.1.1 Aprendizaje activo1 Se define como el método de aprendizaje en la que el estudiante debe realizar cosa y pensar en lo que está realizando, utiliza estrategias donde el estudiante debe hacer más que solo oír, debe leer, cuestionarse, discutir, aplicar conceptos, resolver problemas. El aprendizaje activo busca que el estudiante este expuesto a situaciones que demande de operaciones intelectuales como lo son el análisis, síntesis, interpretación, inferencia y evaluación. (Susan Schwart) 4.1.2 Herramienta para el aprendizaje Son los recursos utilizados con propósitos pedagógico y andragógicos a través de softwares o medios de comunicación social donde lo que busca es facilitar el aprendizaje y hacer la educación más conveniente y amplia, esto se logra por medio de las interacciones entre personas y sistemas (Smith, 2021). 4.1.3 Multimedia interactiva La multimedia interactiva se refiere a cualquier objeto o sistema con la capacidad de utilizar diferentes medios o herramientas de expresión sensorial, sea física o digital, y con la cual se puede comunicar la información. (Malpica). 4.1.4 Criptografía Procede de la palabra griega kryptos, cuyo significado es “secreto”, “oculto” o “disimulado”. Es un método para ocultar información, de tal modo que permita ser recuperada por el destinatario o quien emitió la información, y a su vez impidiendo 1 Concepto traducido por el autor 23 que un tercero o persona no deseada acceda a ella. Este método consiste en modificar el contenido de un mensaje siguiendo unas determinadas reglas, esto modifica la información del mensaje y lo pasará de texto claro (mensaje original), a inteligible (criptograma), de tal forma cuando se apliquen las reglas inversas o adecuadas se recuperará el mensaje original. (Encinas, 2016). 4.1.5 Delito informático El delito informático implica todas las actividades ilegales tradicionales como lo son el robo, fraude, estafa, falsificación, sabotaje entre otras, pero siempre que se hayan cometido estas actividades ilegales por medio de la informática (Pino). 4.1.6 Estenografía Es el arte de escribir de forma oculta. El método del secreto consiste simplemente en ocultar el mero hecho de la existencia de un mensaje. Un ejemplo de taquigrafía utilizada a lo largo de la historia es la llamada “tinta invisible”. En este caso, la escritura del mensaje con tinta desaparecerá y se volverá invisible. Otro ejemplo es la fonética, es decir, versos cuyas iniciales forman un mensaje. (Encinas, 2016). 4.1.7 Evidencia Digital Un concepto encontrado es que la evidencia digital se considera como “cualquier dato que puede establecer que un delito se ha realizado (commit) o puede proporcionar un enlace (link) entre un crimen y su víctima o un crimen y su autor”. “Cualquier información, que sujeta a una intervención humana u otra semejante, ha sido extraída de un medio informático” (Gallegos, 2013) 4.1.8 Perito informático Es una persona con conocimientos de informática y su trabajo principal es prestar sus servicios a los jueces para asesorarlos en temas de informática. El papel del perito informático es analizar los elementos informáticos para recuperar pruebas útiles o datos que puedan constituir prueba en un proceso en el que se adjunta (Sampaoli, 2018). 4.1.9 Seguridad informática 24 De acuerdo con los conceptos encontrados en diferentes portales de internet (universidad viu, 2020), la seguridad informática se define como “el proceso de prevenir y detectar el uso no autorizado de la información almacenada en un sistema informático” o dicho de otro modo que busca proteger nuestros datos informáticos de personas con intenciones maliciosas como aquellos que buscan obtener dinero por la información digital. 4.1.10 Seguridad informática De acuerdo con los conceptos encontrados en diferentes portales de internet (universidad viu, 2020), la seguridad informática se define como “el proceso de prevenir y detectar el uso no autorizado de la información almacenada en un sistema informático” o dicho de otro modo que busca proteger nuestros datos informáticos de personas con intenciones maliciosas como aquellos que buscan obtener dinero por la información digital. 4.1.11 Lenguaje de programación c# C# es la evolución de C++ y C, propuesta por Microsoft, es un lenguaje de programación más actualizado con funcionalidades adicionales de otros lenguajes como lo es java (bcsoftware, s.f.). 4.1.12 Metodología de desarrollo SUM La metodología SUM es una metodologíabasada en SCRUM, esta metodología está orientada para el desarrollo de videojuegos donde se adapta a proyectos pequeños y de corto plazo donde pretende desarrollar software de calidad, su objetivo principal es alcanzar resultados predecibles, administrar eficientemente los recursos y riesgos del proyecto, y obtener alta productividad del equipo de desarrollo. Su principal ventaja es su flexibilidad y adaptabilidad con otras metodologías (Nicolas Acerenza, 2009). 4.2 MARCO TEORICO En este apartado se describen los conceptos de seguridad informática, informática forense y como estas necesitan de apoyo de estrategias como el aprendizaje activo y los videojuegos para que los estudiantes tengan un mejor proceso de aprendizaje de los conceptos básico en computo forense. 