docs: Add BYOEH system documentation to Developer Portal and MKDocs
Some checks failed
CI/CD Pipeline / Linting (push) Has been cancelled
CI/CD Pipeline / Security Scan (push) Has been cancelled
CI/CD Pipeline / Docker Build & Push (push) Has been cancelled
CI/CD Pipeline / Integration Tests (push) Has been cancelled
CI/CD Pipeline / Deploy to Staging (push) Has been cancelled
CI/CD Pipeline / Deploy to Production (push) Has been cancelled
CI/CD Pipeline / CI Summary (push) Has been cancelled
ci/woodpecker/push/integration Pipeline failed
ci/woodpecker/push/main Pipeline failed
CI/CD Pipeline / Go Tests (push) Has been cancelled
CI/CD Pipeline / Python Tests (push) Has been cancelled
CI/CD Pipeline / Website Tests (push) Has been cancelled
Security Scanning / Secret Scanning (push) Has been cancelled
Security Scanning / Dependency Vulnerability Scan (push) Has been cancelled
Security Scanning / Go Security Scan (push) Has been cancelled
Security Scanning / Python Security Scan (push) Has been cancelled
Security Scanning / Node.js Security Scan (push) Has been cancelled
Security Scanning / Docker Image Security (push) Has been cancelled
Security Scanning / Security Summary (push) Has been cancelled
Tests / Go Tests (push) Has been cancelled
Tests / Python Tests (push) Has been cancelled
Tests / Integration Tests (push) Has been cancelled
Tests / Go Lint (push) Has been cancelled
Tests / Python Lint (push) Has been cancelled
Tests / Security Scan (push) Has been cancelled
Tests / All Checks Passed (push) Has been cancelled

Adds comprehensive BYOEH (Bring-Your-Own-Expectation-Horizon) architecture
documentation explaining the privacy-first KI exam correction workflow
including pseudonymization, client-side encryption, and namespace isolation.

Co-Authored-By: Claude Opus 4.6 <noreply@anthropic.com>
This commit is contained in:
BreakPilot Dev
2026-02-12 22:14:19 +01:00
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commit 902848ca24
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View File

@@ -0,0 +1,767 @@
import { DevPortalLayout, CodeBlock, InfoBox } from '@/components/DevPortalLayout'
export default function BYOEHDocsPage() {
return (
<DevPortalLayout
title="Wie funktioniert das Klausur-Namespace-System?"
description="Eine umfassende Erklaerung des BYOEH-Systems -- von der Anonymisierung bis zur sicheren KI-Korrektur."
>
{/* ============================================================ */}
{/* 1. EINLEITUNG */}
{/* ============================================================ */}
<h2 id="einfuehrung">1. Was ist das Namespace-System?</h2>
<p>
Das <strong>BYOEH-System</strong> (Bring Your Own Expectation Horizon) ist eine
Datenschutz-Architektur, die es Lehrern ermoeglicht, Klausuren <strong>anonym und
verschluesselt</strong> von einer KI korrigieren zu lassen -- ohne dass jemals der Name
eines Schuelers den Rechner des Lehrers verlaesst.
</p>
<blockquote>
<em>&ldquo;Die Klausuren gehen anonym in die Cloud, werden dort von KI korrigiert,
und kommen korrigiert zurueck. Nur der Lehrer kann die Ergebnisse wieder den
Schuelern zuordnen -- denn nur seine Hardware hat den Schluessel dafuer.&rdquo;</em>
</blockquote>
<p>
Das System loest ein grundlegendes Problem: Klausurkorrektur mit KI-Unterstuetzung
<strong> ohne Datenschutzrisiko</strong>. Die Loesung besteht aus vier Bausteinen:
</p>
<ol>
<li>
<strong>Pseudonymisierung:</strong> Namen werden durch zufaellige Codes ersetzt.
Niemand ausser dem Lehrer kennt die Zuordnung.
</li>
<li>
<strong>Verschluesselung:</strong> Alles wird <em>im Browser des Lehrers</em>
verschluesselt, bevor es den Rechner verlaesst. Der Server sieht nur unlesbaren
Datensalat.
</li>
<li>
<strong>Namespace-Isolation:</strong> Jeder Lehrer hat einen eigenen, abgeschotteten
Bereich (Namespace). Kein Lehrer kann auf die Daten eines anderen zugreifen.
</li>
<li>
<strong>KI-Korrektur:</strong> Die KI arbeitet mit den verschluesselten Daten
und dem Erwartungshorizont (EH) des Lehrers. Korrekturvorschlaege gehen zurueck
an den Lehrer.
</li>
</ol>
<InfoBox type="info" title="Kern-Designprinzip: Operator Blindness">
<strong>Breakpilot kann die Klausuren nicht lesen.</strong> Der Server sieht nur
verschluesselte Daten und einen Schluessel-Hash (nicht den Schluessel selbst). Die
Passphrase zum Entschluesseln existiert <em>nur</em> im Browser des Lehrers und
wird niemals uebertragen. Selbst ein Angriff auf den Server wuerde keine
Klausurtexte preisgeben.
</InfoBox>
{/* ============================================================ */}
{/* 2. DER KOMPLETTE ABLAUF */}
{/* ============================================================ */}
<h2 id="ablauf">2. Der komplette Ablauf im Ueberblick</h2>
<p>
Der Prozess laesst sich in sieben Schritte unterteilen. Stellen Sie sich vor, der
Lehrer sitzt an seinem Rechner und hat einen Stapel gescannter Klausuren:
</p>
<CodeBlock language="text" filename="Der komplette Workflow: Von der Klausur zur KI-Korrektur">
{`SCHRITT 1: KLAUSUREN SCANNEN & HOCHLADEN
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Lehrer scannt Klausuren ein (PDF oder Bild)
→ System erkennt automatisch den Kopfbereich mit Namen
→ Kopfbereich wird permanent entfernt (Header-Redaction)
→ Jede Klausur erhaelt einen zufaelligen Code (doc_token)
SCHRITT 2: VERSCHLUESSELUNG IM BROWSER
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Lehrer gibt eine Passphrase ein (z.B. "MeinGeheimesPasswort2025!")
→ Browser leitet daraus einen 256-Bit-Schluessel ab (PBKDF2)
→ Klausur wird mit AES-256-GCM verschluesselt
→ Nur der Hash des Schluessels wird an den Server gesendet
→ Passphrase und Schluessel verlassen NIEMALS den Browser
SCHRITT 3: IDENTITAETS-MAP SICHERN
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Die Zuordnung "doc_token → Schuelername" wird verschluesselt:
→ Tabelle: "a7f3c2d1... = Max Mustermann, b9e4a1f8... = Anna Schmidt"
→ Diese Tabelle wird mit dem gleichen Schluessel verschluesselt
→ Ohne Passphrase kann niemand die Zuordnung wiederherstellen
SCHRITT 4: UPLOAD IN DEN NAMESPACE
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Die verschluesselten Dateien gehen in den persoenlichen Namespace:
→ Jeder Lehrer hat eine eigene tenant_id
→ Daten werden in MinIO (verschluesselt) + Qdrant (Vektoren) gespeichert
→ Server sieht: verschluesselter Blob + Schluessel-Hash + Salt
SCHRITT 5: KI-KORREKTUR
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Der Lehrer startet die KI-Korrektur:
→ RAG-System durchsucht den Erwartungshorizont (EH)
→ KI generiert Korrekturvorschlaege pro Kriterium
→ Vorschlaege basieren auf dem EH, nicht auf Halluzinationen
SCHRITT 6: ERGEBNISSE ZURUECK
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Korrekturvorschlaege gehen an den Lehrer:
→ Lehrer gibt Passphrase ein
→ Browser entschluesselt die Ergebnisse
→ Lehrer sieht: Vorschlaege pro Kriterium + Gesamtnote
SCHRITT 7: ZUORDNUNG & FINALISIERUNG
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Lehrer ordnet Ergebnisse den Schuelern zu:
→ Identitaets-Map wird entschluesselt
→ doc_token wird wieder dem echten Namen zugeordnet
→ Lehrer ueberprueft/korrigiert KI-Vorschlaege
→ Fertige Korrektur + Gutachten koennen exportiert werden`}
</CodeBlock>
{/* ============================================================ */}
{/* 3. PSEUDONYMISIERUNG */}
{/* ============================================================ */}
<h2 id="pseudonymisierung">3. Pseudonymisierung: Wie Namen verschwinden</h2>
<p>
Pseudonymisierung bedeutet: personenbezogene Daten werden durch <strong>zufaellige
Codes</strong> ersetzt, sodass ohne Zusatzinformation kein Rueckschluss auf die Person
moeglich ist. Im BYOEH-System passiert das auf zwei Ebenen:
</p>
<h3>3.1 Der doc_token: Ein zufaelliger Ausweis</h3>
<p>
Jede Klausur erhaelt einen <strong>doc_token</strong> -- einen 128-Bit-Zufallscode im
UUID4-Format (z.B. <code>a7f3c2d1-4e9b-4a5f-8c7d-6b2e1f0a9d3c</code>). Dieser Code:
</p>
<ul>
<li>Ist <strong>kryptographisch zufaellig</strong> -- es gibt keinen Zusammenhang zwischen
Token und Schueler</li>
<li>Kann <strong>nicht zurueckgerechnet</strong> werden -- auch mit Kenntnis des Algorithmus
ist kein Rueckschluss moeglich</li>
<li>Wird <strong>auf der Klausur aufgedruckt</strong> (als QR-Code), damit die physische
Klausur spaeter wieder zugeordnet werden kann</li>
</ul>
<h3>3.2 Header-Redaction: Der Name wird entfernt</h3>
<p>
Bevor eine Klausur verarbeitet wird, entfernt das System den <strong>Kopfbereich</strong>
der gescannten Seite -- dort, wo typischerweise Name, Klasse und Datum stehen. Diese
Entfernung ist <strong>permanent</strong>: Die Originaldaten werden nicht gespeichert.
