Verschlüsselung vs. Hashing: Was ist der Unterschied?

Haben Sie schon einmal Ihr Fahrrad an einen Pfosten angeschlossen und dann die Kombination vergessen? Das ist ein bisschen wie Verschlüsselung. Sie haben etwas, das Sie aufschließen können, wenn Sie den richtigen Schlüssel haben.

Stellen Sie sich nun vor, Sie zerschlagen das Schloss in unkenntliche Stücke. Das ist Hashing. Man kann sie nicht wieder zusammensetzen, egal was passiert.

Wir wollen uns mit Verschlüsselung und Hashing befassen, ihre Unterschiede entschlüsseln und verstehen, warum sie in unserer technikgetriebenen Welt so wichtig sind. Machen Sie sich bereit, Sie werden bald ein Cybersecurity-Experte sein.

Inhaltsübersicht

1. Was ist Verschlüsselung?
2. Was ist Hashing?
3. Was ist der Unterschied zwischen Verschlüsselung und Hashing?

Was ist Verschlüsselung?

Sie haben wahrscheinlich schon von Verschlüsselung gehört, aber was genau ist das? Einfach ausgedrückt geht es darum, Daten in einen Code umzuwandeln, um unbefugten Zugriff zu verhindern, aber es steckt noch viel mehr dahinter.

Die Verschlüsselung ist eine komplexe und wichtige Technik, bei der Algorithmen verwendet werden, um Informationen in ein unlesbares Format umzuwandeln und die Vertraulichkeit der Daten während der Übertragung oder Speicherung zu gewährleisten.

In den nächsten Abschnitten werden wir die Funktionsweise der Verschlüsselung erläutern, gängige Algorithmen vorstellen und anhand von Beispielen aus der Praxis erläutern, wie sie in der Praxis eingesetzt wird.

Wie funktioniert die Verschlüsselung?

Die Verschlüsselung ist wie ein sicherer Tresor für Ihre digitalen Daten. Wenn Sie Daten online senden, egal ob es sich um eine Nachricht oder persönliche Daten handelt, werden diese durch Verschlüsselung in einen Code umgewandelt, der für Unbefugte kaum zu entziffern ist.

Es handelt sich um ein ausgeklügeltes kryptografisches System, das sicherstellt, dass nur der vorgesehene Empfänger die Informationen verstehen kann.

Stellen Sie sich vor, Sie kaufen online ein oder überprüfen Ihr Bankkonto. Wenn Sie “https” in der Adresse der Website sehen, ist das ein Zeichen dafür, dass eine Verschlüsselung im Gange ist. Es zeigt an, dass Ihre Daten auf dem Weg zwischen Ihrem Gerät und dem Server der Website in einen Geheimcode verschlüsselt werden. Selbst wenn jemand versucht, diese Daten abzufangen, wird er nur zufällige Zeichenketten erhalten.

Im Folgenden wird der Verschlüsselungsprozess im Web Schritt für Schritt beschrieben:

1. Der Benutzer stellt eine Verbindung zu einer Website her: Wenn Sie eine sichere Website besuchen (URL beginnt mit “https://”), fordert Ihr Browser den Server der Website auf, eine sichere Verbindung herzustellen.
2. Der Server sendet seinen öffentlichen Schlüssel: Der Server der Website antwortet, indem er seinen öffentlichen Schlüssel an Ihren Browser sendet.
3. Der Browser prüft das Zertifikat: Der Server stellt auch ein digitales Zertifikat zur Verfügung, das Ihr Browser überprüft, um sicherzustellen, dass es legitim ist.
4. Browser erzeugt einen Sitzungsschlüssel: Ihr Browser erzeugt einen zufälligen symmetrischen Schlüssel (Sitzungsschlüssel) für diese spezielle Sitzung.
5. Verschlüsselung mit dem öffentlichen Schlüssel: Ihr Browser verschlüsselt den Sitzungsschlüssel mit dem öffentlichen Schlüssel des Servers und sendet ihn zurück an den Server.
6. Der Server entschlüsselt den Sitzungsschlüssel: Der Server verwendet seinen privaten Schlüssel zur Entschlüsselung des Sitzungsschlüssels.
7. Sichere Verbindung hergestellt: Jetzt haben sowohl Ihr Browser als auch der Server denselben Sitzungsschlüssel für diese Sitzung, den sie zur Ver- und Entschlüsselung der während Ihres Besuchs auf der Website ausgetauschten Daten verwenden.
8. Sichere Datenübertragung: Alle Daten, die zwischen Ihrem Browser und dem Server übertragen werden, werden mit dem Sitzungsschlüssel verschlüsselt, so dass der Datenschutz und die Integrität der Informationen gewährleistet sind.