25 4.2.1 Capture The Flag (CTF) Un CTF en una competición gratuita en la que se ponen a prueba las habilidades en hacking mediante unos retos de diferentes modalidades con los cuales se consiguen premios. La “flag” es un código el cual le confirma a la plataforma que realiza la competición si el jugador pudo resolver el reto, la mayoría de las veces está acompañado con una compensación en puntos, la cantidad de puntos normalmente está relacionada con la complejidad del reto, tiempo límite o número de participantes. Los CTF’s llegan a ser de gran utilidad para adquirir conocimientos y experiencia en entornos de seguridad informática, en la que los participantes ponen a prueba sus habilidades de hacking de forma legal y controlada. • Tipos de CTF´s Jeopardy: Son retos con los que se busca ganar puntos después de resolver un problema o superar una dificultad en algún nivel, la cantidad de puntos ganados debe varias dependiendo del nivel de dificultad de las pruebas. Estos retos pueden ser de diferentes temáticas (Web, Reversing, Forense, Crypto, Exploting…) y finalmente gana el jugador o equipo con mayor cantidad de puntos al terminar el juego. Attack-Defense: Consiste en una batalla de equipos donde cada equipo debe proteger un servidor o red asignado, el cual viene prestablecidos con diferentes vulnerabilidades, mientras que intentan obtener acceso al servidor o red de los equipos enemigos. Los puntos de cada en grupo están conformados por puntos de defensa y puntos de ataque. Mixted: Wargame, hardware y otros. • Tipos de retos Criptografía (Crypto): Es un procedimiento por el cual se busca ocultar un mensaje aplicando diferentes procesos reversibles, esto a través de cifrados o codificación, con el cual impide que el mensaje sea legible para las personas que no sean los codificadores. Web: Son desafíos orientados a el análisis y explotación de vulnerabilidades en sitios y aplicaciones web, Las metodologías más comunes para esto son Cross-site Scripting (XSS), Inyección SQL, Fuerza bruta, CLRF, CSRF. 26 Esteganografía (Stego): Esta es una técnica con la que se busca ocultar un mensaje o diferentes caracteres dentro de otros con la intención de que no se descubra el mensaje oculto sobre el mensaje original. Ingeniería inversa (Reversing): “Generalmente se analiza un archivo binario (BIN, EXE, ELF, APK…) ejecutable. Los participantes deben de encontrar la flag o clave mediante la descompilación del fichero” (Lucas McDaniel, 2016). Explotación (Exploting): Este ejercicio consiste en la construcción propia de un exploit para una aplicación web o un servidor el cual está en un binario listo para su ejecución. Forense (Forensic): Este se centra en la búsqueda exhaustiva de un dato clave que puede estar volcados o bien pueden estar sepultados en discos duros o cualquier dispositivo de almacenamiento de datos. Programación (Programming): Estos ejercicios buscan la elaboración de un script para elaborar una determinada tarea. OSINT (Open Source Intelligence): Este es un ejercicio poco usado en el cual se investiga a una persona determinada a través o un objeto en específico utilizando fuentes de acceso público, las fuentes de acceso público pueden ser fotos, redes sociales, blogs … Varios (Misc): “Mezcla de retos de las diferentes categorías vistas anteriormente”. (Lucas McDaniel, 2016) 4.2.2 Gamificación La definición más básica de gamificación o ludificación se refiere al uso de mecánicas de juegos en entornos ajenos a un juego, esta estrategia se está empleando en diferentes ámbitos como la política, la salud, el marketing y la educación, entre otros. La gamificación en la educación implementa elementos de juegos para la gratificación por el trabajo desempleado, en los juegos comúnmente se utilizan bonificación por puntos o incentivos similares, reconocimientos y retroalimentación por los intentos realizados, lo que ayuda a fortalecer los procesos de enseñanza- aprendizaje, dentro de un ambiente que es agradable para el alumno, generando un mayor compromiso y responsabilidad con la actividad que está desarrollando y finalmente alcanzar un aprendizaje. 27 Figura 2 Hexad de usuarios Marczewski, A. (2016) Tomando como referencia el trabajo de Marczewski, encontramos seis tipos de jugadores, y en donde cada tipo de jugador tiene diferentes motivaciones para participar en actividades de gamificación. Tipos de gamificación Existen diferentes tipos de gamificación, las cuales se dividen en gamificación superficial o de contenido, que es en la que las recompensas se llevan a corto plazo como puede ser los puntos o tablas de lideres, en ella se busca fomentar una competencia activa puntual, también está la gamificación estructural o profunda esta busca que el desarrollo de los eventos del juego llegue a un conocimiento intrínseco de carácter educativo, por lo cual es necesario el aprender en el transcurso de la historia del juego, para que finalmente se llegue a una situación que requiera resolver un problema orientado al trascurso de los eventos o al contexto aplicado. Tipos de jugadores Los seis tipos de jugadores se pueden encontrar desarrollando la misma actividad de gamificación, por lo que es importante tener en cuenta a la hora de diseñar la actividad, que habrá jugadores que se sientan atraídos hacia las recompensas y otros que buscan algo más para mantenerse interesados. Aquí los tipos de jugadores y algunas características: Socializador: Su principal motivación es que en la actividad pueda tener interacción con otros jugadores. Espíritu libre: Su motivación es la autonomía que le proporcionará la actividad para crear y explorar. 