</p>
<div className="not-prose my-6 overflow-x-auto">
<table className="min-w-full divide-y divide-gray-200 text-sm">
<thead className="bg-gray-50">
<tr>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Methode</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Wie es funktioniert</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Wann verwendet</th>
</tr>
</thead>
<tbody className="divide-y divide-gray-200">
<tr>
<td className="px-4 py-3 font-medium">Einfache Redaction</td>
<td className="px-4 py-3">Obere ~2,5 cm der Seite werden weiss ueberschrieben</td>
<td className="px-4 py-3">Standard bei allen Uploads</td>
</tr>
<tr>
<td className="px-4 py-3 font-medium">Smarte Redaction</td>
<td className="px-4 py-3">OpenCV erkennt Textbereiche und entfernt gezielt den Kopf, verschont aber QR-Codes</td>
<td className="px-4 py-3">Wenn QR-Codes auf der Klausur sind</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<h3>3.3 Die Identitaets-Map: Nur der Lehrer kennt die Zuordnung</h3>
<p>
Die Zuordnung <em>doc_token Schuelername</em> wird als <strong>verschluesselte Tabelle</strong>
gespeichert. Das Datenbankmodell sieht so aus:
</p>
<CodeBlock language="text" filename="Datenbank: ExamSession (vereinfacht)">
{`ExamSession
├── teacher_id = "lehrer-uuid-123" ← Pflichtfeld (Isolation)
├── encrypted_identity_map = [verschluesselte Bytes] ← Nur mit Passphrase lesbar
├── identity_map_iv = "a3f2c1..." ← Initialisierungsvektor (fuer AES)
└── PseudonymizedDocument (pro Klausur)
├── doc_token = "a7f3c2d1-..." ← Zufaelliger Code (Primary Key)
├── exam_session_id = [Referenz]
└── (Kein Name, keine Klasse, kein persoenliches Datum)`}
</CodeBlock>
<InfoBox type="success" title="DSGVO Art. 4 Nr. 5 konform">
Die Pseudonymisierung erfuellt die Definition aus der DSGVO: Die personenbezogenen Daten
(Schuelernamen) koennen <strong>ohne Hinzuziehung zusaetzlicher Informationen</strong>
(der verschluesselten Identitaets-Map + der Passphrase des Lehrers) nicht mehr einer
bestimmten Person zugeordnet werden.
</InfoBox>
{/* ============================================================ */}
{/* 4. VERSCHLUESSELUNG */}
{/* ============================================================ */}
<h2 id="verschluesselung">4. Verschluesselung: Wie Daten geschuetzt werden</h2>
<p>
Die Verschluesselung ist das Herzsstueck des Datenschutzes. Sie findet <strong>vollstaendig
im Browser</strong> statt -- der Server bekommt nur verschluesselte Daten zu sehen.
</p>
<h3>4.1 Der Verschluesselungsvorgang</h3>
<p>
Wenn der Lehrer eine Klausur oder einen Erwartungshorizont hochlaedt, passiert im
Browser folgendes:
</p>
<CodeBlock language="text" filename="Client-seitige Verschluesselung (im Browser)">
{`┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Browser des Lehrers │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 1. Lehrer gibt Passphrase ein (z.B. "MeinGeheimesPasswort!") │
│ │ ↑ │
│ │ │ Passphrase bleibt hier -- wird NIE gesendet │
│ ▼ │
│ 2. Schluessel-Ableitung: │
│ PBKDF2-SHA256(Passphrase, zufaelliger Salt, 100.000 Runden) │
│ │ │
│ │ → Ergebnis: 256-Bit-Schluessel (32 Bytes) │
│ │ → Selbst bei Kenntnis des Salts sind 100.000 Runden │
│ │ noetig, um den Schluessel zu erraten │
│ ▼ │
│ 3. Verschluesselung: │
│ AES-256-GCM(Schluessel, zufaelliger IV, Datei-Inhalt) │
│ │ │
│ │ → AES-256: Militaerstandard, 2^256 moegliche Schluessel │
│ │ → GCM: Garantiert Integritaet (Manipulation erkennbar) │
│ ▼ │
│ 4. Schluessel-Hash: │
│ SHA-256(abgeleiteter Schluessel) → Hash fuer Verifikation │
│ │ │
│ │ → Der Server speichert nur diesen Hash │
│ │ → Damit kann geprueft werden ob die Passphrase stimmt │
│ │ → Vom Hash kann der Schluessel NICHT zurueckgerechnet │
│ │ werden │
│ ▼ │
│ 5. Upload: Nur diese Daten gehen an den Server: │
│ • Verschluesselter Blob (unlesbar ohne Schluessel) │
│ • Salt (zufaellige Bytes, harmlos) │
│ • IV (Initialisierungsvektor, harmlos) │
│ • Schluessel-Hash (zur Verifikation, nicht umkehrbar) │
│ │
│ Was NICHT an den Server geht: │
│ ✗ Passphrase │
│ ✗ Abgeleiteter Schluessel │
│ ✗ Unverschluesselter Klartext │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘`}
</CodeBlock>
<h3>4.2 Warum ist das sicher?</h3>
<div className="not-prose my-6 overflow-x-auto">
<table className="min-w-full divide-y divide-gray-200 text-sm">
<thead className="bg-gray-50">
<tr>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Angriffsszenario</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Was der Angreifer sieht</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Ergebnis</th>
</tr>
</thead>
<tbody className="divide-y divide-gray-200">
<tr>
<td className="px-4 py-3 font-medium">Server wird gehackt</td>
<td className="px-4 py-3">Verschluesselte Blobs + Hashes</td>
<td className="px-4 py-3 text-green-700 font-medium">Keine lesbaren Klausuren</td>
</tr>
<tr>
<td className="px-4 py-3 font-medium">Datenbank wird geleakt</td>
<td className="px-4 py-3">encrypted_identity_map (verschluesselt)</td>
<td className="px-4 py-3 text-green-700 font-medium">Keine Schuelernamen</td>
</tr>
<tr>
<td className="px-4 py-3 font-medium">Netzwerkverkehr abgefangen</td>
<td className="px-4 py-3">Verschluesselte Daten (HTTPS + AES)</td>
<td className="px-4 py-3 text-green-700 font-medium">Doppelt verschluesselt</td>
</tr>
<tr>
<td className="px-4 py-3 font-medium">Betreiber (Breakpilot) will mitlesen</td>
<td className="px-4 py-3">Verschluesselte Blobs, kein Schluessel</td>
<td className="px-4 py-3 text-green-700 font-medium">Operator Blindness</td>
</tr>
<tr>
<td className="px-4 py-3 font-medium">Anderer Lehrer versucht Zugriff</td>
<td className="px-4 py-3">Nichts (Tenant-Isolation)</td>
<td className="px-4 py-3 text-green-700 font-medium">Namespace blockiert</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
{/* ============================================================ */}
{/* 5. NAMESPACE / TENANT-ISOLATION */}
{/* ============================================================ */}
<h2 id="namespace">5. Namespace-Isolation: Jeder Lehrer hat seinen eigenen Bereich</h2>
<p>
Ein <strong>Namespace</strong> (auch &ldquo;Tenant&rdquo; genannt) ist ein abgeschotteter
Bereich im System. Man kann es sich wie <strong>separate Schliessfaecher</strong> in einer
Bank vorstellen: Jeder Lehrer hat sein eigenes Fach, und kein Schluessel passt in ein
anderes Fach.