Was sind die gängigsten Verschlüsselungsalgorithmen?

Bei der Verschlüsselung werden mathematische Verfahren oder Regeln verwendet, die als Verschlüsselungsalgorithmen bekannt sind, um Klartext in verschlüsselten Text umzuwandeln. Die Vielfalt der Verschlüsselungsalgorithmen ergibt sich aus der Notwendigkeit, unterschiedliche Sicherheitsanforderungen zu erfüllen.

Der symmetrische Verschlüsselungsalgorithmus ist ein beliebtes Verfahren. Für die Ver- und Entschlüsselung wird derselbe geheime Schlüssel verwendet, so dass ein unkomplizierter Prozess gewährleistet ist.

Zwei der gängigsten symmetrischen Verschlüsselungsalgorithmen sind der Data Encryption Standard (DES ) und der Advanced Encryption Standard (AES). DES ist zwar veraltet, war aber einst eine weit verbreitete Methode zur Verschlüsselung von Daten. Andererseits ist AES der derzeitige Industriestandard, der wegen seiner Robustheit gegenüber Angriffen weit verbreitet ist.

RSA (Rivest-Shamir-Adleman) ist ein weiterer weit verbreiteter asymmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus der Public Key Cryptography. Es verwendet ein Schlüsselpaar: einen öffentlichen Schlüssel für die Verschlüsselung und einen privaten Schlüssel für die Entschlüsselung. Nachrichten, die mit dem öffentlichen Schlüssel verschlüsselt wurden, können nur mit dem entsprechenden privaten Schlüssel entschlüsselt werden und umgekehrt.

Wir haben bereits einen umfassenden Leitfaden über Verschlüsselungsalgorithmen geschrieben. Hier finden Sie einen ausführlichen Überblick.

Was sind einige Beispiele für Verschlüsselung?

Ob Sie nun Nachrichten versenden, Online-Transaktionen durchführen oder Daten speichern – im digitalen Raum von heute müssen Sie Informationen verschlüsseln. Hier finden Sie praktische Beispiele für Verschlüsselung in der Praxis:

• Sichere Kommunikation (Public-Key-Verschlüsselung): Die asymmetrische Verschlüsselung mit ihren öffentlichen und privaten Schlüsseln wird häufig in Messaging-Apps, E-Mail-Diensten und Online-Kommunikationsplattformen verwendet, um Daten zu verschlüsseln und die Vertraulichkeit der Nutzer zu schützen.
• Online Banking (SSL/TLS-Verschlüsselung): Wenn Sie auf Ihr Bankkonto zugreifen oder Online-Transaktionen durchführen, gewährleistet die Verschlüsselung die Sicherheit Ihrer Finanzdaten, wie Kontonummern und Transaktionsdetails.
• Virtuelle private Netzwerke (VPN) (Tunneling und Datenverschlüsselung): VPNs nutzen eine Kombination aus Tunneling-Protokollen (wie IPSec oder OpenVPN) für eine sichere Kommunikation und Verschlüsselung zum Schutz der Daten während der Übertragung.
• Dateispeicherung und Cloud-Dienste (AES-Verschlüsselung): Der Advanced Encryption Standard mit seinem einzigen Verschlüsselungscode wird häufig für die Integrität von Dateien und Daten in der Cloud verwendet.
• Regierungs- und Militärkommunikation (AES, RSA, usw.): Regierungsbehörden wie die NSA (Nationale Sicherheitsbehörde) und die militärische Kommunikation verwenden oft mehrere Verschlüsselungsmethoden, darunter RSA und andere ausgeklügelte Algorithmen. Diese Technologien schützen sensible Informationen und Kommunikation, die für die nationale Sicherheit entscheidend sind.

