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Q2 Grundkurs · Informatik
Endliche Automaten, Grammatiken und Grenzen der Informatik · Nutzung von Informatiksystemen

Dateiverwaltung und Rechteverwaltung

Auf dem Schulserver deines Gymnasiums liegen die Klausurnoten der Lehrkräfte, die Hausaufgaben der Schüler und die Daten der Verwaltung. Warum kannst du als Schülerin oder Schüler die Noten nicht öffnen, obwohl sie auf demselben Server liegen? Und wie verhindert man, dass jemand versehentlich fremde Dateien löscht? Am Ende dieser Seite kannst du das erklären.

Dateien und Ordner strukturieren

Ein Informatiksystem speichert Daten in Dateien. Damit man sie wiederfindet, liegen sie in Ordnern (Verzeichnissen). Ordner können wieder Ordner enthalten. So entsteht eine Baumstruktur, die an einem Wurzelverzeichnis beginnt.

Ordnerbaum eines Schulservers mit den Ordnern Lehrer, Schueler und Verwaltung unter dem Wurzelverzeichnis Schule Schule Lehrer Schueler Verwaltung noten.xlsx konten.csv

Eine gute Struktur bildet die Organisation ab: Wer zusammen arbeitet, bekommt einen gemeinsamen Ordner. Dazu fasst man Benutzer in Gruppen zusammen (z. B. Lehrer, Schüler, Verwaltung). Rechte vergibt man dann an Gruppen, nicht an jede Person einzeln. Das spart Arbeit und macht Fehler seltener.

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Eine Schule legt auf dem Server die Ordner Lehrer, Schueler und Verwaltung an. Erklären Sie, warum eine Ordnerstruktur mit Benutzergruppen sinnvoll ist.

Eine Schule legt auf dem Server die Ordner Lehrer, Schueler und Verwaltung an. Erklären Sie, warum eine Ordnerstruktur mit Benutzergruppen sinnvoll ist.

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Zugriffsrechte in Unix-Systemen

Jede Datei hat einen Besitzer und gehört zu einer Gruppe. Für drei Personenkreise werden Rechte festgelegt: Besitzer (u, user), Gruppe (g) und alle anderen (o, others).

Die Rechte stehen als neun Zeichen hintereinander: je drei für Besitzer, Gruppe und andere. Ein Strich - bedeutet „Recht fehlt“.

Die Zeichenkette rwxr-x--- aufgeteilt in Rechte für Besitzer, Gruppe und andere rwx r-x --- Besitzer Gruppe andere alles lesen, ausführen nichts

Hier hat der Besitzer alle Rechte, die Gruppe darf lesen und ausführen, alle anderen haben keinen Zugriff.

Üben★☆☆Nicht begonnen
Nennen Sie die drei klassischen Zugriffsrechte in Unix-Systemen (r, w, x) und erklären Sie, was sie für eine Datei bedeuten.

Nennen Sie die drei klassischen Zugriffsrechte in Unix-Systemen (r, w, x) und erklären Sie, was sie für eine Datei bedeuten.

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Eine Datei hat die Rechte rwxr-x---. Geben Sie an, welche Rechte der Besitzer, die Gruppe und alle anderen haben.

Eine Datei hat die Rechte rwxr-x---. Geben Sie an, welche Rechte der Besitzer, die Gruppe und alle anderen haben.

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Oktale Schreibweise

Jedes Recht entspricht einem Bit: vorhanden = 1, fehlt = 0. Drei Bit ergeben eine Ziffer von 0 bis 7. Die Wertigkeiten sind r = 4, w = 2, x = 1. Man addiert die Werte der vorhandenen Rechte.

Rechte Bits Ziffer
--- 000 0
--x 001 1
-w- 010 2
-wx 011 3
r-- 100 4
r-x 101 5
rw- 110 6
rwx 111 7

Drei Ziffern ergeben den Code: erst Besitzer, dann Gruppe, dann andere.

