Lehrkraft und Fachleiter. Material mit Lösungen, Erwartungshorizont und belegter Befundlage.
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Fünf Einheiten · 60 Seiten farbig und schwarzweiß · dreifach differenziert · mit Lösungen und Bewertungsraster
Vom Cäsar-Schlüssel zum Zertifikat im Browser — mit Zahlen, die man von Hand nachrechnen kann.
In jeder der fünf Einheiten steht eine Seite, auf der steht, was zu diesem Thema belegt ist, was uneinheitlich beurteilt wird und was verbreitet behauptet, aber nicht belegt ist. Diese Seite ist der Grund, warum das Material anders ist als andere.
Einheit 1: Cäsar und Vigenère — Zwei klassische Verfahren — und zwei Wege, sie zu brechen. (12 Seiten)
Einheit 2: Symmetrische Verschlüsselung — Ein Schlüssel für beide Seiten — und genau darin liegt das Problem. (12 Seiten)
Einheit 3: Asymmetrische Verschlüsselung und RSA — Zwei Schlüssel, eine Einbahnstraße — mit Zahlen, die auf ein Blatt passen. (12 Seiten)
Einheit 4: Hashfunktionen und Signaturen — Aus jeder Datei dieselbe kurze Zahl — und kein Weg zurück. (12 Seiten)
Einheit 5: Sicher im Netz — Zertifikate, Angriffe und die Frage, wem der Browser eigentlich vertraut. (12 Seiten)
die Cäsar-Verschlüsselung anwenden und brechen
das Prinzip symmetrischer Verfahren beschreiben
das Prinzip öffentlicher und privater Schlüssel beschreiben
Eigenschaften kryptografischer Hashfunktionen benennen
den Ablauf eines TLS-Verbindungsaufbaus in Grundzügen beschreiben
Erste Stufe: mit vorgegebenem Beispiel oder ausgefülltem Schema
Zweite Stufe: mit leerem Schema, ohne Beispiel
Dritte Stufe: ohne Vorgabe, mit einer zusätzlichen Anforderung
Informatik Einführungsphase · dreifach differenziert · mit Lösungen und Bewertungsraster · 12 Seiten farbig und schwarzweißEin Hash ist keine Verschlüsselung. Es gibt kein Entschlüsseln, weil es nichts zu entschlüsseln gibt.Dieses Heft sagt außerdem, was zu diesem Thema nicht belegt ist. Die verbreitete Empfehlung, Passwörter alle 90 Tage zu wechseln, ist nicht belegt und wurde vom NIST 2017 ausdrücklich zurückgenommen. Erzwungene Wechsel führen zu vorhersagbaren Mustern. Belegt wirksam sind Länge, Einzigartigkeit und Zwei-Faktor-Authentisierung.Das ist drinDeckblatt und Überblick mit einem möglichen Ablauf für eine Doppelstunde (Seite 1 und 2)Fachlicher Kern für die Lehrkraft: Signieren und Prüfen und Passwörter richtig speichern (Seite 3 und 4)Befundseite: belegt, uneinheitlich, nicht belegt — die ehrliche Einordnung (Seite 5)Drei Arbeitsblätter mit fünf Aufgaben von AFB I bis AFB III (Seite 6 bis 8)Vier Hilfekarten zum Ausschneiden und ein Selbstcheck ohne Auswertung (Seite 9)Lösungen als Erwartungshorizont, dazu ein Bewertungsraster für die Beurteilungsaufgabe (Seite 10 und 11)Quellenseite mit Stand September 2026 (Seite 12)Was die Klasse danach kannEigenschaften kryptografischer Hashfunktionen benennendie sichere Speicherung von Passwörtern beschreibendas Prinzip der digitalen Signatur erklärenDie drei NiveaustufenErste Stufe: Ablaufschema der Anmeldung als LückentextZweite Stufe: Ablaufschema als Kästchenreihe ohne TextDritte Stufe: frei, zusätzlich Rolle des Salt erklären
Klassenstufen: EF (10./11. Jhg.), Q1 (11./12. Jhg.)
Informatik Einführungsphase · dreifach differenziert · mit Lösungen und Bewertungsraster · 12 Seiten farbig und schwarzweißIm Browser stecken mehr als hundert Wurzelzertifikate, je nach Hersteller unterschiedlich viele. Hinter jedem steht eine Stelle, die ein Zertifikat für deine Bank ausstellen könnte.Dieses Heft sagt außerdem, was zu diesem Thema nicht belegt ist. Die Aussage „HTTPS schützt vor Phishing“ ist falsch. Zertifikate für frei gewählte Domainnamen sind kostenlos zu bekommen; ein Großteil der Phishing-Seiten nutzt HTTPS. Der Schutz liegt im Prüfen des Namens, nicht im Schloss.Das ist drinDeckblatt und Überblick mit einem möglichen Ablauf für eine Doppelstunde (Seite 1 und 2)Fachlicher Kern für die Lehrkraft: Der Handshake in fünf Schritten und Angriffe und was dagegen hilft (Seite 3 und 4)Befundseite: belegt, uneinheitlich, nicht belegt — die ehrliche Einordnung (Seite 5)Drei Arbeitsblätter mit fünf Aufgaben von AFB I bis AFB III (Seite 6 bis 8)Vier Hilfekarten zum Ausschneiden und ein Selbstcheck ohne Auswertung (Seite 9)Lösungen als Erwartungshorizont, dazu ein Bewertungsraster für die Beurteilungsaufgabe (Seite 10 und 11)Quellenseite mit Stand September 2026 (Seite 12)Was die Klasse danach kannden Ablauf eines TLS-Verbindungsaufbaus in Grundzügen beschreibendie Rolle von Zertifikaten und Zertifizierungsstellen erklärentypische Angriffe erkennen und passende Schutzmaßnahmen zuordnenDie drei NiveaustufenErste Stufe: Handshake als Schritte zum SortierenZweite Stufe: Handshake als leere SchrittketteDritte Stufe: frei, zusätzlich Rolle des Zwischenzertifikats
Klassenstufen: EF (10./11. Jhg.), Q1 (11./12. Jhg.)
