Merkmal	Hash	Verschlüsselung
Umkehrbar	Nein	Ja (mit Schlüssel)
Länge	Fest (z.B. 256 Bit)	Variabel
Zweck	Integrität prüfen	Vertraulichkeit
Schlüssel	Keiner	Ja (symmetrisch/asymmetrisch)
Beispiel	SHA-256	AES, RSA

Hash: Aus "Hallo" wird ein 256-Bit-Wert – nicht zurückrechenbar.

Verschlüsselung: Aus "Hallo" wird "XyZ123" – mit Schlüssel wieder "Hallo".

Wichtig: Hashes sind nicht für Verschlüsselung geeignet!

Sicherheit nimmt von oben nach unten zu:

Hash	Sicherheit	Empfehlung
MD5	❌ Gebrochen	Nur für Checksummen
SHA-1	❌ Gebrochen	Nicht mehr nutzen!
SHA-256	✅ Sicher	Minimum für Sicherheit
SHA-384	✅ Sicher	Höhere Sicherheit
SHA-512	✅ Sicher	Beste Wahl
SHA-3-256	✅ Sicher	Alternative zu SHA-2
BLAKE3	✅ Sicher	Modern, schnell

Empfehlung:

• Checksummen: SHA-256
• Signaturen: SHA-256 oder SHA-384
• Passwörter: bcrypt, scrypt, Argon2 (NICHT SHA!)

Schritt 1: Hash der Datei berechnen

• Linux: sha256sum datei.iso
• macOS: shasum -a 256 datei.iso
• Windows: certutil -hashfile datei.iso SHA256
• Oder: Unser Tool oben verwenden

Schritt 2: Hash vom Anbieter holen

• Der Anbieter stellt die SHA-256-Summe bereit
• Oft auf der Download-Seite oder als separate .sha256-Datei

Schritt 3: Vergleichen

• Wenn die Hashes gleich sind: Datei unverändert
• Wenn unterschiedlich: Datei beschädigt oder manipuliert

Wichtig: Nutze eine vertrauenswürdige Quelle für den Hash (z.B. HTTPS vom Anbieter).

Eine Kollision tritt auf, wenn zwei verschiedene Eingaben den gleichen Hash erzeugen:

• Kollisionsresistenz: Grundlegende Eigenschaft sicherer Hashes
• MD5: Kollisionen in Sekunden möglich
• SHA-1: Kollisionen seit 2017 praktisch möglich
• SHA-256: Keine praktischen Kollisionen bekannt

Angriffs-Szenario:

• Angreifer erstellt zwei PDFs mit gleichem MD5-Hash
• Eine ist harmlos, eine enthält Malware
• Opfer prüft MD5: Passt – lädt Malware herunter!

Beispiel SHAttered (2017): Google zeigte zwei unterschiedliche PDFs mit identischem SHA-1-Hash.

SHA-256 ist zu schnell für Passwörter:

• Milliarden Hashes/s: mit modernen GPUs
• Brute-Force: Alle 8-Zeichen-Passwörter in Stunden
• Rainbow Tables: Vorgerechnete Hashes für häufige Passwörter
• Kein Salt: Gleiche Passwörter = gleiche Hashes

Bessere Alternativen für Passwörter:

Verfahren	Besonderheit
bcrypt	Langsam, Salt integriert
scrypt	Speicher-intensiv (GPU-resistent)
Argon2	Modern, empfohlen (Winner PHC 2015)
PBKDF2	NIST-Standard, mehr Iterationen

Regel: Für Passwörter immer langsame, speicher-intensive Verfahren nutzen!

Ein Salt ist ein zufälliger Wert, der vor dem Hashing zum Passwort hinzugefügt wird:

• Zufällig: Für jedes Passwort einzigartig
• Gespeichert: Zusammen mit dem Hash in der DB
• Zweck: Verhindert Rainbow-Table-Angriffe
• Länge: 16+ Bytes empfohlen

Beispiel:

• Ohne Salt: hash("12345") = immer gleich
• Mit Salt: hash("12345" + "a8f3") = einzigartig
• Zwei Nutzer mit gleichem Passwort haben verschiedene Hashes

Wichtig: Salt ist kein Geheimnis – es kann offen gespeichert werden. Es macht Angriffe nur aufwändiger.

Pepper: Zusätzliches Geheimnis, das nicht in der DB gespeichert wird.

Der Lawineneffekt (Avalanche Effect) bedeutet:

• Kleine Änderung: z.B. ein Bit im Input
• Große Wirkung: Ca. 50% der Bits im Output ändern sich
• Unvorhersehbar: Kein Muster erkennbar

Beispiel:

• sha256("Hallo") = d3751d33f9cd5049...
• sha256("hallo") = 9e5d5c44f8a8d6b8...
• Nur ein Buchstabe geändert → komplett neuer Hash

Warum wichtig?

• Angreifer können keine Rückschlüsse ziehen
• Statistische Analyse sinnlos
• Essentiell für kryptographische Sicherheit

HMAC (Hash-based Message Authentication Code) kombiniert Hash mit Schlüssel:

• Aufbau: HMAC = Hash(Key + Hash(Key + Message))
• Zweck: Integrität + Authentizität
• Schlüssel: Nur Sender und Empfänger kennen ihn
• Standard: RFC 2104

Verwendung:

• API-Authentifizierung: z.B. AWS Signature
• TLS: Für Message Authentication
• JWT: JSON Web Tokens nutzen HMAC-SHA256
• Cookies: Signierte Cookies

Vorteil: Angreifer können Hash nicht verändern ohne Schlüssel.

Beispiel: HMAC-SHA256(key, message) = a3f5b8c2...