MINT üben

Moderne Verschlüsselung

Dreißig Übungen zu AES, öffentlichem und privatem Schlüssel, Hashwerten und Signaturen — rechnen, ordnen und prüfen.

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Übungsaufgaben

Dreißig Übungen in gemischter Reihenfolge — du klickst, ziehst, ordnest, rechnest und knobelst. Jede Übung gibt dir sofort eine Rückmeldung, und zu jeder Aufgabe gibt es zwei gestufte Tipps: Der erste zeigt die Richtung, der zweite den entscheidenden Schritt. Die Chips zeigen das Anforderungsniveau: AFB I heißt wiedergeben und direkt anwenden, AFB II selbst entscheiden und verknüpfen, AFB III begründen, beurteilen oder eine Falle durchschauen. Aufgaben mit dem Chip Mix verbinden Wissen aus früheren Unterkapiteln, bei Trick steckt eine Falle drin. Fährst du über ein unterstrichenes Arbeitswort, siehst du, was es genau von dir verlangt.

A1
Gut oder gefährlich?
AFB II

Werte jede Situation aus und gib mit der Ampel an, ob sie unbedenklich ist, nur mit Vorsicht geht oder gestoppt werden muss.

Gib jeder Situation eine Ampelfarbe: Klicke auf das passende Licht und prüfe dann. Mit der Tastatur: Tab zur Ampel, ↑/↓ oder 1–3 wählt die Farbe.
  • Rot: Stopp – so nicht!
  • Gelb: Nur mit Vorsicht
  • Grün: Unbedenklich
  1. Ben veröffentlicht seinen öffentlichen Schlüssel auf seiner Homepage.

  2. Anna schickt ihren privaten Schlüssel per E-Mail an eine Freundin.

  3. Eine 500-MB-Datei wird komplett mit RSA verschlüsselt.

  4. Der gemeinsame AES-Schlüssel wird im Klartext über denselben unsicheren Kanal geschickt.

  5. Vor der Installation vergleichst du den Hashwert der Datei mit dem veröffentlichten.

Der private Schlüssel und der gemeinsame AES-Schlüssel sind das Geheimnis. Öffentliche Schlüssel und Hashwerte darf man veröffentlichen.
Frage bei jedem Fall: Ist hier etwas Geheimes für andere sichtbar?
RSA allein funktioniert auch für große Dateien, aber es kostet viel Zeit — das ist nur ein Warnzeichen, kein Verbot.
A2
Rätsel zu den Bausteinen
AFB I

Löse das Kreuzworträtsel mit den vier Fachwörtern.

Klicke einen Hinweis oder ein Kästchen an und tippe das Wort — der Cursor springt von selbst weiter. ←→↑↓ wandern, Leertaste wechselt die Richtung, ⌫ löscht, Enter prüft. Umlaute als Ä, Ö, Ü eintippen.
Waagerecht
Senkrecht
Schlüssel, Hashwert, Signatur und Lauscherin gehören zu den Grundbegriffen der modernen Verschlüsselung.
Beginne mit dem waagerechten Wort: Was brauchen Anna und Ben, damit niemand mitliest?
Die senkrechten Wörter kreuzen SCHLÜSSEL bei H, S und L.
A3
Wie entsteht eine Signatur?
AFB II

Leite her, wie Ben mit einer Signatur Herkunft und Unverändertheit einer Nachricht prüft: Ordne jedem Schritt die richtige Begründung zu.

Ordne jeder Zeile der Herleitung die passende Begründung zu: Karte anklicken, dann das Feld neben der Zeile (oder Karte direkt auf das Feld ziehen). Mit der Tastatur: Tab zur Karte, Enter, dann Tab zum Feld und Enter. Ein Klick auf ein belegtes Feld legt die Karte zurück. Nicht alle Karten werden gebraucht.

Zu zeigen: Die Signatur belegt Herkunft und Unverändertheit.

  1. Anna berechnet den Hashwert H der Nachricht
  2. Sie verschlüsselt H mit ihrem privaten Schlüssel: Signatur
  3. Ben entschlüsselt die Signatur mit Annas öffentlichem Schlüssel
  4. Ben berechnet selbst den Hashwert der Nachricht und vergleicht
  5. Stimmen beide Hashwerte überein, stammt die Nachricht von Anna
Die Signatur kann nur mit Annas privatem Schlüssel entstehen und mit ihrem öffentlichen geprüft werden. Der Vergleich der Hashwerte zeigt, dass nichts verändert wurde.
Wer darf etwas mit dem privaten Schlüssel tun, und wer prüft mit dem öffentlichen?
Die beiden falschen Begründungen verwenden Bens Schlüssel — die Signatur gehört aber zu Anna.