Benutzer:Techlogia Lab/Geheimschriften und Verschlüsselung

Diese Seite führt spielerisch in die Verschlüsselung ein: mit der Caesar-Verschlüsselung und ROT13. Schülerinnen und Schüler verschlüsseln und entschlüsseln Nachrichten und verstehen, warum Verschlüsselung Daten schützt. Geeignet ab Sekundarstufe I, für IT-AGs und als motivierender Einstieg in die Kryptografie.

Lernziele

Nach dieser Einheit kannst du …

• eine Nachricht mit der Caesar-Verschlüsselung ver- und entschlüsseln,
• ROT13 anwenden und erklären, warum es sein eigener Gegen-Schlüssel ist,
• erklären, was ein Schlüssel ist und warum Verschlüsselung wichtig ist,
• den Bogen von der Geheimschrift zur modernen Verschlüsselung (HTTPS) schlagen.

Was ist Verschlüsselung?

Beim Verschlüsseln wird ein lesbarer Text (Klartext) nach einer festen Regel in einen unleserlichen Text (Geheimtext) umgewandelt. Nur wer den Schlüssel kennt, kann ihn wieder entschlüsseln. So bleiben Nachrichten geheim, selbst wenn sie jemand abfängt.

Die Caesar-Verschlüsselung

Bei der nach Julius Caesar benannten Methode wird jeder Buchstabe um eine feste Anzahl Stellen im Alphabet verschoben. Der Schlüssel ist diese Verschiebung.

Beispiel mit Verschiebung 3 (A wird zu D):

Klartext	Geheimtext
A B C D E ...	D E F G H ...
HALLO	KDOOR

Zum Entschlüsseln verschiebt man um dieselbe Zahl zurück.

ROT13

ROT13 ist eine Caesar-Verschlüsselung mit der festen Verschiebung 13. Eine Besonderheit: Weil das Alphabet 26 Buchstaben hat, führt zweimaliges Anwenden wieder zum Ausgangstext – Ver- und Entschlüsseln sind also dieselbe Operation.

Beispiel: HALLO wird zu UNYYB.

Von der Geheimschrift zur modernen Verschlüsselung

Caesar und ROT13 sind leicht zu knacken – es gibt nur wenige mögliche Schlüssel. Moderne Verfahren (z. B. bei HTTPS) nutzen sehr große, mathematisch erzeugte Schlüssel, die sich praktisch nicht durchprobieren lassen. Das Grundprinzip bleibt aber dasselbe: Klartext + Schlüssel ergibt Geheimtext.

Übungen

1. Verschlüssle deinen Vornamen mit Caesar (Verschiebung 3).
2. Entschlüssle den Geheimtext KDOOR (Verschiebung 3).
3. Wende ROT13 auf das Wort SCHULE an.
4. Wende ROT13 noch einmal auf dein Ergebnis aus Aufgabe 3 an. Was fällt dir auf?
5. Erkläre in zwei Sätzen, warum moderne Verschlüsselung sicherer ist als Caesar.

Praktisch üben (Browser-VM)

Die Aufgaben lassen sich im Lab durchführen und automatisch prüfen lassen:

• techlogia.de/lab – Modul Geheimschriften & Verschlüsselung (ca. 30 Minuten)

Hinweise für Lehrkräfte

• Niedrigschwelliger, motivierender Einstieg in Kryptografie und Informatik.
• Lässt sich fächerverbindend mit Mathematik (modulares Rechnen) verknüpfen.
• Als Erweiterung: Häufigkeitsanalyse besprechen, um zu zeigen, wie Caesar geknackt wird.

Quelle

Die Übungen orientieren sich am frei lizenzierten Modul „Geheimschriften & Verschlüsselung" von techlogia (CC BY 4.0).