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Notizen/Informatik/INF-Sec - IT-Sicherheit, Kryptografie und Datenschutz
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INF-Sec - IT-Sicherheit, Kryptografie und Datenschutz

Kryptografie schützt Vertraulichkeit, Integrität und Authentizität. Datenschutzrecht (DSGVO/DSG) macht Sicherheitsanforderungen verbindlich. Beide Welten sind Prüfungspflicht.

5 Abschnitte·~18 Min Lesezeit·4 Kompetenzen·Stand 06/2026

T·0666 / 12
Prüfungsprofil
INF-Sec-1 · Schutzziele (CIA-Triade) erklärenINF-Sec-2 · Symmetrische und asymmetrische Verschlüsselung unterscheidenINF-Sec-3 · Hashfunktionen und digitale Signaturen verwendenINF-Sec-4 · DSGVO-Grundpflichten kennen und anwenden
Tiefe

Lesetiefe: Vertiefung

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Inhalt · 5 Abschnitte▾
  1. INF-Sec - IT-Sicherheit, Kryptografie und Datenschutz
    • 01CIA-Triade und Schutzziele○
    • 02Symmetrische und asymmetrische Verschlüsselung◐
    • 03Hashfunktionen, MAC und digitale Signaturen●
    • 04DSGVO, DSG und Social Engineering◐
    • 05Malware-Klassen und Incident Response◐

5 Abschnitte · 25 Merksätze · 3 Formeln · 25 Fehlerwarnungen

§ 01
§ 01

CIA-Triade und Schutzziele#

~3 Min Lesezeit●○○BasisLPINF-Sec-1.1

Kernpunkte

IT-Sicherheit lässt sich auf drei Grundziele zurückführen, die CIA-Triade. Sie ist der Rahmen, in den sich jede Bedrohung und jede Schutzmaßnahme einordnen lässt () - ein Angriff zielt immer auf mindestens eines dieser Ziele.

CIA-Triade: Bedrohung und Schutz

CIA-TriadeTabelle mit 3 Spalten und 3 Zeilen, Daten: Schutzziel · Bedrohung · Maßnahme; Vertraulichkeit · Abhören, Datenleck · TLS, Zugriffskontrolle; Integrität · Manipulation · Hash, MAC, digitale Signatur; Verfügbarkeit · DDoS, Ausfall · Redundanz, LastverteilungSchutzzielBedrohungMaßnahmeVertraulichkeitAbhören, DatenleckTLS, ZugriffskontrolleIntegritätManipulationHash, MAC, digitale SignaturVerfügbarkeitDDoS, AusfallRedundanz, Lastverteilung
Abb. 1Jedes Schutzziel hat charakteristische Bedrohungen und passende Gegenmaßnahmen.
Abb. 1 ↓
Confidentiality (Vertraulichkeit) bedeutet, dass Daten nur für Berechtigte lesbar sind. Bedrohung ist das Abhören oder ein Datenleck; Mittel sind Verschlüsselung (TLS, Festplattenverschlüsselung) und Zugriffskontrolle (Berechtigungen nach dem Need-to-Know-Prinzip).
Integrity (Integrität) bedeutet, dass Daten unverändert vom Sender zum Empfänger gelangen. Bedrohung ist die (unbemerkte) Manipulation; Mittel sind Hashfunktionen, MAC und digitale Signaturen, die jede nachträgliche Änderung erkennbar machen.
Availability (Verfügbarkeit) bedeutet, dass Daten und Dienste erreichbar bleiben. Bedrohung sind Ausfälle und DDoS-Angriffe; Mittel sind Redundanz (RAID, Cluster), Backups und Lastverteilung. Die drei Ziele stehen oft im Spannungsverhältnis - mehr Verfügbarkeit (viele Kopien) kann die Vertraulichkeit erschweren.
Häufig ergänzt man die Triade um Authentizität (die Identität ist bewiesen - das Wer, abzugrenzen von Integrität als dem Was), Non-Repudiation/Nichtabstreitbarkeit (eine Handlung ist nicht abstreitbar) und Privacy (informationelle Selbstbestimmung, rechtlich über die DSGVO).
Wer dahintersteckt, reicht von Script Kiddies (Gelegenheitstäter mit fertigen Tools) über Hacktivisten und Insider bis zu organisierter Kriminalität und staatlichen Akteuren (APT) mit großen Ressourcen. Häufige Fehler: Authentizität und Integrität vermischen, ein Backup als Datenschutz- statt Verfügbarkeitsmaßnahme einordnen, oder Privacy mit Vertraulichkeit gleichsetzen.

Vokabeln

→ Kartei
  • VertraulichkeitNur Berechtigte können die Daten lesen.
  • IntegritätDie Daten sind unverändert und vollständig.
  • VerfügbarkeitDie Daten sind bei Bedarf zugänglich.
  • AuthentizitätDie Identität des Absenders ist nachweisbar.
  • NichtabstreitbarkeitEine Handlung lässt sich später nicht bestreiten.
  • DatensicherheitTechnischer Schutz aller Daten, unabhängig vom Personenbezug.
Musterbeispiel

Maßnahmen den CIA-Schutzzielen zuordnen

Ordne TLS, RAID-1, SHA-256-Prüfsumme, biometrische Anmeldung, Off-Site-Backup und Firewall den Zielen Vertraulichkeit (C), Integrität (I) und Verfügbarkeit (A) zu.

  1. 01TLS

    Verschlüsselt die Übertragung → Vertraulichkeit (C); über das Server-Zertifikat zusätzlich Authentizität.

