3.3.1 Verschiedene Cyber-Bedrohungen (z.B. Malware, Social Engineering), Abwehrstrategien und Vorsichtsmassnahmen erklären
Unterrichtsmaterial zum Lernziel: Die Maturandinnen und Maturanden können verschiedene Cyber-Bedrohungen (z.B. Malware, Social Engineering), Abwehrstrategien und Vorsichtsmassnahmen erklären.
⚠ Neu versucht die KI ungefähr das Niveau zu ermitteln. Bitte helfen Sie, indem Sie die Gewichtung der Kriterien mitbewerten! Generelles Feedback gern an marc@eduskript.org.
Castor Informatique 2023 – Exercises et solutions (Années HarmoS 9/10)
Aufgaben- und Lösungsheft des Schweizer Informatik-Wettbewerbs Castor (Bebras) für die Stufen HarmoS 9/10 mit 18Knobelaufgaben zu Algorithmen, Zuständen, Logik, Speicherverwaltung und Codierung. Jede Aufgabe enthält eine ausführlich begründete Lösung sowie einen anschaulichen «C'est de l'informatique!»-Abschnitt mit Fachbegriffen und weiterführenden Links. Sehr lebendiges, spielerisches Material ohne Vorkenntnisse, ideal für Wettbewerb, Vertiefung oder knifflige Einstiege.
Informatik-Biber 2016 – Aufgaben und Lösungen (alle Stufen)
Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Wettbewerbs «Informatik-Biber» 2016 mit 40 Knobelaufgaben für fünf Altersstufen (Kleiner Biber bis Stufe 13). Jede Aufgabe enthält eine ausführliche, verständliche Lösung, einen eingängigen Erklärteil («Dies ist Informatik!») und weiterführende Stichwörter und Links. Die Aufgaben sind spielerisch-informatisch (Logik, Codierung, Algorithmen, Datenstrukturen, Sicherheit) und vollständig mit Lösungen versehen.
Unterrichtssequenz: Asymmetrische Verschlüsselung am Beispiel Rabin-Kryptosystem
Vollständig ausgearbeitete Unterrichtssequenz (4 Lektionen) zur asymmetrischen Kryptographie, die über das Schloss-Analogon und ein Rollenspiel zur Einwegfunktion Quadrieren mod n hinführt und das Rabin-Kryptosystem anhand konkreter Zahlenbeispiele Schritt für Schritt durchrechnet. Enthält Lernziele, Verlaufspläne, Rollenkarten, Arbeitsblätter mit durchgerechneten Beispielen und eine optionale knifflige Herausforderung (Rabin mit bekannten Wurzeln knacken via ggT).
Castor Informatique 2016 – Aufgaben- und Lösungsheft (Französisch)
Vollständiges Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Biber-Wettbewerbs 2016 mit 40 Knobelaufgaben für fünf Altersstufen (HarmoS 5–15), jeweils mit Musterlösung und einem anschaulichen «C'est de l'informatique!»-Erklärteil. Die spielerischen Aufgaben decken Themen wie Stapel (LIFO), Sortieren, Logik, Filterung von Daten, Spam und Bildcodierung ab.
Castor Informatique 2015 – Aufgaben und Lösungen
Offizielles Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Bibers (Castor Informatique) 2015 mit 45 Multiple-Choice- und Interaktionsaufgaben für fünf Altersstufen (3. bis 13. Schuljahr), jeweils mit Musterlösung und kurzem Erklärteil «C'est de l'informatique!». Die Aufgaben behandeln spielerisch algorithmisches Denken, Mustererkennung, Strukturen, Prüfziffern, Datenschutz, Stack-Prinzip, RAID u.v.m.
