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Verwaltung von Benutzernamen und Passwörtern

Teil 1: Manuelle Eingabe und Dateispeicherung

Lernziel

Schüler lernen, wie man Benutzernamen und Passwörter per Konsole abfragt, in einer Datei speichert und grundlegende Dateizugriffe in Python nutzt.

Wichtige Hinweise zu Dateizugriffen

• Beim Lesen/Schreiben von Dateien sollte stets ein Context Manager (with open(...) as f:) verwendet werden.
• Verwende den Modus "a" (append) zum Hinzufügen neuer Einträge, ohne vorhandene zu überschreiben.
• Achte auf Zeichencodierung (z. B. encoding="utf-8"), um Umlaute oder Sonderzeichen korrekt abzulegen.
• Sensible Daten niemals in öffentlich einsehbaren Dateien ablegen.

Beispielcode

def teil1_neuer_eintrag(dateipfad):
    benutzer = input("Benutzername: ")
    passwort = input("Passwort: ")
    eintrag = f"{benutzer}:{passwort}\n"
    with open(dateipfad, "a", encoding="utf-8") as file:
        file.write(eintrag)
    print("Eintrag gespeichert.")

Teil 2: Passwortregeln prüfen

Lernziel

Schüler implementieren eine Funktion, die Passwörter gegen aktuelle Sicherheitsstandards validiert.

Vorgeschlagene Regeln

• Mindestens 12 Zeichen Länge
• Mindestens ein Großbuchstabe
• Mindestens ein Kleinbuchstabe
• Mindestens eine Ziffer
• Mindestens ein Sonderzeichen (!@#$%^&*()_+-=[]{};:,.<>/?)
• Keine Leerzeichen
• Keine Wiederholungen (z. B. “aaa”, “111”)

Beispielcode

import re

def pruefe_passwort(pw):
    if len(pw) < 12:
        return False, "Passwort zu kurz (mind. 12 Zeichen)."
    if not re.search(r"[A-Z]", pw):
        return False, "Mindestens ein Großbuchstabe fehlt."
    if not re.search(r"[a-z]", pw):
        return False, "Mindestens ein Kleinbuchstabe fehlt."
    if not re.search(r"[0-9]", pw):
        return False, "Mindestens eine Ziffer fehlt."
    if not re.search(r"[!@#$%^&*()_+\-=\[\]{};:,.<>/?]", pw):
        return False, "Mindestens ein Sonderzeichen fehlt."
    if " " in pw:
        return False, "Passwort darf keine Leerzeichen enthalten."
    if re.search(r"(.)\1\1", pw):
        return False, "Drei gleiche Zeichen hintereinander sind nicht erlaubt."
    return True, "Passwort erfüllt alle Regeln."
 
# Integrierte Nutzung im Hauptprogramm
pw = input("Passwort wählen: ")
ok, meldung = pruefe_passwort(pw)
print(meldung)

Teil 3: Hash-Verfahren und MD5

Lernziel

Schüler verstehen, was Hash-Funktionen sind und wie man MD5 in Python anwendet.

Allgemeines zu Hash-Verfahren

• Hash-Funktionen wandeln Eingaben beliebiger Länge in eine fixe Bitfolge um.
• Sie sind Einbahn: aus dem Hash kann man normalerweise nicht das Originalpasswort rekonstruieren.
• Kollisionen (zwei Eingaben mit demselben Hash) sind unerwünscht, treten aber teilweise auf.
• Für echte Anwendungen werden heute stärkere Verfahren (z. B. SHA-256, bcrypt) empfohlen.

MD5 in Python:

import hashlib
def md5_hash(pw):
    hasher = hashlib.md5()
    hasher.update(pw.encode("utf-8"))
    return hasher.hexdigest()
 
# Beispiel:
klartext_passwort = "MeinSicheresPW!123"
hash_wert = md5_hash(klartext_passwort)
print("MD5-Hash:", hash_wert)

Anwendung während des Speicherns:

def teil3_neuer_eintrag(dateipfad):
    benutzer = input("Benutzername: ")
    pw = input("Passwort wählen: ")
    hashed = md5_hash(pw)
    eintrag = f"{benutzer}:{hashed}\n"
    with open(dateipfad, "a", encoding="utf-8") as f:
        f.write(eintrag)
    print("Benutzer und Hash gespeichert.")

Teil 4: Passwortprüfung bei bestehendem Benutzer

Lernziel

Schüler erweitern ihr Programm um eine Login-Funktion: Eingabe von Benutzername und Passwort wird gegen die gespeicherten MD5-Hashes geprüft.

Beispielcode:

def lade_passwortdatei(dateipfad):
    daten = {}
    with open(dateipfad, "r", encoding="utf-8") as f:
        for zeile in f:
            name, hashwert = zeile.strip().split(":", 1)
            daten[name] = hashwert
    return daten
 
def login_pruefung(dateipfad):
    daten = lade_passwortdatei(dateipfad)
    benutzer = input("Benutzername: ")
    if benutzer not in daten:
        print("Benutzer nicht gefunden.")
        return
 
    pw = input("Passwort: ")
    if md5_hash(pw) == daten[benutzer]:
        print("Login erfolgreich.")
    else:
        print("Falsches Passwort.")
 
# Beispielaufruf
login_pruefung("passwoerter.txt")

Weiterführende Anregungen

• Salted Hashes einführen: Für jeden Benutzer einen zufälligen Salt vor dem Hashen nutzen.
• Bessere Algorithmen einsetzen: z. B. hashlib.sha256, bcrypt oder scrypt.
• Verwaltung in einer SQLite-Datenbank statt in einer Textdatei.
• Zwei-Faktor-Authentifizierung (2FA) simulieren.
• Passwort-Blacklist implementieren, um häufige Passwörter zu verbieten.