Anhand dieser Beispiele wird deutlich, welche entscheidende Rolle die Verschlüsselung für die Datenintegrität und den Datenschutz spielt. Wenden wir uns nun dem Hashing zu.

Was ist Hashing?

Beim Hashing werden unterschiedliche Eingabedaten (oder “Nachrichten”) beliebiger Größe in eine Zeichenkette fester Größe umgewandelt, bei der es sich in der Regel um eine Folge von Zahlen und Buchstaben handelt. Die Ausgabe, die gemeinhin als Hash-Wert oder Hash-Code bezeichnet wird, wird durch eine Hash-Funktion erzeugt. Hash-Funktionen sollen schnell und effizient sein und eindeutige Hash-Werte für verschiedene Eingaben erzeugen.

Wie funktioniert das Hashing?

Lassen Sie uns das Konzept des Hashings in einfachen Worten aufschlüsseln

Zunächst wählen Sie einen geeigneten Hash-Algorithmus, z. B. SHA-256 oder MD5. Entwickeln Sie dann eine Hash-Funktion. Die Hash-Funktion wandelt die Eingabedaten in einen Hash-Wert mit fester Länge um.

Nehmen wir nun die Daten, die Sie hacken müssen. Dabei kann es sich um ein Kennwort, ein Dokument oder eine andere Information handeln, und die Hash-Funktion wird auf die Eingabedaten angewendet. Die Hash-Funktion verarbeitet die Daten und erzeugt einen eindeutigen Hash-Wert als Ausgabe.

Das Ergebnis der Hash-Funktion ist der Hash-Wert, eine Zeichenkette, in der Regel im hexadezimalen Format, mit einer einheitlichen Länge. Das Hashing der gleichen Eingabedaten mit dem gleichen Algorithmus und der gleichen Hash-Funktion ergibt immer den gleichen Hash-Wert. Diese deterministische Eigenschaft gewährleistet die Vorhersehbarkeit.

Schon eine geringfügige Änderung der Eingabedaten führt zu einem wesentlich anderen Hash-Wert. Diese Eigenschaft gewährleistet die Einzigartigkeit der Hash-Codes für verschiedene Datensätze.

Hash-Codes dienen als eindeutige Identifikatoren und ermöglichen effiziente Computervergleiche, um festzustellen, ob Daten identisch oder unterschiedlich sind.

Die Funktion erzeugt einen Hash-Wert mit einer festen Länge, unabhängig von der Größe der Eingabedaten. Dieses standardisierte Format vereinfacht die Speicherung und den Abgleich.

In bestimmten Szenarien können Sie Hash-Summen, eine spezielle Form von Hash-Werten, verwenden, um eine komprimierte Zusammenfassung umfangreicher Datensätze zu erstellen.

Was sind die gängigsten Hashing-Algorithmen?

Hashing-Algorithmen sind in der Informatik und Kryptographie für verschiedene Zwecke allgegenwärtig, darunter die Überprüfung der Datenintegrität, die Speicherung von Passwörtern und digitale Signaturen. Hier sind einige der gebräuchlichsten Hashing-Algorithmen:

1. MD5 (Message Digest Algorithm 5): MD5 erzeugt einen 128-Bit-Hash-Wert, der in der Regel als 32-Zeichen-Hexadezimalzahl dargestellt wird. MD5 gilt jedoch als kryptografisch fehlerhaft und ist aufgrund von Schwachstellen, die Kollisionsangriffe ermöglichen, für die weitere Verwendung ungeeignet.
2. SHA-1 (Secure Hash Algorithm 1): SHA-1 erzeugt einen 160-Bit-Hash-Wert. Wie MD5 gilt auch SHA-1 als schwach und anfällig für verschiedene Angriffe und ist inzwischen veraltet.
3. SHA-256, SHA-384 und SHA-512: SHA-256 gehört zur SHA-2-Familie und gilt als wesentlich sicherer als MD5 und SHA-1. SHA-256 erzeugt einen 256-Bit-Hash und ist der Standard-Hash-Algorithmus, der heute für digitale Signaturen und die Erstellung von Zertifikaten verwendet wird.
4. SHA-3 (Sicherer Hash-Algorithmus 3): Dieser neueste SHA-Algorithmus hat eine andere interne Struktur als SHA-2 und bietet eine Reihe von Hash-Funktionen mit unterschiedlichen Ausgabegrößen.
5. Whirlpool: Whirlpool ist eine Hash-Funktion, die einen 512-Bit-Hash-Wert erzeugt. Er ist nicht so weit verbreitet wie andere Algorithmen, gilt aber als sicher.

Was sind einige Beispiele für Hashing?

1. Bei der Überprüfung der Datenintegrität stellt das Hashing sicher, dass die Daten nicht manipuliert worden sind. Vor der Übertragung oder Speicherung wird der ursprüngliche Datenhashwert (Prüfsumme) berechnet und zusammen mit den Daten gesendet. Beim Abruf wird der Hash neu berechnet und verglichen, um die Datenintegrität zu überprüfen.
2. Bei der Speicherung von Kennwörtern bietet das Hashing eine zusätzliche Sicherheitsebene, da anstelle der eigentlichen Kennwörter Hash-Werte gespeichert werden. Bei der Anmeldung wird das eingegebene Kennwort gehasht und mit dem gespeicherten Hashwert verglichen, um die Risiken im Falle einer Datenverletzung zu minimieren.
3. Bei digitalen Signaturen wird mit Hilfe von Hashing ein Hash-Wert einer Nachricht oder eines Dokuments erstellt, der dann mit einem privaten Schlüssel verschlüsselt wird. Die Empfänger können die Authentizität anhand des öffentlichen Schlüssels des Absenders überprüfen.
4. Die Zwischenspeicherung speichert zuvor berechnete Ergebnisse zum schnellen Abruf, wobei Hash-Werte als Schlüssel verwendet werden. Dadurch wird die Leistung optimiert, da der Cache mit Hilfe des Hashwerts konsultiert wird, wenn eine neue Anfrage mit einer früheren Eingabe übereinstimmt.
5. In der Blockchain schließlich enthält jeder Block einen Hash des vorhergehenden Blocks und bildet eine ununterbrochene Kette. Diese Konstruktion gewährleistet Manipulationssicherheit, da die Änderung eines Blocks die Änderung aller nachfolgenden Blöcke erfordert.

Nun wollen wir sehen, wie sich das Hashing von der Verschlüsselung unterscheidet.

Was ist der Unterschied zwischen Verschlüsselung und Hashing?

Beim Vergleich von Hashing und Verschlüsselung liegt der Hauptunterschied in der Umkehrbarkeit des Prozesses.

Bei der Verschlüsselung werden die Daten so verschlüsselt, dass nur befugte Personen sie lesen können. Es verwendet einen Algorithmus und einen Schlüssel, um Klartext in Chiffretext umzuwandeln. Wichtig ist, dass dieser Prozess umkehrbar ist – mit dem richtigen Schlüssel können Sie den verschlüsselten Text wieder in Klartext entschlüsseln.

Verschlüsselung wird verwendet, wenn die gespeicherten Informationen in ihrer ursprünglichen Form abgerufen werden müssen, z. B. wenn Sie sensible E-Mails versenden oder vertrauliche Dateien speichern.

Andererseits ist Hashing eine Einwegfunktion. Er nimmt eine Eingabe entgegen und gibt eine Bytefolge fester Größe zurück, in der Regel einen Digest. Anders als bei der Verschlüsselung ist für das Hashing kein Schlüssel erforderlich, und der Vorgang ist unumkehrbar.

