HashingAlgorithmen

HashingAlgorithmen sind Funktionen, die Eingaben beliebiger Länge auf feste Ausgabelängen abbilden. Die erzeugten Hashwerte dienen der schnellen Identifikation, der Integritätsprüfung und als Bausteine kryptografischer Protokolle. Wichtige Eigenschaften sind Determinismus, Effizienz, Pre- und Second-Preimage‑Resistenz sowie ein Avalanche-Effekt, bei dem kleine Änderungen der Eingabe große Änderungen des Hashwerts bewirken.

Man unterscheidet kryptografische Hashfunktionen von nicht‑cryptografischen Hashfunktionen. Kryptografische Hashfunktionen wie SHA-256, SHA-3 und BLAKE2 bieten starke Kollisions- und Preimage‑Resistenzen und werden in Signaturen, Zertifikaten und Integritätsprüfungen verwendet. Veraltete Algorithmen wie MD5 oder SHA‑1 gelten als unsicher. Nicht‑cryptografische Hashfunktionen wie MurmurHash, CityHash oder FNV dienen primär der schnellen Verteilung von Daten in Datenstrukturen, nicht der Sicherheit.

Anwendungsbeispiele umfassen Nachrichtenauthentifizierung (HMAC mit einem Hash), digitale Signaturen, Datei- oder Block-Integritätschecks. In der Passwortspeicherung kommen Hashfolgen mit Salz und Speicherschleifen zum Einsatz, etwa mit bcrypt, Argon2 oder scrypt. In verteilten Systemen kommt konsistentes Hashing zum Einsatz, um Lasten gleichmäßig zu verteilen und Ausfallsicherheit zu erhöhen.

Sicherheitsaspekte: Für Passwörter sind schnelle Hashes ungeeignet; hier werden langsame, speicherfaule Algorithmen verwendet. Veraltete Hashfunktionen sollten vermieden werden. Die Wahl des Hash-Verfahrens hängt vom Anwendungsfall, der benötigten Sicherheit und der Performance ab. Hardwarebeschleunigung und Parallelisierung beeinflussen die Praktikabilität von Algorithmen in modernen Systemen.