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Informatik

Symmetrisch verschlüsseln

Beim symmetrischen Verschlüsseln nutzen Sender und Empfänger denselben geheimen Schlüssel.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 9
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich erkläre, was Verschlüsseln und Entschlüsseln ist.
  • Ich verschlüssele einen Text mit dem Caesar-Verfahren.
  • Ich erkläre, was symmetrisch bedeutet.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Verschlüsseln durch Ersetzen

Verschlüsseln heißt: Einen lesbaren Text (Klartext) in einen unlesbaren Text (Geheimtext) umwandeln. Entschlüsseln macht es rückgängig. Dazu braucht man ein Verfahren und einen Schlüssel.

Ein altes Beispiel ist das Caesar-Verfahren. Jeder Buchstabe wird im Alphabet um eine feste Zahl weiter verschoben, also in Richtung Z. Die Zahl ist der Schlüssel. Bei Schlüssel 3 wird aus A ein D, aus B ein E und aus Z ein C.

Aus HALLO wird mit Schlüssel 3 das Wort KDOOR. Zum Entschlüsseln schiebt man um 3 Buchstaben zurück.

Beide Seiten nutzen denselben Schlüssel. Das ist symmetrische Verschlüsselung. Wer den Schlüssel kennt, kann ver- und entschlüsseln.

Moderne Verfahren arbeiten nach dem gleichen Prinzip, aber mit sehr langen Schlüsseln und viel komplizierteren Rechnungen. Das Caesar-Verfahren ist zu einfach und nicht sicher. Es dient hier zum Verstehen.

Caesar mit Schlüssel 3.
KlartextHALLO
Verschoben um 3KDOOR

SCHULE mit Schlüssel 4 verschlüsseln

  1. Jeder Buchstabe rückt 4 Stellen weiter.
  2. S → W, C → G, H → L.
  3. U → Y, L → P, E → I.
  4. Der Geheimtext heißt WGLYPI.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Klartext → Geheimtext.

Gleicher Schlüssel hin und zurück.

Caesar: Buchstaben verschieben.

Ein Beispiel

Beispiel

Du und eine Freundin haben denselben Schlüssel für ein Fahrradschloss. Mit dem Schlüssel schließt ihr ab und wieder auf. So funktioniert symmetrische Verschlüsselung.

Schritt für Schritt

Wir entschlüsseln KDOOR

  1. Der Schlüssel ist 3.
  2. Wir schieben jeden Buchstaben 3 Stellen zurück.
  3. K → H, D → A, O → L, O → L, R → O.
  4. Der Klartext heißt HALLO.

Mit einem Bild erklärt

GeheimtextKDOOR
Zurück um 3HALLO

Zur Grundlage zurück

Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Was ist der Schlüssel beim Caesar-Verfahren?
Zeig mir den ersten Schritt

Was müssen Sender und Empfänger gleich einstellen?

Lösung ansehen

Lösung: Die Zahl der Stellen, um die verschoben wird

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Aus A wird mit einem Schlüssel F. Wie groß ist der Schlüssel?

Zeig mir den ersten Schritt

Zähle von A bis F: B, C, D, E, F.

Lösung ansehen

Lösung: 5

A → B → C → D → E → F sind 5 Schritte.

Tipp: Schreibe das Alphabet in einer Zeile auf. Zähle für jeden Buchstaben so viele Schritte weiter, wie der Schlüssel angibt. Am Ende geht es bei A weiter.

Merksatz: Symmetrisch verschlüsseln: Ein Schlüssel für Verschlüsseln und Entschlüsseln. Caesar: Alle Buchstaben um dieselbe Zahl verschieben.

Typischer Fehler: Beim Entschlüsseln schiebt man manchmal in dieselbe Richtung wie beim Verschlüsseln. Man muss zurückschieben.

Prüfen

Mini-Quiz

5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Wie heißt der Geheimtext von HALLO bei Schlüssel 3?
Lösung ansehen

Lösung: KDOOR

Frage 2 Bei symmetrischer Verschlüsselung nutzen Sender und Empfänger denselben Schlüssel.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Frage 3 Der Geheimtext heißt WGLYPI, der Schlüssel ist 4. Wie lautet der Klartext?
Lösung ansehen

Lösung: SCHULE

Frage 4 Bei Schlüssel 3 wird Z zu C. Welche Nummer hat C im Alphabet? A hat die Nummer 1.

Zeig mir den ersten Schritt

Zähle A, B, C.

Lösung ansehen

Lösung: 3

C ist der dritte Buchstabe, also Nummer 3.

Frage 5 Das Caesar-Verfahren gilt heute als sicher.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Geschafft

Verschlüsseln macht aus Klartext einen Geheimtext, Entschlüsseln macht es rückgängig. Bei symmetrischen Verfahren nutzen beide denselben Schlüssel.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

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