Üben★★☆Nicht begonnen
Die Rechte einer Datei lauten oktal 640. a) Wandeln Sie diese in die Schreibweise rwx um. b) Wer darf die Datei lesen, wer ändern? c) Geben Sie die oktale Schreibweise…

Die Rechte einer Datei lauten oktal 640.

  1. a) Wandeln Sie diese in die Schreibweise rwx um.
  1. b) Wer darf die Datei lesen, wer ändern?
  1. c) Geben Sie die oktale Schreibweise für „Besitzer: alles, Gruppe: lesen und ausführen, andere: nichts“ an.
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Rechtekonzepte und das Prinzip der minimalen Rechte

Ein Rechtekonzept legt fest, welche Gruppe auf welche Ordner und Dateien wie zugreifen darf. Leitlinie ist das Prinzip der minimalen Rechte (Least Privilege): Jeder bekommt genau die Rechte, die er für seine Aufgabe braucht, und nicht mehr.

Warum? Fehler und Angriffe wirken nur im Rahmen der Rechte. Ein Schüler mit Schreibrecht auf die Notenliste kann sie versehentlich löschen. Ein Schadprogramm, das mit Administratorrechten läuft, kann das ganze System verändern.

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An einer Schule sollen Noten in der Datei noten.xlsx gespeichert werden. Lehrkräfte sollen lesen und schreiben, das Sekretariat nur lesen, Schülerinnen und Schüler gar…

An einer Schule sollen Noten in der Datei noten.xlsx gespeichert werden. Lehrkräfte sollen lesen und schreiben, das Sekretariat nur lesen, Schülerinnen und Schüler gar nicht.

  1. a) Entwerfen Sie ein Rechtekonzept mit Gruppen.
  1. b) Begründen Sie das Prinzip der minimalen Rechte.
  1. c) Nennen Sie ein Risiko, wenn alle Nutzer Administratorrechte hätten.
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Gefährliche Rechte und Gegenmaßnahmen

Die Rechte 777 (rwxrwxrwx) erlauben jedem Nutzer des Systems alles: lesen, ändern, löschen, ausführen. Liegt darin ein Skript mit einem Passwort im Klartext, kann jeder das Passwort lesen oder das Skript verändern und mit den Rechten des Besitzers ausführen lassen.

Üben★★★Nicht begonnen
Ein Schüler hat versehentlich ein Skript mit den Rechten 777 auf dem Schulserver abgelegt, das ein Passwort im Klartext enthält. a) Erklären Sie die Bedeutung der Rechte…

Ein Schüler hat versehentlich ein Skript mit den Rechten 777 auf dem Schulserver abgelegt, das ein Passwort im Klartext enthält.

  1. a) Erklären Sie die Bedeutung der Rechte 777.
  1. b) Beschreiben Sie die Gefahren.
  1. c) Nennen Sie Maßnahmen, die sofort und langfristig ergriffen werden sollten.
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Rollenbasierte Zugriffskontrolle

Bei der rollenbasierten Zugriffskontrolle (RBAC) bekommen nicht Personen, sondern Rollen Rechte. Personen erhalten eine oder mehrere Rollen.

Rechte an Einzelpersonen Rechte an Rollen
Vorteile sehr fein einstellbar übersichtlich, wenig Aufwand bei Wechsel von Personen, einheitlich
Nachteile unübersichtlich, aufwendig, Fehler und „Rechtewildwuchs“ Sonderfälle schwer abbildbar, Rollen müssen gut entworfen sein

Rechte ändern sich: Menschen wechseln die Abteilung, verlassen die Schule oder das Unternehmen. Ohne regelmäßige Prüfung sammeln sich alte Rechte an, und ungenutzte Konten werden zur Angriffsfläche.