28 Triunfador: Encuentran su motivación en el dominio, buscan superar todos los retos que se incluyan en la actividad. Filántropo: Su mayor atracción son las actividades que tengan un propósito y significado en donde puedan mostrar su altruismo. Jugador: Motivados por el reconocimiento. Disruptor: Motivados por el cambio, pero en un sentido simbólico. (Marczewski, 2015) 4.2.3 MDA El modelo MDA por sus siglas en inglés (Mechanics, Dynamics, and Aesthetics), busca fortalecer los procesos de diseño y desarrollo de los juegos, facilitando a los desarrolladores los procesos para la creación de una amplia variedad de juegos. El marco MDA divide el consumo de juegos en distintos componentes (Robin Hunicke, 2004). La mecánica, da a conocer los diferentes componentes del juego, en forma de datos y algoritmos. La dinámica, describe los comportamientos del jugador al momento de ejecutar las mecánicas con respecto al tiempo que transcurre. La estética, describe las emociones que busca provocar en el jugador cuando este interactuando en el juego. 1. MDA en detalle a. Estética La estética de un juego busca describir varios objetivos (sensación, fantasía, narrativa, reto, compañerismo, descubrimiento, expresión, y sumisión), cada juego puede perseguir uno o varios objetivos, esto atraerá diferentes tipos de jugadores. a. Modelos estéticosSon los modelos que ayudan a describir la mecánicas y dinámicas del juego, para que los jugadores se emociones y motive a jugar. a. Modelos dinámicos Implementa dinámicas que animen a los jugadores a continuar jugando, un ejemplo es la presión por tiempo, o la posibilidad de progresar en el juego. a. Mecánica 29 Son todas las acciones, comportamientos y mecanismos que implementa el juego, con un contexto, como son los niveles. a. Sintonización En este paso se hacen pruebas y ajustes al juego, con el fin de refinas la estética y las mecánicas, eliminar los defectos y extender o acortar la duración del juego. 4.2.4 Videojuegos Educativos Se ha realizado una investigación en el campo de los videojuegos educativos, que muestra que los videojuegos ayudan a desarrollar habilidades como la atención, el enfoque espacial, la resolución de problemas, la creatividad, etc. Por tanto, se puede decir que, desde el punto de vista cognitivo, los videojuegos son una forma de ayuda para el desarrollo intelectual. Se ha descubierto que las personas que juegan videojuegos obtienen mejores estrategias para resolver problemas, perfeccionar las habilidades espaciales y aumentar la precisión y la capacidad de respuesta, lo que también mejora su capacidad para responder a la toma de decisiones, la investigación, la información, etc. Las siguientes características hacen de los videojuegos un medio de aprendizaje más eficaz (Caneo, 2013): Permiten el ejercicio de la imaginación sin las limitaciones de espacio, tiempo o gravedad. Facilitan el acceso al “otro mundo” y se comunican entre sí a través de gráficos, a diferencia de las aulas habituales y estáticas. Abogan por la iteración y el reintento instantáneos, en un entorno seguro. Permiten el dominio de habilidades. Los jugadores pueden repetir acciones hasta que las dominen, obteniendo así una sensación de control. Facilitan la interacción con los demás. El objetivo es claro. Mientras juegan, los jugadores saben que hay una misión clara y precisa: abrir puertas, salvar a alguien, encontrar tesoros, etc. proporcionar un alto nivel de motivación. 4.2.5 Motor de desarrollo Unity Unity “es un motor de videojuego multiplataforma que permite desarrollar video juegos en Windows, Linux, Mac, Android, entre otros. Unity es una plataforma de desarrollo flexible y poderoso para crear juegos y experiencias interactivos 3D y 2D multiplataforma. Es un ecosistema completo para todo aquel que busque desarrollar 30 un negocio a partir de la creación de contenido de alta gama y conectarse con sus jugadores y clientes más fieles y entusiastas”. Entre los lenguajes de programación que maneja se encuentra java Boo, JavaScript o C# (unity, 2021). Para el desarrollo del videojuego, se tomó la decisión de usar el motor de desarrollo Unity por la calidad de contenido, su facilidad de uso, compatibilidad multiplataforma y que ofrece una versión gratuita donde se pueden aprovechar la mayoría de sus características. 4.2.6 Videojuego Un videojuego se puede definir como un medio de entretenimiento donde un usuario o jugadores interactúan con una interfaz gráfica y un equipo de video. Videojuego que recrea un entorno virtual en el que el jugador debe controlar a uno o varios personajes que buscan conseguir un objetivo, sujeto a determinadas reglas. La interacción jugador-juego tiene lugar a través de dispositivos de salida de vídeo (monitores de PC, televisores, proyectores, etc.) y dispositivos de entrada (teclados, ratones, joysticks, gamepads) que detectan transiciones (Felicia, P ,2009). • Clasificación de videojuegos Los videojuegos se clasifican de diferentes formas, las cuales depende de sus características como forma de juego, plataforma, población, edades a las que está dirigido, entre otras. Estas son algunas de las clasificaciones dadas: Juegos de disparos (o „Shooter‟): Estos son juegos dedicados al combate, donde el jugador dispondrá de alguna herramienta de ataque (comúnmente un arma) y tendrá que disparar a un objetivo, puede ser estático o estar en movimiento, o a otro jugador. Estos juegos comúnmente mejoran la coordinación y los reflejos del jugador. Juegos de bate y pelota: Consisten en utilizar un bate con el cual deben golpear una o varias pelotas que pueden llegar a ser de un mismo tipo o variar dependiendo del juego. Juegos de plataformas: Esta modalidad consiste en una serie de plataformas por las que el jugador debe ir pasando, superando obstáculos o resolviendo tareas. Estos juegos ayudan con la coordinación óculo-manual. Rompecabezas o puzle: Su objetivo es resolver Rompecabezas para avanzar en el juego. 