Kryptographische Einwegfunktionen verstehen und erleben
Was ist eine Hash-Funktion?
Definition: Eine Hash-Funktion wandelt eine beliebig lange Eingabe (Nachricht, Datei, Passwort …)
in einen fest langen Ausgabewert (Hash / Fingerabdruck) um. Der Prozess ist nicht umkehrbar.
Hallo Welt
→
SHA-256
→
wird berechnet…
✅ Deterministisch
Gleiche Eingabe → immer gleicher Hash
⚡ Schnell
Berechnung ist effizient (Millisekunden)
🚫 Einwegfunktion
Hash → Original ist praktisch unmöglich
Gut zu wissen: Verschiedene Eingaben → komplett anderer Hash
Teste es selbst: Ändere nur ein Zeichen und beobachte den Unterschied!
Die drei wichtigsten Eigenschaften
🚪
Einwegfunktion
Aus dem Hash kann die Eingabe nicht zurückgerechnet werden
🛡️
Schwache Kollisionsresistenz
Zu einem gegebenen Wert ist kein zweiter Wert mit demselben Hash findbar
🏰
Starke Kollisionsresistenz
Es ist unmöglich, irgendzwei Nachrichten mit gleichem Hash zu finden
Interaktiver Einweg-Beweis
🤔 Denksport: Du siehst nur den Hash. Kannst du die ursprüngliche Eingabe erraten?
Hash wird geladen …
Der Lawineneffekt (Avalanche Effect)
Prinzip: Eine winzige Änderung der Eingabe (z.B. ein einzelnes Bit) führt zu einem
komplett anderen Hash-Wert. Im Durchschnitt ändern sich ca. 50 % der Ausgabe-Bits.
Unterschiedliche Hex-Zeichen (rot = geändert):
■ Gleich■ Verschieden
Bit-für-Bit Demonstration
Tippe ein Zeichen in das Feld und beobachte in Echtzeit, wie stark sich der Hash verändert.
Hash-Algorithmen im Vergleich
Überblick: Es gibt viele verschiedene Hash-Algorithmen, die sich in Geschwindigkeit,
Hash-Länge und Sicherheitsniveau unterscheiden.
💡 Tipp: Über eine Zeile fahren, um den vollständigen Hash anzuzeigen.
Algorithmus
Bit-Länge
Sicherheit
Hash-Wert
MD5
128 Bit / 32 Hex
❌ Gebrochen
berechne…
SHA-1
160 Bit / 40 Hex
⚠️ Veraltet
berechne…
SHA-256
256 Bit / 64 Hex
✅ Sicher
berechne…
SHA-512
512 Bit / 128 Hex
✅ Sehr sicher
berechne…
❌ MD5 (1991)
Kollisionen wurden nachgewiesen. Nicht mehr für Sicherheitszwecke geeignet.
Heute nur noch für Checksummen.
⚠️ SHA-1 (1995)
Google gelang 2017 eine SHA-1-Kollision (SHAttered). In modernen Systemen
nicht mehr empfohlen.
✅ SHA-256 (2001)
Teil der SHA-2-Familie. Standard in Bitcoin, TLS, digitalen Signaturen.
Gilt als sicher.
✅ SHA-512 (2001)
Längerer Hash = mehr Sicherheitsreserve. Schneller auf 64-Bit-Prozessoren
als SHA-256.
Passwort-Hashing & Salt
Warum Hash statt Klartext? Datenbanken speichern niemals das echte Passwort,
sondern nur dessen Hash. Beim Login wird das eingegebene Passwort gehasht und mit dem gespeicherten Hash verglichen.
🧂 Wie funktioniert ein Salt?
Problem ohne Salt: Wenn zwei Benutzer dasselbe Passwort haben, ist auch ihr gespeicherter Hash identisch.
Angreifer können sogenannte Rainbow-Tables nutzen – vorgefertigte Listen von Millionen Passwörtern und
ihren Hashes – um das Passwort sofort nachzuschlagen.
Schritt-für-Schritt: Salt beim Registrieren & Einloggen
Vor dem Hashen wird ein zufälliger, einzigartiger Salt erzeugt und mit dem Passwort kombiniert.
Der Salt wird zusammen mit dem Hash in der Datenbank gespeichert (er muss nicht geheim sein!).
Registriere ein Passwort. Dann logge dich ein – mit richtigem und falschem Passwort.
Blockchain – Hash-Ketten
Prinzip: Jeder Block enthält den Hash des vorherigen Blocks.
Ändert man einen Block, werden alle nachfolgenden Hashes ungültig – die Kette ist gebrochen.
Klicke auf den Inhalt eines Blocks und ändere ihn. Beobachte, wie die Kette bricht!