Authentifizieren mit Passkey (UML-Sequenzdiagramm Übungsaufgabe)

https://bildung.social/@oerinformatik/111555679809480435

https://oer-informatik.de/uml-sequenzdiagramm-uebung-passkey

UML-Sequenzdiagramm, Passkey, FIDO2, WebAuthn, Challenge-Response-Verfahren, Public-Key-Verfahren, Authentifizierung, Übungsaufgaben, Prüfungsvorbereitung

tl/dr; (ca. 14 min Lese- und Bearbeitungszeit): Das Anmeldeverfahren mit Passkey stellst Du anhand der Beschreibung der Nachrichtenfolge als UML-Sequenzdiagramm dar. Neben der Sequenzdiagramm-Übung lernst Du so den Mechanismus dieses zentralen Authentifizierungsverfahrens kennen [AI-Assisted]. (Zuletzt geändert am 29.10.2026)

Dieser Artikel ist Teil einer Artikelreihe über UML-Sequenzdiagramme: Einstieg in das Sequenzdiagramm (Übungsaufgaben) / Sequenzdiagramme mit PlantUML erstellen / Kurzübungen: TCP-Handshake, 2FA, CRAM-MD5, MQTT-Nachrichtenfluss, Webpage per MVP-Pattern, Zugriff erlauben mit OAuth2, Authentifizieren mit Passkey.

Diese Aufgabe setzt voraus, dass Du die Notationen des UML-Sequenzdiagramms kennst (Infos z. B. in diesem Artikel). Sie setzt nicht voraus, dass Du die Passkey-Spezifikation der FIDO-Allianz kennst – falls es Dich interessiert, ist es aber cleverer, ohne die Aufgabenstellung unten zunächst selbst zu recherchieren, welchen Ablauf diese Authentifizierung hat, und daraus ein UML-Sequenzdiagramm zu erstellen.

Hinweise zur Bearbeitung: Als FIA, FIDP oder FIDV musst Du zur Teil-2-Prüfung Aufgaben auf Kernkompetenz-Ebene lösen können, das ist Aufgabe 2.1. Zeichne Dein Diagramm auf Papier oder mit einem Werkzeug Deiner Wahl, bevor Du die Beispiellösung aufklappst. Eine saubere Handskizze genügt. Achte auf die Pfeilarten (synchron: durchgezogen mit gefüllter Spitze, Antwort: gestrichelt, asynchron: durchgezogen mit offener Spitze), auf die Beschriftung jedes Pfeils und auf die Bedingungen der kombinierten Fragmente. Andere fachlich richtige Lösungen sind ebenfalls richtig.

Wozu Passkey?

Bei der Authentifizierung werden in der Regel die Faktoren Besitz, Wissen oder Eigenschaft genutzt, um sicherzustellen, dass die Person, die sich authentifizieren will, diejenige ist, die sie vorgibt zu sein.

Häufig wird der Faktor „Wissen“ in Form eines Geheimnisses (z.B. Passwort) überprüft, was eingegeben und übermittelt werden muss. Diese Übermittlung ist ein potenzieller Angriffsvektor, den man im Idealfall komplett ausschließen will.

Wird das Passkey-Verfahren angewendet, muss kein Passwort oder anderes Geheimnis übermittelt werden: Ein User, der sich über einen Client (eine WebApp) an einem Server anmelden will, nutzt dazu einen Authentifikator (beispielsweise eine App im Handy). Die Grafik zeigt die Beteiligten und wo welcher Schlüssel liegt:

Beteiligte beim Anmelden mit Passkey: User, Authentifikator mit privatem Schlüssel, Client und Server mit öffentlichem Schlüssel (mit KI erstellt)

Wie das Verfahren im Einzelnen funktioniert, beschreibt die folgende Nachrichtenfolge.

Du möchtest eigene Aufgaben zum Üben von einem KI-Sprachmodell generieren lassen?

Kopiere den Text in ein KI-Sprachmodell Deiner Wahl und passe Kompetenzstufe, Anzahl, Bearbeitungszeit und Szenario bei Bedarf an. Wie die Aufgaben aufgebaut sind, beschreibt der Artikel Wie sind die Aufgaben aufgebaut?. Prüfe die Ergebnisse mit dem Lehrartikel: KI-Sprachmodelle machen Fehler.

Erstelle neue Übungsaufgaben zum Thema „Authentifizieren mit Passkey
(UML-Sequenzdiagramm Übungsaufgabe)“.

Bauplan: Halte Dich an Aufbau, Kompetenzstufen, Operatoren,
Anforderungsbereiche, Punkte und Zeitschätzung, die im Artikel
https://oer-informatik.de/aufgaben-aufbau beschrieben sind.