31 Juegos de rol (RPG): Este tipo de juego corresponde a la actuación del jugador, encargado de encarnar lo mejor que su personaje asignado. El personaje encarnado va mejorando a lo largo del juego, este puede incrementar sus estadísticas demostrando la mejora que va adquiriendo por los avances del jugador. Juegos de rol multijugador masivos en línea (MMORPG): Es similar a los juegos de RPG con la diferencia de que estos juegos totalmente en línea por sus escalas macroscópicas en todos los sentidos. Este tipo de juegos permiten mejorar más que cualquiera las actividades colaborativas y de exploración. Juegos de estrategia en tiempo real (ETR): Estos juegos disponen al jugador de una serie de datos e información con la que el propio jugador deberá analizarla y tomar una decisión estratégica para avanzar en el juego, por lo general se manejan aspectos y temáticas económicas y militares. Aventuras gráficas: Consiste en una historia narrada. Los jugadores recorren escenarios del juego donde tendrán que recoger objetos y afrontar desafíos para avanzar hasta el nivel final. 4.2.7 Herramientas de informática forense Las herramientas forenses son recursos tecnológicos (programas, aplicaciones o hardware) que ayudan al investigador forense a explorar un ordenador de forma completa y eficaz para poder tener una copia exacta de la información, estas herramientas son necesarias debido a que puede haber una gran cantidad de datos almacenados en un computador, los cuales pueden estar en diferentes formatos, lo que varía enormemente dentro del sistema operativo, además pueden existir limitaciones de tiempo para analizar la información, o mecanismos de inscripción o contraseñas donde sea necesario el uso de herramientas. Estas herramientas vienen diseñadas para un uso especifico, por lo que poseen funcionalidades dedicadas a elaborar una tarea en especial y es por esto por lo que se requieren distintas herramientas forenses para los diferentes requerimientos necesarios por el investigador, estas se pueden clasificar en categorías como (Pedreros Martínez Wilson Leonardo, 2016) herramienta de captura de disco y datos, visor de archivos, herramienta de análisis de archivos, herramienta de análisis de registro, herramienta de análisis de Internet, herramienta de análisis de correo electrónico, herramienta de análisis de dispositivos móviles, herramienta de análisis de memoria, herramientas forenses de red y herramientas forenses de bases de datos. 32 4.2.8 Informática forense La informática forense se define como “el proceso de investigar dispositivos electrónicos o computadoras con el fin de descubrir y de analizar información disponible, suprimida, u ocultada que puede servir como evidencia en un asunto legal” (JOHANNES CAÑON, 2017). • Usos de la Informática Forense Hay una serie de usos que la informática forense presenta en la vida cotidiana y algunos casos no están directamente relacionados con la informática forense, a continuación, se detallan algunos de ellos (Óscar López): 1. Prosecución Criminal: La evidencia de la acusación se puede utilizar para enjuiciar muchos tipos de delitos, incluidos el asesinato, elfraude financiero, el tráfico y el transporte de drogas, la evasión de impuestos o la pornografía infantil. 2. Litigación Civil: Los casos de fraude, discriminación, acoso y divorcio pueden ser ayudados por la informática forense. 3. Investigación de seguros: las pruebas encontradas en una computadora pueden ayudar a las compañías de seguros a reducir los costos y las reclamaciones por accidentes. 4. Asuntos sociales: Se puede recopilar información en casos de acoso sexual, robo, abuso o apropiación indebida de información confidencial o patentada, o incluso espionaje industrial. 5. Aplicación de la ley: Las computadoras forenses se pueden utilizar en las primeras búsquedas ordenadas por la corte, así como para encontrar información después de una orden judicial para realizar búsquedas. • Elementos fundamentales del proceso forense A. Esterilidad de los medios de informáticos de trabajo. La esterilidad de los medios es indispensable para el análisis informático ya que igual como ocurre en la medicina forense, los instrumentos que tengan alguna contaminación pueden provocar la equivocación en los 33 resultados y así generar consecuencias funestas para el objeto de estudio. B. Verifique la copia en el soporte informático. La información de esterilización extraída debe ser igual a los datos originales, la verificación debe realizarse mediante mecanismos, técnicas y recursos