Informatik-Biber 2016 – Aufgaben und Lösungen (Schuljahre 5/6)
Komplettes Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Biber-Wettbewerbs 2016 mit 15 Knobelaufgaben für die Stufen 5/6, inklusive ausführlichen Lösungen und «Dies ist Informatik!»-Erklärteilen zu Themen wie Binärdarstellung, Codierung, verkettete Listen, parallele Befehlsausführung und Spam. Jede Aufgabe zeigt anschaulich den informatischen Hintergrund und verweist auf weiterführende Stichwörter. Ein.didaktisch sehr rundes, spielerisch-knobeliges Wettbewerbsmaterial ohne Programmierpraxis.
Asymmetrische Kryptografie: Couverts mit Schlössern und RSA
Umfangreiches, didaktisch ausgereiftes Arbeitsblatt, das asymmetrische Kryptografie zuerst über eine anschauliche Couvert-Metapher mit physischen Aufgaben einführt und dann mit konkreten RSA-Zahlen und einem Modulo-Rechner vertieft. Fünf progressive Aufgaben mit Lösungen (Vertraulichkeit, Signatur, Challenge-Response, Schlüsselaustausch, Kombination) sowie ein Blick auf Hashes und das Faktorisierungsproblem. Echte Weltbezüge (HTTPS, SSH, PGP) und praktische Übungen mit Rechner machen das Material ausserordentlich lebendig.
Verschlüsselung: Symmetrische und asymmetrische Kryptographie (OINF)
Umfangreiches Lernmodul der Plattform OINF.ch zu symmetrischer und asymmetrischer Verschlüsselung mit ausführlichen Analogien (Kiste mit Schloss, Kuchenrezept), geschichtlichem Kontext und einer angeleiteten RSA-Interaktiv-Einheit mit Partnerarbeit und Eve-Modus zum Hacken. Enthält Begleitfolien und Aufgabenblätter; Konkrete Übungsblätter sind teils nur angekündigt, die interaktiven RSA- und Caesar-Aufgaben sind im Text aber selbst beschrieben.
Castor Informatique 2016 – Exercices et solutions (Années HarmoS 7/8)
Offizielle Aufgaben- und Lösungssammlung des Wettbewerbs «Castor Informatique / Informatik-Biber 2016» für die Jahre HarmoS 7/8. 15 knifflige, spielerische Knobelaufgaben zu Themen wie Binärdarstellung, Algorithmen, Logik, Datenstrukturen und Internetsicherheit – jede Aufgabe mit Musterlösung und einem erläuternden Abschnitt «C'est de l'informatique!», der den informatischen Hintergrund anschaulich erklärt.
Informatik-Biber 2023: Aufgaben und Lösungen (Stufen 7/8)
Offizielles Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Wettbewerbs «Informatik-Biber» (Bebras) für die Schuljahre 7/8 mit 18 Aufgaben in drei Schwierigkeitsstufen, alle mit ausführlichen Lösungen und «Dies ist Informatik!»-Erklärteilen. Die kniffligen, geschichtenbasierten Aufgaben führen spielerisch an Konzepte wie Programmzustand, Algorithmen, Bin Packing, Logik und Constraint-Lösung heran.
Arbeitsheft Informatik Sekundarstufe I mit dem Calliope mini (inf-schule)
Umfangreiches Arbeitsheft für die Sekundarstufe I, das mit dem Mikrocontroller Calliope mini spielerisch Grundlagen der Informatik erschliesst: erstes Programmieren mit MakeCode, Algorithmen und Kontrollstrukturen, EVA-Prinzip, Binärdarstellung, Internet und Netzwerke, Datenschutz und Verschlüsselung sowie erste KI-Erfahrungen. Die Kapitel verbinden Erarbeitungsphasen, Unplugged-Aktivitäten und viele praktische Programmieraufgaben an realer Hardware.
