MINT lernen

Übung AFB I

Verschlüsselung, Passwörter, Automatisierung, KI und IoT: zehn Grundlagen-Aufgaben, mit denen du in der Klassenarbeit sichere Punkte holst.

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Aufgabenblock — AFB I

Zehn Standardaufgaben zum Wiedergeben: Begriffe kennen, zuordnen, Verfahren von Hand anwenden. Das sind die sicheren Punkte in jeder Arbeit — wer Schlüssel, Sensoren und Modelle sicher unterscheidet, hat den Grundstock.

A1
Die drei Schutzziele
AFB I

Nenne die drei Schutzziele, die Kryptographie in der Praxis gleichzeitig erfüllen soll.

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Lesen (Vertraulichkeit), Verändern (Integrität), Absender (Authentizität). Anonymität gehört nicht dazu: Metadaten bleiben trotz Verschlüsselung sichtbar.
Es sind genau drei Ziele.
Frage: Wer darf lesen? Kommt es unverändert an? Stammt es wirklich vom Absender?
A2
Fachbegriffe der Kryptographie
AFB I

Ordne jedem Fachbegriff die passende Beschreibung zu.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Das Verfahren darf bekannt sein — geheim bleibt nur der Schlüssel.
Fang mit dem Begriff an, den du am sichersten kennst.
„Raum“ steht für eine Menge von Möglichkeiten.
A3
Cäsar von Hand
AFB I

Wende die Cäsar-Verschlüsselung mit dem Schlüssel k = 7 auf das Wort ROBOTER an. Rechne mit A = 0 bis Z = 25.

Rechne oder überlege selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
R(17)+7 = 24 → Y, O(14)+7 = 21 → V, B(1)+7 = 8 → I, T(19)+7 = 26 mod 26 = 0 → A, E(4)+7 = 11 → L. Ergebnis: YVIVALY.
Verschlüsseln: (alt + k) mod 26.
Bei T wird es 26 — nach Z geht es bei A weiter.
A4
Merken, entscheiden, handeln
AFB I

Erstelle eine Übersicht: Sortiere die Bauteile automatisierter Geräte in die drei Spalten.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Sensor
2Steuergerät
3Aktor
Sensor merkt, Steuergerät entscheidet, Aktor handelt.
Frage: Nimmt das Bauteil etwas wahr oder bewirkt es etwas?
Was rechnet und entscheidet, ist ein Steuergerät — auch ein Mikrocontroller.
A5
Steuerung oder Regelung?
AFB I

Bestimme für jedes Beispiel, ob eine Steuerung oder eine Regelung vorliegt.

Setze in jeder Zeile genau ein Kreuz. Enter setzt und löscht.
BeispielSteuerungRegelung
Zeitschaltuhr schaltet die Weihnachtsbeleuchtung um 17 Uhr ein
Kühlschrank misst innen 7 °C und lässt den Kompressor laufen, bis 5 °C erreicht sind
Rasensprenger läuft jeden Morgen 20 Minuten, auch bei Regen
Tempomat hält das Auto bergauf und bergab auf 100 km/h
Ampel schaltet nach festem Zeitplan
Regelung = Rückkopplung: Das Ergebnis wird erneut gemessen und korrigiert.
Suche nach einem Sensor, der das Ergebnis misst.
Wird das Ergebnis nicht überprüft, ist es eine Steuerung.
A6
Wie eine KI lernt
AFB I

Beschreibe überwachtes Lernen, indem du die Fachbegriffe einsetzt.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Ein Programm bekommt viele Beispiele als . Von jedem Beispiel sind gemessene bekannt, etwa Tempo und Energie eines Songs, dazu die richtige Antwort, das . Beim Lernen entsteht ein . Für einen neuen Song liefert es eine — eine Schätzung, keine Sicherheit.

„Garantie“ bleibt übrig: Eine Vorhersage ist immer nur eine Schätzung.
Die Sätze folgen dem Ablauf vom Beispiel zur Vorhersage.
Label = die richtige Antwort, die zum Beispiel dazugeschrieben ist.
A7
Die Reise eines Messwerts
AFB I

Stelle den Weg eines Messwerts von einem smarten Wassermelder bis zur Warnung auf dem Handy in der richtigen Reihenfolge dar.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Der Sensor misst Wasser am Boden.
2Der Mikrocontroller bereitet den Messwert auf.
3Das Funkmodul sendet ihn per WLAN.
4Das Gateway (Router) reicht ihn ins Internet weiter.
5Die Cloud des Herstellers wertet ihn aus.
6Die App zeigt die Warnung an.
Auch wenn Handy und Melder im selben Haus liegen: Der Messwert läuft über die Cloud.
Am Anfang steht die Eingabe, am Ende die Anzeige.
Das Gateway liegt zwischen Haus und Internet.
A8
Wie viele Passwörter?
AFB I

Berechne, wie viele verschiedene Passwörter aus genau 5 Kleinbuchstaben (a–z, ohne Umlaute) es gibt.

Rechne oder überlege selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Passwörter
N = 26, L = 5: 265 = 11 881 376. Bei 100 Milliarden Versuchen pro Sekunde ist das in einem Zehntausendstel einer Sekunde durchprobiert.
Möglichkeiten = NL.
26 · 26 · 26 · 26 · 26
A9
Inventur im Smart Home
AFB I

Lies aus der Tabelle ab, welche Geräte mindestens eine typische IoT-Lücke haben: noch das Standardpasswort oder seit über zwei Jahren kein Firmware-Update.

GerätPasswortletztes Update
Kamera an der HaustürStandard (admin)vor 3 Monaten
Heizungsthermostateigenesvor 4 Jahren
Saugrobotereigenesvor 2 Wochen
Smarte SteckdoseStandard (1234)vor 3 Jahren
Personenwaageeigenesvor 1 Jahr
Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Kamera: Standardpasswort. Thermostat: alte Firmware. Steckdose: beides. Solche Geräte landen schnell in einem Botnetz.
Prüfe jede Zeile auf beide Bedingungen.
„oder“ heißt: Eine der beiden Lücken reicht schon.
A10
KI im Alltag
AFB I

Gib für jede Aussage an, ob sie stimmt.

5 Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Profil → Empfehlung → Filterblase: Je genauer das Profil, desto enger die Auswahl.
Zwei Aussagen sind falsch.
Blackbox heißt: Innen ist nichts zu sehen.