Leitfaden zu Hash-Funktionen und deren Funktionsweise

Verstöße gegen digitale Daten sind so häufig geworden, dass sie nicht zu viele Alarme auslösen, es sei denn, Sie waren einer der Millionen von LinkedIn-Benutzern, die entlarvt wurden, oder Ihr altes MySpace-Konto wurde gehackt. Alle diese Verstöße laufen für die meisten Menschen, die nicht wissen, was diese Unternehmen falsch gemacht haben, um Ihre Informationen Cyberdieben anzubieten, in einer kryptischen Unschärfe zusammen. Einer der vielen Gründe, warum dies passiert sein kann, ist, dass Ihre Informationen nicht richtig waren gehasht.


Hash kann in der Kryptographie synonym als Substantiv oder Verb verwendet werden. Beim Hashing werden Kennwörter in nicht erkennbare Codezeichenfolgen geändert, die so konzipiert sind, dass sie nicht zurückkonvertiert werden können. Diese werden auch als Hashes bezeichnet. Einige Hashes können einfacher geknackt werden als andere, aber es ist immer noch eine schwierige Aufgabe, die die meisten unerfahrenen Hacker nicht erledigen können.

Warum ist Hash so wichtig?

Hashing-Algorithmus

Die meisten Hacker möchten Daten verwenden, um auf Benutzerinformationen zuzugreifen. Dazu benötigen sie meistens Ihr Passwort. Was diese Kriminellen in Ihrem Profil finden und betrügen, wird nicht in einer Form gespeichert, die mit bloßem Auge lesbar ist, es sei denn, das Unternehmen schützt ihre sensiblen Daten nicht.

Ihr Passwort wird normalerweise in dem Moment in Hashes konvertiert, in dem Sie eines erstellen, und es sieht aus wie ein zufälliger Satz von Zeichenfolgen. Es ist Ihr Passwort, das mathematisch in etwas Unhackbares umgewandelt wurde. In den meisten Fällen dauert es Jahre, einen Hash zu entschlüsseln. Bis dahin haben Sie möglicherweise bereits das Kennwort geändert oder Ihr Konto gelöscht.

Was sind Hash-Funktionen?

Hash-Funktionen – Dies sind Funktionen oder Techniken, mit denen Kennwörter und anderer einfacher Text zum Speichern und Übertragen in unlesbaren Text codiert werden. Es gibt viele Arten von Hash-Funktionen, die auf der Art und Weise basieren, wie der Klartext codiert wird.

Was sind Hash-Funktionen? – Dies sind Funktionen oder Techniken, die zum Codieren von Passwörtern und anderem Klartext in unlesbaren Text zum Speichern und Übertragen verwendet werden. Es gibt viele Arten von Hash-Funktionen, die auf der Art und Weise basieren, wie der Klartext codiert wird.

Wie werden Hashes entworfen?

Wie werden Hashes entworfen?

Ein Hash ist als Einwegfunktion konzipiert. Hierbei handelt es sich um eine mathematische Operation, die zunächst einfach auszuführen ist, jedoch nicht rückgängig gemacht werden kann. Sobald Sie die Rohdaten gehasht haben, werden sie zu einem vollständigen Gobbledegook. Auf diese Weise bleibt Ihr Konto vor Hackern geschützt.

Hashes sind nicht dafür ausgelegt, in irgendeiner Weise entschlüsselt zu werden. Sobald Sie Ihr Kennwort eingegeben haben, führt das System den Hash durch und vergleicht die Ergebnisse mit dem Hash, der beim ersten Festlegen Ihres Kennworts erstellt wurde. Es überprüft das Passwort, ohne es im System speichern zu müssen. Dies ist ein weiterer Grund, warum Hacker Websites mit Hashing hassen.

Unterschiede zwischen starken und schwachen Hash-Methoden

Theoretisch sollte niemand jemals in der Lage sein, einen Hash-String zu knacken, nicht einmal die Firma, die den Hash speichert. Niemand wird jemals in der Lage sein, ein gespeichertes Hash-Passwort wieder in das ursprüngliche Passwort umzuwandeln. Hashing-Schemata gibt es jedoch schon seit vielen Jahren, und einige sind schwächer geworden als andere.