Aus dem Hashwert können Sie Ihre ursprüngliche Nachricht nicht zurückgewinnen. Wenn Sie Ihr Passwort eingeben, wird es vom System gehasht und das Ergebnis mit dem gespeicherten Hashwert verglichen. Wenn sie übereinstimmen, wird Ihnen der Zugang gewährt.

Bei der Verschlüsselung führt eine geringfügige Änderung des Klartextes zu einem deutlich anderen Chiffretext. Beim Hashing jedoch führt schon eine kleine Änderung der Eingabe zu einem völlig anderen Hashwert. Diese als “Lawineneffekt” bezeichnete Eigenschaft erhöht die Sicherheit gegen Angriffe.

FAQ

Ist Hashing besser als Verschlüsselung?

Hashing ist nicht per se besser oder schlechter als Verschlüsselung; es dient nur anderen Zwecken. Das Hashing dient in erster Linie der Überprüfung der Datenintegrität, während die Verschlüsselung auf die Sicherung der Vertraulichkeit von Informationen ausgerichtet ist.

Ist Hashing das Gleiche wie Verschlüsselung?

Hashing und Verschlüsselung sind beides kryptografische Techniken. Beim Hashing werden Daten für Aufgaben wie die Überprüfung der Datenintegrität in eine Zeichenkette mit fester Länge umgewandelt, während bei der Verschlüsselung sensible Daten durch umkehrbare Umwandlungen geschützt werden.

Warum ist Hashing unumkehrbar?

Das Hashing ist irreversibel, da es Daten in eine Zeichenkette fester Größe kondensiert und die Möglichkeit des Abrufs ausschließt.

Können gehashte Daten verschlüsselt werden?

Nein, gehashte Daten können nicht verschlüsselt werden. Hashing ist ein einseitiges Verfahren, das Daten irreversibel umwandelt und sich daher nicht zur Verschlüsselung eignet.

Wird Hashing noch verwendet?

Ja, Hashing ist immer noch weit verbreitet, insbesondere für Aufgaben wie die Speicherung von Passwörtern und digitalen Signaturen.

Wann sollte man Verschlüsselung und wann Hashing verwenden?

Verwenden Sie die Verschlüsselung, wenn Sie Daten mit der Absicht der späteren Entschlüsselung schützen müssen, und verwenden Sie das Hashing, wenn Sie Daten sicher speichern und überprüfen wollen, ohne die Möglichkeit der Umkehrung.

Verschlüsselung vs. Hashing vs. Encoding – Was ist der Unterschied?

Bei der Verschlüsselung werden die Daten mit Hilfe eines Schlüssels umgewandelt, so dass sie für unbefugte Benutzer unlesbar sind. Mit dem richtigen Schlüssel ist er umkehrbar. Beim Hashing wird aus den Eingabedaten ein Hash-Wert fester Größe erzeugt, der einen eindeutigen Fingerabdruck liefert. Es ist eine Einbahnstraße und nicht umkehrbar. Bei der Kodierung werden Daten aus Kompatibilitätsgründen umgewandelt, sie ist jedoch leicht umkehrbar und dient der Formatierung, nicht der Sicherheit.

Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Datensicherheit auf einer Mischung aus Verschlüsselung und Hashing beruht. Die Verschlüsselung dient der Geheimhaltung und macht Daten mit dem richtigen Schlüssel lesbar. Hashing gewährleistet die Integrität, indem es unumkehrbare Codes erzeugt, so dass die Originaldaten sicher bleiben.

Stellen Sie sich das so vor, als würden Sie Passwörter zum Schutz verschlüsseln und sensible Daten bei der Übertragung oder Speicherung verschlüsseln. Durch die Kombination dieser Methoden werden sensible Daten im sich ständig verändernden Internet geschützt.

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Geschrieben von Dionisie Gitlan

Erfahrener Content-Autor, spezialisiert auf SSL-Zertifikate. Verwandeln Sie komplexe Cybersicherheitsthemen in klare, ansprechende Inhalte. Tragen Sie durch wirkungsvolle Narrative zur Verbesserung der digitalen Sicherheit bei.