Castoro Informatico 2015 – Quesiti e soluzioni (11.–13. Schuljahr)
Aufgabensammlung des Schweizer Informatik-Bibers 2015 für die Kategorien 11.–13. Schuljahr mit 15 Knobelfragen zu Stackrechnern, Kryptographie, Sortierverfahren, Graphen und Spielstrategien, jeweils mit ausführlichen Lösungen und vertiefenden Erklärungen. Die Aufgaben sind spielerisch und motivierend, setzen aber auch eigenständiges algorithmisches Denken voraus. Ideal als Anreicherung des Grundlagenfach-Unterrichts oder für Wettbewerbsvorbereitung.
Informatik-Biber 2012: Aufgaben und Lösungen
Vollständiger Aufgabensatz des Schweizer Informatik-Wettbewerbs mit 39 kniffligen Multiple-Choice-Aufgaben über fünf Altersstufen (SJ 3/4 bis 11–13), jeweils mit ausführlichen Lösungen und einem erläuternden Abschnitt «DAS IST INFORMATIK!». Die Aufgaben vermitteln informatisches Denken (Algorithmen, Codierung, Automaten, Kryptographie, Graphen, Anonymität) spielerisch und ohne Programmierkenntnisse.
Informatik-Biber 2015 – Aufgaben und Lösungen (Stufen 9/10)
Offizielles Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Wettbewerbs (Bebras) für die Stufen 9/10 mit 15 Multiple-Choice-Aufgaben und ausführlichen Lösungen. Jede Aufgabe enthält eine anschauliche Rätselsituation, eine Musterlösung mit Begründung sowie einen Abschnitt «Dies ist Informatik!», der den fachlichen Hintergrund vermittelt. Das Material packt durch spielerische Problemstellungen mit echtem Alltagsbezug.
Informatik-Biber 2016 – Wettbewerbsaufgaben aller Stufen
Offizielles Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Biber 2016 mit 40 Multiple-Choice- und Drag-and-Drop-Aufgaben aus fünf Altersgruppen (Stufe 3 bis 13). Die Aufgaben decken algorithmisches Denken, Codierung, Datenstrukturen und Netzwerk-Grundlagen ab und fördern strukturiertes, logisches Denken ohne Programmier-Vorkenntnisse. Einwendungen: Es sind reine Wettbewerbsaufgaben mit knapper Aufgabenstellung, ohne Erklärtexte und im vorliegenden Heft ohne Lösungen.
Informatik-Biber 2022 – Aufgaben für die Schuljahre 9/10
Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Wettbewerbs «Informatik-Biber» (Bebras) mit 17 Knobelaufgaben für die Stufen 9/10 in drei Schwierigkeitsstufen. Die Aufgaben decken algorithmisches Denken, Logik, Datenstrukturen, Graphen und Code-Verständnis ab – ohne Vorkenntnisse, dafür mit spannungsvoll erzählten, oft spielerischen Szenarien. Lösungen sind nicht enthalten, das Material ist primär als Wettbewerbs-/Übungssammlung gedacht.
Public Key Kryptologie – Die Idee mit den beiden Schlüsseln (Unterrichtssequenz)
Komplett ausgearbeitete Unterrichtssequenz zur Kryptologie (Doppellektion): Von klassischen Verfahren (CAESAR) über ein Rollenspiel zur Schwachstelle symmetrischer Verfahren bis zur selbständigen Erarbeitung der Public-Key-Idee anhand der Telefonbuch-Analogie. Enthält Lehrpersonen-Material, Gruppenarbeits-Anleitung, Lernaufgabe mit Musterlösungen und historischen Exkursen (Polybios, Steganographie). Mathematische Hintergründe werden bewusst ausgeklammert.
Datenverschlüsselung: Die Hill-Chiffre
Ausgearbeitete Unterrichtseinheit (mind. 2 Lektionen) zur Hill-Chiffre als polyalphabetischem Kryptosystem auf Basis linearer Algebra und modularer Arithmetik. Enthält Motivation über das Knacken monoalphabetischer Verfahren, ausführliche Theorie mit durchgerechneten Beispielen, sechs Aufgabenserien, ein kleines Programmierprojekt, stochastische Analyse als Angriffsvektor sowie Zusammenfassung und Selbsttest.
Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch: vom Vigenère-Experiment zum DLP
Umfassende Unterrichtssequenz zum Schlüsselaustausch: Ausgehend vom Kerckhoffs-Prinzip und einem selbst implementierten Vigenère-Cipher erarbeiten die Lernenden das diskrete Logarithmusproblem und den Diffie-Hellman-Key-Exchange, inklusive mathematischer Herleitung mit Lösungen. Alltagsbezug über WhatsApp/Signal und HTTPS mit einer praktischen Browser-Untersuchung.
Phishing und Social Engineering
Anschauliches Unterrichtsdossier, das Phishing und Social Engineering über konsequente Fisch-Metaphern (Netz, Speer, Walfang), reale Beispiele (CEO Fraud, IRS-Scam, Paket-SMS) und die Psychologie der Täuschung erklärt. Eingestreute Aufgaben (Mindmap, eigene Betreffzeilen, Perspektivwechsel zur Zielperson) führen hin zu einem grossen Gruppenprojekt, in dem die Klasse eine eigene Social-Engineering-Attacke plant und als Videobotschaft oder Storyboard-Pitch vor Jury und Publikum präsentiert. Das Thema ist eng mit der Lebenswelt der Lernenden verknüpft; eine explizite ethische Vertiefung oder Abwehr-Übungen fehlen dafür weitgehend.
Castor Informatique 2015 – Exercices et solutions (années 9/10)
Cahier d'exercices du concours Castor Informatique 2015 pour les années scolaires 9/10, avec 15 tâches ludiques de pensée informatique (structures de décision, piles, arbres, graphes, modèles de couleurs, sécurité en ligne), chacune avec solution et explication « C'est de l'informatique ! ». Le matériel motive par des énigmes accessibles sans prérequis et relie chaque puzzle à un concept informatique réel.
Geheime Farbe – Paint-Mixing als Diffie-Hellman
Ein anschauliches, spielerisch-interaktives Material, das das Schlüsselaustausch-Problem (Diffie-Hellman) über das Mischen von Farben simuliert: Alice, Bob und die Lauscherin Eve veranschaulichen, warum ein gemeinsames Geheimnis über einen unsicheren Kanal möglich ist. Die Lernenden spielen das Szenario in einer interaktiven Farbmisch-App durch, dokumentieren es mit Screenshots und überlegen, warum Eve scheitert. Ein kurzer Ausblick erklärt additives vs. subtraktives Farbmodell.
Domain-Name-System: Arbeitsblatt mit Übungen
Ausführliches Unterrichtsmaterial zum Domain-Name-System: Es erklärt anschaulich (Telefonbuch-Vergleich, Quantitäts-Gedankenspiele) Aufbau und Funktionsweise des DNS, Ports und https-Zertifikate. Praxisnahe Aufgaben (nslookup, whois, Phishing-Mail-Check, Domain-Name fürs eigene Projekt) sowie ein Gedankenspiel zu DNS-Hijacking machen das Thema lebendig.
Informatik-Biber 2015 – Aufgaben und Lösungen
Komplettes Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Biber-Wettbewerbs 2015 (Bebras) mit 45 Multiple-Choice-Aufgaben über alle Stufen und vollständigen, begründeten Lösungen. Jede Aufgabe hat einen «Dies ist Informatik!»-Abschnitt, der das dahinterliegende Konzept (z.B. Redundanz, Isomorphie, Pixelrasterung, logische Operatoren) anschaulich erklärt. Sehr motivierender, spielerischer Zugang ohne Programmierkenntnisse.
