HashkettenKonzepten

Hashkettenkonzepte bezeichnen eine Familie kryptographischer Verfahren, bei denen eine Folge von Werten durch wiederholte Anwendung einer Hashfunktion erzeugt wird. Typischerweise bildet die Kette eine Einwegstruktur: Jeder Wert ergibt sich aus dem vorherigen durch eine Hashfunktion H, zum Beispiel h_i = H(h_{i-1}) mit einem Startwert h_0. Aus der Kette lässt sich eine Abfolge von Nutzwerten ableiten, wobei spätere Werte sicher erscheinen, während frühere Werte durch erneutes Hashing schwer abzuleiten sind.

In einem verbreiteten Einsatzmodell, etwa bei S/Key, wird eine Kette von n Schritten mit einer Hashfunktion wie SHA-1 erzeugt. Der Anwender besitzt den oberen Wert der Kette (den Anker) und gibt bei der Anmeldung den nächsten Wert der Kette preis. Der Server hält den letzten noch nicht verbrauchten Wert gespeichert und verifiziert die Anmeldung, indem er den gelieferten Wert erneut hash kontrol; vergleicht man das Ergebnis mit dem gespeicherten Anker. Nach erfolgreicher Authentifizierung wird der gespeicherte Wert auf den gelieferten Wert aktualisiert, wodurch die Kette fortlaufend fortschreibt.

Anwendungen finden sich vor allem in der sicheren Einmal-Passwort-Authentifizierung (OTP) und in Konzeptionen der Signaturen, wie z. B. Lamport-Signaturen, bei denen auf Hashkettenprinzipien zurückgegriffen wird. Vorteile sind geringe Kommunikationslast, kein ständiger Online-Abgleich und eine einfache Implementierung in offlinetauglichen Umgebungen. Nachteile umfassen die Notwendigkeit der Vorausplanung der Kettenlänge, das Risiko bei Verlust der Chain-Teile, sowie Abhängigkeiten von der Sicherheit der Hashfunktion und der ordnungsgemäßen Verwaltung des Ankers auf dem Server.

Varianten nutzen oft geheime Schlüssel (z. B. HMAC-basierte Hashketten) oder unterschiedliche Layouts der Verifikation, um zusätzliche Sicherheitsanforderungen zu erfüllen.