Fachliche Grundlage:
- https://oer-informatik.de/uml-sequenzdiagramm
- https://oer-informatik.de/uml-sequenzdiagramm-plantuml
- https://oer-informatik.de/authentifizierung
- https://oer-informatik.de/passwort-mfa
- Stilbeispiel: https://oer-informatik.de/uml-sequenzdiagramm-uebung-passkey

Die Aufgaben sollen Inhalte zu diesen Schlagwörtern abdecken:
- UML-Sequenzdiagramm
- Passkey
- FIDO2
- WebAuthn
- Challenge-Response-Verfahren
- Public-Key-Verfahren
- Authentifizierung

Kompetenzstufe: Kernkompetenz (alternativ: Basiskompetenz, Profilkompetenz, Expertise)
Anzahl: 1 Aufgabe mit Teilaufgaben
Bearbeitungszeit in Minuten ca.: <5 bis 30 min>
Szenario: eines der Szenarien aus dem Bauplan

Vorgehen:
1. Lies zuerst die verlinkten Artikel. Kannst Du keine Webseiten
   abrufen, sag mir das, statt zu raten.
2. Steht bei einer Angabe noch ein Platzhalter in <…>, frag mich
   zuerst danach. Richte Punkte und Zahl der Teilaufgaben nach der
   Bearbeitungszeit (ca. 0,9 min je Punkt).
3. Gib je Aufgabe Titel mit Kompetenzstufe, Ausgangssituation und
   Teilaufgaben mit Operator und Punktzahl aus, dazu die geschätzte
   Bearbeitungszeit.
4. Gib die Beispiellösungen mit Punkteverteilung erst aus, wenn ich
   danach frage.

Aufgabe 2.1: Anmeldung mit Passkey modellieren (Kernkompetenz)

Die Nachrichtenfolge ist (vereinfacht) folgendermaßen:

Der User teilt dem Client mit, dass er sich per Passkey auf dem Server einloggen will.
Der Client bittet den Server, einen zufälligen Wert (eine „Challenge“) zu erzeugen und zurückzuschicken.
Der Server generiert die Challenge und sendet diese an den Client zurück.
Der Client sendet die Challenge an den Authentifikator und bittet diesen, die Challenge zu signieren.
Der Authentifikator bittet den User, sich zu authentifizieren (am Handy häufig per Fingerprint oder Gesichtserkennung). Wenn diese Authentifikation erfolgreich ist, signiert der Authentifikator die Challenge mit dem privaten Schlüssel des Passkeys und sendet die signierte Challenge, den Usernamen und eine ID zurück an den Client.
Der Client sendet daraufhin die signierte Challenge, den Usernamen und die ID an den Server.
Der Server prüft, ob Username und ID existieren. Wenn ja, prüft er mit dem Public Key (wir vereinfachen: diesen kennt der Server bereits), ob die Challenge mit dem passenden Private Key signiert wurde.
Wenn die Signatur valide ist, gibt der Server an den Client zurück, dass der User authentifiziert ist.
Schlägt eine der Prüfungen fehl (Username oder ID unbekannt, Signatur nicht valide), erhält der Client eine Fehlermeldung.

Erstelle für die oben beschriebene Authentifizierung mit Passkey ein UML-Sequenzdiagramm mit den Lebenslinien für User, Client, Server und Authentifikator. (15 Punkte)

Darstellung der Authentifizierung mit Passkey im UML-Sequenzdiagramm anhand der obigen Nachrichtenfolge

Die Aufgabe vereinfacht den Ablauf: Nach der WebAuthn-Spezifikation signiert der Authentifikator nicht die Challenge allein, sondern seine Authentifikatordaten zusammen mit einem Hashwert der Client-Daten, die unter anderem die Challenge und die Domain der Webseite enthalten. Dadurch ist ein Passkey an die Domain gebunden, für die er erzeugt wurde.

Links und weitere Informationen

Hinweis zur Nachnutzung als Open Educational Resource (OER)

Dieser Artikel und seine Texte, Bilder, Grafiken, Code und sonstiger Inhalt sind - sofern nicht anders angegeben - lizenziert unter CC BY 4.0. Nennung gemäß TULLU-Regel bitte wie folgt: “Authentifizieren mit Passkey (UML-Sequenzdiagramm Übungsaufgabe)” von oer-informatik.de (H. Stein), Lizenz: CC BY 4.0. Der Artikel wurde unter https://oer-informatik.de/uml-sequenzdiagramm-uebung-passkey veröffentlicht, die Quelltexte sind in weiterverarbeitbarer Form verfügbar im Repository unter https://gitlab.com/oer-informatik/uml/uml-diagramme. Erstellt mit KI-Assistenz; von mir umfassend redaktionell überarbeitet, geprüft und freigegeben. Stand: 29.10.2026.

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