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Medienethik
Warum dieser Einstieg?
Um zu verstehen, was mit Daten im Internet geschieht, sind ein paar Basisinformationen zum Internet und seinen Datenflüssen hilfreich. Begriffe wie „Internet“, „Daten“ oder „Information“ werden leider sehr oft mit falschen Vorstellungen verbunden.
Was ist eigentlich dieses Internet?
Was weißt du schon?
Aufgabe 1 (alleine): Deine Vorstellung vom Internet
Du nutzt wahrscheinlich täglich ein Handy. Du verschickst mit deinem Handy z.B. WhatsApp-Nachrichten
- Wie kommt die Nachricht auf dem Gerät deiner Freundin / deines Freundes an?
- Welchen Weg nimmt diese Nachricht?
Zeichne eine Skizze, die den Weg deiner Daten so verdeutlicht, dass andere in der Klasse verstehen, wie du dir das vorstellst. Bitte nicht googlen! Es geht um deine Vorstellung.
Der Internetversteher
Einstieg
Schau dir diesen Film an. Wir wiederholen die Inhalte nachher noch einmal mit einem kleinen Rollenspiel.
Notiere dir deine Fragen.
Wir vollziehen die Inhalten des Films jetzt mit zwei unterschiedlichen Methoden noch einmal nach.
- Anhand eines Modells
- Anhand eines kleinen Rollenspiels
Aufgabe 2 - Du möchtest an Daten
Stelle dir vor, du bist jemand, der möglichst viel über alle Nutzer:innen des Internets wissen möchte. An welcher Stelle würdest du versuchen, an die Daten zu kommen?
Daten, Codierung und Information
Hier geht es um die Art und Weise, wie in der IT-Technik - also auch im z.B. Internet mit Daten umgegangen wird, wie diese z.B. übertragen oder verarbeitet werden. Bezogen auf das Internet bringt man eine Information durch Algorithmen in eine Form, die man übertragen und verarbeiten kann.
Übertragung von einfachen Daten
Aufgabe 1 (in Teams) - einfache Daten übertragen
Ihr bildet in der Klasse gleich große Teams aus mindestens sieben und maximal zwölf Personen. Es gibt einen Schiedrichter. Allen Teams zeige ich vier farbigen DINA5-Blätter. Jedes Team muss nun für jede Farbe ein anderes Zeichen vereinbaren. Für die Zeichen gelten die folgenden Bedingungen:
- sie müssen geräuschlos sein
- sie müssen ausschließlich über den Rücken zu erfassen sein
- es dürfen keinerlei Hilfsmittel außer den Händen verwendet werden
Ihr setzt euch im Team in einer Reihe möglichst dicht hintereinander, so dass der jeweilige Hintermann den Rücken seines Vordermanns sieht und diesen gut mit seinen Händen erreichen kann. Während des ganzen Spiels schauen alle stets nach vorn. Den Letzten (und nur diesen!!) in der Reihe zeigen ich ein DINA4 Blatt in einer Farbe. Sobald aus jedem Team jeweils der Letzte in der Reihe das DINA5-Blatt hat, gebe ich ein vorher verabredetes Startzeichen.
Nun müssen die verabredeten Zeichen in jeder Gruppe möglichst schnell über die Rücken zum Ersten im Team weitergegeben werden. Sobald die Information bei diesem angekommen ist, ruft dieser laut die Farbe. Die Gruppe, dessen Vordermann zuerst die richtige Farbe gerufen hat, darf eine Position rotieren, d.h. der Erste geht ans Ende der Reihe und alle Teammitglieder rücken jeweils eine Position nach vorne. Das Spiel ist beendet, sobald eine Gruppe ganz ‚durchrotiert’ ist.
Lernen: Fachbegriffe
Information
Eine Information ist eine beliebige Form von Inhalt, der für uns Menschen einen Sinn ergibt. Das können Texte, Farben, Zahlen, Videos u.v.m. sein.
Daten
Computer oder IT-Systeme funktionieren anders als wir Menschen. Eine Information, die für uns einen Sinn ergibt, kann nicht direkt und unverändert in einem IT-System verarbeitet werden, sondern muss in einen maschinenlesbare bzw. -verarbeitbare Form gebracht werden. Dies geschieht durch eine Codierung. Daten sind eine codierte Information.
Codierung
Eine Codierung wandelt eine Information in maschinenlesbare bzw. -verarbeitbare Form um. Durch Codierung werden aus der Information Daten. Eine häufige Codierung sind binäre Daten.
