HMACbasierte

HMACbasierte Verfahren verwenden einen Hash-basierten Message Authentication Code (HMAC), um Integrität und Authentizität von Nachrichten sicherzustellen. Ein HMAC verbindet einen geheimen Schlüssel K mit der Nachricht M und einer Hash-Funktion H zu einem MAC-Wert. Die Standardformel lautet HMAC(K, M) = H((K' ⊕ opad) || H((K' ⊕ ipad) || M)), wobei K' der Schlüssel in Passung zur Hash-Blockgröße ist und ipad bzw. opad Innen- bzw. Außendurchschläge darstellen. Dadurch entsteht ein MAC, der auch dann zuverlässig bleibt, wenn die zugrunde liegende Hash-Funktion gewisse Schwächen hat.

HMAC basiert auf der Prämisse, dass der Schlüssel geheim bleibt und die Hash-Funktion rollenweise sichere Eigenschaften wie Kollisions- und Preimage-Sicherheit unterstützt. Im Vergleich zu rohen Hashes bietet HMAC Schutz gegen Length-Extension-Angriffe und ermöglicht eine robuste Authentifizierung auch bei häufiger Nachrichtenverarbeitung. HMAC ist anpassungsfähig an verschiedene Hash-Funktionen wie SHA-256, SHA-384 oder SHA-512; ältere Varianten wie HMAC-SHA1 sind verbreitet, werden aber wegen Sicherheitsbedenken bei SHA-1 zunehmend vermieden zugunsten stärkerer Funktionen.

Typische Anwendungen umfassen die Signatur von API-Anfragen, Token-Generierung und -Verifizierung, sowie die Signatur in Protokollen wie OAuth 1.0a oder AWS-Signaturen. In JSON-Web-Token (JWT) wird häufig HS256 oder ein ähnliches HMAC-Verfahren verwendet, um die Unverfälschbarkeit des Token-Inhalts zu garantieren, ohne öffentliche Schlüssel einzusetzen.

Wichtige Sicherheitsaspekte betreffen Schlüsselverwaltung und -rotation: Der gemeinsame geheime Schlüssel muss sicher erzeugt, gespeichert und regelmäßig erneuert werden, um Kompromittierungen zu begrenzen. Unterschiedliche Schlüssel sollten contextspezifisch getrennt verwendet werden, um Risikoexpansion zu vermeiden. HMACbasierte MACs bieten eine zuverlässige, leistungsfähige Methode zur Nachrichtenauthentifizierung in verteilten Systemen.

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