Zum Beispiel zeigt der Fall von 177 Millionen LinkedIn-Konten, die im dunklen Internet zum Verkauf angeboten werden, dass gehashte Passwörter geknackt werden können. LinkedIn hatte zu diesem Zeitpunkt nur eine einfache Hashing-Funktion namens SHAI verwendet, und es gab keine weiteren Schutzmaßnahmen, um den Diebstahl von Daten zu verhindern. Dadurch konnten die Hacker auf Passwörter zugreifen und diese Passwörter auch auf anderen Websites ausprobieren. Dies könnte der Grund gewesen sein, warum Mark Zuckerbergs Konten für Twitter und Pinterest gleichzeitig gehackt wurden.

Ein weiterer Fall von Hashing ist die Geschichte von Patreons Datenschutzverletzung. Diesmal hatte die Website sehr starke Hashing-Funktionen namens bcrypt. Diese Funktion bietet zwischen dem Verstoß und dem Ändern der Kennwörter etwas mehr Zeit, bevor der Hacker auf alle zwischengespeicherten Daten zugreifen kann.

Was ist der Unterschied zwischen SHAI und bcrypt? Mit SHAI können Hacker das mit dieser bestimmten Funktion erstellte Hash-Passwort nicht rückgängig machen. Sie können jedoch Kennwörter erraten und dieselbe Funktion ausführen, um das Kennwort und dessen Hash zu ermitteln.

Wenn sie eine passende Luke erhalten, können sie ein Hash-Cracking-Programm verwenden, um durch viel größere Datenbanken zu filtern und Millionen von Passwörtern oder mehr zu erraten. Sie können diese Daten dann verwenden, um sie mit den Ergebnissen einer Gruppe von Hash-Passwörtern zu vergleichen und mehr Übereinstimmungen zu finden. Dies führt zu einem Dominoeffekt, wenn Sie für jede Site dasselbe Passwort verwenden. Gute Arbeit, Mark Zuckerberg!

Was sind die Merkmale einer nützlichen Hash-Funktion?

Da es verschiedene Hashing-Funktionen gibt, ist es am besten, nach solchen mit diesen vier Merkmalen zu suchen.

Effizient und schnell

Niemand möchte warten, um sich anzumelden, da sein Passwort gehasht wird. Dies bedeutet, dass die Hashing-Funktion effizient und schnell sein muss. Da die Hashing-Funktion mühsam sein kann, ist es unerlässlich, die schnellste zu finden. Wenn ein typischer Computer mehrere Minuten benötigt, um eine Hashing-Funktion zu verarbeiten und eine Ausgabe zu erstellen, ist dies für das Unternehmen nicht praktikabel. Die meisten Computer können heute einen Hash in einer Fünftelsekunde verarbeiten.

Gibt immer das gleiche Ergebnis

Hash-Funktionen müssen auch deterministisch sein. Für jede Eingabe muss die Hashing-Funktion immer das gleiche Ergebnis liefern. Wenn Sie denselben Eingang 5 Millionen Mal nacheinander anschließen, sollte die Hash-Funktion auch 5 Millionen Mal denselben exakten Ausgang erzeugen.

Wenn eine Hashing-Funktion jedes Mal, wenn derselbe Eingang eingesteckt wird, unterschiedliche Ergebnisse erzielen würde, wäre der Hash zu zufällig und nutzlos. Es ist unmöglich, auch die bereitgestellte Eingabe zu überprüfen, was der springende Punkt bei gehashten Passwörtern ist.

Vorbildbeständig

Das Ergebnis einer Hash-Funktion sollte keine Informationen über die bereitgestellte Eingabe enthalten. Dies ist als Vorbildwiderstand bekannt. Während kryptografische Hash-Funktionen jede Art von Information empfangen können, egal ob es sich um Buchstaben, Wörter, Satzzeichen oder Zahlen handelt, muss die Hash-Funktion immer das gleiche Ergebnis fester Länge ausgeben. Dies gilt auch dann, wenn Sie ein ganzes Zeichenbuch eingeben.

Dies dient dazu, Hinweise auf die Eingabe zu verbergen. Es muss für Hacker unmöglich sein zu erraten, was ursprünglich bereitgestellt wurde. Daher kann nicht festgestellt werden, ob die Zeichenfolge lang oder kurz ist.

