Hashberechnungen

Hashberechnungen bezeichnen das Ermitteln von Hashwerten aus Eingaben beliebiger Länge durch Hashfunktionen. Das Ergebnis, der Hash oder Digest, hat eine feste Länge, abhängig vom Algorithmus (typisch 128 bis 512 Bit). Wichtige Merkmale kryptografischer Hashfunktionen sind Determinismus, Schnelligkeit der Berechnung sowie Sicherheitsanforderungen wie Preimage-Resistenz, Second-Preimage-Resistenz und Kollisionsresistenz; kleine Änderungen der Eingabe führen zu völlig anderen Ausgaben (Avalanche).

Man unterscheidet kryptographische Hashfunktionen (z. B. SHA-256, SHA-3, BLAKE3) von nicht-kryptographischen Funktionen (CRC32, Adler-32, MurmurHash). Ersteres dient der Integrität, Signaturen und Passwortspeicherung unter Sicherheitsaspekten; Letzteres wird vorwiegend für Prüfsummen oder schnelle Hash-Tabellen genutzt, ist aber nicht sicher gegen Kollisionsangriffe.

Anwendungsgebiete sind Datenintegrität und -verifikation, digitale Signaturen, Passwortspeicherung mit Salt (und ggf. Key Stretching), Blockchain-Technologie, Checksums sowie Hash-Tabellen in Software-Architekturen. Für Passwörter empfiehlt sich der Einsatz langsamer Hashfunktionen (Argon2, bcrypt, scrypt, PBKDF2) mit einem individuellen Salt; Pepper kann zusätzlich verwendet werden, um Schutz gegen Offline-Angriffe zu erhöhen.

Technisch verankert Hashing in der festen Ausgabelänge, der Eingabe beliebig langer Daten sowie oft in Merkle-Bäumen oder anderen Hashstrukturen. Es ist wichtig zu beachten, dass Hashwerte Vertraulichkeit nicht ersetzen; sie sichern vor allem Integrität und Vergleichbarkeit von Daten.