  2. 02RAID-1

    Spiegelt Festplatten, ein Laufwerk darf ausfallen → Verfügbarkeit (A).

  3. 03SHA-256-Prüfsumme

    Erkennt nachträgliche Veränderung der Daten → Integrität (I).

  4. 04Biometrische Anmeldung

    Beschränkt den Zugang auf Berechtigte → Vertraulichkeit (C), zugleich Authentizität.

  5. 05Off-Site-Backup

    Stellt Daten nach Ausfall oder Ransomware wieder her → Verfügbarkeit (A).

  6. 06Firewall

    Filtert unerwünschten Verkehr und wehrt u. a. DoS ab → primär Verfügbarkeit (A), mittelbar Vertraulichkeit.

Ergebnis: C: TLS, biometrische Anmeldung; I: SHA-256-Prüfsumme; A: RAID-1, Off-Site-Backup, Firewall. Viele Maßnahmen zahlen auf mehrere Ziele ein - das ist normal und kein Fehler.

Schritt-für-Schritt Erklärung3 Schritte
  1. 1

    CIA ist die Grundformel der IT-Sicherheit: Vertraulichkeit, Integrität, Verfügbarkeit.

  2. 2

    Jede Sicherheitsmassnahme zahlt auf mindestens eines dieser Ziele ein.

  3. 3

    Vergiss Authentizität nicht - oft ein eigenes viertes Ziel.

SRDP-Aufgaben

SelbsttestAus der Fragenbank7 Punkte

Aufgabenstellung

Erkläre die CIA-Triade der Informationssicherheit. Nenne zu jedem Schutzziel eine technische und eine organisatorische Maßnahme.

Maturafokus

  • Verknüpfe jedes der drei Schutzziele mit einer Maßnahme UND einem Beispielangriff.
  • Grenze Authentizität von Integrität ab: die eine fragt WER, die andere WAS wurde verändert.
  • Ordne DDoS eindeutig der Verfügbarkeit zu und nenne eine Gegenmaßnahme.
  • Trenne Datenschutz (rechtlicher Schutz personenbezogener Daten) von Datensicherheit (technischer Schutz aller Daten).
  • Ergänze Nichtabstreitbarkeit als viertes Schutzziel, wo es der Sachverhalt verlangt.

Typische Fehler

  • Authentizität und Integrität werden vermengt.
  • Ein Backup wird als Datenschutzmaßnahme bezeichnet; es dient der Verfügbarkeit.
  • Datenschutz und Vertraulichkeit werden gleichgesetzt.
  • Verschlüsselung wird als Lösung für alle drei Schutzziele dargestellt; gegen DDoS hilft sie nicht.
  • Die Schutzziele werden aufgezählt, ohne sie auf den vorgelegten Fall zu beziehen.

§ 01

Aktive Wiederholung

Ordne folgende Maßnahmen den Schutzzielen der CIA-Triade zu: TLS, RAID-1, Prüfsumme SHA-256, biometrische Anmeldung, Off-Site-Backup, Firewall.

Passende Aufgaben üben100 Fragen zum Thema→

Aktiv abrufen

Erinnere dich an die Kernpunkte — dann aufdecken.

Quellen: BSI IT-Grundschutz-Kompendium (BSI)

§ 02
§ 02

Symmetrische und asymmetrische Verschlüsselung#

~4 Min Lesezeit●●○StandardLPINF-Sec-2.1LPINF-Sec-2.2

Kernpunkte

Verschlüsselung macht Daten für Unbefugte unlesbar. Die Grundfrage ist, ob Sender und Empfänger denselben Schlüssel benutzen (symmetrisch) oder ein Schlüsselpaar (asymmetrisch) - daraus folgen alle weiteren Eigenschaften.
Symmetrische Verschlüsselung nutzt denselben Schlüssel zum Ver- und Entschlüsseln (z. B. AES, ChaCha20). Sie ist sehr schnell und für große Datenmengen ideal, hat aber ein Schlüsselverteilungsproblem: Wie gelangt der geheime Schlüssel sicher zum Empfänger, ohne dass ihn jemand abfängt?
Asymmetrische Verschlüsselung löst genau das mit einem Schlüsselpaar aus öffentlichem und privatem Schlüssel (z. B. RSA, ECC). Wer den frei verteilbaren Public Key hat, kann verschlüsseln; entschlüsseln kann nur der Inhaber des Private Key (). Mathematisch beruht RSA auf der Schwierigkeit, große Zahlen zu faktorisieren (n=p⋅qn=p\cdot qn=p⋅q - siehe Beispiel).

RSA - Schlüsselpaar und Verschlüsselung

Alice Bob erzeugt (n, e), d PublicKey (n, e) verschlüsselt m c = m^e mod n Chiffretext c entschlüsselt mit d m = c^d mod n n = p·q, e·d ≡ 1 mod φ(n), Sicherheit: Faktorisierung schwierig
Abb. 2Public Key verschlüsselt, Private Key entschlüsselt; Sicherheit beruht auf Faktorisierung.
Abb. 2 ↓
In der Praxis kombiniert man beides zum Hybridverfahren: Asymmetrisch wird (einmalig, langsam) ein zufälliger symmetrischer Sitzungsschlüssel ausgetauscht, danach läuft die eigentliche Datenmenge schnell über symmetrische Verschlüsselung. So nutzt man die Stärken beider Welten - genau das macht TLS.
AES ist die Standard-Blockchiffre (Schlüssel 128/192/256 Bit) für Festplatten- und Netzwerkverschlüsselung. Diffie-Hellman erlaubt es zwei Parteien, über einen unsicheren Kanal einen gemeinsamen Schlüssel zu vereinbaren, ohne ihn je zu übertragen. Caesar und Vigenère sind nur historische Verfahren ohne moderne Sicherheit (siehe Beispiel).
Häufige Fehler: symmetrisch und asymmetrisch über die Schlüsselanzahl verwechseln; zum Verschlüsseln den Private statt den Public Key des Empfängers nehmen; oder beim RSA-Rechnen den Modul nnn mit φ(n)\varphi(n)φ(n) verwechseln.

