3.3.3
Die Maturandinnen und Maturanden können mit verschiedenen Methoden der Informationssicherheit experimentieren (z.B. Kryptographie, Prüfziffern, Authentifizierung).
Asymmetrische Kryptografie und RSA im Unterricht
Dieses Unterrichtsmaterial vermittelt die Grundlagen der asymmetrischen Kryptografie anhand eines anschaulichen Couvert-Modells. Die Lernenden erarbeiten sich schrittweise Konzepte wie Vertraulichkeit, Authentizität, digitale Signaturen und hybride Verschlüsselung und vertiefen diese anschliessend mit einem RSA-Rechenbeispiel.
Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch und diskreter Logarithmus
Dieses Unterrichtsmaterial führt das Diskrete Logarithmusproblem sowie den Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch über praktische Experimente und mathematische Herleitungen ein. Es beleuchtet zudem reale Anwendungen in Messenger-Apps und beim sicheren Surfen via HTTPS/TLS. Das Material enthält präzise Lernziele, Aufgabenstellungen sowie theoretische Erklärungen zur modularen Arithmetik.
Caesar-Verschlüsselung mit Python
Dieses praxisorientierte Unterrichtsmaterial führt Schritt für Schritt in die Programmierung einer Caesar-Verschlüsselung mit Python ein. Dabei werden grundlegende Konzepte wie ASCII-Kodierung, Schleifen, Funktionen, Zeichenketten als Listen sowie der Modulo-Operator vermittelt und direkt an Codebeispielen angewendet.
Vigenère-Verschlüsselung in Python
Dieses praxisorientierte Programmier-Tutorial zeigt Schritt für Schritt, wie die Vigenère-Verschlüsselung und -Entschlüsselung in Python implementiert wird. Dabei werden grundlegende Programmierkonzepte wie String-Indizierung, der Modulo-Operator und ASCII-Konvertierungen angewendet.
Prüfungsvorbereitung Daten und Information
Dieses Dokument enthält eine umfassende Sammlung von Theoriefragen und Übungsaufgaben zur Prüfungsvorbereitung im Themenbereich Daten und Information. Behandelt werden unter anderem Zahlensysteme, Barcodes, Bildformate, Farbtiefen, unkomprimierte Datenmengen sowie der Unterschied zwischen Raster- und Vektorgrafiken.
Klassische und Asymmetrische Kryptologie
Dieses umfassende Unterrichtsskript für das Grundlagenfach Informatik an Schweizer Gymnasien behandelt die Grundlagen der Kryptologie. Es deckt sowohl klassische Geheimschriften und IT-Sicherheit als auch die Prinzipien der asymmetrischen Kryptographie und digitalen Signaturen ab.
Einführung in die Kryptographie: Symmetrische und asymmetrische Verschlüsselung
Der Text bietet eine umfassende und verständliche Einführung in die Grundlagen der Kryptographie. Er behandelt historische und moderne Verfahren der symmetrischen sowie asymmetrischen Verschlüsselung, erläutert grundlegende Sicherheitsanforderungen und diskutiert mathematische Konzepte wie Einwegfunktionen.
Digitale Zertifikate und Public-Key-Infrastruktur
Der Text erklärt die Funktionsweise von digitalen Zertifikaten, Validierungspfaden und der Public-Key-Infrastruktur. Dabei wird anschaulich auf die Absicherung von Netzwerkverbindungen via HTTPS, analoge Analogien und typische Sicherheitsprobleme eingegangen.
Konzept Häufigkeitsanalyse
Das Material erklärt die Methode der Häufigkeitsanalyse zur Entschlüsselung von Geheimtexten anhand sprachspezifischer Buchstabenhäufigkeiten. Es zeigt auf, wie statistische Muster wie Buchstabenhäufigkeiten, Wortanfänge und Dopplungen genutzt werden, um Texte zu entschlüsseln.
Konzept Einwegfunktion
Der Text erklärt das Konzept der Einwegfunktion in der Informatik und vergleicht es anschaulich mit Passwörtern und alltäglichen Beispielen wie Kuchenrezepten. Es wird verdeutlicht, dass die Umkehrung des zugrundeliegenden Algorithmus praktisch zu viel Rechenzeit erfordert.
Konzept Digitale Zertifikate
Der Text erklärt das Konzept digitaler Zertifikate, Public-Key-Infrastrukturen (PKI), Validierungspfade und Root-Zertifikate im Kontext der Informationssicherheit. Anhand einer analogen Alltagspoesie wird die Funktionsweise von Vertrauensmodellen und Zertifizierungsstellen anschaulich erläutert.
EAN-13-Barcodes und Kodierung
Dieses Unterrichtsmaterial führt in das Konzept der Datenkodierung am Beispiel des EAN-13-Barcodes ein. Die Lernenden erfahren, wie Rohdaten in Strichmuster übersetzt werden und wie Prüfziffern zur Fehlererkennung dienen.
Prüfungsvorbereitung Kryptografie und Python-Grundlagen
Dieses Material dient der Prüfungsvorbereitung im Bereich der klassischen Kryptografie (wie Caesar und Vigenère) und verlangt zudem das Lesen und Nachvollziehen einfacher Python-Codeausschnitte zur Zeichenverarbeitung. Es enthält theoretische Fragen zu Sicherheitsprinzipien sowie praktische Aufgaben zur manuellen Verschlüsselung.
Klassische Kryptografie
Dieses Unterrichtsmaterial führt in die Grundlagen der klassischen Kryptografie ein. Es behandelt historische Verschlüsselungsverfahren wie Scytale, Caesar und Vigenère sowie zentrale Konzepte wie den Schlüsselraum und das Kerckhoffs-Prinzip.
Konzept Symmetrische Verschlüsselung
Dieses Material erklärt das grundlegende Konzept der symmetrischen Verschlüsselung, bei der derselbe Schlüssel für die Ver- und Entschlüsselung verwendet wird. Anhand einer anschaulichen Analogie mit einer verschlossenen Kiste werden der Ablauf und die zentrale Herausforderung des Schlüsselaustauschs verdeutlicht.
Konzept Asymmetrische Verschlüsselung
Der Text erklärt das Grundprinzip der asymmetrischen Verschlüsselung anhand von Public- und Private-Keys sowie einer anschaulichen Schloss-Analogie. Er beschreibt den Ablauf des Verschlüsselns und Entschlüsselns ohne programmiertechnische Vorkenntnisse.