</p>
<h3>5.1 Wie die Isolation funktioniert</h3>
<p>
Jeder Lehrer erhaelt beim ersten Login eine eindeutige <code>tenant_id</code>. Diese ID wird
bei <strong>jeder einzelnen Datenbankabfrage</strong> als Pflichtfilter mitgefuehrt:
</p>
<CodeBlock language="text" filename="Tenant-Isolation in der Vektordatenbank (Qdrant)">
{`Lehrer A (tenant_id: "school-A-lehrer-1")
├── Klausur 1 (verschluesselt)
├── Klausur 2 (verschluesselt)
└── Erwartungshorizont Deutsch LK 2025
Lehrer B (tenant_id: "school-B-lehrer-2")
├── Klausur 1 (verschluesselt)
└── Erwartungshorizont Mathe GK 2025
Suchanfrage von Lehrer A:
"Wie soll die Einleitung strukturiert sein?"
→ Suche NUR in tenant_id = "school-A-lehrer-1"
→ Lehrer B's Daten sind UNSICHTBAR
Jede Qdrant-Query hat diesen Pflichtfilter:
must_conditions = [
FieldCondition(key="tenant_id", match="school-A-lehrer-1")
]
Es gibt KEINE Abfrage ohne tenant_id-Filter.`}
</CodeBlock>
<h3>5.2 Drei Ebenen der Isolation</h3>
<div className="not-prose my-6 overflow-x-auto">
<table className="min-w-full divide-y divide-gray-200 text-sm">
<thead className="bg-gray-50">
<tr>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Ebene</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">System</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Isolation</th>
</tr>
</thead>
<tbody className="divide-y divide-gray-200">
<tr>
<td className="px-4 py-3 font-medium">Dateisystem</td>
<td className="px-4 py-3">MinIO (S3-Storage)</td>
<td className="px-4 py-3">Eigener Ordner pro Lehrer: <code>/tenant-id/eh-id/encrypted.bin</code></td>
</tr>
<tr>
<td className="px-4 py-3 font-medium">Vektordatenbank</td>
<td className="px-4 py-3">Qdrant</td>
<td className="px-4 py-3">Pflichtfilter <code>tenant_id</code> bei jeder Suche</td>
</tr>
<tr>
<td className="px-4 py-3 font-medium">Metadaten-DB</td>
<td className="px-4 py-3">PostgreSQL</td>
<td className="px-4 py-3">Jede Tabelle hat <code>teacher_id</code> als Pflichtfeld</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<InfoBox type="warning" title="Kein Training mit Lehrerdaten">
Auf allen Vektoren in Qdrant ist das Flag <code>training_allowed: false</code> gesetzt.
Das bedeutet: Die Inhalte der Lehrer werden <strong>ausschliesslich fuer RAG-Suchen</strong>
(Abruf relevanter Textpassagen) verwendet und <strong>niemals zum Trainieren</strong> eines
KI-Modells eingesetzt.
</InfoBox>
{/* ============================================================ */}
{/* 6. DER ERWARTUNGSHORIZONT (EH) */}
{/* ============================================================ */}
<h2 id="erwartungshorizont">6. Der Erwartungshorizont: Die Grundlage fuer KI-Korrektur</h2>
<p>
Ein <strong>Erwartungshorizont</strong> (EH) ist das Dokument, das beschreibt, was in
einer Klausur erwartet wird: welche Inhalte in welcher Qualitaet vorkommen sollen.
Im BYOEH-System laedt der Lehrer seinen eigenen EH hoch, und die KI nutzt ihn als
Referenz fuer Korrekturvorschlaege.
</p>
<h3>6.1 Upload-Wizard (5 Schritte)</h3>
<div className="not-prose my-4 overflow-x-auto">
<table className="min-w-full divide-y divide-gray-200 text-sm">
<thead className="bg-gray-50">
<tr>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Schritt</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Was passiert</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Warum</th>
</tr>
</thead>
<tbody className="divide-y divide-gray-200">
<tr><td className="px-4 py-3 font-medium">1. Datei waehlen</td><td className="px-4 py-3">PDF per Drag &amp; Drop hochladen</td><td className="px-4 py-3">Der EH als digitales Dokument</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3 font-medium">2. Metadaten</td><td className="px-4 py-3">Titel, Fach, Niveau (eA/gA), Jahr</td><td className="px-4 py-3">Fuer Filterung und Organisation</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3 font-medium">3. Rechtebestaetigung</td><td className="px-4 py-3">Checkbox: &ldquo;Ich bin berechtigt&rdquo;</td><td className="px-4 py-3">Rechtliche Absicherung (Urheberrecht)</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3 font-medium">4. Verschluesselung</td><td className="px-4 py-3">Passphrase eingeben (2x bestaetigen)</td><td className="px-4 py-3">Schluessel fuer Ende-zu-Ende-Verschluesselung</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3 font-medium">5. Zusammenfassung</td><td className="px-4 py-3">Pruefen und bestaetigen</td><td className="px-4 py-3">Letzte Kontrolle vor dem Upload</td></tr>
</tbody>
</table>
</div>
<h3>6.2 RAG-Pipeline: Wie der EH fuer die KI nutzbar wird</h3>
<p>
Nach dem Upload wird der EH fuer die KI-Suche vorbereitet. Dieser Vorgang heisst
<strong> Indexierung</strong> und funktioniert wie das Erstellen eines Stichwortverzeichnisses
fuer ein Buch:
</p>
<CodeBlock language="text" filename="Indexierung: Vom PDF zum durchsuchbaren EH">
{`Erwartungshorizont (verschluesselt auf Server)
|
v
┌────────────────────────────────┐
│ 1. Passphrase-Verifikation │ ← Lehrer gibt Passphrase ein
│ Hash pruefen │ Server vergleicht mit gespeichertem Hash
└──────────┬─────────────────────┘
|
v
┌────────────────────────────────┐
│ 2. Entschluesselung │ ← Temporaer im Arbeitsspeicher
│ AES-256-GCM Decrypt │ (wird nach Verarbeitung geloescht)
└──────────┬─────────────────────┘
|
v
┌────────────────────────────────┐
│ 3. Text-Extraktion │ ← PDF → Klartext
│ Tabellen, Listen erkennen │
└──────────┬─────────────────────┘
|
v
┌────────────────────────────────┐
│ 4. Chunking │ ← Text in 1.000-Zeichen-Abschnitte zerlegen
│ Ueberlappung: 200 Zeichen │ (mit Ueberlappung, damit kein Kontext
│ │ verloren geht)
└──────────┬─────────────────────┘
|
v
┌────────────────────────────────┐
│ 5. Embedding │ ← Jeder Abschnitt wird in einen
│ Text → 1.536 Zahlen │ Bedeutungsvektor umgewandelt
└──────────┬─────────────────────┘
|
v
┌────────────────────────────────┐
│ 6. Re-Encryption │ ← Jeder Chunk wird ERNEUT verschluesselt
│ AES-256-GCM pro Chunk │ bevor er gespeichert wird
└──────────┬─────────────────────┘
|
v
┌────────────────────────────────┐
│ 7. Qdrant-Indexierung │ ← Vektor + verschluesselter Chunk
│ tenant_id: "lehrer-123" │ werden mit Tenant-Filter gespeichert
│ training_allowed: false │
└────────────────────────────────┘`}
</CodeBlock>
<h3>6.3 Wie die KI den EH nutzt (RAG-Query)</h3>
<p>
Wenn der Lehrer bei der Korrektur einen Vorschlag anfordert, passiert folgendes:
</p>
<ol>
<li>
<strong>Frage formulieren:</strong> Das System erstellt eine Suchanfrage aus dem
Klausurtext und dem aktuellen Bewertungskriterium (z.B. &ldquo;Wie gut ist die
Einleitung im Vergleich zum Erwartungshorizont?&rdquo;).
</li>
<li>
<strong>Semantische Suche:</strong> Die Anfrage wird in einen Vektor umgewandelt und
gegen die EH-Vektoren in Qdrant gesucht -- <em>nur im Namespace des Lehrers</em>.
</li>
<li>
<strong>Entschluesselung:</strong> Die gefundenen Chunks werden mit der Passphrase
des Lehrers entschluesselt.
</li>
<li>
<strong>KI-Antwort:</strong> Die entschluesselten EH-Passagen werden als Kontext
an die KI uebergeben, die daraus einen Korrekturvorschlag generiert.