Vokabeln

→ Kartei
  • symmetrische VerschlüsselungDerselbe Schlüssel für Ver- und Entschlüsselung; schnell, aber Austauschproblem.
  • asymmetrische VerschlüsselungSchlüsselpaar aus öffentlichem und privatem Schlüssel.
  • HybridverfahrenAsymmetrischer Schlüsselaustausch, danach symmetrische Datenverschlüsselung.
  • RSAAsymmetrisches Verfahren, dessen Sicherheit auf der Faktorisierung großer Zahlen beruht.
  • SchlüsselaustauschproblemSchwierigkeit, einen gemeinsamen geheimen Schlüssel sicher zu vereinbaren.
  • Diffie-HellmanVerfahren, mit dem zwei Parteien über einen offenen Kanal ein gemeinsames Geheimnis erzeugen.

RSA - Ver- und Entschlüsselung mit Schlüsseln (e,n) und (d,n)

c≡me(modn),m≡cd(modn),e⋅d≡1(modφ(n))c \equiv m^{e} \pmod{n},\qquad m \equiv c^{d} \pmod{n},\qquad e\cdot d \equiv 1 \pmod{\varphi(n)}c≡me(modn),m≡cd(modn),e⋅d≡1(modφ(n))

mmm ist die Nachricht als Zahl, ccc der Geheimtext, (e,n)(e,n)(e,n) der öffentliche und (d,n)(d,n)(d,n) der private Schlüssel. Verschlüsselt wird mit dem ÖFFENTLICHEN Schlüssel des Empfängers; die Sicherheit beruht darauf, dass sich nnn nicht praktikabel in ppp und qqq zerlegen lässt.

Eulersche Phi-Funktion für RSA-Modul

φ(n)=(p−1)(q−1)fu¨r n=p⋅q,  p,q prim\varphi(n) = (p-1)(q-1) \quad \text{für } n = p\cdot q,\; p,q \text{ prim}φ(n)=(p−1)(q−1)fu¨r n=p⋅q,p,q prim

ppp und qqq sind die beiden geheim gehaltenen Primzahlen, n=p⋅qn=p\cdot qn=p⋅q der öffentliche Modul. φ(n)\varphi(n)φ(n) wird zur Berechnung von ddd gebraucht und muss geheim bleiben - wer es kennt, kennt faktisch den privaten Schlüssel.

Musterbeispiel

RSA an kleinen Primzahlen rechnen

Konstruiere einen RSA-Schlüssel mit p=11p=11p=11, q=13q=13q=13 und verschlüssele m=9m=9m=9.

  1. 01Modul

    n=p⋅q=11⋅13=143n = p \cdot q = 11 \cdot 13 = 143n=p⋅q=11⋅13=143.

  2. 02Phi-Funktion

    φ(n)=(11−1)(13−1)=10⋅12=120\varphi(n) = (11-1)(13-1) = 10 \cdot 12 = 120φ(n)=(11−1)(13−1)=10⋅12=120.

  3. 03Öffentlichen Exponenten wählen

    e=7e=7e=7 (teilerfremd zu 120, weil gcd⁡(7, 120)=1\gcd(7,\,120)=1gcd(7,120)=1).

  4. 04Privaten Exponenten

    d=e−1 mod 120=103d = e^{-1} \bmod 120 = 103d=e−1mod120=103 (denn 7⋅103=721=6⋅120+17 \cdot 103 = 721 = 6 \cdot 120 + 17⋅103=721=6⋅120+1).

  5. 05Verschlüsseln

    c=me mod n=97 mod 143=48c = m^{e} \bmod n = 9^{7} \bmod 143 = 48c=memodn=97mod143=48 (Berechnung via Square-and-Multiply).

  6. 06Entschlüsseln

    m=cd mod n=48103 mod 143=9m = c^{d} \bmod n = 48^{103} \bmod 143 = 9m=cdmodn=48103mod143=9.

Ergebnis: Public Key (n,e)=(143, 7)(n,e)=(143,\,7)(n,e)=(143,7), Private Key (n,d)=(143, 103)(n,d)=(143,\,103)(n,d)=(143,103). Chiffretext 48 entschlüsselt korrekt zu 9.

Musterbeispiel

Caesar-Chiffre und Brute-Force

Verschlüssele "INFO" mit Caesar-Shift 3 und zeige, wie ein Angreifer den Schlüssel findet.

  1. 01Verschlüsseln

    I+3=L, N+3=Q, F+3=I, O+3=R -> Chiffretext "LQIR".

  2. 02Brute Force

    Nur 25 sinnvolle Shifts; Angreifer probiert alle: Shift 1 -> "KPHQ", Shift 2 -> "JOGP", Shift 3 -> "INFO" -> Treffer.

  3. 03Häufigkeitsanalyse

    Bei längeren Texten findet man den Shift durch Vergleich der Buchstabenhäufigkeiten mit Sprachstatistik.

Ergebnis: Caesar bietet keine Sicherheit gegen moderne Angriffe; trotzdem ist es ein wichtiges historisches Beispiel symmetrischer Verschlüsselung.