matemáticos que transfieran todos los datos a la réplica, por lo tanto, se deben utilizar algoritmos y un proceso basado en la firma digital que te permitan. para verificar que la información obtenida se corresponda con la información original. C. Documentación de los procedimientos, herramientas y resultados sobre los medios informáticos analizados. Cada etapa elaborada, estrategias empleadas y resultados obtenidos del análisis de datos debe estar documentado, de manera que cualquier persona pueda estudiarlos, esto representa seguridad para el experto, al evitar o minimizar la repetición de la misma prueba para obtener resultados esperados. D. Mantenimiento de la cadena de custodia de las evidencias digitales. Este hace referencia a la preservación innata de la evidencia para evitar la contaminación o la alteración de las pruebas registradas bajo la diligencia del investigador, el cual debe garantizar la protección y la correcta diligencia de las pruebas. Por este mismo hecho es que cada procesamiento por el que pasa la prueba debe estar acompañado por la documentación del proceso, estas deben responder preguntas como: ¿quién la entregó?, ¿cuándo se entregó?, ¿en qué estado se entregó?, ¿cómo se ha trasladado?, ¿quién ha tenido acceso a ella?, ¿cómo se ha realizado su custodia?, entre otras, esto para poder evaluar correctamente las pruebas (M., 2009). E. Informes y presentación de los resultados del análisis del portador de datos. Este proceso es fundamental porque la tergiversación de los resultados puede comprometer la capacidad del profesional, por lo que es fundamental el uso de un lenguaje sociable y comprensible, la perfecta transcripción y elaboración. La veracidad de los hechos y conclusiones del informe. documentos del investigador. 34 4.3 MARCO LEGAL 4.3.1 Ley 115 de 1994 “La cual defiende el derecho básico en educación dándonos la libertad de enseñanza en apoyo al desarrollo social y educativo”. “Se fundamenta en los principios de la Constitución Política sobre el derecho a la educación que tiene toda persona, en las libertades de enseñanza, aprendizaje, investigación y cátedra y en su carácter de servicio público” (EL CONGRESO DE COLOMBIA, 1994) 4.3.2 CONPES 3701 del 2011 Define los lineamientos de política para la Ciberseguridad y Ciberdefensa como estrategia para contrarrestar con el aumento de las amenazas informáticas en el país. (CONPES, 2011). 4.3.3 Decreto 1860 De 1994 “Por el cual se reglamenta parcialmente la Ley 115 de 1994, en los aspectos pedagógicos y organizativos generales”. “Las normas reglamentarias contenidas en el presente Decreto se aplican al servicio público de educación formal que presten los establecimientos educativos del Estado, los privados, los de carácter comunitario, solidario, cooperativo o sin ánimo de lucro. Su interpretación debe favorecer la calidad, continuidad y universalidad del servicio público de la educación, así como el mejor desarrollo del proceso de formación de los educandos” (MINISTERIO DE EDUCACION NACIONA, 1994) 4.3.4 Decreto 3011 de diciembre 19 de 1997 “Por el cual se establecen normas para el ofrecimiento de la educación de adultos y se dictan otras disposiciones” “La educación de adultos, ya sea formal, no formal o informal hace parte del servicio público educativo, y se regirá por lo dispuesto en la Ley 115 de 1994, sus decretos reglamentarios, en especial los Decretos 1860 de 1994, 114 de 1996 y las normas que los modifiquen o sustituyan y lo previsto de manera especial, en el presente Decreto” (Ministerio de educación Nacional, 1997) 35 4.3.5 Ley 1341 De 2009 “Por la cual se definen principios y conceptos sobre la sociedad de la información y la organización de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones –TIC–, se crea la Agencia Nacional de Espectro y se dictan otras disposiciones” “La presente ley determina el marco general para la formulación de las políticas públicas que regirán el sector de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones, su ordenamiento general, el régimen de competencia, la protección al usuario, así como lo concerniente a la cobertura, la calidad del servicio, la promoción de la inversión en el sector y el desarrollo de estas tecnologías, el uso eficiente de las redes y del espectro radioeléctrico, así como las potestades del Estado en relación con la planeación, la gestión, la administración adecuada y eficiente de los recursos, regulación, control y vigilancia del mismo y facilitando el libre acceso y sin discriminación de los habitantes del territorio nacional a la Sociedad de la Información” (CONGRESO DE LA REPÚBLICA DE COLOMBIA, 2019) 4.3.6 DECRETO 1412 DE 2017 “Por el cual se adiciona el título 16 a la parte 2 del libro 2 del Decreto Único Reglamentario del sector TIC, Decreto 1078 de 2015, para reglamentarse los numerales 23 y 25 del artículo 476 del Estatuto Tributario” 36 5 ANTECEDENTES A nivel de pregrado en la Universidad Autónoma de Bucaramanga se tienen varios proyectos que en el último tiempo se han enfocado en resaltar diversos aspectos a nivel de la seguridad de la información en el ciberespacio y en el entorno de los sistemas informáticos como se describen en la siguiente tabla. Título Autores Temáticas Descripción del proyecto “Desarrollo de un prototipo de videojuego como herramienta complementaria para la