</li>
</ol>
{/* ============================================================ */}
{/* 7. KEY SHARING */}
{/* ============================================================ */}
<h2 id="key-sharing">7. Key Sharing: Zweitkorrektur ermoeglichen</h2>
<p>
Bei Abiturklausuren muss eine <strong>Zweitkorrektur</strong> durch einen anderen Lehrer
erfolgen. Das Key-Sharing-System ermoeglicht es dem Erstpruefer, seinen Erwartungshorizont
sicher mit dem Zweitpruefer zu teilen -- ohne die Verschluesselung aufzugeben.
</p>
<h3>7.1 Einladungs-Workflow</h3>
<CodeBlock language="text" filename="Key Sharing: Sicheres Teilen zwischen Pruefern">
{`Erstpruefer Server Zweitpruefer
│ │ │
│ 1. Einladung senden │ │
│ (E-Mail + Rolle + Klausur) │ │
│─────────────────────────────────▶ │
│ │ │
│ │ 2. Einladung erstellt │
│ │ (14 Tage gueltig) │
│ │ │
│ │ 3. Benachrichtigung ──────▶│
│ │ │
│ │ 4. Einladung annehmen
│ │◀─────────────────────────────│
│ │ │
│ │ 5. Key-Share erstellt │
│ │ (verschluesselte │
│ │ Passphrase) │
│ │ │
│ │ 6. Zweitpruefer kann ──────▶│
│ │ jetzt RAG-Queries │
│ │ ausfuehren │
│ │ │
│ 7. Zugriff widerrufen │ │
│ (jederzeit moeglich) │ │
│─────────────────────────────────▶ │
│ │ Share deaktiviert │`}
</CodeBlock>
<h3>7.2 Rollen beim Key-Sharing</h3>
<div className="not-prose my-4 overflow-x-auto">
<table className="min-w-full divide-y divide-gray-200 text-sm">
<thead className="bg-gray-50">
<tr>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Rolle</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Wer</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Rechte</th>
</tr>
</thead>
<tbody className="divide-y divide-gray-200">
<tr><td className="px-4 py-3 font-medium">Erstpruefer (EK)</td><td className="px-4 py-3">Kurslehrer</td><td className="px-4 py-3">Vollzugriff, kann teilen &amp; widerrufen</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3 font-medium">Zweitpruefer (ZK)</td><td className="px-4 py-3">Anderer Fachlehrer</td><td className="px-4 py-3">Nur Lesen, RAG-Queries, eigene Annotations</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3 font-medium">Drittpruefer (DK)</td><td className="px-4 py-3">Bei Differenz &ge; 4 Punkte</td><td className="px-4 py-3">Nur Lesen, RAG-Queries</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3 font-medium">Fachvorsitz</td><td className="px-4 py-3">Fachbereichsleitung</td><td className="px-4 py-3">Nur Lesen (Aufsichtsfunktion)</td></tr>
</tbody>
</table>
</div>
{/* ============================================================ */}
{/* 8. BEWERTUNGSKRITERIEN */}
{/* ============================================================ */}
<h2 id="bewertung">8. KI-gestuetzte Bewertung: Wie die Korrektur funktioniert</h2>
<p>
Die KI bewertet jede Klausur anhand von <strong>fuenf Kriterien</strong>, die
zusammen 100% ergeben:
</p>
<div className="not-prose my-6 overflow-x-auto">
<table className="min-w-full divide-y divide-gray-200 text-sm">
<thead className="bg-gray-50">
<tr>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Kriterium</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Gewichtung</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Was geprueft wird</th>
</tr>
</thead>
<tbody className="divide-y divide-gray-200">
<tr><td className="px-4 py-3 font-medium">Rechtschreibung</td><td className="px-4 py-3">15%</td><td className="px-4 py-3">Orthographie, Zeichensetzung</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3 font-medium">Grammatik</td><td className="px-4 py-3">15%</td><td className="px-4 py-3">Satzbau, Kongruenz, Tempus</td></tr>
<tr className="bg-blue-50"><td className="px-4 py-3 font-bold text-blue-800">Inhalt</td><td className="px-4 py-3 font-bold text-blue-800">40%</td><td className="px-4 py-3">Bezug zum EH, Vollstaendigkeit, Argumentation</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3 font-medium">Struktur</td><td className="px-4 py-3">15%</td><td className="px-4 py-3">Gliederung, Einleitung/Schluss, roter Faden</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3 font-medium">Stil</td><td className="px-4 py-3">15%</td><td className="px-4 py-3">Ausdruck, Wortwahl, Fachsprache</td></tr>
</tbody>
</table>
</div>
<p>
Die Bewertung folgt dem <strong>15-Punkte-System</strong> (0-15 Notenpunkte),
das fuer die gymnasiale Oberstufe gilt. Aus den Teilbewertungen wird automatisch
eine Gesamtnote berechnet.
</p>
<InfoBox type="info" title="KI schlaegt vor, Lehrer entscheidet">
Alle KI-Bewertungen sind <strong>Vorschlaege</strong>. Der Lehrer hat bei jedem
Kriterium die volle Kontrolle: Er kann den Vorschlag annehmen, aendern oder
komplett ueberschreiben. Die finale Note setzt immer der Lehrer.
</InfoBox>
{/* ============================================================ */}
{/* 9. AUDIT-TRAIL */}
{/* ============================================================ */}
<h2 id="audit">9. Audit-Trail: Alles wird protokolliert</h2>
<p>
Jede Aktion im System wird revisionssicher im <strong>Audit-Log</strong> gespeichert.
Das ist wichtig fuer die Nachvollziehbarkeit und fuer den Fall, dass Schueler oder
Eltern eine Korrektur anfechten.
</p>
<div className="not-prose my-4 overflow-x-auto">
<table className="min-w-full divide-y divide-gray-200 text-sm">
<thead className="bg-gray-50">
<tr>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Aktion</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Was protokolliert wird</th>
</tr>
</thead>
<tbody className="divide-y divide-gray-200">
<tr><td className="px-4 py-3 font-medium">upload</td><td className="px-4 py-3">EH hochgeladen (Dateigroesse, Metadaten, Zeitstempel)</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3 font-medium">index</td><td className="px-4 py-3">EH fuer RAG indexiert (Anzahl Chunks, Dauer)</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3 font-medium">rag_query</td><td className="px-4 py-3">RAG-Suchanfrage ausgefuehrt (Query-Hash, Anzahl Ergebnisse, Score)</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3 font-medium">share</td><td className="px-4 py-3">EH mit anderem Pruefer geteilt (Empfaenger, Rolle)</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3 font-medium">revoke_share</td><td className="px-4 py-3">Zugriff widerrufen (wer, wann)</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3 font-medium">link_klausur</td><td className="px-4 py-3">EH mit Klausur verknuepft</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3 font-medium">delete</td><td className="px-4 py-3">EH geloescht (Soft Delete, bleibt in Logs)</td></tr>
</tbody>
</table>
</div>
{/* ============================================================ */}
{/* 10. API-ENDPUNKTE */}
{/* ============================================================ */}
<h2 id="api">10. API-Endpunkte (Technische Referenz)</h2>
<p>
Alle Endpunkte laufen ueber den <strong>klausur-service</strong> auf Port 8086.
Authentifizierung erfolgt ueber JWT-Token.
