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Mit der Pizza durch die Zeit - die Cäsar-Chiffre

Bildungsplanbezug

Bereich: Informationsgesellschaft und Datensicherheit
Abschnitt: 3.1.4

Die Schülerinnen und Schüler können

(2) ein­fa­che Ver­schlüs­se­lungs­ver­fah­ren (zum Bei­spiel Cä­sar‑, Mo­no­al­pha­be­ti­sche Ver­schlüs­se­lung etc.) be­schrei­ben, durch­füh­ren und hin­sicht­lich ih­rer Si­cher­heit be­wer­ten

(3) Angriffe (zum Beispiel Brute Force, Häufigkeitsanalyse) auf einfache Verschlüsselungen
beschreiben, an geeigneten Fällen durchführen und vergleichen

Bereich: Mathematische Grundlagen der Kryptologie
Abschnitt: 3.3.2.1 (3)

Die Schülerinnen und Schüler können das Cä­sar-Ver­fah­ren mit­hil­fe von Be­grif­fen aus der Mo­du­lo-Rech­nung be­schrei­ben (mo­du­la­re Ad­di­ti­on) und ex­em­pla­risch durch­füh­ren

Seitenübersicht

(1) Alles verschoben (Link)
Lernziel: Verschlüsselungsmethoden

Relevanz von Verschlüsselungsmethoden zur Übermittlung geheimer Nachrichten

Diskussion möglicher sicherer Übermittlungsmethoden und wichtiger Eigenschaften solcher Methoden in SLG oder PA

(2) Ein neues Verfahren (Link)
Lernziel: Entschlüsseln (Cäsar)

Erarbeitung der grundlegenden Funktionsweise der Cäsar-Chiffre (Entschlüsseln durch Verschieben)

(3) Eine Nachricht an Marcus (Link)
Lernziel: Verschlüsseln (Cäsar), Schlüssel

Einüben der Verschlüsselung eines Texts wahlweise mithilfe der Cäsar-Scheibe.
Notwendigkeit der geheimen Übermittlung des Schlüssels

Verschlüsselung mithilfe einer (gebastelten) Cäsar-Scheibe (Vorlage von inf-schule.de)

Bearbeitung weiterer Aufgaben (z.B. Arbeitsblatt von inf-schule.de)

(4) Eine kryptische Nachricht (Link)
Lernziel: Entziffern (Cäsar)

Verschiedene Möglichkeiten, einen Text ohne vorhandenen Schlüssel zu entziffern.
Optional kann hier das Entschlüsseln noch einmal geübt werden.
Alternativ wird das Entziffern durch Ausprobieren oder mittels Häufigkeitsanalyse thematisiert.

Diskussion der allgemeinen Sicherheit der Cäsar-Chiffre auf Grundlage der Möglichkeiten zur Entzifferung.
Mögliche Fragestellung: “Ist die Cäsar-Chiffre heute zur sicheren Übermittlung von geheimen Informationen geeignet?”

Bearbeitung eines Arbeitsblatts zur Häufigkeitsanalyse deutscher und englischer Texte von swissedu.ch (Arbeitsblatt, Lösung)

(5) Zurück nach Hause (Link)
Lernziel: Entschlüsseln (Cäsar)

Entziffern eines Geheimtextes, wenn ein Teil des Texts als Klartext bekannt ist (Wiederholung Entschlüsseln).

(6) Zusammenfassung (Link)
Lernziel: Wiederholung

Eine Zusammenfassung der wichtigsten Inhalte des Kurses

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