Informatik-Biber 2015 – Aufgaben und Lösungen (Stufen 5/6)
Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Biber-Wettbewerbs 2015 für die Stufen 5/6 mit 15 multiple-choice- und interaktiven Knobelaufgaben inklusive vollständiger Lösungen. Jede Aufgabe wird mit einer anschaulichen «Dies ist Informatik!»-Erklärung, Stichwörtern und weiterführenden Links begleitet. Das Material ist spielerisch, motivierend und deckt ein breites Spektrum informatischen Denkens ab, bleibt aber im Umfang einzelner knapper Aufgaben.
Python Vertiefung: Jupyter, Git, Dictionaries, Text Processing und mehr
Ein umfangreiches, aufeinander aufbauendes Auftragsheft zur Python-Vertiefung: Git/GitHub-Workflow, Jupyter-Notebooks und Markdown-Portfolio, for-Schleifen, Funktionen, f-Strings, Dictionaries/JSON mit echten Schweizer Open-Data-Datensätzen, try-except, Textanalyse und List Comprehensions. Sehr viele praxisnahe, teils kreative Aufgaben (Zahlenratespiel, Häufigkeitsanalyse der Bibel, Zauberzahlenspiel) mit Bezug zur Lebenswelt der Schüler:innen (Thurgau-Ortsnamen), aber ohne ausformulierte Lösungen.
Gruppenarbeit Kryptografie & Kryptoanalyse: Caesar, Substitution, Vigenère
Didaktisch durchdachte Gruppenarbeits-Anleitung, in der Schüler:innen zu zweit drei klassische Verschlüsselungsverfahren (Caesar, Substitution, Vigenère) praktisch anwenden und mit Brute-Force bzw. Häufigkeitsanalyse brechen. Ver- und Entschlüsselung geschieht mit Programmen und echtem Nachrichtenaustausch über E-Mail zwischen Partnerteams. Verständnisfragen und Wartezeit-Material runden das Konzept ab.
Das RSA-Kryptosystem – Lerneinheit mit Übungen (GymInf)
Ausgearbeitete Lerneinheit zum RSA-Kryptosystem, die von konkreten Beispielen mit kleinen Primzahlen schrittweise zum allgemeinen Verfahren führt und Zahlentheorie (ϕ-Funktion, erweiterter euklidischer Algorithmus, Euler-Fermat) entdecken lässt. Mit ausführlichen Lehrpersonen-Bemerkungen, gestaffelten Übungen samt Lösungen, Python-Aufgaben und optionalen Beweisteilen (Abschnitt 8) als Ergänzungsfach-Niveau.
Blockverschlüsselung — Von Vigenère zu modernen Chiffren
Ausführliche Lerneinheit, die ausgehend von der Schwäche der Vigenère-Verschlüsselung (Friedmansche Methode, Häufigkeitsanalyse) Schritt für Schritt zu Blockverschlüsselung, Substitutions- und Permutationsboxen sowie dem Lawineneffekt hinführt. Mit ASCII-Kodierung und XOR/Maskierung werden die Grundlagen moderner Blockchiffren motiviert und in zahlreichen Aufgaben mit Lösungen selbst erarbeitet. Material wirkt wie ein Skript/Kapitel eines Lehrmittels.
Authentifizierung: Passwörter hacken und IT-Sicherheit verbessern
Umfassendes Lernmaterial zur Authentifizierung: Passwörter, Brute-Force-Angriffe, Passwortmanager und Multifaktor-Authentifizierung. Der Einstieg über das Märchen «Der Wolf und die sieben Geisslein» macht die Faktoren-Kategorien anschaulich. Zentrale Übung ist ein spielerischer Passwort-Hack in Python (online/offline), ergänzt durch Selbstreflexion über die eigene IT-Sicherheit.
Hashfunktionen – Übungsblatt mit Foliensatz (GF Informatik)
Ein Übungsblatt mit sechs Aufgaben zu Hashfunktionen, begleitet von einem Foliensatz, der Hashing anschaulich von der einfachen ASCII-Summe über Passwortspeicherung und Rainbow Tables bis zu SHA-2 führt. Die Schüler:innen implementieren eigene Hash-Funktionen in Python, berechnen SHA-256-Hashes und wenden das Wissen auf ein hackerorientiertes Rainbow-Table-Szenario an. Die Theorie-Slides sind klar aufgebaut mit guten Beispielen; Lösungen zu den Aufgaben fehlen allerdings.
