Schüler-Krypto 2010 Nachlese

Nächste Schüler-Krypto

Die Schüler-Krypto 2011 ist für den 24. und 25. Februar 2011 geplant.

Bildergalerie

Unsere Helfer mit der Kamera waren an beiden Tagen in den Räumen unterwegs und haben einiges an Fotos gesammelt. Die schönsten davon haben wir für Donnerstag und Freitag jeweils in einer Bildergalerie zusammengestellt.

Was war Schüler-Krypto 2010?

Joachim von zur Gathen, Alexander Pfister, Anas Owega, Ansgar Tessmer, Arash Rashid Pour, Ayush Sharma, Christiane Beyer, Claudia Oliveira-Coelho, Daniel Loebenberger, Daniel Plohmann, Deniz Sarier, Felix Kling, Heiner Utz, Jonathan P. Chapman, Konstantin Ziegler, Laila El Aimani, Magdalena Reichel, Marc D. Migge, Marcellin Serge Zang, Martina Kuhnert, Michael Nüsken, Michel Kangro, Nihal Dip, Raoul Blankertz, Raphael Ernst, Saffija Kasem-Madani, Willy Ngongang, Yona Raekow.

Am Donnerstag, den 25. Februar 2010, und am Freitag, den 26. Februar 2010, trafen sich 252 Schülerinnen und Schüler sowie 14 Lehrerinnen und Lehrer zur neunen Schüler-Krypto, um etwas mehr über geheime Nachrichten, Ver- und Entschlüsselung zu lernen.

Nach einer Begrüßung durch Prof. von zur Gathen und einer Einführung in das Thema durch Michael Nüsken ging es zur Sache. Jetzt galt es, in die Rolle von James Bond zu schlüpfen und RSA auf dem "in Bonds BMW Z8 eingebautem'' Computer zu programmieren. Gearbeitet haben wir mit dem Computeralgebrasystem MuPAD, mit dessen Hilfe man ohne Umwege mit beinahe beliebig großen Zahlen rechnen kann. Nach dem Mittagessen konnten Nachrichten von Moneypenny entschlüsselt und eigene Nachrichten untereinander ausgetauscht werden. Parallel dazu wurde spielerisch erfahren, wie der wesentliche Schritt bei RSA, das Potenzieren, so schnell ausgeführt werden kann, dass Ver- und Entschlüsseln innerhalb eines Augenzwinkerns vor sich gehen. Und am Ende durfte jeder sein persönliches visuelles Kryptogramm mit nach Hause nehmen.

Mathematik für James Bond & Co.

Versionen der Handzettel, Folien und mehr bekommt ihr auf Michaels Seiten.

Visuelle Kryptographie

Das einzige beweisbar sichere Verfahren der Kryptographie haben wir vorher schon erwähnt. Das sogenannte one-time-pad (manchmal als Einmalkladde übersetzt) ist ein symmetrisches Schlüsselverfahren wie alle Verfahren vor 1977. Die geheime Nachricht, sagen wir als eine Folge von Nullen und Einsen geschrieben, wird mit einem zuvor vereinbarten Schlüssel, der ebenfalls aus Nullen und Einsen besteht, verknüpft: Zeichen für Zeichen wird übersetzt. Steht im Schlüssel 0, so ist der verschlüsselte Wert gleich dem in der Nachricht. Steht im Schlüssel 1, so ist der verschlüsselte Wert gerade das Gegenteil des Zeichens in der Nachricht.

Wer Lust hat kann nachlesen, wie Visuelle Kryptographie funktioniert und es auch selbst ausprobieren. (Leider funktioniert das mit dem Ausprobieren derzeit nicht, aber wir arbeiten daran...)

Bond's Einsätze

Natürlich verwenden nach wie vor auch Geheimagenten geheime Codes. Unter diesen natürlich auch James Bond. Wir haben einen kleinen Einsatz für Euch vorbereitet:

Auftrag zum ersten Einsatz (PDF) und der zugehörige Kartensatz (PDF).
Die Bibliothek fürs Mailschicken und -empfangen wird eventuell von Moneypenny selbst einmal beschrieben werden ...
Auftrag zum zweiten Einsatz (PDF).
Auftrag zum dritten Einsatz (PDF).
Warum RSA funktioniert (PDF). [Wir habe versucht, die Antwort auf einfache Art zu formulieren.]
Optionaler Sondereinsatz 1.5: Primtests (PDF).
Optionaler Sondereinsatz 2.5: Unterschriften (PDF).

