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Aufgabenblock — AFB II
Zehn Aufgaben zum Anwenden und Erklären: Verfahren durchrechnen, Bausteine vergleichen, Messwerte und Modelle auswerten. Aufgabe 6 mischt beide Abschnitte des Kapitels.
A1
Vigenère Schritt für Schritt
AFB IIErmittle den Geheimtext, wenn das Wort AKTOR mit dem Schlüsselwort EIS nach Vigenère verschlüsselt wird. Trage jeden Geheimtext-Buchstaben einzeln ein (A = 0 bis Z = 25).
Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
- 1. Buchstabe: A + E
- 2. Buchstabe: K + I
- 3. Buchstabe: T + S
- 4. Buchstabe: O + E (Schlüssel beginnt von vorn)
- 5. Buchstabe: R + I
E = 4, I = 8, S = 18: A+4 = E, K(10)+8 = 18 = S, T(19)+18 = 37 mod 26 = 11 = L, O(14)+4 = 18 = S, R(17)+8 = 25 = Z → ESLSZ. Das doppelte S stammt aus zwei verschiedenen Klartext-Buchstaben (K und O) — genau das stört die Häufigkeitsanalyse.
Schreibe EIS so oft unter AKTOR, bis jeder Buchstabe einen Schlüsselbuchstaben hat: EISEI.
Wird die Summe größer als 25, ziehst du 26 ab.
A2
Häufigkeitsanalyse
AFB IIUntersuche den abgefangenen Cäsar-Geheimtext und bestimme den Schlüssel k:
NIHIV WIRWSV QIPHIX WIMRI AIVXI
Rechne oder überlege selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
I kommt 9-mal vor, V und W nur je 3-mal. Also steht I für E: I(8) − E(4) = k = 4. Klartext: JEDER SENSOR MELDET SEINE WERTE.
Zähle, welcher Buchstabe am häufigsten vorkommt.
Der häufigste Buchstabe steht vermutlich für E. Wie weit ist er von E entfernt?
A3
Drei Bausteine im Vergleich
AFB IIVergleiche symmetrische Verschlüsselung, asymmetrische Verschlüsselung und Hashfunktion: Welche Eigenschaft gehört zu welchem Baustein?
Setze in jeder Zeile genau ein Kreuz. Enter setzt und löscht.
| Eigenschaft | symmetrisch | asymmetrisch | Hashfunktion |
|---|---|---|---|
| derselbe Schlüssel schließt zu und auf | |||
| Ergebnis lässt sich nicht zurückrechnen | |||
| Schlüsselpaar aus öffentlichem und privatem Schlüssel | |||
| sehr schnell, z. B. AES | |||
| löst das Problem des Schlüsselaustauschs | |||
| ein geändertes Zeichen ändert den ganzen Wert |
Echte Systeme wie HTTPS kombinieren alle drei: asymmetrisch für den Schlüsselaustausch, symmetrisch für das Tempo, Hashwerte für Signaturen.
Nur die Hashfunktion ist eine Einbahnstraße.
Welches Verfahren braucht kein gemeinsames Geheimnis vorab?