Wahrheit und Absicht – Fake News erkennen und selbst bauen (iTroll)
Zweiteiliges Material: Erst bauen Schüler:innen mit den Entwicklertools des Browsers eigene offensichtlich absurde Fake News auf einer echten News-Seite, dann analysieren sie echte Presseartikel nach einem vierteiligen Schema (Absicht, Text, Quellen, Gefühle, Bilder). Der Anhang liefert eine Folienpräsentation mit konkreten Schweizer Fallbeispielen (Blick-Covid-Statistik, Ivermectin, Avenergy), inkl. Base Rate Fallacy.
Authentifizierung – Grundlagen & Passwörter (Lektion 1)
Foliensatz zur Einführung in Authentifizierung, der mit dem Märchen «Der Wolf und die sieben Geisslein» als Analogie startet, Passwortsicherheit, Brute-Force und Passwortmanager behandelt und Multifaktor-Authentifizierung mit den drei Faktoren erklärt. Enthält viele Diskussionsfragen und kleine Aufgaben, jedoch ohne ausgearbeitete Lösungen für die Abschlussaufgaben. Didaktisch ansprechend, aber als reine Folien ohne Vertiefung nur mit Lehrperson einsetzbar.
Castoro Informatico 2015 – Quesiti e soluzioni (5./6. Klasse)
Aufgabensammlung des Schweizer Informatik-Wettbewerbs «Castoro Informatico» (Bebras) für die 5. und 6. Schulklasse mit 15 Knobelaufgaben inklusive ausführlicher Lösungen und kurzen «Das ist Informatik!»-Erklärtexten. Die spielerischen Aufgaben decken Mustererkennung, Algorithmen, Binär-/Pixelbilder, Logik, Datensicherheit und Navigation ab. Sehr lebendiges Material, das ohne Vorwissen auskommt und logisch-strukturales Denken fördert.
Castor Informatique 2015 – Exercices (années 9/10)
Offizielles Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Wettbewerbs Castor (Bebras) für die Schuljahre 9/10 mit 15 interaktiven Knobelaufgaben zu Algorithmen, Stapelverarbeitung, Codierung, Graphen und Betrugsmail-Erkennung. Die Aufgaben sind lebendig in Geschichten verpackt und im Online-Wettbewerb direkt lösbar; das Heft selbst enthält jedoch keine Lösungen oder Erläuterungen.
Castor Informatique 2015 – Exercices (Années 5/6)
Aufgabensammlung des informatischen Biber-Wettbewerbs (Bebras/Castor) 2015 für die Schuljahre 5/6. Enthält 15 kurzweilige Knobelaufgaben zu Algorithmen, Datenrepräsentation, Strukturen und Datenschutz, teils als interaktive Online-Aufgaben konzipiert. Die Aufgaben sind spielerisch und alltagsnah formuliert, jedoch ohne Lösungen und nur mit knappen Einleitungen.
Castor Informatique 2015 – Übungsheft für Schuljahre 11–13 (15 Aufgaben)
Aufgabenheft des Wettbewerbs Castor Informatique 2015 (Bebras) mit 15 Multiple-Choice- und Zahlenantwort-Aufgaben für die oberen Schuljahre. Die Aufgaben decken informatisches Denken ab: Stack/Postfix-Notation, Verschlüsselung, Social Engineering, Graphen, Sortieren, Zustandsautomaten, RAID, Knowledge-Carving-Logik und strukturierte Beschreibungen. Interaktiv konzipiert (Online-Wettbewerb), im Heft ohne Musterlösungen.