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Vergleichen Sie die Rechteverwaltung über Benutzerrollen (rollenbasierte Zugriffskontrolle) mit der Vergabe von Rechten an einzelne Personen. a) Nennen Sie je zwei Vor-…

Vergleichen Sie die Rechteverwaltung über Benutzerrollen (rollenbasierte Zugriffskontrolle) mit der Vergabe von Rechten an einzelne Personen.

  1. a) Nennen Sie je zwei Vor- und Nachteile.
  1. b) Wenden Sie die rollenbasierte Variante auf ein Krankenhaus mit den Rollen Arzt, Pflegekraft und Verwaltung an.
  1. c) Begründen Sie, warum eine regelmäßige Überprüfung der Rechte wichtig ist.
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Entwicklungsumgebung und Versionsverwaltung

Eine Entwicklungsumgebung (IDE) fasst die Werkzeuge der Programmentwicklung in einer Oberfläche zusammen. Typische Funktionen:

  • Editor mit Syntaxhervorhebung und Autovervollständigung

  • Compiler (übersetzt Java-Quelltext in Bytecode) und Anzeige von Syntaxfehlern

  • Debugger zum schrittweisen Ausführen

  • Projektverwaltung (Dateien, Pakete, Klassenübersicht)

Der Debugger hilft bei Laufzeit- und Logikfehlern: Man setzt einen Haltepunkt, führt das Programm Schritt für Schritt aus und beobachtet die Werte der Variablen. So sieht man, an welcher Stelle der Wert vom erwarteten abweicht.

Versionsverwaltung mit Git

Der Quellcode von Projekten liegt oft in einem Repository der Versionsverwaltung Git. Jede Änderung wird als Commit gespeichert, man kann zu alten Ständen zurückkehren.

Arbeiten mehrere Personen am Code, entstehen Konflikte, wenn zwei dieselbe Datei gleichzeitig ändern. Mit Git arbeitet jeder an einer eigenen Kopie oder einem Branch. Änderungen werden anschließend zusammengeführt (Merge). Git erkennt, welche Zeilen sich geändert haben, und meldet nur dann einen Konflikt, wenn dieselbe Stelle verschieden geändert wurde. Dann entscheidet ein Mensch.

Rechte- und Datenschutzkonzept für ein Projektteam

Der folgende Teil gehört wieder zum Kern: Ein gemeinsamer Projektordner braucht ein Rechtekonzept, und personenbezogene Daten müssen geschützt werden, egal ob der Code in einem einfachen Ordner oder in einem Repository liegt.

Üben★★☆Nicht begonnen
Beschreiben Sie die Aufgaben einer Entwicklungsumgebung (IDE) und nennen Sie vier Funktionen (z. B. Editor). Erklären Sie, wie ein Debugger beim Finden eines Fehlers…

Beschreiben Sie die Aufgaben einer Entwicklungsumgebung (IDE) und nennen Sie vier Funktionen (z. B. Editor). Erklären Sie, wie ein Debugger beim Finden eines Fehlers hilft.

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Ein Projektteam eines Gymnasiums in Dresden verwaltet seinen Programmcode in einem gemeinsamen Ordner. a) Entwerfen Sie ein Rechte- und Ordnerkonzept für Team,…

Ein Projektteam eines Gymnasiums in Dresden verwaltet seinen Programmcode in einem gemeinsamen Ordner.

  1. a) Entwerfen Sie ein Rechte- und Ordnerkonzept für Team, Betreuungslehrkraft und Außenstehende.
  1. b) Erläutern Sie, wie eine Versionsverwaltung (z. B. Git) Konflikte durch gleichzeitiges Bearbeiten verringert.
  1. c) Beurteilen Sie, welche Datenschutzprobleme entstehen, wenn personenbezogene Daten im Repository landen.
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Zurück zum Anfang: Auf dem Schulserver gehören die Dateien Gruppen. Die Gruppe Schüler hat auf die Noten keine Rechte (---), die Gruppe Lehrer lesen und schreiben. So sind Noten geschützt und Fehler bleiben begrenzt.

Auf einen Blick

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