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Textaufgaben: Warum Daten verschlüsseln?

Sie ordnen Sicherheitsvorfälle an einer Schule den drei Schutzzielen zu und untersuchen, was ein Messenger-Protokoll trotz Verschlüsselung über eine Person verrät.

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Die Vorfallsliste der Schule

AFB I–II

Die IT-Beauftragte des Leibniz-Gymnasiums führt eine Liste mit Sicherheitsvorfällen aus dem letzten Schulhalbjahr. Vier Einträge stehen darin:

V1: Ein Schüler hat im offenen Schul-WLAN mit einem frei erhältlichen Programm die unverschlüsselt übertragenen Anmeldedaten mehrerer Mitschüler für die Mensa-App mitgeschnitten. V2: Im Online-Vertretungsplan wurde unbemerkt „Raum 204“ in „Raum 402“ geändert; eine ganze Klasse wartete im falschen Raum. V3: Eltern erhielten eine Mail mit dem Absendernamen „Schulleitung“, die zur Überweisung des Klassenfahrtgelds auf ein fremdes Konto aufforderte. Die Schulleitung hat diese Mail nie geschrieben. V4: Ein USB-Stick mit einer unverschlüsselten Liste aller Krankmeldungen ging im Lehrerzimmer verloren.

Vorfallsliste, 2. Halbjahr
Nr. Vorfall Schutzziel? V1Mensa-App-Logins im Schul-WLAN mitgeschnitten V2Vertretungsplan: „Raum 204“ → „Raum 402“ V3Mail „Schulleitung“ fordert Fahrtgeld auf fremdes Konto V4USB-Stick mit Krankmeldungen verloren ????
Die letzte Spalte ist noch leer — sie wird in Teilaufgabe b) gefüllt.
  1. Nennen Sie die drei Schutzziele der Kryptographie und beschreiben Sie jedes in einem kurzen Satz.
  2. Ordnen Sie jedem der Vorfälle V1 bis V4 das Schutzziel zu, das verletzt wurde, und geben Sie jeweils einen Grund an.
  3. Erklären Sie, warum bei V3 eine verschlüsselte Übertragung der Mail den Schaden nicht verhindert hätte.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Die drei Ziele beantworten drei Fragen: Wer kann es lesen? Kommt es unverändert an? Stammt es wirklich vom Absender?„Nennen“ verlangt die Begriffe; der kurze Satz zeigt, dass Sie sie auseinanderhalten.
Hinweis zu Aufgabe b)
Fragen Sie bei jedem Vorfall: Wurde etwas gelesen, etwas verändert oder hat sich jemand als jemand anderes ausgegeben? Zwei Vorfälle gehören zum selben Ziel.
Hinweis zu Aufgabe c)
Überlegen Sie, welches Schutzziel eine Verschlüsselung sichert — und welches bei V3 gefehlt hat.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Vertraulichkeit: Nur Berechtigte können den Inhalt lesen. Integrität: Die Nachricht bzw. die Daten kommen unverändert an; Manipulationen fallen auf. Authentizität: Die Nachricht stammt wirklich von der Person, die als Absender angegeben ist.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

V1 – Vertraulichkeit: Unbefugte haben Anmeldedaten mitgelesen. V2 – Integrität: Der Inhalt des Plans wurde unbemerkt verändert. V3 – Authentizität: Die Mail gibt einen falschen Absender vor. V4 – Vertraulichkeit: Der Finder kann die unverschlüsselten Gesundheitsdaten lesen. Für jede Zuordnung muss ein passender Grund genannt werden.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Verschlüsselung sichert die Vertraulichkeit: Unterwegs kann niemand die Mail mitlesen. Das Problem bei V3 ist aber nicht das Mitlesen, sondern ein gefälschter Absender — die Authentizität fehlt. Auch eine perfekt verschlüsselte Mail kann von einem Betrüger stammen. Nötig wäre ein Nachweis der Herkunft (z. B. eine digitale Signatur) bzw. die Rückfrage bei der Schule über einen bekannten Kanal.