Schritt-für-Schritt Erklärung3 Schritte
  1. 1

    Symmetrisch ist wie ein Tresor mit einem Schlüssel - schnell, aber wie kommt der Schlüssel sicher zum Empfänger?

  2. 2

    Asymmetrisch löst genau dieses Problem: jeder kann mit dem öffentlichen Schlüssel zumachen, nur der Besitzer des privaten kann öffnen.

    RSA - Schlüsselpaar und Verschlüsselung

    Alice Bob erzeugt (n, e), d PublicKey (n, e) verschlüsselt m c = m^e mod n Chiffretext c entschlüsselt mit d m = c^d mod n n = p·q, e·d ≡ 1 mod φ(n), Sicherheit: Faktorisierung schwierig
    Abb.Public Key verschlüsselt, Private Key entschlüsselt; Sicherheit beruht auf Faktorisierung.
  3. 3

    In der Praxis verwendet man beide: asymmetrisch für den Schlüsseltausch, symmetrisch für die Datenmenge.

SRDP-Aufgaben

SelbsttestAus der Fragenbank8 Punkte

Aufgabenstellung

Vergleiche symmetrische und asymmetrische Verschlüsselung. Berechne einen RSA-Schlüssel mit p=5p=5p=5, q=11q=11q=11 und verschlüssele die Nachricht m=3m=3m=3.

Maturafokus

  • Rechne RSA an kleinen Primzahlen vollständig durch: nnn, φ(n)\varphi(n)φ(n), Wahl von eee, Berechnung von ddd, Ver- und Entschlüsselung.
  • Verschlüssele und brich eine Caesar-Chiffre und begründe, warum die Häufigkeitsanalyse sie sofort öffnet.
  • Erkläre das Hybridverfahren: asymmetrisch nur für den Schlüsselaustausch, symmetrisch für die Nutzdaten.
  • Begründe den Grund dafür - asymmetrische Verfahren sind um Größenordnungen langsamer.
  • Ordne die Schlüssel richtig zu: Verschlüsselt wird mit dem ÖFFENTLICHEN Schlüssel des Empfängers.

Typische Fehler

  • Symmetrisch und asymmetrisch werden über die Schlüsselanzahl verwechselt; symmetrisch hat einen, asymmetrisch ein Paar.
  • Zum Verschlüsseln wird der private statt des öffentlichen Schlüssels verwendet.
  • Der RSA-Modul nnn wird mit φ(n)\varphi(n)φ(n) verwechselt.
  • Es wird angenommen, asymmetrische Verfahren seien generell sicherer; sie lösen ein anderes Problem, nämlich den Schlüsselaustausch.
  • Die Schlüssellänge wird zwischen den Verfahren verglichen; 256 Bit AES und 256 Bit RSA sind nicht vergleichbar.

§ 02

Aktive Wiederholung

Berechne mit p=7p=7p=7, q=11q=11q=11 einen RSA-Schlüssel. Wähle eee, bestimme ddd und verschlüssele m=4m=4m=4.

Passende Aufgaben üben100 Fragen zum Thema→

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Erinnere dich an die Kernpunkte — dann aufdecken.

Quellen: Rivest, Shamir, Adleman: A Method for Obtaining Digital Signatures and Public-Key Cryptosystems (CACM) · NIST FIPS 197 - AES (NIST)

§ 03
§ 03

Hashfunktionen, MAC und digitale Signaturen#

~4 Min Lesezeit●●●VertiefungLPINF-Sec-3.1

Kernpunkte

Eine kryptografische Hashfunktion hhh verdichtet beliebige Daten zu einem festen „Fingerabdruck". Sie muss drei Eigenschaften erfüllen: praeimage-resistent (aus dem Hash lässt sich die Eingabe nicht rekonstruieren), zweite-praeimage-resistent (zu gegebener Eingabe keine zweite mit gleichem Hash) und kollisionsresistent (überhaupt kein Paar gleicher Hashes findbar). Eine winzige Änderung der Eingabe ändert den Hash völlig.
Bekannte Hashes sind SHA-256 (256 Bit), SHA-3 und BLAKE2/3; MD5 und SHA-1 gelten als gebrochen (praktisch erzeugbare Kollisionen) und dürfen nicht mehr für Sicherheit verwendet werden. Wichtig: Ein Hash ist eine Einwegfunktion, keine Verschlüsselung - er lässt sich nicht „entschlüsseln".
Ein MAC (Message Authentication Code) ist im Kern ein Hash mit Schlüssel (z. B. HMAC-SHA256): Wer den geheimen Schlüssel kennt, kann den MAC erzeugen und prüfen. Er garantiert damit Integrität und Authentizität zugleich - aber keine Nichtabstreitbarkeit, weil beide Seiten denselben Schlüssel besitzen ().