</p>
<h3>10.1 Erwartungshorizont-Verwaltung</h3>
<div className="not-prose my-4 overflow-x-auto">
<table className="min-w-full divide-y divide-gray-200 text-sm">
<thead className="bg-gray-50">
<tr>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Methode</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Endpunkt</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Beschreibung</th>
</tr>
</thead>
<tbody className="divide-y divide-gray-200">
<tr><td className="px-4 py-3"><span className="px-2 py-0.5 rounded bg-blue-100 text-blue-800 text-xs font-bold">POST</span></td><td className="px-4 py-3 font-mono text-sm">/api/v1/eh/upload</td><td className="px-4 py-3">Verschluesselten EH hochladen</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3"><span className="px-2 py-0.5 rounded bg-green-100 text-green-800 text-xs font-bold">GET</span></td><td className="px-4 py-3 font-mono text-sm">/api/v1/eh</td><td className="px-4 py-3">Eigene EHs auflisten</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3"><span className="px-2 py-0.5 rounded bg-green-100 text-green-800 text-xs font-bold">GET</span></td><td className="px-4 py-3 font-mono text-sm">/api/v1/eh/{'{id}'}</td><td className="px-4 py-3">Einzelnen EH abrufen</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3"><span className="px-2 py-0.5 rounded bg-red-100 text-red-800 text-xs font-bold">DELETE</span></td><td className="px-4 py-3 font-mono text-sm">/api/v1/eh/{'{id}'}</td><td className="px-4 py-3">EH loeschen (Soft Delete)</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3"><span className="px-2 py-0.5 rounded bg-blue-100 text-blue-800 text-xs font-bold">POST</span></td><td className="px-4 py-3 font-mono text-sm">/api/v1/eh/{'{id}'}/index</td><td className="px-4 py-3">EH fuer RAG indexieren</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3"><span className="px-2 py-0.5 rounded bg-blue-100 text-blue-800 text-xs font-bold">POST</span></td><td className="px-4 py-3 font-mono text-sm">/api/v1/eh/rag-query</td><td className="px-4 py-3">RAG-Suchanfrage ausfuehren</td></tr>
</tbody>
</table>
</div>
<h3>10.2 Key Sharing</h3>
<div className="not-prose my-4 overflow-x-auto">
<table className="min-w-full divide-y divide-gray-200 text-sm">
<thead className="bg-gray-50">
<tr>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Methode</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Endpunkt</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Beschreibung</th>
</tr>
</thead>
<tbody className="divide-y divide-gray-200">
<tr><td className="px-4 py-3"><span className="px-2 py-0.5 rounded bg-blue-100 text-blue-800 text-xs font-bold">POST</span></td><td className="px-4 py-3 font-mono text-sm">/api/v1/eh/{'{id}'}/share</td><td className="px-4 py-3">EH mit Pruefer teilen</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3"><span className="px-2 py-0.5 rounded bg-green-100 text-green-800 text-xs font-bold">GET</span></td><td className="px-4 py-3 font-mono text-sm">/api/v1/eh/{'{id}'}/shares</td><td className="px-4 py-3">Geteilte Zugriffe auflisten</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3"><span className="px-2 py-0.5 rounded bg-red-100 text-red-800 text-xs font-bold">DELETE</span></td><td className="px-4 py-3 font-mono text-sm">/api/v1/eh/{'{id}'}/shares/{'{shareId}'}</td><td className="px-4 py-3">Zugriff widerrufen</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3"><span className="px-2 py-0.5 rounded bg-green-100 text-green-800 text-xs font-bold">GET</span></td><td className="px-4 py-3 font-mono text-sm">/api/v1/eh/shared-with-me</td><td className="px-4 py-3">Mit mir geteilte EHs</td></tr>
</tbody>
</table>
</div>
<h3>10.3 Klausur-Integration</h3>
<div className="not-prose my-4 overflow-x-auto">
<table className="min-w-full divide-y divide-gray-200 text-sm">
<thead className="bg-gray-50">
<tr>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Methode</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Endpunkt</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Beschreibung</th>
</tr>
</thead>
<tbody className="divide-y divide-gray-200">
<tr><td className="px-4 py-3"><span className="px-2 py-0.5 rounded bg-blue-100 text-blue-800 text-xs font-bold">POST</span></td><td className="px-4 py-3 font-mono text-sm">/api/v1/eh/{'{id}'}/link-klausur</td><td className="px-4 py-3">EH mit Klausur verknuepfen</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3"><span className="px-2 py-0.5 rounded bg-red-100 text-red-800 text-xs font-bold">DELETE</span></td><td className="px-4 py-3 font-mono text-sm">/api/v1/eh/{'{id}'}/link-klausur/{'{klausurId}'}</td><td className="px-4 py-3">Verknuepfung loesen</td></tr>
<tr><td className="px-4 py-3"><span className="px-2 py-0.5 rounded bg-green-100 text-green-800 text-xs font-bold">GET</span></td><td className="px-4 py-3 font-mono text-sm">/api/v1/klausuren/{'{id}'}/linked-eh</td><td className="px-4 py-3">Verknuepften EH abrufen</td></tr>
</tbody>
</table>
</div>
{/* ============================================================ */}
{/* 11. DATEISTRUKTUR */}
{/* ============================================================ */}
<h2 id="dateien">11. Dateistruktur im Code</h2>
<CodeBlock language="text" filename="Relevante Dateien im Repository">
{`klausur-service/
├── backend/
│ ├── main.py # API-Endpunkte + Datenmodelle
│ ├── qdrant_service.py # Vektordatenbank-Operationen (Tenant-Filter)
│ └── eh_pipeline.py # Chunking, Embedding, Verschluesselung
├── frontend/
│ └── src/
│ ├── components/
│ │ └── EHUploadWizard.tsx # 5-Schritt-Upload-Wizard
│ └── services/
│ ├── api.ts # API-Client
│ └── encryption.ts # Client-seitige Kryptographie
└── docs/
├── BYOEH-Architecture.md # Technische Architektur
└── BYOEH-Developer-Guide.md # Entwickler-Handbuch
backend/klausur/
├── db_models.py # ExamSession, PseudonymizedDocument
└── services/
└── pseudonymizer.py # QR-Codes, Header-Redaction, doc_tokens`}
</CodeBlock>
{/* ============================================================ */}
{/* 12. ZUSAMMENFASSUNG */}
{/* ============================================================ */}
<h2 id="zusammenfassung">12. Zusammenfassung: Die Sicherheitsgarantien</h2>
<div className="not-prose my-6 overflow-x-auto">
<table className="min-w-full divide-y divide-gray-200 text-sm">
<thead className="bg-gray-50">
<tr>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Garantie</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Wie umgesetzt</th>
<th className="px-4 py-3 text-left font-medium text-gray-500">Regelwerk</th>
</tr>
</thead>
<tbody className="divide-y divide-gray-200">
<tr>
<td className="px-4 py-3 font-medium">Kein Name verlaesst den Rechner</td>
<td className="px-4 py-3">Header-Redaction + verschluesselte Identity-Map</td>
<td className="px-4 py-3">DSGVO Art. 4 Nr. 5</td>
</tr>
<tr>
<td className="px-4 py-3 font-medium">Betreiber kann nicht mitlesen</td>
<td className="px-4 py-3">Client-seitige AES-256-GCM Verschluesselung</td>
<td className="px-4 py-3">DSGVO Art. 32</td>
</tr>
<tr>
<td className="px-4 py-3 font-medium">Kein Zugriff durch andere Lehrer</td>
<td className="px-4 py-3">Tenant-Isolation (Namespace) auf allen 3 Ebenen</td>
<td className="px-4 py-3">DSGVO Art. 25</td>
</tr>
<tr>
<td className="px-4 py-3 font-medium">Kein KI-Training mit Schuelerdaten</td>
<td className="px-4 py-3"><code>training_allowed: false</code> auf allen Vektoren</td>
<td className="px-4 py-3">AI Act Art. 10</td>
</tr>
<tr>
<td className="px-4 py-3 font-medium">Alles nachvollziehbar</td>
<td className="px-4 py-3">Vollstaendiger Audit-Trail aller Aktionen</td>
<td className="px-4 py-3">DSGVO Art. 5 Abs. 2</td>
</tr>
<tr>
<td className="px-4 py-3 font-medium">Lehrer behaelt volle Kontrolle</td>
<td className="px-4 py-3">KI-Vorschlaege, keine KI-Entscheidungen + jederzeitiger Widerruf</td>
<td className="px-4 py-3">DSGVO Art. 22</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<InfoBox type="success" title="Das Wichtigste in einem Satz">
Das BYOEH-System ermoeglicht KI-gestuetzte Klausurkorrektur, bei der
<strong> kein Schuelername den Rechner des Lehrers verlaesst</strong>, alle Daten
<strong> Ende-zu-Ende verschluesselt</strong> sind, jeder Lehrer seinen
<strong> eigenen abgeschotteten Namespace</strong> hat, und die KI
<strong> nur Vorschlaege macht</strong> -- die finale Bewertung trifft immer der Lehrer.
</InfoBox>
</DevPortalLayout>
)
}

View File

@@ -72,6 +72,7 @@ const navigation: NavItem[] = [
icon: <BookOpen className="w-4 h-4" />,
items: [
{ title: 'Compliance Service', href: '/development/docs' },
{ title: 'Klausur-Namespace (BYOEH)', href: '/development/byoeh' },
],
},
{

View File

@@ -0,0 +1,456 @@
# Wie funktioniert das Klausur-Namespace-System?
Eine umfassende Erklaerung des BYOEH-Systems -- von der Anonymisierung bis zur sicheren KI-Korrektur.
---
## 1. Was ist das Namespace-System?
Das **BYOEH-System** (Bring Your Own Expectation Horizon) ist eine Datenschutz-Architektur, die es Lehrern ermoeglicht, Klausuren **anonym und verschluesselt** von einer KI korrigieren zu lassen -- ohne dass jemals der Name eines Schuelers den Rechner des Lehrers verlaesst.