Informatik-Biber 2014 – Aufgabenheft Stufen 11–13
Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Biber-Wettbewerbs 2014 mit 18 Multiple-Choice-Aufgaben für die Stufen 11–13, von leichten Logikrätseln bis zu anspruchsvollen Knobelaufgaben. Die Aufgaben decken informatische Grundkonzepte wie Algorithmen, Diagramme, Rekursion, Graphen, Datenbanken und Datenschutz anschaulich ab. Ohne Lösungen im Heft, aber die Rätsel sind durchwegs originell und motivierend.
Informatik-Biber 2015: Aufgaben und Lösungen (Stufen 11–13)
Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Biber-Wettbewerbs 2015 für die Stufen 11–13 mit 15 Knobelaufgaben (u.a. Postfix-Notation, Verschlüsselung, Graphen, Sortieren, Sicherheitsfragen) samt ausführlichen Lösungen. Jede Aufgabe ist mit einer anschaulichen Lösung und einem «Dies ist Informatik!»-Vertiefungsteil versehen, der den Bezug zu echten Informatikthemen herstellt.
Informatik-Biber 2016 – Aufgabenheft Stufen 5/6
Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Biber-Wettbewerbs 2016 für die Schuljahre 5/6 mit 15 Multiple-Choice-Aufgaben zu Algorithmen, Codierung, Logik und Sicherheit. Die Knobelaufgaben sind motivierend gestaltet und erfordern logisches Denken statt Computerkenntnisse. Lösungen sind nicht enthalten, lediglich ein Hinweis auf weiterführende Angebote.
Will It Scan? – Fehlererkennung und -korrektur mit QR-Codes
Eine praktische Lernaktivität, bei der Schüler:innen gedruckte QR-Codes Stück für Stück «beschädigen» und beobachten, wann sie noch gescannt werden können. Auf spielerische Weise entdecken sie damit die Redundanz und Fehlerkorrekturmechanismen in QR-Codes. Instruktionen sind klar strukturiert, Materialbedarf ist einfach, und die Aktivität lädt zur Diskussion ein.
Verschlüsselung – Slides mit Rätseln, Häufigkeitsanalyse und XOR-Bildverschlüsselung
Umfangreiche Folienfolge zur Verschlüsselung: von der Caesar-Chiffre über Vigenère, monoalphabetische Verfahren und Häufigkeitsanalyse bis zu Zeichencodierung (ASCII/Unicode), XOR-Verschlüsselung und AES. Enthältknobelaufgaben, ein Vigenère-Gruppenspiel im Klassenchat, eine echte Häufigkeitsanalyse eines Buchtexts und eine Bild-Entschlüsselungsaufgabe, verweist jedoch viele Übungen nur auf ein externes Wiki ohne Lösungen.
Authentifizierung – Passwörter hacken mit Brute Force & Multifaktor-Authentifizierung
Lernmaterial zur Authentifizierung, das über die Analogie des Märchens «Der Wolf und die sieben Geisslein» Wissens-, Besitz- und Inhärenzfaktoren sowie Passwortsicherheit anschaulich einführt. Die Schülerinnen und Schüler schreiben eigenen Python-Code, um Passwörter per Brute-Force zu «hacken» (online/offline mit Templates), und analysieren und verbessern ihre eigene IT-Sicherheit. Mit Folien, Diskussionen, gestuften Hack-Aufgaben inklusive Laufzeitanalyse und optionalem Rekursionsausbau.
Symmetrische Verschlüsselung – Caesar, Vigenère und XOR in Python
Ein didaktisch gut aufgebautes Lernsetting zur Kryptographie: Es führt von der Caesar- und Vigenère-Verschlüsselung über Häufigkeitsanalyse und ASCII-Codes zur XOR-Verschlüsselung bis hin zur Verschlüsselung von Pixelbildern. Das Material verbindet anschauliche Erklärungen mit zahlreichen praxisorientierten Aufgaben in Python (inkl. Varianten mit Tipps, Stufen und Lösungen), ver-xor-Übungen von Hand sowie Partneraufgaben und spielerischen Elementen wie gegenseitigem Nachrichtenaustausch.