Hash, MAC und digitale Signatur im Vergleich

Hash, MAC, SignaturTabelle mit 5 Spalten und 3 Zeilen, Daten: Primitive · Schlüssel · Integrität · Authentizität · Nichtabstreitbar; Hash (SHA-256) · keiner · ja · nein · nein; MAC (HMAC) · symmetrisch · ja · ja · nein; Signatur (Ed25519) · asymmetrisch · ja · ja · jaPrimitiveSchlüsselIntegritätAuthentizitätNichtabstreitbarHash (SHA-256)keinerjaneinneinMAC (HMAC)symmetrischjajaneinSignatur (Ed25519)asymmetrischjajaja
Abb. 3Erst die digitale Signatur leistet Nichtabstreitbarkeit, da sie auf einem asymmetrischen privaten Schlüssel beruht.
Abb. 3 ↓
Eine digitale Signatur kombiniert Hash und asymmetrische Krypto: Man signiert den Hash mit dem Private Key und verifiziert mit dem Public Key (RSA-PSS, ECDSA, Ed25519). Da nur der Signierende den Private Key besitzt, leistet die Signatur zusätzlich Nichtabstreitbarkeit - der entscheidende Unterschied zum MAC (, siehe Beispiel).
Zertifikate (X.509) binden einen Public Key an eine Identität; eine Zertifizierungsstelle (CA) signiert sie, und der Browser prüft die Vertrauenskette bis zu einer Root-CA. In Österreich erlaubt die qualifizierte elektronische Signatur (ID Austria/Handysignatur) gemäß eIDAS sogar die rechtsgültige Unterschrift.
Beim Passwort-Hashing reicht ein schneller Hash wie SHA-256 nicht: Er ist zu schnell (Brute-Force) und anfällig für Rainbow Tables. Man braucht einen Salt (pro Passwort eindeutig, gegen vorberechnete Tabellen) und ein bewusst langsames Verfahren wie bcrypt/Argon2. Häufige Fehler: Hash mit Verschlüsselung verwechseln, zum Prüfen den Private statt den Public Key nehmen, oder den Salt geheim halten wollen (er muss nur eindeutig sein).

Vokabeln

→ Kartei
  • HashfunktionEinwegfunktion mit fester Ausgabelänge; sie ist nicht umkehrbar.
  • KollisionZwei verschiedene Eingaben mit gleichem Hashwert.
  • SaltZufallswert je Passwort; er verhindert vorberechnete Angriffstabellen.
  • MACMessage Authentication Code; er sichert Integrität mit gemeinsamem Geheimnis.
  • digitale SignaturMit dem privaten Schlüssel erzeugter Nachweis von Urheberschaft und Integrität.
  • ZertifikatsketteFolge von Signaturen vom Serverzertifikat bis zum vertrauten Wurzelzertifikat.

Kryptografische Hashfunktion - Kollisionsresistenz

h:{0,1}∗→{0,1}k,h(x)≠h(y) schwer fu¨r x≠yh: \{0,1\}^{*} \to \{0,1\}^{k},\quad h(x) \neq h(y) \text{ schwer für } x \neq yh:{0,1}∗→{0,1}k,h(x)=h(y) schwer fu¨r x=y

{0,1}∗\{0,1\}^{*}{0,1}∗ steht für Eingaben beliebiger, {0,1}k\{0,1\}^{k}{0,1}k für Ausgaben fester Länge. Kollisionen EXISTIEREN zwangsläufig, weil unendlich viele Eingaben auf endlich viele Ausgaben abgebildet werden; gefordert ist nur, dass sie sich nicht gezielt konstruieren lassen.

Musterbeispiel

Signaturprüfung Schritt für Schritt

Alice signiert das Dokument D mit ihrem Private Key; Bob will prüfen.

  1. 01Alice signiert

    σ=SigndA(h(D))\sigma = \mathrm{Sign}_{d_{A}}(h(D))σ=SigndA​​(h(D)), wobei hhh = SHA-256.

  2. 02Versand

    Alice schickt (D, σ\sigmaσ, Zertifikat) an Bob.

  3. 03Bob hasht

    Berechnet h(D)h(D)h(D) aus dem empfangenen Dokument.

  4. 04Bob verifiziert

    VerifyeA(σ)=h(D)\mathrm{Verify}_{e_{A}}(\sigma) = h(D)VerifyeA​​(σ)=h(D)? Wenn ja, Signatur gültig.

  5. 05Identität prüfen

    Zertifikat von Alice über CA-Kette validieren.

Ergebnis: Signatur stellt Integrität (Hash) und Authentizität (Public Key + Zertifikat) sicher.

Schritt-für-Schritt Erklärung3 Schritte
  1. 1

    Eine Hashfunktion verdichtet eine Datei zu einem Fingerabdruck - kleinste Änderung erzeugt völlig anderen Wert.

  2. 2

    Digitale Signaturen kombinieren Hash und asymmetrische Krypto: Signieren mit Private, Prüfen mit Public.

  3. 3

    Zertifikate sind der Pass des Public Keys - die CA bürgt für die Identität.

SRDP-Aufgaben

SelbsttestAus der Fragenbank7 Punkte

Aufgabenstellung

Erkläre das Konzept der digitalen Signatur. Welche kryptografischen Verfahren werden eingesetzt? Wie wird die Identität einer Signierperson nachgewiesen?

Maturafokus

  • Beschreibe die digitale Signatur als Zweischritt: Hash der Nachricht bilden, Hash mit dem PRIVATEN Schlüssel signieren.
  • Prüfe die Signatur mit dem ÖFFENTLICHEN Schlüssel des Signierenden und vergleiche den entschlüsselten mit dem neu berechneten Hash.
  • Begründe, warum SHA-256 zum Passworthashen ungeeignet ist: Es ist zu schnell; nötig sind bcrypt, scrypt oder Argon2.
  • Erkläre den Salt: Er muss je Passwort eindeutig, aber nicht geheim sein, und verhindert Rainbow Tables.
  • Beschreibe die Zertifikatskette vom Serverzertifikat über Zwischenstellen bis zum Wurzelzertifikat.

Typische Fehler

  • Hash und Verschlüsselung werden verwechselt; ein Hash ist eine Einwegfunktion ohne Rückweg.
  • Die Signatur wird mit dem privaten Schlüssel des Prüfenden verifiziert; richtig ist der öffentliche des Signierenden.
  • Der Salt wird geheim gehalten oder gar nicht gespeichert; er gehört neben den Hash in die Datenbank.
  • Eine Kollision wird als praktisch unmöglich beschrieben; bei MD5 und SHA-1 sind Kollisionen längst konstruierbar.
  • MAC und Signatur werden gleichgesetzt; der MAC braucht ein gemeinsames Geheimnis und liefert keine Nichtabstreitbarkeit.