> *"Die Klausuren gehen anonym in die Cloud, werden dort von KI korrigiert, und kommen korrigiert zurueck. Nur der Lehrer kann die Ergebnisse wieder den Schuelern zuordnen -- denn nur seine Hardware hat den Schluessel dafuer."*
Das System loest ein grundlegendes Problem: Klausurkorrektur mit KI-Unterstuetzung **ohne Datenschutzrisiko**. Die Loesung besteht aus vier Bausteinen:
1. **Pseudonymisierung:** Namen werden durch zufaellige Codes ersetzt. Niemand ausser dem Lehrer kennt die Zuordnung.
2. **Verschluesselung:** Alles wird *im Browser des Lehrers* verschluesselt, bevor es den Rechner verlaesst. Der Server sieht nur unlesbaren Datensalat.
3. **Namespace-Isolation:** Jeder Lehrer hat einen eigenen, abgeschotteten Bereich (Namespace). Kein Lehrer kann auf die Daten eines anderen zugreifen.
4. **KI-Korrektur:** Die KI arbeitet mit den verschluesselten Daten und dem Erwartungshorizont (EH) des Lehrers. Korrekturvorschlaege gehen zurueck an den Lehrer.
!!! info "Kern-Designprinzip: Operator Blindness"
**Breakpilot kann die Klausuren nicht lesen.** Der Server sieht nur verschluesselte Daten und einen Schluessel-Hash (nicht den Schluessel selbst). Die Passphrase zum Entschluesseln existiert *nur* im Browser des Lehrers und wird niemals uebertragen. Selbst ein Angriff auf den Server wuerde keine Klausurtexte preisgeben.
---
## 2. Der komplette Ablauf im Ueberblick
Der Prozess laesst sich in sieben Schritte unterteilen. Stellen Sie sich vor, der Lehrer sitzt an seinem Rechner und hat einen Stapel gescannter Klausuren:
```text title="Der komplette Workflow: Von der Klausur zur KI-Korrektur"
SCHRITT 1: KLAUSUREN SCANNEN & HOCHLADEN
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Lehrer scannt Klausuren ein (PDF oder Bild)
→ System erkennt automatisch den Kopfbereich mit Namen
→ Kopfbereich wird permanent entfernt (Header-Redaction)
→ Jede Klausur erhaelt einen zufaelligen Code (doc_token)
SCHRITT 2: VERSCHLUESSELUNG IM BROWSER
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Lehrer gibt eine Passphrase ein (z.B. "MeinGeheimesPasswort2025!")
→ Browser leitet daraus einen 256-Bit-Schluessel ab (PBKDF2)
→ Klausur wird mit AES-256-GCM verschluesselt
→ Nur der Hash des Schluessels wird an den Server gesendet
→ Passphrase und Schluessel verlassen NIEMALS den Browser
SCHRITT 3: IDENTITAETS-MAP SICHERN
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Die Zuordnung "doc_token → Schuelername" wird verschluesselt:
→ Tabelle: "a7f3c2d1... = Max Mustermann, b9e4a1f8... = Anna Schmidt"
→ Diese Tabelle wird mit dem gleichen Schluessel verschluesselt
→ Ohne Passphrase kann niemand die Zuordnung wiederherstellen
SCHRITT 4: UPLOAD IN DEN NAMESPACE
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Die verschluesselten Dateien gehen in den persoenlichen Namespace:
→ Jeder Lehrer hat eine eigene tenant_id
→ Daten werden in MinIO (verschluesselt) + Qdrant (Vektoren) gespeichert
→ Server sieht: verschluesselter Blob + Schluessel-Hash + Salt
SCHRITT 5: KI-KORREKTUR
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Der Lehrer startet die KI-Korrektur:
→ RAG-System durchsucht den Erwartungshorizont (EH)
→ KI generiert Korrekturvorschlaege pro Kriterium
→ Vorschlaege basieren auf dem EH, nicht auf Halluzinationen
SCHRITT 6: ERGEBNISSE ZURUECK
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Korrekturvorschlaege gehen an den Lehrer:
→ Lehrer gibt Passphrase ein
→ Browser entschluesselt die Ergebnisse
→ Lehrer sieht: Vorschlaege pro Kriterium + Gesamtnote
SCHRITT 7: ZUORDNUNG & FINALISIERUNG
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Lehrer ordnet Ergebnisse den Schuelern zu:
→ Identitaets-Map wird entschluesselt
→ doc_token wird wieder dem echten Namen zugeordnet
→ Lehrer ueberprueft/korrigiert KI-Vorschlaege
→ Fertige Korrektur + Gutachten koennen exportiert werden
```
---
## 3. Pseudonymisierung: Wie Namen verschwinden
Pseudonymisierung bedeutet: personenbezogene Daten werden durch **zufaellige Codes** ersetzt, sodass ohne Zusatzinformation kein Rueckschluss auf die Person moeglich ist. Im BYOEH-System passiert das auf zwei Ebenen:
### 3.1 Der doc_token: Ein zufaelliger Ausweis
Jede Klausur erhaelt einen **doc_token** -- einen 128-Bit-Zufallscode im UUID4-Format (z.B. `a7f3c2d1-4e9b-4a5f-8c7d-6b2e1f0a9d3c`). Dieser Code:
- Ist **kryptographisch zufaellig** -- es gibt keinen Zusammenhang zwischen Token und Schueler
- Kann **nicht zurueckgerechnet** werden -- auch mit Kenntnis des Algorithmus ist kein Rueckschluss moeglich
- Wird **auf der Klausur aufgedruckt** (als QR-Code), damit die physische Klausur spaeter wieder zugeordnet werden kann
### 3.2 Header-Redaction: Der Name wird entfernt
Bevor eine Klausur verarbeitet wird, entfernt das System den **Kopfbereich** der gescannten Seite -- dort, wo typischerweise Name, Klasse und Datum stehen. Diese Entfernung ist **permanent**: Die Originaldaten werden nicht gespeichert.
| Methode | Wie es funktioniert | Wann verwendet |
|---------|---------------------|----------------|
| **Einfache Redaction** | Obere ~2,5 cm der Seite werden weiss ueberschrieben | Standard bei allen Uploads |
| **Smarte Redaction** | OpenCV erkennt Textbereiche und entfernt gezielt den Kopf, verschont aber QR-Codes | Wenn QR-Codes auf der Klausur sind |
### 3.3 Die Identitaets-Map: Nur der Lehrer kennt die Zuordnung
Die Zuordnung *doc_token → Schuelername* wird als **verschluesselte Tabelle** gespeichert:
```text title="Datenbank: ExamSession (vereinfacht)"
ExamSession
├── teacher_id = "lehrer-uuid-123" ← Pflichtfeld (Isolation)
├── encrypted_identity_map = [verschluesselte Bytes] ← Nur mit Passphrase lesbar
├── identity_map_iv = "a3f2c1..." ← Initialisierungsvektor (fuer AES)
└── PseudonymizedDocument (pro Klausur)
├── doc_token = "a7f3c2d1-..." ← Zufaelliger Code (Primary Key)
├── exam_session_id = [Referenz]
└── (Kein Name, keine Klasse, kein persoenliches Datum)
```
!!! success "DSGVO Art. 4 Nr. 5 konform"
Die Pseudonymisierung erfuellt die Definition aus der DSGVO: Die personenbezogenen Daten (Schuelernamen) koennen **ohne Hinzuziehung zusaetzlicher Informationen** (der verschluesselten Identitaets-Map + der Passphrase des Lehrers) nicht mehr einer bestimmten Person zugeordnet werden.
---
## 4. Verschluesselung: Wie Daten geschuetzt werden
Die Verschluesselung ist das Herzstueck des Datenschutzes. Sie findet **vollstaendig im Browser** statt -- der Server bekommt nur verschluesselte Daten zu sehen.