enseñanza de la gestión de la ingeniería de software” • Andrea M. Rosas • Daniel A. Seleey -Desarrollo de videojuegos educativos -Gamificación Este proyecto de maestría en gestión aplicación y desarrollo de software trata de una solución complementaria para la enseñanza de la gestión de la ingeniería del software mediante un videojuego “Guía metodológica sobre las técnicas y herramientas de software libre, aplicadas a la informática forense” • Gerardo D. Jurado • Jaime Usme Acuña -Guía metodología para la aplicación de computación forense -Estrategias y herramientas didácticas Este es un proyecto de maestría como estrategia base para la apropiación y aplicación de conceptos en computación forense como pilar para futuras estrategias metodológicas “Análisis de Metadatos en Organizaciones Santandereanas Usando Técnicas de Inteligencia en Fuentes Abiertas” • Christian L. Gonzalez H. • Freddy A. Prada L. • Johan S. Rueda R. • José D.- Inteligencia de datos en fuentes Abiertas - Técnicas OSINT - Metadatos - Ciberseguridad Este proyecto de pregrado de ingeniería de sistemas presenta diversas técnicas de análisis de metadatos de datos obtenidos de fuentes en diversas organizaciones, analizados con herramientas OSINT. 37 Título Autores Temáticas Descripción del proyecto Ortiz C. "Desarrollo de un prototipo de videojuego educativo para educación básica, en base un estudio educativo de videojuegos” • Junca Valero • Sergio Alfredo -Desarrollo de videojuegos educativos -Gamificación Este proyecto de pregrado de ingeniería de sistemas tiene en cuenta las ventajas y avances en el desarrollo de videojuegos para proponer de esta una herramienta didáctica de la educación básica como estrategia de aprendizaje. “Desarrollo de una plataforma prototipo que brinde soporte para la gamificación en un curso de programación de computadores” • Carlos G. Mantilla J. • Daniel J. Rojas G. -Desarrollo de videojuegos educativos -Gamificación de temáticas en informática Este proyecto de pregrado de ingeniería de sistemas busca el desarrollo de y la interacción cooperativa entre profesores y alumnos de la materia de programación de computadores con una metodología de gamificación para fomentar el aprendizaje a través de una plataforma de interacción constante. “Herramienta software basada en gamificación para la enseñanza de la lógica de programación en educación básica primaria” • Juan Camilo Pérez • Carlos David Nova -Desarrollo de videojuegos educativos -Gamificación Este proyecto de pregrado de ingeniería de sistemas ofrece una herramienta de software basada en la gamificación para enseñar lógica de programación en la educación básica primaria. “Desarrollo de un prototipo de videojuego para la empresa life is the game, empleando una metodología ágil • Kevin Castellanos Tovar • Fabian Andres Delgado Serrano -Desarrollo de videojuegos -Guía ágil metodología para el desarrollo de software. Este proyecto de pregrado de ingeniería de sistemas desarrolla un prototipo de videojuego para presentarlo a posibles inversores, utilizando el moderno motor de 38 Título Autores Temáticas Descripción del proyecto y un motor de juegos de última generación” desarrollo de juegos y aplicando SUM. “Prototipo de videojuego serio basado en modelos de dinámica de sistemas para la simulación de políticas que impacten en el cambio climático” • Brayan Mauricio Díaz Bermúdez • Andrés Eduardo Gómez -Desarrollo de videojuegos - Estrategias y herramientas didácticas -Concientización climática Este proyecto de pregrado de ingeniería de sistemas tiene como objetivo enseñar cómo las políticas implementadas pueden afectar positiva o negativamente el cambio climático a través de un videojuego en el que una serie de países son sometidos a un cambio climático simulado. “Prototipo de videojuego infantil para la enseñanza de vocabulario en el idioma” • Yeison Abad Tabares Duarte • Juan Diego Otero Chacón -Desarrollo de videojuegos educativos -Gamificación -Estrategias y herramientas didácticas Este proyecto de pregrado de ingeniería de sistemas pretende desarrollar un prototipo de videojuego que facilite el aprendizaje del inglés a niños de 7 a 12 años en un nivel básico. “Aprendizaje basado en juegos para cursos de matemáticas por medio de un prototipo de videojuego dirigido a niños entre 8 y 10 años” • Kevin Alonso Acevedo González • Osman Samuel Luango Ramírez -Gamificación -Estrategias y herramientas didácticas -Gamificación Este proyecto de pregrado de ingeniería de sistemas busca el desarrollo de un videojuego educativo para la enseñanza de matemáticas en niños de entre 8 y 10 años, partiendo como base la propuesta pedagógica del constructivismo y del aprendizaje basado en juego Tabla 1 Tabla Antecedentes en la UNAB 39 6 ESTADO DEL ARTE La búsqueda de información que se realizó en las bases de datos de IEEE, Scopus, Science Direct, entre otras permitió recopilar una gran cantidad de entre el 2014 y 2021, de los cuales se han seleccionado los más representativos y que están enfocados en la temática que soporta a este proyecto. 