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Symmetrische Kryptologie und ihre Veranschaulichung
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2024
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Gesellschaft für Informatik
Zusammenfassung
Die Kryptologie, die Wissenschaft des Geheimen, gliedert sich in Kryptographie, die Wissenschaft der Geheimschriften und in Kryptoanalyse, die sich mit der Untersuchung der Sicherheit von Geheimschriften beschäftigt. Die Lehrpläne der Bundesländer enthalten eine große Vielfalt an Themen der Kryptologie. Beispielsweise sehen die Lehrpläne baden-württembergischer Gymnasien monoalphabetische Substitutionsverschlüsselungen und ihre Kryptoanalyse in Klassenstufe 7, polyalphabetische Substitutionsverschlüsselungen und Transpositionsverfahren in Klassenstufe 8 sowie symmetrische und asymmetrische Verfahren in der Sekundarstufe II vor.
Mit Verschlüsselungsverfahren, häufig kurz als Verschlüsselungen oder noch knapper als Verfahren bezeichnet, sind formal injektive Codierungen gemeint, deren Umkehrbarkeit auf Kenntnis eines Geheimnisses beruht. Dieses Geheimnis kann auch das Verfahren selbst sein. Die Umkehrung entspricht dem Entschlüsselungsverfahren. Parameter, die zur Durchführung der Ver- und Entschlüsselung benötigt werden, werden als Schlüssel bezeichnet. Das nach dem Niederländer Auguste Kerckhoffs (1835-1903) benannte Kerckhoffs’sche Prinzip besagt, dass die Sicherheit eines Verfahrens nicht auf Geheimhaltung des Verfahrens selbst beruhen darf. Dies impliziert als notwendige Bedingung, dass sichere Verfahren Schlüssel bedürfen.
In diesem Artikel werden Möglichkeiten für einen anschaulichen Unterricht zur symmetrischen Kryptologie aufgezeigt. Bei symmetrischen Verfahren sind die Schlüssel zur Entschlüsselung und Verschlüsselung gleich.