§ 03

Aktive Wiederholung

Beschreibe, wie eine PDF-Datei digital signiert wird und wie der Empfänger die Signatur prüft. Welche kryptografischen Primitiven kommen zum Einsatz?

Passende Aufgaben üben100 Fragen zum Thema→

Aktiv abrufen

Erinnere dich an die Kernpunkte — dann aufdecken.

Quellen: NIST FIPS 180-4 - Secure Hash Standard (SHA) (NIST) · eIDAS-Verordnung (EU) 910/2014 (EU)

§ 04
§ 04

DSGVO, DSG und Social Engineering#

~3 Min Lesezeit●●○StandardLPINF-Sec-4.1

Kernpunkte

Während Kryptografie Daten technisch schützt, macht das Recht den Schutz verbindlich. Die DSGVO (Verordnung 2016/679) regelt seit 25.05.2018 EU-weit den Umgang mit personenbezogenen Daten - allen Informationen, die sich auf eine identifizierbare Person beziehen. In Österreich ergänzt sie das DSG (Datenschutzgesetz).
Die Grundsätze (Art. 5) sind das Herzstück: Rechtmäßigkeit, Zweckbindung (Daten nur für den angegebenen Zweck), Datenminimierung (nur das Nötige erheben), Richtigkeit, Speicherbegrenzung (nicht länger als nötig), Integrität/Vertraulichkeit und Rechenschaftspflicht (die Einhaltung muss nachweisbar sein).
Jede Verarbeitung braucht eine Rechtsgrundlage (Art. 6): Einwilligung, Vertrag, rechtliche Verpflichtung, lebenswichtige bzw. öffentliche Interessen oder ein berechtigtes Interesse. Ohne eine dieser Grundlagen ist die Verarbeitung unzulässig - das gilt z. B. auch für Klassenfotos auf einer Schulwebseite (meist Einwilligung nötig).
Betroffene haben starke Rechte (): Auskunft (Art. 15), Berichtigung (16), Löschung (17, „Recht auf Vergessenwerden"), Datenübertragbarkeit (20) und Widerspruch (21). Bei einer Datenpanne muss der Verantwortliche binnen 72 Stunden die Datenschutzbehörde informieren (Art. 33). Verstöße können mit bis zu 20 Mio. EUR oder 4 % des weltweiten Jahresumsatzes (je höher) sanktioniert werden.

DSGVO - Betroffenenrechte

DSGVO-BetroffenenrechteTabelle mit 3 Spalten und 5 Zeilen, Daten: Recht · Artikel · Bedeutung; Auskunft · Art. 15 · gespeicherte Daten einsehen; Berichtigung · Art. 16 · falsche Daten korrigieren; Löschung · Art. 17 · „Recht auf Vergessenwerden"; Datenübertragbarkeit · Art. 20 · Daten mitnehmen; Widerspruch · Art. 21 · Verarbeitung ablehnenRechtArtikelBedeutungAuskunftArt. 15gespeicherte Daten einsehenBerichtigungArt. 16falsche Daten korrigierenLöschungArt. 17„Recht auf Vergessenwerden"DatenübertragbarkeitArt. 20Daten mitnehmenWiderspruchArt. 21Verarbeitung ablehnen
Abb. 4Die zentralen Rechte natürlicher Personen nach der Datenschutz-Grundverordnung.
Abb. 4 ↓
Social Engineering umgeht technische Schutzmaßnahmen über den Menschen als schwächstes Glied: Phishing (Massen-Mails), Spear-Phishing (gezielt), Pretexting (erfundener Vorwand), Tailgating (physisches Mitschlüpfen) und CEO-Fraud. Solche Angriffe setzen auf Zeitdruck und Autorität (siehe Beispiel).
Häufige Fehler: DSGVO mit „Cookie-Bannern" gleichsetzen (Cookies sind nur ein Teilbereich), Datenminimierung mit Datenlöschung verwechseln, oder Phishing als rein technisches Problem darstellen - hier hilft vor allem Schulung, ergänzt durch SPF/DKIM/DMARC und 2FA.

Vokabeln

→ Kartei
  • personenbezogene DatenAlle Angaben, die sich auf eine identifizierbare Person beziehen.
  • ZweckbindungDaten dürfen nur für den angegebenen Zweck verarbeitet werden.
  • DatenminimierungEs wird nur erhoben, was für den Zweck erforderlich ist.
  • PseudonymisierungErsetzen identifizierender Merkmale; der Bezug bleibt mit Zusatzwissen herstellbar.
  • Social EngineeringAngriff auf den Menschen statt auf die Technik.
  • MeldepflichtAnzeige einer Datenschutzverletzung binnen 72 Stunden an die Aufsichtsbehörde.
Musterbeispiel

Phishing-Mail analysieren

Eine Mail "Ihr Konto wurde gesperrt - jetzt zurücksetzen" mit Link auf `verifyy-bank.example`. Wie erkennt man den Angriff?

  1. 01Absender prüfen

    Falsche Domain, Tippfehler ("verifyy"), generische Anrede.

  2. 02Link inspizieren

    URL zeigt nicht auf die offizielle Bank-Domain; Hover offenbart Linkziel.

  3. 03Dringlichkeit erkennen

    Phishing setzt auf Zeitdruck und Angst.