Kollisionsfest

Das letzte Merkmal definiert, wie unwahrscheinlich es ist, zwei verschiedene Eingaben zu finden, die das gleiche Ergebnis erzielen. Dies bedeutet, dass eine beliebige Anzahl von Eingaben vorgenommen werden kann, die Ausgaben jedoch weiterhin eine feste Länge haben. Es gibt auch viele Ausgaben, die eine Hash-Funktion erzeugen muss, aber die Anzahl ist endlich im Gegensatz zu Eingaben, die unendlich sein können.

Einfach ausgedrückt besteht das Ziel darin, das Auffinden von zwei Inputs, die denselben Output erzeugen, absolut unmöglich zu machen und die Wahrscheinlichkeit, dass dieser Input abgewiesen wird, bevor ein Risiko überhaupt bewertet wird.

Warum sind Hashes irreversibel?

Warum Hashes irreversibel sind – Hash-Funktionen sind normalerweise einseitig, da ein Großteil des Klartextes während des Verschlüsselungsprozesses verworfen wird. Zum Abgleich wird der Benutzertext durch die Hash-Funktion geführt und mit dem verschlüsselten Text verglichen.

Was ist ein Hash-Kollisionsangriff?

Hash-Kollisionsangriff – Eine Hash-Kollision bezieht sich auf zwei Eingabetexte, die nach der Verschlüsselung dieselbe Ausgabe haben. Dies wird als Kollision bezeichnet, und der Versuch, solche Zeichenfolgen zu finden, wird als Hash-Kollisionsangriffe bezeichnet. Dies ist angesichts der Komplexität der aktuellen Hash-Schlüssel höchst unwahrscheinlich.

Grundlegendes zum Passwort-Salting

Passwort-Salting – Salting bezieht sich auf das Anhängen einer zusätzlichen Zeichenfolge an ein Passwort, bevor es verschlüsselt wird. Dies macht es für Angreifer schwierig, Kennwörter anhand einer vorberechneten Kennworttabelle zu identifizieren, die als Regenbogentabelle bezeichnet wird.

Was ist Hash Peppering?

Kryptographen würzen ihren Hasch gerne mit einem anderen Gewürz namens “Peppering”. Dies ähnelt der Salt-Technik, außer dass der neue Wert am Ende des Passworts steht. Es gibt zwei Versionen von Peppering. Der erste ist ein bekannter versteckter Wert, der zu jedem Wert hinzugefügt wird. Er ist jedoch nur dann wertvoll, wenn er dem Hacker nicht bekannt ist.

Der zweite Wert wird vom System zufällig generiert, aber nicht gespeichert. Dies bedeutet, dass ein Benutzer jedes Mal, wenn er versucht, sich anzumelden, mehrere Kombinationen des Hashing-Algorithmus und des Pepper-Algorithmus ausprobieren muss, um die richtigen Werte zu finden, die mit dem Hash übereinstimmen. Dies bedeutet, dass die Anmeldung sehr lange dauern kann, weshalb sie nicht verwendet wird.

Funktionsweise der Kennwortspeicherung mit Hash-Funktionen

Funktionsweise der Kennwortspeicherung mit Hash-Funktionen – Dies bezieht sich auf das verschlüsselte Speichern von Benutzerkennwörtern, um sicherzustellen, dass externe Parteien die Anmeldung des Benutzers nicht manipulieren können, falls die Datenbank kompromittiert wird.

Wie funktionieren Regenbogentischangriffe?

Regenbogentabellen – Dies ist eine Tabelle mit Kennwörtern und deren Ausgabe, wenn sie mit vielen bekannten Hash-Funktionen codiert werden. Solche Tabellen werden verwendet, um Passwörter zu identifizieren, ohne Zeit für die Berechnung von Hash-Funktionen aufwenden zu müssen.

Welche Tools werden für Hash-Funktionen benötigt?

Für Hash-Funktionen erforderliche Tools – Als Online-Tools stehen verschiedene Arten von Hashing-Funktionen zur Verfügung, mit denen einfacher Text verschlüsselt werden kann, indem sie einfach in ein bestimmtes Textfeld kopiert werden. MD5 und SHA-256 sind einige der beliebtesten Hashing-Funktionen.

