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Während das Gebiet der Kryptographie früher vorwiegend für Mathematiker und Informatiker von theoretischem Interesse war oder für Personen, die berufsmäßig Texte zu verschlüsseln hatten, von praktischer Relevanz, so steigt in den letzten Jahren die Bedeutung der Kryptographie in dem Maße, in dem die Nutzung der elektronischen Kommunikationsmöglichkeiten zunimmt.
Das Wort »Kryptographie« stammt von den griechischen Wörtern »kryptós«, was soviel wie »verborgen« bedeutet, und vom »gráphein« ab, was »schreiben« heißt. Neben dem Begriff »Kryptographie« wird häufig noch das Wort »Kryptologie« verwendet. Nach Meinung einiger Wissenschaftler können beide Wörter synonym benutzt werden, andere sehen »Kryptologie« als Oberbegriff für »Kryptographie« und »Kryptoanalyse«. Die Kryptoanalyse beschäftigt sich mit der Sicherheit kryptographischer Verfahren mit dem Ziel, Sicherheitslücken zu erkennen bzw. Aussagen über die Sicherheit einzelner Verfahren machen zu können.
Die Geschichte der Kryptographie reicht etwa 4000 Jahre zurück. Die ersten bekannten Verschlüsselungsverfahren wurden in Ägypten genutzt. Dort ersetzte man die normalen Hieroglyphen durch unübliche Zeichen. Im Mittelalter nutzten die Machthaber zahlreiche Geheimschriften, um ihre diplomatische Post vor unbefugtem Zugriff zu schützen. Im Zweiten Weltkrieg erlebte die Kryptographie einen großen Aufschwung durch die Nutzung immer ausgeklügelterer Verschlüsselungsverfahren. Bis vor etwa einem Jahrzehnt waren Regierungen und Armeen die einzigen Nutzer der Kryptographie. Doch mit der Ausbreitung des Internet und den damit verbundenen Risiken bei der Versendung von Daten, wie etwa Abhören oder Verfälschen, hat auch die Kryptographie Einzug in das Bewusstsein der allgemeinen Bevölkerung gefunden.
Im Informatikunterricht in den Sekundarstufen ist die Kryptographie zu einem nicht mehr wegzudenkenden Thema geworden, auch wenn es in NRW noch nicht als expliziter Unterrichtsinhalt in den Lehrplänen verankert ist. Für die Schüler ist dieses Thema sehr motivierend, da sie im täglichen Leben ständig damit konfrontiert sind, egal ob sie über eine sichere Verbindung bestimmte Webseiten besuchen, ihre E-Mails verschlüsseln oder das Fernsehbild kodiert ins Haus kommt und zunächst von einem speziellen Dekoder und teilweise teurer Chipkarte zu einem brauchbaren Signal umgewandelt werden muss. Besonders reizvoll ist es für die Schüler, verschlüsselte Texte, ohne Kenntnis des Verfahrens bzw. Schlüssels zu knacken und auf diese Weise an den Klartext zu kommen.
Angepasst an den Wissensstand der Schüler in den Bereichen Mathematik, Informatik und Allgemeinbildung lassen sich für fast jede Klassenstufe angemessene Themen aus dem Bereich Kryptographie finden. Sinnvoll eingesetzt kommt hier auch die Idee des Spiralprinzips zum tragen.
Die Autoren planen, alle ein bis zwei Monate einen neuen Artikel zum Themenbereich Kryptographie zu veröffentlichen. Dabei sollen historische Aspekte genauso ihren Platz finden wie die Erläuterung unterschiedlicher Verschlüsselungsverfahren und -prinzipien und die mögliche Umsetzung dieser Themen für den Unterricht.
Im Folgenden stellen wir noch einige Begriffsdefinitionen vor:
Klartext: Ursprünglicher Text in lesbarer Form, welcher verschlüsselt werden soll.
Chiffretext: Verschlüsselter Text, welcher ohne Hilfsmittel unlesbar ist.
Verschlüsselungsverfahren: Grundlegende Methode, nach der die Verschlüsselung mit Hilfe eines Schlüssels durchgeführt wird.
Schlüssel: Die Information, die im Gegensatz zum Verschlüsselungsverfahren geheim gehalten werden sollte, um den ganzen Verschlüsselungsvorgang nicht überflüssig zu machen.
Symmetrisches Verfahren: Verfahren, bei dem zum Ver- und Entschlüsseln der gleiche Schlüssel benötigt wird.
Asymmetrisches Verfahren: Verfahren bei dem zum Ver- und Entschlüsseln verschiedene Schlüssel verwendet werden.