  4. 04Reaktion

    Nicht klicken, Bank direkt über bekannte URL/App prüfen, Phishing-Mail an IT melden.

  5. 05Prävention

    2FA aktivieren, Passwort-Manager nutzen (fällt auf falsche Domains nicht herein).

Ergebnis: Phishing ist ein klassischer Social-Engineering-Angriff. Technische Maßnahmen (SPF/DKIM/DMARC) helfen, Schulung bleibt entscheidend.

Schritt-für-Schritt Erklärung3 Schritte
  1. 1

    Die DSGVO ist die rechtliche Klammer über alles, was mit personenbezogenen Daten zu tun hat.

  2. 2

    Sie verlangt nicht nur Schutz, sondern auch Nachweisbarkeit (Rechenschaftspflicht).

  3. 3

    Social Engineering bleibt das Lieblingswerkzeug von Angreifern - Technik allein reicht nicht.

SRDP-Aufgaben

SelbsttestAus der Fragenbank7 Punkte

Aufgabenstellung

Erkläre die wichtigsten Grundsätze der DSGVO. Welche Rechte haben Betroffene? Erläutere die Pflichten von Verantwortlichen bei einer Datenpanne.

Maturafokus

  • Nenne drei Grundsätze der DSGVO mit Praxisbeispiel: Zweckbindung, Datenminimierung, Speicherbegrenzung.
  • Erkläre die Rechtsgrundlagen der Verarbeitung - Einwilligung, Vertrag, rechtliche Verpflichtung, berechtigtes Interesse.
  • Nenne die Meldepflicht bei einer Datenschutzverletzung: binnen 72 Stunden an die Aufsichtsbehörde.
  • Erkenne ein Phishing-Beispiel an seinen Merkmalen und nenne organisatorische UND technische Gegenmaßnahmen.
  • Zähle die Betroffenenrechte auf: Auskunft, Berichtigung, Löschung, Einschränkung, Datenübertragbarkeit, Widerspruch.

Typische Fehler

  • DSGVO und Cookie-Banner werden gleichgesetzt; Cookies sind nur ein Anwendungsfeld.
  • Datenminimierung wird mit Löschung verwechselt; gemeint ist, von vornherein nur das Nötige zu erheben.
  • Phishing wird als rein technisches Problem dargestellt; es zielt auf den Menschen.
  • Die Einwilligung wird als einzige Rechtsgrundlage angenommen; es gibt mehrere gleichrangige.
  • Anonymisierung und Pseudonymisierung werden gleichgesetzt; nur anonymisierte Daten fallen aus der DSGVO heraus.

§ 04

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Eine Schule veröffentlicht Klassenfotos auf der Webseite. Welche DSGVO-Pflichten muss sie beachten? Welche Rechtsgrundlage ist heranzuziehen?

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Quellen: DSGVO Volltext (EUR-Lex) (EU) · Datenschutzbehörde Österreich (Republik Österreich)

§ 05
§ 05

Malware-Klassen und Incident Response#

~3 Min Lesezeit●●○StandardLPINF-Sec-5.1

Kernpunkte

Malware (Schadsoftware) ist kein einheitliches Phänomen - die Klassen unterscheiden sich darin, wie sie sich verbreiten und welchen Schaden sie anrichten; entsprechend braucht jede eigene Gegenmaßnahmen.
Viren hängen sich an eine Wirtsdatei und verbreiten sich erst, wenn diese ausgeführt wird; Würmer dagegen verbreiten sich selbstständig über das Netz (ohne Zutun des Nutzers) und können sich daher explosionsartig ausbreiten - der wichtigste Unterschied der beiden.
Trojaner tarnen sich als nützliche Software und öffnen heimlich eine Hintertür; Rootkits verankern sich tief im System und verbergen ihre Spuren; Spyware/Keylogger sammeln unbemerkt Informationen (etwa Tastatureingaben).
Ransomware verschlüsselt die Daten des Opfers und fordert Lösegeld - heute die teuerste Bedrohung für Organisationen. Der einzige verlässliche Schutz ist ein Offline-Backup (3-2-1-Regel): Zahlen garantiert keine Entschlüsselung und finanziert die Täter.
Im Ernstfall folgt die Incident Response dem NIST-Schema (SP 800-61) als Kreislauf (): Vorbereitung → Erkennung & Analyse → Eindämmung, Beseitigung & Wiederherstellung → Nachbereitung (Lessons Learned), deren Erkenntnisse die nächste Vorbereitung verbessern. Erster Reflex bei Befall: das Gerät vom Netz trennen (siehe Beispiel).

Incident-Response-Zyklus (NIST SP 800-61)

Incident-Response-ZyklusNetzgraph, Vorbereitung → Erkennung & Analyse, Erkennung & Analyse → Eindämmung & Recovery, Eindämmung & Recovery → Nachbereitung, Nachbereitung → VorbereitungVorbereitungErkennung &AnalyseEindämmung &RecoveryNachbereitung
Abb. 5Vorfallsbehandlung ist ein Kreislauf: Erkenntnisse aus der Nachbereitung verbessern die nächste Vorbereitung.
Abb. 5 ↓
Die wichtigsten Schutzmaßnahmen sind regelmäßige Patches, (offline) Backups, 2FA, Netzsegmentierung, EDR/Virenschutz und Mitarbeiterschulung. Häufige Fehler: Virus und Wurm gleichsetzen, ein bloßes (online) Backup für ausreichend gegen Ransomware halten, oder Incident Response auf „Antivirus" reduzieren.

