Grundlagen der Kryptographie

Artikelnummer: NWL307572023
Kategorie: Informatik
Verlag: RAABE Verlag

Zip-Datei (30 Seiten, PDF-Datei + 2 Excel-Dateien)

Sekundarstufe I
Sekundarstufe II

Informatik

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RAAbits Informatik Klassen 9–11 (in Teilen auch: 7/8)

Klassische symmetrische Verschlüsselungsverfahren - Information und Daten – Unterrichtseinheit

Anhand einfacher und historisch relevanter Chiffren betrachten Ihre Schülerinnen und Schüler mit diesen Materialien ausgehend von der klassischen Cäsar-Verschlüsselung einige mono- und polyalphabetische Verschlüsselungen. Dabei werden die Grundbegriffe der Kryptographie und die fundamentale Idee der symmetrischen Verschlüsselung erarbeitet. Neben den Verfahren selbst erhalten die Schülerinnen und Schüler auch einen spannenden Einblick in deren Sicherheit und entwickeln mögliche Angriffe, um diese Chiffren zu entziffern.

Zur Untersuchung der Sicherheit werden die Häufigkeitsanalyse von Buchstaben und Bigrammen sowie der Kasiski-Test zur Ermittlung der Schlüssellänge thematisiert.

Lernziele / Kompetenzen: Die Lernenden...

ver- und entschlüsseln mithilfe mono- und polyalphabetischer Verschlüsselungsverfahren
argumentieren, indem sie verschiedene Chiffren und deren Sicherheit begründet miteinander vergleichen
kommunizieren und kooperieren, indem sie untereinander verschlüsselte Nachrichten austauschen.

Thematische Bereiche:

Kryptographie,
Kryptoanalyse,
symmetrische Verschlüsselungsverfahren,
Cäsar-Verschlüsselung,
Häufigkeitsanalyse,
Kasiski-Test

Dauer: 5–8 Unterrichtsstunden je nach Auswahl der Materialien und Methoden

Im Unterrichtsverlauf können, je nach verfügbarer Zeit und Leistungsstärke der Klasse, die Aufgaben zur Entzifferung der verschiedenen Chiffren ausgelassen werden. So eignet sich das Material beispielsweise auch für die Klassenstufen 7/8.

Zur abschließenden Ergebnissicherung der Unterrichtseinheit kann das Material M 10 verwendet werden. Hier müssen die Schülerinnen und Schüler die wichtigsten Konzepte und Ideen noch einmal in eigenen Worten zusammenfassen. Zusätzlich können sie über den verlinkten LearningSnack individuell ihren Lernerfolg überprüfen.

Schulstufe:	Sekundarstufe I Sekundarstufe II Berufsschule
Schulfach:	Informatik

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