6.1.1 Uso de UML para modelar juegos educativos Este articulo tiene como objetivo realizar el modelado en la fase de diseño de un videojuego como estrategia para la planificación de software formal o juegos educativos adaptando la notación gráfica UML (Unified Modeling Language). En él los autores proponen la definición de los elementos u objetos que componen el videojuego mediante una analogía teatral con los elementos principales del diseño de software formal. (De Lope & Medina, 2016) 6.1.2 “Play It Safe: An Educational Cyber Safety Game for Children in Elementary School” Este articulo tiene como objetivo medir la efectividad del aprendizaje basado en juegos mediante el desarrollo de un videojuego diseñado para desarrollar los conceptos ciberseguridad en niños de primaria entre 7 y 10 años. En este estudio los autores encontraron que el aprendizaje de los conceptos de ciberseguridad es más efectivo a través gracias al enfoque de aprendizaje basado en videojuegos educativos. (Tasnim Zahed, et al., 2019) 6.1.3 “El descubrimiento del Orbe, prototipo de videojuego educativo” En el presente trabajo pretendemos presentar una herramienta tecnológica (un videojuego) que intente aportar para que la "historia de América" pueda presentarse con mayor sentido en niños que estudian quinto grado. Para ello hemos recurrido al proyecto educativo de la Sistemología Interpretativa (Cuenca Q., 2007). 6.1.4 “Videojuegos Educativos: Teorías Y Propuestas Para El Aprendizaje En Grupo” Este artículo presenta el uso de videojuegos multijugador para actividades colaborativas como herramienta educativa relevante en la era digital en la que vivimos, así como el equipamiento que acompaña a esta iniciativa. Este tipo de aplicación, conocida como videojuegos - Aprendizaje Cooperativo Apoyado (vgscl), 40 tiene como objetivo aprovechar los tres pilares en los que se basa su uso: utilizar los videojuegos como factor de atractivo y motivación en el porcentaje de escolaridad - la edad de la población, el aprendizaje implícito de los conceptos subyacentes a los retos y actividades del propio videojuego, así como la aplicación de técnicas de aprendizaje cooperativo que permitan al alumno desarrollar habilidades sociales mientras aprende y lograr mejores resultados académicos. Título Autores Palabras claves Importancia para el proyecto “Uso de UML para modelar juegos educativos” • Rafael P. De Lope • Nuria Medina- Medina UML, juegos educativos, diseño Se hace una descripción de las técnicas de modelado UML adaptadas al diseño de videojuegos. “Play It Safe: An Educational Cyber Safety Game for Chirlen in Elementary School” • Bushra Tasnim Zahed • Gregory White • John Quarles cyber safety education, game- based learning, elementary school, computer game, computer human interaction Muestra la importancia de los videojuegos como herramienta de enseñanza de ciberseguridad “El descubrimiento del Orbe, prototipo de videojuego educativo” • Lilian Yaneth Cuenca Q. • Ivan Patarroyo Ortiz • Martín Negrette Luis Mogollón Juan Pablo Tovar Descubrimiento de América, video juego, narrativa, sentido, cultivo de un cuento. Muestra un precedente sobre la importancia del como enseñar un tema educativo a través de un videojuego priorizando la enseñanza sin dejar de lado la asimilación conceptual y correlación con otros temas. “VIDEOJUEGOS EDUCATIVOS: TEORÍAS Y PROPUESTAS • Natalia Padilla Zea • César A. Collazos Ordoñezaprendizaje colaborativo mediado por computadores, Menciona las ventajas y aspectos para tener en cuenta al momento del desarrollo de 41 PARA EL APRENDIZAJE EN GRUPO” • Francisco Luís Gutiérrez Vela • Nuria Medina aprendizaje basado en juegos videojuegos educativos, recalcando los beneficios de implementar el aprendizaje a través de estrategias como VGSCL Tabla 2 Estado del arte 42 7 RESULTADOS OBTENIDOS 7.1 DESARROLLO METODOLÓGICO Se desarrollo una investigación aplicada experimental con base en la metodología de investigación de tipo cualitativo basada en SCRUM, donde mediante la búsqueda sistemática de información, se identifica la fundamentación conceptual necesaria en el análisis forense digital en escenarios de seguridad informática como experiencias de la vida real, desarrollando un prototipo de videojuego educativo implementado la metodología SUM para equipos de desarrollo en software de videojuegos en corto tiempo en donde se incluye escenarios simulados diseñados como herramienta para el aprendizaje activo. Figura 3 Metodología SUM para videojuegos A continuación, en la tabla número 4, se relaciona las fases de la metodología de desarrollo con las actividades, los objetivos desarrollados y los resultados obtenidos, obteniendo así el cumplimiento del objetivo general. 43 OBJETIVO Fase de la metodología ACTIVIDADES Resultado • Identificar el contexto del análisis forense digital en escenarios de seguridad informática mediante una búsqueda sistemática de información. • Fase 1 de concepto • Fase 2 de planificación • Realizar una búsqueda del contexto en informática forense • Organizar la información adquirida de la búsqueda para el aprendizaje en escala de la informática forense • Establecer los conceptos fundamentale s requeridos de la informática forense • Investigar las bases fundamentale s de la informática forense generando una minibiblioteca de información conceptual • Estado del arte, marco teórico y caracterización del análisis forense en seguridad informática • Documento de diseño con las especificaciones y conceptos de alto nivel del videojuego Diseñar un videojuego educativo mediante técnicas de modelado e historias de usuario aplicando la metodología