### 4.1 Der Verschluesselungsvorgang
Wenn der Lehrer eine Klausur oder einen Erwartungshorizont hochlaedt, passiert im Browser folgendes:
```text title="Client-seitige Verschluesselung (im Browser)"
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Browser des Lehrers │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 1. Lehrer gibt Passphrase ein (z.B. "MeinGeheimesPasswort!") │
│ │ ↑ │
│ │ │ Passphrase bleibt hier -- wird NIE gesendet │
│ ▼ │
│ 2. Schluessel-Ableitung: │
│ PBKDF2-SHA256(Passphrase, zufaelliger Salt, 100.000 Runden) │
│ │ │
│ │ → Ergebnis: 256-Bit-Schluessel (32 Bytes) │
│ │ → Selbst bei Kenntnis des Salts sind 100.000 Runden │
│ │ noetig, um den Schluessel zu erraten │
│ ▼ │
│ 3. Verschluesselung: │
│ AES-256-GCM(Schluessel, zufaelliger IV, Datei-Inhalt) │
│ │ │
│ │ → AES-256: Militaerstandard, 2^256 moegliche Schluessel │
│ │ → GCM: Garantiert Integritaet (Manipulation erkennbar) │
│ ▼ │
│ 4. Schluessel-Hash: │
│ SHA-256(abgeleiteter Schluessel) → Hash fuer Verifikation │
│ │ │
│ │ → Der Server speichert nur diesen Hash │
│ │ → Damit kann geprueft werden ob die Passphrase stimmt │
│ │ → Vom Hash kann der Schluessel NICHT zurueckgerechnet │
│ │ werden │
│ ▼ │
│ 5. Upload: Nur diese Daten gehen an den Server: │
│ • Verschluesselter Blob (unlesbar ohne Schluessel) │
│ • Salt (zufaellige Bytes, harmlos) │
│ • IV (Initialisierungsvektor, harmlos) │
│ • Schluessel-Hash (zur Verifikation, nicht umkehrbar) │
│ │
│ Was NICHT an den Server geht: │
│ ✗ Passphrase │
│ ✗ Abgeleiteter Schluessel │
│ ✗ Unverschluesselter Klartext │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
```
### 4.2 Warum ist das sicher?
| Angriffsszenario | Was der Angreifer sieht | Ergebnis |
|------------------|-------------------------|----------|
| **Server wird gehackt** | Verschluesselte Blobs + Hashes | Keine lesbaren Klausuren |
| **Datenbank wird geleakt** | encrypted_identity_map (verschluesselt) | Keine Schuelernamen |
| **Netzwerkverkehr abgefangen** | Verschluesselte Daten (HTTPS + AES) | Doppelt verschluesselt |
| **Betreiber will mitlesen** | Verschluesselte Blobs, kein Schluessel | Operator Blindness |
| **Anderer Lehrer versucht Zugriff** | Nichts (Tenant-Isolation) | Namespace blockiert |
---
## 5. Namespace-Isolation: Jeder Lehrer hat seinen eigenen Bereich
Ein **Namespace** (auch "Tenant" genannt) ist ein abgeschotteter Bereich im System. Man kann es sich wie **separate Schliessfaecher** in einer Bank vorstellen: Jeder Lehrer hat sein eigenes Fach, und kein Schluessel passt in ein anderes Fach.
### 5.1 Wie die Isolation funktioniert
Jeder Lehrer erhaelt beim ersten Login eine eindeutige `tenant_id`. Diese ID wird bei **jeder einzelnen Datenbankabfrage** als Pflichtfilter mitgefuehrt:
```text title="Tenant-Isolation in der Vektordatenbank (Qdrant)"
Lehrer A (tenant_id: "school-A-lehrer-1")
├── Klausur 1 (verschluesselt)
├── Klausur 2 (verschluesselt)
└── Erwartungshorizont Deutsch LK 2025
Lehrer B (tenant_id: "school-B-lehrer-2")
├── Klausur 1 (verschluesselt)
└── Erwartungshorizont Mathe GK 2025
Suchanfrage von Lehrer A:
"Wie soll die Einleitung strukturiert sein?"
→ Suche NUR in tenant_id = "school-A-lehrer-1"
→ Lehrer B's Daten sind UNSICHTBAR
Es gibt KEINE Abfrage ohne tenant_id-Filter.
```
### 5.2 Drei Ebenen der Isolation
| Ebene | System | Isolation |
|-------|--------|-----------|
| **Dateisystem** | MinIO (S3-Storage) | Eigener Ordner pro Lehrer: `/tenant-id/eh-id/encrypted.bin` |
| **Vektordatenbank** | Qdrant | Pflichtfilter `tenant_id` bei jeder Suche |
| **Metadaten-DB** | PostgreSQL | Jede Tabelle hat `teacher_id` als Pflichtfeld |
!!! warning "Kein Training mit Lehrerdaten"
Auf allen Vektoren in Qdrant ist das Flag `training_allowed: false` gesetzt. Das bedeutet: Die Inhalte der Lehrer werden **ausschliesslich fuer RAG-Suchen** (Abruf relevanter Textpassagen) verwendet und **niemals zum Trainieren** eines KI-Modells eingesetzt.
---
## 6. Der Erwartungshorizont: Die Grundlage fuer KI-Korrektur
Ein **Erwartungshorizont** (EH) ist das Dokument, das beschreibt, was in einer Klausur erwartet wird: welche Inhalte in welcher Qualitaet vorkommen sollen. Im BYOEH-System laedt der Lehrer seinen eigenen EH hoch, und die KI nutzt ihn als Referenz fuer Korrekturvorschlaege.
### 6.1 Upload-Wizard (5 Schritte)
| Schritt | Was passiert | Warum |
|---------|--------------|-------|
| **1. Datei waehlen** | PDF per Drag & Drop hochladen | Der EH als digitales Dokument |
| **2. Metadaten** | Titel, Fach, Niveau (eA/gA), Jahr | Fuer Filterung und Organisation |
| **3. Rechtebestaetigung** | Checkbox: "Ich bin berechtigt" | Rechtliche Absicherung (Urheberrecht) |
| **4. Verschluesselung** | Passphrase eingeben (2x bestaetigen) | Schluessel fuer Ende-zu-Ende-Verschluesselung |
| **5. Zusammenfassung** | Pruefen und bestaetigen | Letzte Kontrolle vor dem Upload |
### 6.2 RAG-Pipeline: Wie der EH fuer die KI nutzbar wird
Nach dem Upload wird der EH fuer die KI-Suche vorbereitet. Dieser Vorgang heisst **Indexierung** und funktioniert wie das Erstellen eines Stichwortverzeichnisses fuer ein Buch:
```text title="Indexierung: Vom PDF zum durchsuchbaren EH"
Erwartungshorizont (verschluesselt auf Server)
|
v
┌────────────────────────────────┐
│ 1. Passphrase-Verifikation │ ← Lehrer gibt Passphrase ein
│ Hash pruefen │ Server vergleicht mit gespeichertem Hash
└──────────┬─────────────────────┘
|
v
┌────────────────────────────────┐
│ 2. Entschluesselung │ ← Temporaer im Arbeitsspeicher
│ AES-256-GCM Decrypt │ (wird nach Verarbeitung geloescht)
└──────────┬─────────────────────┘
|
v
┌────────────────────────────────┐
│ 3. Text-Extraktion │ ← PDF → Klartext
│ Tabellen, Listen erkennen │
└──────────┬─────────────────────┘
|
v
┌────────────────────────────────┐
│ 4. Chunking │ ← Text in 1.000-Zeichen-Abschnitte zerlegen
│ Ueberlappung: 200 Zeichen │ (mit Ueberlappung fuer Kontext)
└──────────┬─────────────────────┘
|
v
┌────────────────────────────────┐
│ 5. Embedding │ ← Jeder Abschnitt wird in einen
│ Text → 1.536 Zahlen │ Bedeutungsvektor umgewandelt
└──────────┬─────────────────────┘
|
v
┌────────────────────────────────┐
│ 6. Re-Encryption │ ← Jeder Chunk wird ERNEUT verschluesselt
│ AES-256-GCM pro Chunk │ bevor er gespeichert wird
└──────────┬─────────────────────┘
|
v
┌────────────────────────────────┐
│ 7. Qdrant-Indexierung │ ← Vektor + verschluesselter Chunk
│ tenant_id: "lehrer-123" │ werden mit Tenant-Filter gespeichert
│ training_allowed: false │
└────────────────────────────────┘
```
### 6.3 Wie die KI den EH nutzt (RAG-Query)
Wenn der Lehrer bei der Korrektur einen Vorschlag anfordert, passiert folgendes:
1. **Frage formulieren:** Das System erstellt eine Suchanfrage aus dem Klausurtext und dem aktuellen Bewertungskriterium.
2. **Semantische Suche:** Die Anfrage wird in einen Vektor umgewandelt und gegen die EH-Vektoren in Qdrant gesucht -- *nur im Namespace des Lehrers*.
3. **Entschluesselung:** Die gefundenen Chunks werden mit der Passphrase des Lehrers entschluesselt.
4. **KI-Antwort:** Die entschluesselten EH-Passagen werden als Kontext an die KI uebergeben, die daraus einen Korrekturvorschlag generiert.
