Information ist das, was du aus einer Nachricht erfährst, zum Beispiel "Der Bus kommt in 3 Minuten". Daten sind Zeichen und Zahlen, mit denen man Information darstellt, speichert und verarbeitet. Dieselbe Information lässt sich mit verschiedenen Daten darstellen, etwa als Zahl, als Text oder als Bild.

Damit Daten durch Kabel, Luft oder Glasfaser kommen, braucht man ein Signal: eine physikalische Größe, die sich ändert und so die Daten trägt, zum Beispiel eine elektrische Spannung, ein Lichtblitz oder eine Funkwelle. Ein analoges Signal kann jeden Wert in einem Bereich annehmen. Die Spannung eines Mikrofons folgt dem Schall stufenlos. Ein digitales Signal kennt nur feste Stufen, meist zwei, also 0 und 1. Ein Bit ist eine solche Ziffer, ein Byte sind 8 Bit.

Jedes Gerät, das Daten verarbeitet, arbeitet nach dem EVA-S-Prinzip: Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe, Speicherung. Beim Smartphone liefern Touchfläche und Mikrofon die Eingabe, der Prozessor verarbeitet, Display und Lautsprecher geben aus, und der Speicher hält Daten dauerhaft. Das Prinzip gilt für einen PC genauso wie für eine Waschmaschine mit Display.

Eine Datenübertragung hat fünf Glieder. Der Sender erzeugt die Nachricht. Die Codierung wandelt sie in Signale um. Der Kanal ist der Übertragungsweg. Die Dekodierung macht aus den Signalen wieder die Nachricht, und der Empfänger nimmt sie auf. Auf dem Kanal wirken Störungen wie Rauschen, fremde Sender oder abschirmende Wände. Digitale Signale sind robust: Solange man noch erkennt, ob 0 oder 1 gemeint war, kommt die Nachricht unverändert an. Mit Prüfsummen (aus Klasse 7-8) findet man übrige Fehler.

Ein Code ordnet jedem Zeichen oder Wert eine Bitfolge zu: ASCII und Unicode für Buchstaben, Barcode und QR-Code für Waren und Internetadressen. Ein Dateiformat legt fest, wie die Bits einer Datei zu lesen sind: txt für Text, PNG und JPG für Bilder, WAV und MP3 für Ton. PNG und WAV bewahren alle Daten. JPG und MP3 lassen Details weg, die man kaum bemerkt, und sparen Speicher. Ein Bild mit 1920 mal 1080 Bildpunkten und 3 Byte je Punkt hat unkomprimiert 6 220 800 Byte, etwa 6,2 MB.

Ein Netzwerk verbindet Geräte (Knoten), damit sie Daten austauschen. Die Topologie beschreibt, wie sie verbunden sind.

Ein Heimnetz ist meist ein Stern, das Internet ist vermascht. Ein Protokoll ist die Vereinbarung, wie Geräte miteinander reden: Aufbau der Nachricht, Reihenfolge, Fehlerbehandlung. Beispiele sind HTTP für Webseiten (HTTPS verschlüsselt), SMTP für E-Mail-Versand und IP für Adressen im Internet. Das Internet zerlegt Daten in Pakete mit Absender, Empfänger und Nummer. Der Empfänger setzt sie nach den Nummern zusammen und fordert fehlende neu an.

Datenschutz schützt Menschen davor, dass mit ihren personenbezogenen Daten (Name, Adresse, Standort, Gewohnheiten) Schaden angerichtet wird. Datensicherheit schützt Daten vor Verlust, Veränderung und unbefugtem Zugriff. Ihre Schutzziele sind Vertraulichkeit (nur Berechtigte lesen), Integrität (Daten sind unverändert) und Verfügbarkeit (Daten sind da, wenn man sie braucht). Maßnahmen sind sichere Passwörter, Updates, Firewall, Sicherungskopien (Backup) und Verschlüsselung.

Eine Verschlüsselung macht mit einem Schlüssel aus dem Klartext einen Geheimtext, den nur Berechtigte zurückübersetzen können. Beim symmetrischen Verfahren benutzen beide Seiten denselben Schlüssel, wie beim Cäsar-Verfahren aus Klasse 7-8. Dann muss man den Schlüssel vorher sicher übergeben. Beim asymmetrischen Verfahren hat jeder zwei Schlüssel: Der öffentliche darf jeder kennen, er verschlüsselt. Der private bleibt geheim, er entschlüsselt. Vergleich: In einen Briefkasten kann jeder einwerfen, aber nur der Besitzer hat den Schlüssel zum Öffnen. Bei HTTPS vereinbart ein asymmetrisches Verfahren einen gemeinsamen Schlüssel, mit dem die Daten dann schnell symmetrisch laufen. Bei Ende-zu-Ende-Verschlüsselung kann nur der Empfänger lesen, nicht einmal der Betreiber des Dienstes.

Im Smart Home sind Geräte vernetzt und werden automatisch oder aus der Ferne gesteuert. Sensoren messen (Temperatur, Fensterkontakt, Bewegung, Helligkeit). Aktoren handeln (Heizkörperventil, Steckdose, Rollladenmotor, Schloss). Eine Zentrale wertet die Meldungen nach Regeln aus und schickt Befehle, oft per Funk wie WLAN oder Zigbee. Das ist EVA-S: Sensor gleich Eingabe, Zentrale gleich Verarbeitung, Aktor gleich Ausgabe, Protokolldatei gleich Speicherung. Fernsteuerung heißt, dass du per App und Internet Befehle an die Zentrale schickst, auch von unterwegs. Kontrollsysteme überwachen, zum Beispiel Rauchmelder, Alarmanlage oder Kamera. Risiken sind unveränderte Standardpasswörter, fehlende Updates und Daten über deine Anwesenheit.