Kryptografie und Kryptoanalyse – Gruppenunterricht mit Java-Applets
Zweilektionige Unterrichtseinheit, in der Zweierteams drei klassische Verschlüsselungsverfahren (Caesar, Substitution, Vigenère) praktisch anwenden und anschliessend mit Brute-Force und Häufigkeitsanalyse die Nachrichten des gegnerischen Teams knacken. Der spielerische Wettbewerb «verschlüssele gegeneinander» macht Schwächen der Verfahren selbst erlebbar, umrahmt von kurzen Lehrervorträgen.
Fleissner Schablone – Leitprogramm zur Transpositionschiffrierung
Komplettes, ausgearbeitetes Unterrichtsdossier zur Fleissner-Schablone als historisches Verschlüsselungsverfahren, inklusive Lektionsplan für die Lehrperson und einem Leitprogramm mit Einstiegsrätsel, hands-on Experimenten mit Schablonen und Lösungen. Die Lernenden chiffrieren und dechiffrieren selbst, zählen kombinatorisch mögliche Schablonen und diskutieren die Sicherheit des Verfahrens im Vergleich zu moderner Kryptographie.
Secret-Sharing – Von Caesar und Vigenère zu Shamirs Polynomverschlüsselung
Ausgearbeitete Unterrichtseinheit (ca. 4 Lektionen) zum Secret-Sharing: Nach einer Repetition von Caesar- und Vigenère werden drei sichere Methoden erarbeitet – Zufallszahladdition (One-Time-Pad), visuelle Verschlüsselung und Shamirs Secret-Sharing mit linearen bzw. quadratischen Polynomen. Die Materialien enthalten anschauliche Einstiege (Agenten-Safe, Schweizer Flagge, Genregulation), ausgearbeitete Aufgaben mit vollständigen Lösungen sowie kooperative Gruppenaufgaben zum gegenseitigen Ver- und Entschlüsseln.
Paper Computer Science: Fehlererkennung mit Paritätsbit
Ein Unplugged-Unterrichtsbeispiel zum Thema Fehlererkennung: Schüler:innen entdecken das Prinzip der Paritätsbits über einen szenischen «Zaubertrick» mit Magneten und Karten, erarbeiten es in Gruppen und diskutieren Varianten (mehrere Fehler, ungerade Parität) sowie Anwendungen bei ISBN/EAN-Prüfziffern. Enthält ein vollständiges Unterrichtssetup mit Vorgehen, Zeitplan und weiterführenden Ideen.
Wellenreiten auf der Daten-Autobahn — Einführung ins Internet
Ein Leitprogramm zur Einführung ins Internet und WWW, das ohne Computer auf Papier bearbeitet werden kann, mit Rahmenhandlung um die Figur Futura, Begriffskästen, Aufgaben und vollständigen Lösungen. Behandelt Browser, Links, HTML, URL-Aufbau, Suchmaschinen und Kataloge. Didaktisch rund aufgebaut, inhaltlich aber veraltet (Stand 2002) und auf Sek-I-/Einstiegsniveau.
Papier-Enigma & Pringles-Enigma: Die Verschlüsselungsmaschine des Zweiten Weltkriegs entschlüsseln
Ein Praxisprojekt zur Enigma-Verschlüsselungsmaschine: Schüler:innen bauen eine Papier- bzw. Pringles-Dosen-Enigma, entschlüsseln eine Reihe von Geheimtexten mit steigendem Schwierigkeitsgrad (Ringstellung, Steckerbrett, Übertrag, Spruchschlüssel) und analysieren die kryptographischen Schwächen der Maschine. Abschliessend bereiten sie eine 15-minütige Präsentation zu Theorie, Programm und Erkenntnissen vor.