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Gesellschaftlich besitzt die sichere Übertragung von Daten einen immer höheren Stellenwert. So wollen Personen ihre Privatssphäre, Firmen ihre Betriebsgeheimnisse und Händler sowie Banken finanzielle Transaktionen schützen. Die Motivation für dieses Thema kann beispielsweise bereits aus der Frage abgeleitet werden, welche Informationen ein Content - Provider aus der Anforderung von Daten seines Angebots entnehmen kann. Der zunehmende Einsatz von Computern im Gesundheitswesen, die wachsenden Möglichkeiten des E - Commerce, die Kamera - Überwachung öffentlicher Plätze sowie die zunehmende Nutzung des Internets durch Behörden (Fahrzeuganmeldung u.ä.) lassen sich ebenso zum Einstieg in die Problematik nutzen. Pädagogische Zielstellungen sollten sein:
- Erkennen der Notwendigkeit zur Nutzung der Kryptographie
- Kennenlernen einfacher zugrunde liegender Algorithmen
- Erkennen der Unzulänglichkeit solcher einfacher Verfahren (Ansätze der Kryptoanalyse)
- Wissen um die Existenz (gegenwärtig) sicherer Verfahren
- Fähigkeit zur Nutzung von Standardverfahren (z.B. bei eMail - Programmen).
In Klasse 7 lassen sich die spielerischen Instinkte der Schüler zum Ver- oder Entschlüsseln mit einfachen Methoden (Lochmaske, Buchseitencode, Cäsar) nutzen. Ein komplizierteres Verfahren (Polyalphabetische Codierung) wird kurz vorgestellt. Dann sollte auf aktuelle Software zur Verschlüsselung von eMail (im Browser integriert) und das Problem der Weitergabe des Schlüssels eingegangen werden.
Einfache Algorithmen bis hin zu einem vereinfachten RSA-Algorithmus (buchstabenweise Ver- und Entschlüsselung in Zahlenketten) können im Rahmen des Problemlösens mit einer imperativen Programmiersprache, gegenwärtig in Klasse 11, behandelt und umgesetzt werden. Bei einer buchstabenweisen Verschlüsselung passt das Thema in die Stoffeinheit zyklische Strukturen.
Die Vorstellung der mathematischen Prinzipien der asymmetrischen Verschlüsselung können nach dem derzeitigen Lehrplan in Klasse 12 behandelt werden (Gesellschaftliche Probleme der Informatik). Hier können aber auch steganografische Verfahren Erwähnung finden und demonstriert werden.
Bei einem erweiterten Informatik - Unterricht (Klasse 7 bis 10) könnten entsprechende Algorithmen in Klasse 9 und 10 (imperative Programmierung) behandelt werden. Die mathematischen, gesellschaftlichen, historischen und informatischen Aspekte der Kryptologie könnten aber auch Gegenstand eines fachübergreifenden Wahlgrundkurses in der Sekundarstufe II sein.
Durch die Vielfalt der verwendeten Algorithmen bieten sich Möglichkeiten zur Differenzierung in allen Klassenstufen. Eigene Erfahrungen der Schüler lassen sich ebenso nutzen wie vorbereitete Materialien zur modernen Steganographie, die von den Schülern selbständig erforscht werden können. Durch das Ausführen bestimmter Algorithmen von Hand lässt sich sowohl der Algorithmusbegriff festigen als auch die Komplexität bestimmter Verfahren erfassen. Praxisbezüge bieten sich zu Hauf, angefangen bei Geheimschriften in der Kindheit über geschichtliche Beispiele bis hin zu heutigen Tendenzen, die Datenspuren jedes Verbrauchers für kommerzielle Zwecke zu nutzen. Hier bieten sich auch fachübergreifende Diskussionspunkte aus dem Bereich Mensch und Gesellschaft an, was in der Informatik bisher eher selten genutzt wird.
An dieser Stelle möchte ich auch auf die von mir geführte Linkliste zu gesellschaftlichen, hisorischen und theoretischen Aspekten der Informatik verweisen, die regelmäßig aktualisiert wird.