Grundlegendes zu Klassen für kryptografische Hash-Funktionen

Es stehen verschiedene Klassen von Hash-Funktionen zur Verfügung. Es gibt jedoch heute nur wenige häufigere Methoden, darunter:

  •  BLAKE2
  •  Secure Hashing-Algorithmus oder SHA-2 und SHA-3
  •  RACE Integrity Primitives Evaluation MEssage DIGEST oder RIPEMD
  •  Message Digest-Algorithmus 5 (MD5)

Jede dieser Klassen beinhaltet Hash-Funktionen mit mehreren verschiedenen kombinierten Algorithmen. Mit SHA-2 wurde eine Familie von Hash-Funktionen entwickelt, um das Knacken zu erschweren. Dies umfasst SHA-224, SHA-256, SHA-384, SHA-512, SHA-512/224 und SHA-512/256.

Während sich beide in der Art und Weise voneinander unterscheiden, wie sie eine bestimmte Eingabe transformieren, haben sie auch unterschiedliche feste Längen, die sie nach dem Verdauen der Eingabe erzeugen. Beispielsweise wird SHA-256 in der Blockchain-Technologie am häufigsten verwendet und basiert auf dem ursprünglichen Bitcoin-Code.

Wie werden Hashes verarbeitet?

Wie werden Hashes verarbeitet?

Mit einem Wort, sofort. Für eine detaillierte Erklärung ist der Prozess etwas komplexer, obwohl er vollständig automatisiert ist und in Sekundenschnelle abläuft. Dieser Vorgang wird auch als Lawineneffekt oder Schmetterlingseffekt bezeichnet.

Grundsätzlich unterscheidet sich die Größe des Datenblocks von einem Hashing-Algorithmus zum nächsten. Für einen bestimmten Algorithmus wie SHA-1 wird die Nachricht oder das Kennwort in Blöcken akzeptiert, die nur 512 Bit enthalten. Dies bedeutet, dass die Hash-Funktion nur einmal ausgeführt wird, wenn das Kennwort nur eine Länge von 512 Bit hat. Wenn die Nachricht 1024-Bit ist, wird sie in separate Blöcke von jeweils 512 Bit unterteilt. Die Hash-Funktion wird auch zweimal ausgeführt.

In den meisten Fällen wird auch eine Technik namens Auffüllen verwendet, was bedeutet, dass die gesamte Nachricht oder das Kennwort in gleich große Datenblöcke unterteilt ist. Die Hash-Funktion wird dann so oft wiederholt wie die Gesamtzahl der Blöcke. Diese Blöcke werden nacheinander verarbeitet. In diesem Prozess wird der Ausgang des ersten Datenblocks zusammen mit dem nächsten Datenblock als Eingang eingespeist.

Der Ausgang des zweiten wird dann dem dritten Block zugeführt und so weiter und so fort. Dadurch hat die endgültige Ausgabe dieselbe Zahl wie der Gesamtwert aller Blöcke zusammen. Wenn Sie beim Biss irgendwo im Passwort oder in der Nachricht ändern, ändert sich auch der gesamte Hash-Wert, daher der Name Avalanche Effect.

Einpacken

Wenn Ihr Passwort richtig gehasht und gesalzen ist, ist der einzige Weg, um durchzukommen, ein Brute-Force-Angriff. Bei längeren Passwörtern mit mehr Verschlüsselung dauert der Brute-Force-Angriff länger, was bedeutet, dass er für den Hacker zeitaufwändiger und kostspieliger ist.

Dies bedeutet, dass Ihre Benutzer immer längere Kennwörter erstellen und mit geheimen Zeichen wie einem Symbol oder einem Großbuchstaben konfigurieren sollten. Dies ist auch der Grund, warum zufällig generierte Kennwortzeichenfolgen sicherer sind als ein Wörterbuchwort, da Brute-Force-Angriffe Wörterbücher verwenden, um zu testende Wörter zu finden.

Wenn Sie sich bei einem Online-Unternehmen anmelden, sollten Sie immer überprüfen, wie diese mit ihren Passwörtern umgehen. Sind sie verschlüsselt? Sind sie gehasht? Wie werden Ihre Daten geschützt? Die meisten Unternehmen mit Hashing führen dies in ihren Datenschutzrichtlinien auf.

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