Vokabeln

→ Kartei
  • VirusSchadcode, der sich an ein Wirtsprogramm anhängt.
  • WurmSchadprogramm, das sich selbstständig über Netze verbreitet.
  • TrojanerSchadprogramm, das sich als nützliche Anwendung tarnt.
  • RansomwareSchadsoftware, die Daten verschlüsselt und Lösegeld fordert.
  • Incident ResponseGeordnetes Vorgehen nach einem Sicherheitsvorfall.
  • Least PrivilegeGrundsatz, jedem Konto nur die nötigsten Rechte zu geben.
Musterbeispiel

Incident-Response-Plan bei Ransomware

Eine Mitarbeiterin meldet, dass alle Dateien auf ihrem Laufwerk verschlüsselt sind.

  1. 01Identify

    Gerät vom Netz trennen (Kabel ziehen, WLAN aus). Ransom-Note sichern.

  2. 02Contain

    Weitere Geräte identifizieren, ggf. Subnetz isolieren.

  3. 03Eradicate

    Forensik: Patient Zero, Eintrittsvektor (Phishing, Schwachstelle)? Säubern.

  4. 04Recover

    Aus offline Backup wiederherstellen; KEIN Lösegeld zahlen.

  5. 05Lessons Learned

    Schwachstelle schließen, Schulung, evtl. Meldung an Datenschutzbehörde binnen 72 h.

Ergebnis: Klare Incident-Plan-Schritte verhindern Panik und reduzieren Schaden. Offline-Backup ist der einzige verlässliche Schutz gegen Ransomware.

Schritt-für-Schritt Erklärung3 Schritte
  1. 1

    Malware ist kein monolithisches Phänomen - jede Klasse braucht eigene Gegenmassnahmen.

  2. 2

    Ransomware ist heute die teuerste Bedrohung; offline Backups sind die einzige verlässliche Versicherung.

  3. 3

    Incident Response ist Teamarbeit - klare Rollen verhindern Chaos im Ernstfall.

SRDP-Aufgaben

SelbsttestAus der Fragenbank7 Punkte

Aufgabenstellung

Vergleiche die Malware-Klassen Virus, Wurm, Trojaner und Ransomware. Welche Schutzmassnahmen sind in Unternehmen Standard?

Maturafokus

  • Unterscheide die Klassen an ihrer Verbreitungsweise: Virus braucht ein Wirtsprogramm, Wurm verbreitet sich selbst, Trojaner tarnt sich, Ransomware verschlüsselt und erpresst.
  • Nenne die Schritte der Incident Response in ihrer Reihenfolge: erkennen, eindämmen, beseitigen, wiederherstellen, auswerten.
  • Begründe die Präventivmaßnahmen: Updates, Least Privilege, Netzsegmentierung, Schulung.
  • Erkläre, warum ein Backup gegen Ransomware nur hilft, wenn es OFFLINE oder unveränderlich gelagert ist.
  • Ordne die Rolle der Auswertung ein: Ohne die Nachbereitung wiederholt sich derselbe Vorfall.

Typische Fehler

  • Virus und Wurm werden synonym verwendet; nur der Wurm verbreitet sich ohne Zutun.
  • Ein Backup wird als ausreichender Ransomware-Schutz dargestellt; online erreichbare Sicherungen werden mitverschlüsselt.
  • Incident Response wird auf „Virenscanner laufen lassen" verkürzt.
  • Die Eindämmung wird übersprungen; das befallene System bleibt im Netz und infiziert weiter.
  • Aus einem sauberen Virenscan wird auf ein sauberes System geschlossen; moderne Schadsoftware entzieht sich der Signaturerkennung.

§ 05

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Eine Schule erleidet einen Ransomware-Angriff. Wie reagierst du in den ersten 24 Stunden? Was wäre die richtige Präventionsstrategie gewesen?

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Quellen: NIST SP 800-61 - Computer Security Incident Handling Guide (NIST)

Stand 06/2026 · Vollständige Fassung über den Tiefenregler — gleiche Stelle, gleiche Anker

Inhalt

Abschnitt -- / 05

    • 01CIA-Triade und Schutzziele○
    • 02Symmetrische und asymmetrische Verschlüsselung◐
    • 03Hashfunktionen, MAC und digitale Signaturen●
    • 04DSGVO, DSG und Social Engineering◐
    • 05Malware-Klassen und Incident Response◐

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INF-Sec - IT-Sicherheit, Kryptografie und Datenschutz

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Erkläre die CIA-Triade der Informationssicherheit. Nenne zu jedem Schutzziel eine technische und eine organisatorische Maßnahme.

7 BE · 2021

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Belege & Quellen

Quellen

BSI

  • BSI IT-Grundschutz-Kompendium

CACM

  • Rivest, Shamir, Adleman: A Method for Obtaining Digital Signatures and Public-Key Cryptosystems

NIST

  • NIST FIPS 197 - AES
  • NIST FIPS 180-4 - Secure Hash Standard (SHA)
  • NIST SP 800-61 - Computer Security Incident Handling Guide

EU

  • eIDAS-Verordnung (EU) 910/2014
  • DSGVO Volltext (EUR-Lex)

Republik Österreich

  • Datenschutzbehörde Österreich

Siehe auch

  • INF-Net - Netzwerke und InternetAngriffe und Schutzmaßnahmen setzen an den Netzwerkschichten an.
  • INF-Daten - Informationssysteme, Codierung und ZahlensystemeHashfunktionen und Prüfsummen sind Codierungsverfahren.
  • INF-HMI-KI - Mensch-Maschine-Interaktion und KISocial Engineering und algorithmische Verzerrung sind die menschlichen Seiten der Sicherheit.

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