Sonstiges

Wir haben noch ein Spiel mit Additionsketten zum schnellen Potenzieren gespielt.

Zum Weiterlesen

Die PGP International Homepage bietet das Programmpaket Pretty Good Privacy (PGP) einschließlich ausführlicher Dokumentationen zum System und einer Einführung in die Kryptographie ( PDF, 2894K).
Viele Universitäten haben eigene Zertifizierungsstellen im Rahmen des Deutschen Forschungsnetzes (DFN). (Beispielsweise hat die Universität Paderborn eine eigene Zertifizierungsstelle, bei der man sich PGP-Schlüssel zertifizieren lassen kann. Der Key-Server dient zur Verteilung von Schlüsseln.)

Es gibt auch ein paar Artikel, die versuchen, das Thema Kryptographie für Schüler verdaulich zu machen:

J.-J. Quisquater, L. Guillou and families, with T. Berson (1990). How to explain zero-knowledge protocols to your children . In G. Brassard, ed., Advances in Cryptology, CRYPTO 89, Lectures Notes in Computer Science 0435, Springer, Heidelberg. 628-631.
Neal Koblitz (1992), Kid krypto . Advances in Cryptology, CRYPTO 1992, Lecture Notes in Computer Science 740, Springer, Heidelberg. 371-389.
Michael R. Fellows & Neal Koblitz (1993), Combinatorially Based Cryptography for Children (and Adults) . Congressus Numerantium 99, 941.
Carsten Elsner (1999), Der Dialog der Schwestern. c't 99/25, 288-. (Auch zu finden in der Hilfe zu cryptool.)

Leider sind diese Sachen fast alle auf Englisch, aber das ist kaum vermeidbar bei internationalen Veröffentlichungen. Und vermutlich werden einige dieser Links ausserhalb der Universität nicht so ohne weiteres verfügbar sein.

Letzte Nachrichten

In unserem Bestreben, die Veranstaltung Jahr für Jahr immer weiter zu verbessern, gibt es dieses Jahr einige Besonderheiten zu berichten.

Helfer-Seminar. Dieses Mini-Seminar für alle interessierten Helfer hat auch dieses Jahr wieder die Veranstaltung begleitet. Es hat sich gezeigt, dass es wichtig ist, hier noch mehr auf die Veranstaltung selbst einzugehen.
Moneypenny, das Paket mit dem wir arbeiten, ist weiter überarbeitet worden und hat dieses Jahr wieder gute Dienste geleistet. Wir hoffen, dass wir diese Version vielleicht nun auch zur Verfügung stellen können, um sie außerhalb zu installieren und zu verwenden. (Bei Interesse stellen wir gerne Moneypenny zu Testzwecken gerne zur Verfügung. Bitte per Email bei Michael Nüsken nachfragen.
Lehrerrunde und Helferrunde. Auch dieses Jahr ist hier wieder Neues entstanden, siehe Neue Ideen.
Sonderaufträge. Letztes Jahr waren die Extra-Einsätze noch schwer, dieses Jahr fühlten sich die besten schon unterfordert. Andere fühlen sich von den einfachsten Teilen schon überfordert. Hm...
Neue Ideen für's nächste Mal. Wir wollen versuchen, nächstes Jahr das Konzept deutlich zu ändern:
- Teams. Das hat dieses Jahr gut geklappt, werden wir beibehalten.
- Helferbuch. Wir haben begonnen ein Buch für die Helfer zusammenstellen, in dem alles Material zu finden ist. So wollen wir für mehr Ordnung und Klarheit sorgen. Daran werden wir weiter arbeiten.
- Lehrer einbinden. Das wäre schön. Im Moment ist uns aber nicht klar, wie das sinnvoll geschehen kann. Jedenfalls soll es nächstes Mal ein "Lehrerzimmer" geben.