Übertragung von komplexeren Daten
Ein häufiger Anwendungsfall in der IT-Technik ist die Übertragung von Bildern, z.B. bei Insta-Storys oder auf WhatsApp. Bilder sind wesentliche komplexere Informationen, die andere Codierungen als z.B. einfache Farben benötigen. Du sollst dir gemeinsam mit einem Partner bzw. einer Partnerin eine Codierung zur Übertragung von einfachen Bildern überlegen.
Aufgabe 2 (zu Zweit) - komplexere Daten übertragen
Ihr findet euch zu Paaren zusammen. Die Aufgabe besteht darin, zunächst im Paar jemanden zu bestimmen, der die Rolle des Senders übernimmt und einen, der die Rolle des Empfängers spielt. Der Sender soll dem Empfänger eine Pixelgrafik (5×5) durch den Raum allein mit Hilfe eines Kartensatzes übermitteln. Im Kartensatz sind eine weiße Karte, eine schwarze Karte, Zahlenkarten von 1-5, eine Rauten- und ein Kreissymbolkarte enthalten. Der Empfänger notiert das Ergebnis in der leeren Matrix.
Materialien
Wichtig: Der Empfänger soll zusätzlich den Erhalt der Daten bestätigen oder eine Wiederholung anfordern können. Auch das muss nonverbal (ohne Sprache) funktionieren.
Dabei gilt:
- es darf während des Spiel nicht gesprochen werden
- es darf immer nur eine Karte zur Zeit hochgehalten werden
- das Spiel endet, wenn die ersten drei Paare fertig sind
Phase 1:
Die Paare einigen sich auf ein Verfahren bzw. entwickeln ein solches und stellen sich im Raum gleichzeitig mit den anderen Paaren gegenüber auf.
Phase 2:
Die Sender erhalten nun verdeckt eine fertige 5×5 Pixelgrafik. Auf ein Startsignal beginnen sie, das Bild mit Hilfe ihres Kartensatzes durch den Raum zu vermitteln. Wenn die erste drei Paare fertig sind, endet das Spiel.
Phase 3:
Die Paare bekommen kurz Gelegenheit, ihr Verfahren zur überarbeiten. Danach geht es wieder in Phase 2.
Lernen: Fachbegriff
Protokoll
Eine Codierung ist i.d.R. einseitig, d.h. ein Sender sendet eine codierte Information in Form von Daten irgendwo hin. Bei der Übertragung kann aber etwas schiefgehen, z.B. können Teile der Daten verloren gehen oder verfälscht werden.
Bei einem Protokoll werden zusätzlich „Steuerdaten“ in beide Richtungen versendet (bidirektional). Bei dem Spiel weißt du eigentlich schon implizit, dass die Grafik 5×5 Punkte groß ist und nur schwarze Punkte enthält. Die Bestätigung des Empfangs durch den Empfänger stellen auch Steuerungsdaten dar, die z.B. eine Korrektur fehlerhafter Daten ermöglichen.
Protokolle im Internet
Du hast bereits Protokollbezeichnungen im Internet gesehen. die häufigsten sind diese hier:
http:// (hyper text transfer protocol)
https:// (hyper text transfer protocol secure)
Diese Angabe sagt dem Browser: „Bitte rede mit dem Server mit dem Namen 'c-a-g.de' über das Protokoll 'https'“.
Daten und was sie verraten können
Aufgabe 1 - Information aus Verbrauchsdaten gewinnen
Schaue dir diese Grafik an:
Auf der x-Achse sind die Stunden eines Tages, auf der y-Achse die Stromaufnahme des Hauses in Kilowatt aufgetragen. Es handelt sich um Messdaten. Welche Informationen kannst du aus diesen Daten gewinnen? Versuche, Hypothesen über das Leben der Familie und ggf. ihre Gewohnheiten aufzustellen.
Kassenzettel
Von Haukes Workshop übernehmen
Handyakku
Die Kaufbereitschaft ist wesentlich höher, wenn der Handyakku leer ist (⇐ Beispiel weiter ausführen)
Den Schwangerschaftsmonat einer Frau bestimmen und nutzen
Daten schützen mit Transportverschlüsselung
Du kannst deine Daten schützen, indem du sie verschlüsselst. Du lernst hier eine unsichere Verschlüsselungsmethode kennen und erfährst, wie das eigentlich im Internet gemacht wird.