Informatik Einführungsphase · dreifach differenziert · mit Lösungen und Bewertungsraster · 12 Seiten farbig und schwarzweißBei 30 Personen, die paarweise vertraulich reden wollen, braucht es 435 Schlüssel. Bei 1000 Personen fast eine halbe Million.Dieses Heft sagt außerdem, was zu diesem Thema nicht belegt ist. „Längere Schlüssel sind immer sicherer“ greift zu kurz. Ab einer bestimmten Länge ist nicht mehr der Schlüssel die Schwachstelle, sondern die Umsetzung: schlechte Zufallszahlen, wiederverwendete Initialisierungsvektoren, unsichere Passwortableitung.Das ist drinDeckblatt und Überblick mit einem möglichen Ablauf für eine Doppelstunde (Seite 1 und 2)Fachlicher Kern für die Lehrkraft: Die Operation, die sich aufhebt und Wie viele Schlüssel für n Leute? (Seite 3 und 4)Befundseite: belegt, uneinheitlich, nicht belegt — die ehrliche Einordnung (Seite 5)Drei Arbeitsblätter mit fünf Aufgaben von AFB I bis AFB III (Seite 6 bis 8)Vier Hilfekarten zum Ausschneiden und ein Selbstcheck ohne Auswertung (Seite 9)Lösungen als Erwartungshorizont, dazu ein Bewertungsraster für die Beurteilungsaufgabe (Seite 10 und 11)Quellenseite mit Stand September 2026 (Seite 12)Was die Klasse danach kanndas Prinzip symmetrischer Verfahren beschreibendie Zahl nötiger Schlüssel für n Teilnehmer berechnendas Schlüsselaustauschproblem benennenDie drei NiveaustufenErste Stufe: XOR-Tabelle liegt bei, Formel vorgegebenZweite Stufe: XOR-Tabelle liegt bei, Formel selbst aufstellenDritte Stufe: ohne Hilfen, zusätzlich Wachstum als Funktion beschreiben
Klassenstufen: EF (10./11. Jhg.), Q1 (11./12. Jhg.)
Informatik Einführungsphase · dreifach differenziert · mit Lösungen und Bewertungsraster · 12 Seiten farbig und schwarzweißDie Cäsar-Verschlüsselung hat 25 mögliche Schlüssel. Von Hand durchprobiert sind das geschätzt zehn Minuten Arbeit.Dieses Heft sagt außerdem, was zu diesem Thema nicht belegt ist. Vigenère galt jahrhundertelang als unbrechbar. Belegt gebrochen wurde es spätestens 1863 durch Kasiski. Das ist die eigentliche Lehre: Ein Verfahren gilt so lange als sicher, bis jemand einen Angriff findet — nicht, weil niemand einen kennt.Das ist drinDeckblatt und Überblick mit einem möglichen Ablauf für eine Doppelstunde (Seite 1 und 2)Fachlicher Kern für die Lehrkraft: Verschieben um k Stellen und Vigenère: ein Schlüssel je Stelle (Seite 3 und 4)Befundseite: belegt, uneinheitlich, nicht belegt — die ehrliche Einordnung (Seite 5)Drei Arbeitsblätter mit fünf Aufgaben von AFB I bis AFB III (Seite 6 bis 8)Vier Hilfekarten zum Ausschneiden und ein Selbstcheck ohne Auswertung (Seite 9)Lösungen als Erwartungshorizont, dazu ein Bewertungsraster für die Beurteilungsaufgabe (Seite 10 und 11)Quellenseite mit Stand September 2026 (Seite 12)Was die Klasse danach kanndie Cäsar-Verschlüsselung anwenden und brechendie Vigenère-Verschlüsselung als Verallgemeinerung beschreibendie Häufigkeitsanalyse als Angriff erklärenDie drei NiveaustufenErste Stufe: Buchstabenscheibe mit Alphabet liegt beiZweite Stufe: Alphabet mit Nummerierung liegt beiDritte Stufe: ohne Hilfsmittel, zusätzlich Schlüssellänge schätzenFormat und DruckFormat: PDF im A4-Hochformat, jede Datei einmal farbig und einmal in Schwarzweiß, damit der Ausdruck im Schulkopierer nichts kostet. Schriften sind eingebettet, alle Grafiken sind selbst gezeichnet und uneingeschränkt kommerziell nutzbar. Das Material ist nicht veränderbar.EinordnungThemenfeld E.5 · KryptologieBezugsrahmen ist das Kerncurriculum für die gymnasiale Oberstufe Informatik in Hessen; der fachliche Teil ist bundesweit einsetzbar. Stand September 2026. Dieses Material ist eine Arbeitshilfe für den Unterricht und ersetzt weder das Kerncurriculum noch eine Rechtsberatung.
Klassenstufen: EF (10./11. Jhg.), Q1 (11./12. Jhg.)
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