Probe-Klausur

Erwartungshorizont: a) P + 11 → A, R → C, U → F, E → P, F → Q, U → F, N → Y, G → R: ACFPQFYR (2 P)
b) 20 zurück bzw. 6 vor: M → S, C → I, A → G, H → N, U → A, N → T, O → U, L → R: SIGNATUR (2 P)

Erwartungshorizont: a) F = 5 (A = 0; im Abitur-Quadrat Nummer 6 − 1) (1 P)
b) Schlüssel ELFELFEL: S + E = W, C + L = N, H + F = M, U + E = Y, L + L = W, H + F = M, O + E = S, F + L = Q → WNMYWMSQ (3 P, je Fehler −1)
c) In Zeile L steht Q unter dem Spaltenkopf F: \(16-11=5\) → F (1 P)

Erwartungshorizont: Richtig sind die Aussagen 1, 3 und 5 (je 1 P, falsche Kreuze werden abgezogen). Der öffentliche Schlüssel darf jeder kennen; Caesar ist symmetrisch.

Erwartungshorizont: a) \(\frac{40\cdot39}{2}=780\) (2 P) b) je Person ein Paar: 40 (1 P)

Erwartungshorizont: a) Abstände 28, 42, 70; ggT 14 (2 P) b) Teiler 2, 7, 14; zwischen 5 und 10 liegt nur 7 (1 P)
c) T − E = 15 → P, M − E = 8 → I, R − E = 13 → N, K − E = 6 → G, Y − E = 20 → U, M → I, R → N: PINGUIN (3 P)
d) B − P = 1 − 15 → 12 = M, W − I → O, E − N → R, M − G → G, Y − U → E, V − I → N, F − N → S: MORGENS (2 P)

Erwartungshorizont: a) Geheimtext − Klartext: J − S = 9 − 18 → 17 = R, S − E = 14 → O, Z − H = 18 → S, V − R = 4 → E, … ergibt ROSEROSEROS → ROSE (3 P) b) 4 (1 P). Ein bekannter Klartextanfang verrät den ganzen Schlüssel — ein weiterer Grund, warum Vigenère unsicher ist.

Erwartungshorizont: a) Mit dem öffentlichen Schlüssel des Empfängers; nur dessen privater Schlüssel entschlüsselt ihn (2 P) b) Asymmetrische Verfahren sind um Größenordnungen langsamer; symmetrisch geht es schnell, asymmetrisch wird nur der kurze Sitzungsschlüssel behandelt (2 P) c) Ein kompromittierter Sitzungsschlüssel gefährdet nur eine Verbindung; außerdem gibt es weniger gleich verschlüsseltes Material für Angriffe (2 P)

Erwartungshorizont: a) Hashwert mit Alices privatem Schlüssel verschlüsseln (2 P) b) mit Alices öffentlichem Schlüssel entschlüsseln, eigenen Hashwert berechnen, vergleichen (2 P) c) Integrität, Authentizität, Nichtabstreitbarkeit — nicht Vertraulichkeit, die Nachricht bleibt lesbar (3 P)

Erwartungshorizont: Zutreffend: 1, 3, 4, 6 (je 1 P). Der Schlüsselraum schützt nur vor Brute Force; Kasiski-Test und Häufigkeitsanalyse umgehen ihn. Auch 12 Buchstaben ändern daran bei 5 000 Zeichen pro Tag nichts. Urteil: unsicher.

Erwartungshorizont: a) Man-in-the-Middle: Mallory liest (und ändert ggf.) alles, ohne dass Alice oder Bob etwas merken (2 P) b) Zertifikat einer CA oder persönlicher Abgleich des Fingerabdrucks — beide stellen sicher, dass der Schlüssel wirklich Bob gehört (je 2 P). Längere Schlüssel oder eine zusätzliche Verschlüsselung helfen nicht, solange Alice den falschen Schlüssel benutzt.

Erwartungshorizont: a) \(0011\oplus1001=1010\) → \(S(\mathrm{A})=\mathrm{F}=1111\); \(p_2\) genauso → 1111; \(1110\oplus1001=0111\) → \(S(7)=\mathrm{D}=1101\): 1111 1111 1101 (2 P)
b) \(c_1=S(0011\oplus0110\oplus1001)=S(1100)=0100\); \(c_2=S(0011\oplus0100\oplus1001)=S(1110)=0001\); \(c_3=S(1110\oplus0001\oplus1001)=S(0110)=1010\): 0100 0001 1010 (2 P)

def cbc_verschluesseln(bloecke, k, iv):
    ergebnis = []
    vorher = iv                      # c0 = IV
    for p in bloecke:
        c = E(p ^ vorher, k)         # erst XOR mit vorigem Geheimtextblock
        ergebnis.append(c)
        vorher = c                   # Kette: nächster Block nutzt c
    return ergebnis

print(cbc_verschluesseln([0b0011, 0b0011, 0b1110], 0b1001, 0b0110))   # [4, 1, 10]

c) Richtig ist Variante 3 (3 P: Verkettung mit \(c_{i-1}\) 1 P, XOR vor dem Verschlüsseln 1 P, Rückgabe der Liste 1 P). Variante 1 verkettet mit dem Klartext, Variante 2 verknüpft erst nach dem Verschlüsseln, Variante 4 aktualisiert vorher nie.
d) Zutreffend: 1, 3, 5 (je 1 P). Ein Betriebsmodus kann einen zu kleinen Schlüsselraum nicht ausgleichen; eine geheime S-Box widerspricht dem Prinzip von Kerckhoffs. Urteil: als Lernmodell geeignet, für echte Daten unsicher.