Caesarverschlüsselung als ein symmetrisches Verschlüsselungsverfahren
Bei einer bekannten Codierung können Daten sehr leicht auf dem Transportweg abgehört werden. So könnten Morsezeichen, die nachts per Licht übertragen werden z.B. von Feinden sehr leicht mitgehört werden. Man kann die Daten durch eine Verschlüsselung schützen. Eine sehr einfache (und unsichere Methode) zur Verschlüsselung ist die Caesarverschlüsselung.
Aufgabe 1 (Partnerarbeit) - Mit der Caesar-Verschlüsselung üben
Erledigt zusammen die Aufgaben in dem Material zur Caesarverschlüsselung. Eine große Hilfe kann dabei eine Textverarbeitung sein, mit der ihr Klaralphabet und Geheimalphabet wie im Material untereinanderschreibt. Die Größe der Verschiebung dürft ihr selbst bestimmen.
Aufgabe 2 (Partnerarbeit) - Verschlüsselte Nachrichten morsen
Überlege dir einen kurzen Satz aus drei kurzen Worten. Übertrage diesen diesmal verschlüsselt an deine(n) Partner/in. Es ist sehr wichtig, dass du diesem die von dir gewählte Verschiebung mitteilst.
Die Caesarverschlüsselung ist sehr leicht zu knacken. Diese Material zeigt, wie es geht.
Aufgabe 3 (Gruppenarbeit - Angriffsprinzip auf die Caesarverschlüsselung erklären
Erlärt mit einer kleinen Präsentation, wie der Angriff auf die Caesarverschlüsselung funktioniert.
Die asymmetrische Verschlüsselung
Schaue dir dieses Video an:
Aufgabe 4 (Partnerarbeit) - Fragen zum Video beantworten
- Was ist das Problem an der symmetrischen Verschlüsselung?
- Was ist der Unterschied zwischen einem öffentlichen und einem privaten Schlüssel?
- Wann verschlüsselt man mit dem öffentlichen und wann mit dem privaten Schlüssel?
- Warum stellt die asymmetrische Verschlüsselung einen sicheren Weg zur Übertragung eines symmetrischen Schlüssels dar?
Aufgabe 5 (Partnerarbeit) - Fragen zum Video beantworten
Erstelle eine Grafik, die das Prinzip der asymmetrischen Verschlüsselung verdeutlicht.
Strategien, um als Konzern trotz Verschlüsselung an Daten zu kommen
- Nudging
- KI-Integration (eigentlich eine Sonderform des Nudgings …)
Planspielidee Nudging mit KI
Phase 1
- Schulklasse wird eingeteilt in vier Zonen und einen Konzern
- direkte Kommunikation ist nur innerhalb der eigenen Zone möglich
- Kommunikation über Zonen hinweg muss über den Konzern laufen
- Kommunikation läuft über verschlossene Briefumschläge mit Metadaten außen (Sender, Empfänger, Herkunftszone, Zielzone, Uhrzeit)
- Konzern kann Nachricht aufgrund des verschlossenen Briefumschlages nicht lesen
- Briefumschlag kommt beim Konzern an, alle Metadaten werden auf Plakat in einer Liste erfasst, Briefumschlag wird ausgeliefert
- Im Konzern gibt es zusätzlich Metadaten über die Personen in einer Zone, für die Personen in der jeweiligen Zone nicht transparent sind (Durchschnitt von: Einkommen, Krankheitstagen, Quadratmeter Grundbesitz etc.)
- Nach 25 Interaktionen wird das Spiel abgebrochen
- Metadaten und die Liste werden offengelegt
- Klasse überlegt gemeinsam, welche Information man aus der Liste gewinnen kann
Phase 2
- Der Konzern bietet eine Rechtschreibprüfung als zusätzlichen Service an
- Dieser Service ist nur nutzbar in den Zonen 2 und 4 - die Personen in den Zonen 1 und 3 bekommen die alten Umschläge ohne Zusatzfeld
- Der Inhalt einer Nachricht kann jetzt in einem Briefumschlag an den Konzern geschickt werden, den der Konzern öffnen kann, wenn ein zusätzliches Feld in den Metadaten übermittelt wird.
- Konzern liest Nachricht, schreibt sie ab, um die eigene Rechtschreibprüfung zu verbessern und leitet sie korrigiert an den Empfänger weiter
- die Veränderung wird nicht transparent gemacht
- Spiel ansonsten wie in Phase 1