SUM. • Fase 1 de concepto • Elaborar una historia en donde van a suceder los eventos del videojuego • Guion con una historia basada en el contexto de la seguridad informática para el análisis de 44 OBJETIVO Fase de la metodología ACTIVIDADES Resultado • Fase 2 de planificación • Seleccionar las herramientas de desarrollo (Lenguaje, motor) • Diseñar los métodos de navegación • Diseñar los personajes del videojuego (Principal y segundarios) • Establecer las mecánicas del juego computación forense. • Diseño de mecánicas de juego, personaje y escenarios basados en el framework de MDA. • Diseño a nivel del software. • Diseñar los retos tipo CTF (capture the flag) • Desarrollar de un prototipo de videojuego educativo como herramienta para el aprendizaje de la fundamentación conceptual del análisis forense digital • Fase 3 de elaboración • Hacer la codificación de los eventos e historia del videojuego mediante escenas que permitan validar los conceptos fundamentale s de la informática forense • Prototipo funcional • Validar funcionalmente el prototipo de videojuego • Fase 4 de la versión beta • Hacer la validación del funcionamient o del prototipo • Hacer la validación de pertinencia de los conceptos • Pruebas funcionales y de integridad del software • Encuesta de satisfacción del software 45 OBJETIVO Fase de la metodología ACTIVIDADES Resultado de análisis forense desarrollados en la historia del videojuego Tabla 3, Fases y actividades de la planificación en la metodología SUM 7.2 Objetivo 1 Identificar el contexto del análisis forense digital en escenarios de seguridad informática mediante una búsqueda sistemática de información. Este objetivo va directamente relacionado con la fase 1 de concepto de la metodología SUM. 7.2.1 Fase 1 de concepto En esta primera fase se realizó la búsqueda e investigación de la base conceptual en informática forense, metodologías, frameworks de gamificación y conceptos claves en el área de ciberseguridad además de desarrollo de videojuegos. 7.2.1.1 Realizar una búsqueda del contexto en informática forense Se realizo una búsqueda sistemática de información utilizando como base las palabras claves “Computo forense”, “Informática forense”, “Análisis forense digital”, “Evidencia digital”, “Recuperación de archivos”, “Cadena de custodia”, “Videojuego Educativo”, “Gamificación” y “Aprendizaje Activo”. Esto permitió obtener, en una búsqueda global de Google Scholar, un resultado de 42 artículos, con el fin de asegurar la calidad de artículos obtenidos en la búsqueda se seleccionaron palabras claves más relacionadas a la temática conceptual del proyecto, siendo estas palabras claves “Computo forense”, “Informática forense”, “Análisis forense digital”, obteniendo así un resultado de 104 artículos en Scopus. Con estas búsquedas se 46 logró obtener 3 documentos orientados a casos prácticos de análisis forense digital que abarcan las temáticas bases de la materia, estos son “análisis forense en dispositivos móviles: un caso práctico”, “caso práctico de análisis forense digital” y “análisis forense digital”. Cada uno de los documentos citados anteriormente parten de la base fundamental de la practica a realizar y señalan los conceptos claves y las características principales de las temáticas de la practica a realizar, luego proceden al planteamiento de la practica donde mencionan los objetivos y finalidad del caso y finalmente de desarrolla paso a paso la práctica del caso. Esta relación en el orden de desarrollo de cada documento permite realizar una secuencia de pasos lógicos a seguir para el desarrollo de una práctica en el caso de análisis forense digital Orden de secuencia Nombre de la secuencia Detalles 1 Introducción y concepto. Se plantean los conceptos de la temática del caso con la cual se le permita al realizador de la practica entender cada aspecto del caso a realizar, llevando paralelamente un aprendizaje teórico y uno practico estando directamente relacionado con los pasos desarrollados en cada caso de práctica. 2 Desarrollo practico y elaboración de los pasos del caso frésense digital. Desarrollo de la practica a través de pasos secuenciales que permiten el orden en una línea de tiempo para la correcta elaboración de caso forense digital, este desarrollo es orientado como aprendizaje practico el cual es guiado por los conceptos antes planteados y señalados en cada aspecto de la práctica. 3 Conclusiones del trabajo realizado. Al finalizar la práctica se complementa el aprendizaje adquirido dejando en claro los conocimientos aplicados y el trabajo desarrollado. Tabla 4, Secuencia de desarrollo de los casos prácticos Una vez realizada la segmentación y realizado la relación en cada uno de los documentos, se procede a extraer las bases conceptuales pertinentes a la base fundamental de la práctica. Esto permite tener dos bases conceptuales para el planteamiento del contexto conceptual de este documento. La primera base conceptual es la que obtenemos a partir del marco conceptual tratada en el documento y la segunda base es la obtenida en la primea secuencia de introducción y concepto (Tabla número 5) desarrollada en los documentos de casos prácticos 47 encontrados anteriormente. De estos documentos anteriormente mencionados se logró extraer lo siguientes concepto. 7.2.1.2
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