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Verschlüsselt — und trotzdem verräterisch

AFB II–III

Jonas nutzt einen Messenger mit Ende-zu-Ende-Verschlüsselung. Der Anbieter wirbt: „Ihre Nachrichten sind bei uns absolut privat — wir können nichts davon lesen.“ Bei einem Datenleck gelangen trotzdem Auszüge aus dem Server-Protokoll an die Öffentlichkeit. Die Abbildung zeigt die Einträge zu Jonas aus einer Woche. Inhalte enthält das Protokoll keine; der Kontakt „Praxis Dr. Berg“ ist eine psychotherapeutische Praxis, „Clara“ eine Mitschülerin.

Auszug aus dem Server-Protokoll (eine Woche)
TagUhrzeitArtKontaktUmfang Mo23:41 – 00:48NachrichtenClara63 Nachr. Di07:55AnrufPraxis Dr. Berg4 min Di23:44 – 00:37NachrichtenClara58 Nachr. Mi23:40 – 00:50NachrichtenClara71 Nachr. Do07:52AnrufPraxis Dr. Berg3 min Do23:45 – 00:41NachrichtenClara66 Nachr. Fr23:42 – 00:44NachrichtenClara60 Nachr. Sabis 13:00keine Aktivität——
Das Protokoll enthält ausschließlich Metadaten — kein einziges Wort aus den Nachrichten.
  1. Begründen Sie, warum der Anbieter die im Protokoll gezeigten Angaben speichern kann, obwohl die Nachrichten Ende-zu-Ende-verschlüsselt sind.
  2. Untersuchen Sie das Protokoll daraufhin, welche Rückschlüsse auf Jonas’ Leben ein Fremder ziehen könnte.
  3. Bewerten Sie die Werbeaussage des Anbieters.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Was muss ein Server wissen, damit eine Nachricht überhaupt beim richtigen Handy ankommt?
Hinweis zu Aufgabe b)
Gehen Sie die Spalten einzeln durch: Uhrzeiten, Kontakte, Häufigkeit, Pausen. Was fällt regelmäßig auf?
Hinweis zu Aufgabe c)
Trennen Sie, was an der Aussage stimmt und was sie verschweigt. Maßstab: Was bedeutet „privat“ für Jonas?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Die Ende-zu-Ende-Verschlüsselung schützt nur den Inhalt: Klartext gibt es nur auf den beiden Endgeräten. Die Metadaten — wer, an wen, wann, wie oft, wie lang — braucht der Server aber, um die Nachricht zustellen zu können. Sie lassen sich deshalb nicht mitverschlüsseln und fallen beim Anbieter zwangsläufig an; ob und wie lange er sie speichert, entscheidet er selbst.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Mögliche Rückschlüsse: Jonas hat eine sehr enge Beziehung zu Clara (jede Nacht über eine Stunde, rund 60 Nachrichten). Er ist unter der Woche bis nach Mitternacht wach und schläft am Samstag lange. Die kurzen Anrufe bei einer psychotherapeutischen Praxis früh am Morgen legen nahe, dass er dort in Behandlung ist oder einen Termin vereinbart — eine sehr sensible Gesundheitsinformation. Vollständig ist die Antwort, wenn mindestens drei Rückschlüsse mit Verweis auf die Daten genannt werden und deutlich wird, dass es Vermutungen sind, die ohne jeden Inhalt entstehen.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Zutreffend: Den Inhalt der Nachrichten kann der Anbieter tatsächlich nicht lesen. Irreführend: „absolut privat“ suggeriert, dass nichts über Jonas bekannt wird. Das Protokoll zeigt aber, dass Metadaten Beziehungen, Tagesablauf und sogar Gesundheitsfragen verraten können — und bei einem Leck in fremde Hände geraten. Ein begründetes Urteil lautet z. B.: Die Aussage ist teilweise richtig, insgesamt aber irreführend; ehrlich wäre „Inhalte sind geschützt, Metadaten fallen an“. Wertvoll ist zusätzlich ein Kriterium für bessere Anbieter, etwa möglichst wenige Metadaten zu speichern und schnell zu löschen. Vollständig ist die Antwort mit Kriterium, Abwägung beider Seiten und klarem Urteil.