---
## 7. Key Sharing: Zweitkorrektur ermoeglichen
Bei Abiturklausuren muss eine **Zweitkorrektur** durch einen anderen Lehrer erfolgen. Das Key-Sharing-System ermoeglicht es dem Erstpruefer, seinen Erwartungshorizont sicher mit dem Zweitpruefer zu teilen -- ohne die Verschluesselung aufzugeben.
### 7.1 Einladungs-Workflow
```text title="Key Sharing: Sicheres Teilen zwischen Pruefern"
Erstpruefer Server Zweitpruefer
│ │ │
│ 1. Einladung senden │ │
│ (E-Mail + Rolle + Klausur) │ │
│─────────────────────────────────▶ │
│ │ │
│ │ 2. Einladung erstellt │
│ │ (14 Tage gueltig) │
│ │ │
│ │ 3. Benachrichtigung ──────▶│
│ │ │
│ │ 4. Annehmen
│ │◀─────────────────────────────│
│ │ │
│ │ 5. Key-Share erstellt │
│ │ │
│ │ 6. Zweitpruefer kann ──────▶│
│ │ RAG-Queries ausfuehren │
│ │ │
│ 7. Zugriff widerrufen │ │
│ (jederzeit moeglich) │ │
│─────────────────────────────────▶ │
```
### 7.2 Rollen beim Key-Sharing
| Rolle | Wer | Rechte |
|-------|-----|--------|
| **Erstpruefer (EK)** | Kurslehrer | Vollzugriff, kann teilen & widerrufen |
| **Zweitpruefer (ZK)** | Anderer Fachlehrer | Nur Lesen, RAG-Queries, eigene Annotations |
| **Drittpruefer (DK)** | Bei Differenz ≥ 4 Punkte | Nur Lesen, RAG-Queries |
| **Fachvorsitz** | Fachbereichsleitung | Nur Lesen (Aufsichtsfunktion) |
---
## 8. KI-gestuetzte Bewertung: Wie die Korrektur funktioniert
Die KI bewertet jede Klausur anhand von **fuenf Kriterien**, die zusammen 100% ergeben:
| Kriterium | Gewichtung | Was geprueft wird |
|-----------|------------|-------------------|
| Rechtschreibung | 15% | Orthographie, Zeichensetzung |
| Grammatik | 15% | Satzbau, Kongruenz, Tempus |
| **Inhalt** | **40%** | Bezug zum EH, Vollstaendigkeit, Argumentation |
| Struktur | 15% | Gliederung, Einleitung/Schluss, roter Faden |
| Stil | 15% | Ausdruck, Wortwahl, Fachsprache |
Die Bewertung folgt dem **15-Punkte-System** (0-15 Notenpunkte) der gymnasialen Oberstufe.
!!! info "KI schlaegt vor, Lehrer entscheidet"
Alle KI-Bewertungen sind **Vorschlaege**. Der Lehrer hat bei jedem Kriterium die volle Kontrolle: Er kann den Vorschlag annehmen, aendern oder komplett ueberschreiben. Die finale Note setzt immer der Lehrer.
---
## 9. Audit-Trail: Alles wird protokolliert
Jede Aktion im System wird revisionssicher im **Audit-Log** gespeichert. Das ist wichtig fuer die Nachvollziehbarkeit und fuer den Fall, dass Schueler oder Eltern eine Korrektur anfechten.
| Aktion | Was protokolliert wird |
|--------|------------------------|
| `upload` | EH hochgeladen (Dateigroesse, Metadaten, Zeitstempel) |
| `index` | EH fuer RAG indexiert (Anzahl Chunks, Dauer) |
| `rag_query` | RAG-Suchanfrage ausgefuehrt (Query-Hash, Anzahl Ergebnisse, Score) |
| `share` | EH mit anderem Pruefer geteilt (Empfaenger, Rolle) |
| `revoke_share` | Zugriff widerrufen (wer, wann) |
| `link_klausur` | EH mit Klausur verknuepft |
| `delete` | EH geloescht (Soft Delete, bleibt in Logs) |
---
## 10. API-Endpunkte (Technische Referenz)
Alle Endpunkte laufen ueber den **klausur-service** auf Port 8086.
### 10.1 Erwartungshorizont-Verwaltung
| Methode | Endpunkt | Beschreibung |
|---------|----------|--------------|
| `POST` | `/api/v1/eh/upload` | Verschluesselten EH hochladen |
| `GET` | `/api/v1/eh` | Eigene EHs auflisten |
| `GET` | `/api/v1/eh/{id}` | Einzelnen EH abrufen |
| `DELETE` | `/api/v1/eh/{id}` | EH loeschen (Soft Delete) |
| `POST` | `/api/v1/eh/{id}/index` | EH fuer RAG indexieren |
| `POST` | `/api/v1/eh/rag-query` | RAG-Suchanfrage ausfuehren |
### 10.2 Key Sharing
| Methode | Endpunkt | Beschreibung |
|---------|----------|--------------|
| `POST` | `/api/v1/eh/{id}/share` | EH mit Pruefer teilen |
| `GET` | `/api/v1/eh/{id}/shares` | Geteilte Zugriffe auflisten |
| `DELETE` | `/api/v1/eh/{id}/shares/{shareId}` | Zugriff widerrufen |
| `GET` | `/api/v1/eh/shared-with-me` | Mit mir geteilte EHs |
### 10.3 Klausur-Integration
| Methode | Endpunkt | Beschreibung |
|---------|----------|--------------|
| `POST` | `/api/v1/eh/{id}/link-klausur` | EH mit Klausur verknuepfen |
| `DELETE` | `/api/v1/eh/{id}/link-klausur/{klausurId}` | Verknuepfung loesen |
| `GET` | `/api/v1/klausuren/{id}/linked-eh` | Verknuepften EH abrufen |
---
## 11. Dateistruktur im Code
```text title="Relevante Dateien im Repository"
klausur-service/
├── backend/
│ ├── main.py # API-Endpunkte + Datenmodelle
│ ├── qdrant_service.py # Vektordatenbank-Operationen (Tenant-Filter)
│ └── eh_pipeline.py # Chunking, Embedding, Verschluesselung
├── frontend/
│ └── src/
│ ├── components/
│ │ └── EHUploadWizard.tsx # 5-Schritt-Upload-Wizard
│ └── services/
│ ├── api.ts # API-Client
│ └── encryption.ts # Client-seitige Kryptographie
└── docs/
├── BYOEH-Architecture.md # Technische Architektur
└── BYOEH-Developer-Guide.md # Entwickler-Handbuch
backend/klausur/
├── db_models.py # ExamSession, PseudonymizedDocument
└── services/
└── pseudonymizer.py # QR-Codes, Header-Redaction, doc_tokens
```
---
## 12. Zusammenfassung: Die Sicherheitsgarantien
| Garantie | Wie umgesetzt | Regelwerk |
|----------|---------------|-----------|
| **Kein Name verlaesst den Rechner** | Header-Redaction + verschluesselte Identity-Map | DSGVO Art. 4 Nr. 5 |
| **Betreiber kann nicht mitlesen** | Client-seitige AES-256-GCM Verschluesselung | DSGVO Art. 32 |
| **Kein Zugriff durch andere Lehrer** | Tenant-Isolation (Namespace) auf allen 3 Ebenen | DSGVO Art. 25 |
| **Kein KI-Training mit Schuelerdaten** | `training_allowed: false` auf allen Vektoren | AI Act Art. 10 |
| **Alles nachvollziehbar** | Vollstaendiger Audit-Trail aller Aktionen | DSGVO Art. 5 Abs. 2 |
| **Lehrer behaelt volle Kontrolle** | KI-Vorschlaege, keine KI-Entscheidungen + jederzeitiger Widerruf | DSGVO Art. 22 |
!!! success "Das Wichtigste in einem Satz"
Das BYOEH-System ermoeglicht KI-gestuetzte Klausurkorrektur, bei der **kein Schuelername den Rechner des Lehrers verlaesst**, alle Daten **Ende-zu-Ende verschluesselt** sind, jeder Lehrer seinen **eigenen abgeschotteten Namespace** hat, und die KI **nur Vorschlaege macht** -- die finale Bewertung trifft immer der Lehrer.

View File

@@ -77,6 +77,7 @@ nav:
- Architektur: services/ki-daten-pipeline/architecture.md
- Klausur-Service:
- Uebersicht: services/klausur-service/index.md
- BYOEH Systemerklaerung: services/klausur-service/byoeh-system-erklaerung.md
- BYOEH Architektur: services/klausur-service/BYOEH-Architecture.md
- BYOEH Developer Guide: services/klausur-service/BYOEH-Developer-Guide.md
- NiBiS Pipeline: services/klausur-service/NiBiS-Ingestion-Pipeline.md