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Informatik

Verfahren auf Sicherheit prüfen

Ein Verfahren ist sicher, wenn man es nur mit sehr vielen Versuchen knacken könnte und der Schlüssel geheim bleibt.

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

Das lernst du heute

  • Ich nenne Kriterien für die Sicherheit eines Verfahrens.
  • Ich berechne die Zahl möglicher Schlüssel.
  • Ich beurteile Verfahren und gebe Sicherheitshinweise.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Verschlüsselungen vergleichen und beurteilen, Public Key: öffentlicher und privater Schlüssel

Wie sicher ist ein Verschlüsselungsverfahren? Dazu gibt es Kriterien.

Erstens: die Zahl der möglichen Schlüssel. Beim Caesar-Verfahren gibt es nur 25 sinnvolle Schlüssel. Man kann alle ausprobieren. Hat ein Schlüsselwort 3 Buchstaben, gibt es 26 · 26 · 26 = 17 576 Möglichkeiten. Bei 4 Buchstaben sind es 456 976. Jeder weitere Buchstabe multipliziert die Zahl mit 26. Moderne Verfahren haben so viele Schlüssel, dass kein Computer sie alle ausprobieren kann.

Zweitens: Muster im Geheimtext. Beim Caesar-Verfahren wird aus einem Buchstaben immer derselbe Geheimbuchstabe. Der häufigste Buchstabe im Klartext bleibt der häufigste im Geheimtext. Das verrät viel. Gute Verfahren verstecken solche Muster.

Drittens: Der Schlüssel bleibt geheim. Das Verfahren selbst darf bekannt sein. Seine Sicherheit hängt nur vom Schlüssel ab.

Viertens: der Mensch. Sichere Verfahren nützen nichts, wenn das Passwort schwach ist. Nutze lange Passwörter und Zwei-Faktor-Anmeldung. Gib Passwörter und private Schlüssel nie weiter. Mache Sicherungskopien.

Verfahren im Vergleich.
VerfahrenMögliche SchlüsselBeurteilung
Caesar25unsicher: alle probieren
Schlüsselwort aus 3 Buchstaben17 576besser, aber unsicher
Schlüsselwort aus 4 Buchstaben456 976mehr Schutz, nicht genug
Modernes Verfahrenextrem vielesicher bei geheimem Schlüssel

Die Zahl der Schlüssel berechnen

  1. Das Schlüsselwort besteht aus 2 Buchstaben.
  2. Für jeden Buchstaben gibt es 26 Möglichkeiten.
  3. 26 · 26 = 676 Schlüssel.
  4. Mit jedem zusätzlichen Buchstaben wird die Zahl mit 26 multipliziert.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Viele Schlüssel.

Keine Muster.

Geheimer Schlüssel.

Ein Beispiel

Beispiel

Ein Zahlenschloss mit 2 Stellen hat 100 Möglichkeiten. Die sind schnell durchprobiert. Bei 8 Stellen sind es 100 Millionen. Mehr mögliche Schlüssel heißt mehr Schutz.

Schritt für Schritt

Wir beurteilen ein Verfahren

  1. Wir zählen die möglichen Schlüssel.
  2. Wir prüfen, ob der Geheimtext Muster zeigt.
  3. Wir prüfen, ob der Schlüssel geheim bleibt.
  4. Wir fassen zusammen: sicher oder nicht.

Mit einem Bild erklärt

KriteriumCaesarModernes Verfahren
Zahl der Schlüssel25extrem viele
Muster im Geheimtextjanein
Fazitunsichersicher bei geheimem Schlüssel

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

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

Warum ist das Caesar-Verfahren unsicher?
Zeig mir den ersten Schritt

Wie viele Schlüssel muss man ausprobieren?

Lösung ansehen

Lösung: Es gibt nur wenige mögliche Schlüssel.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Ein Schlüsselwort besteht aus 2 Buchstaben. Wie viele mögliche Schlüsselwörter gibt es? Für jeden Buchstaben gibt es 26 Möglichkeiten.

Zeig mir den ersten Schritt

Rechne 26 · 26.

Lösung ansehen

Lösung: 676

26 · 26 = 676.

Tipp: Frage dich bei jedem Verfahren: Wie viele Schlüssel gibt es? Verrät der Geheimtext ein Muster? Bleibt der Schlüssel geheim?

Merksatz: Sicherheit eines Verfahrens: viele mögliche Schlüssel, keine Muster im Geheimtext, geheimer Schlüssel. Dazu gehören sichere Passwörter und Zwei-Faktor-Anmeldung.

Typischer Fehler: Viele denken, ein geheimes Verfahren sei sicherer. Gute Verfahren sind bekannt. Geheim bleibt nur der Schlüssel.

Prüfen

Mini-Quiz

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

Frage 1 Ein Schlüsselwort besteht aus 3 Buchstaben. Wie viele Möglichkeiten gibt es? Für jeden Buchstaben gibt es 26.

Zeig mir den ersten Schritt

26 · 26 · 26.

Lösung ansehen

Lösung: 17576

26 · 26 = 676 und 676 · 26 = 17 576.

Frage 2 Was muss bei einem guten Verfahren geheim bleiben?
Lösung ansehen

Lösung: Nur der Schlüssel

Frage 3 Ein starkes Verfahren schützt auch, wenn das Passwort 1234 lautet.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 4 Welche Maßnahme erhöht die Sicherheit beim Anmelden?
Lösung ansehen

Lösung: Zwei-Faktor-Anmeldung

Frage 5 Die Sicherheit eines Verfahrens hängt von der Geheimhaltung des Schlüssels ab.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Geschafft

Verfahren beurteilt man nach Schlüsselzahl, Mustern im Geheimtext und Geheimhaltung des Schlüssels. Auch Menschen müssen sicher handeln.

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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