Was ist eine Hash-Funktion und kann sie anfällig werden?

Hash-Funktionen sind eine der am häufigsten verwendeten Methoden zum Schutz von Daten in unserer auf Cybersicherheit fokussierten Welt. Anders als VerschlüsselungHashing ist eine der am häufigsten verwendeten Techniken, insbesondere in Datenbanken. Hashing ist ein relativ einfacher Prozess, der Daten verschleiert und verhindert, dass sie wieder in Klartext umgewandelt werden können. Dadurch sind die Daten wirklich geschützt und können nicht wiederhergestellt werden, egal wie lange ein Angreifer über die Daten verfügt. Bevor wir uns mit den Sicherheitslücken beim Hashing befassen, werfen wir zunächst einen Blick auf Hashing und seine Funktionsweise.           

Wie funktioniert Hashing?

Die Idee dahinter Hashing besteht darin, Daten zu maskieren, damit sie nicht eingelesen werden können Klartext Format, weshalb diese Methode in Datenbanken so häufig verwendet wird. Solange die Daten eine feste Länge haben, spielt es keine Rolle, welche Daten sich tatsächlich in der Datenbank befinden. Dieselben Funktionen und Prozeduren können in einer Datenbank ausgeführt werden, unabhängig davon, ob die Spalten mit den Sozialversicherungsnummern beispielsweise gültige Sozialversicherungsnummern sind oder nicht.

Da Hashing einen Hash-Digest mit fester Länge erstellt, kann ein Benutzer alle Personenbezogene Daten (PII), wodurch sichergestellt wird, dass alle erforderlichen Vorgänge mit der Datenbank ordnungsgemäß ausgeführt werden können. Sollte ein Bedrohungsakteur jedoch Zugriff auf die Datenbank erhalten, könnte er keine personenbezogenen Daten stehlen.

Hashing selbst ist kein besonders komplizierter Prozess, wie die folgende Abbildung veranschaulicht. Dabei wird eine Zeichenfolge, in unserem Beispiel eine Sozialversicherungsnummer, in eine Hash-Funktion eingegeben. Diese Hash-Funktion generiert dann eine randomisierte Zeichenfolge, einen sogenannten Hash Digest, der beispielsweise in einer Datenbank verwendet werden kann, während die tatsächlich gehashten Daten verschleiert werden.

Wie bereits erwähnt, ist Hashing ein Einwegprozess, im Gegensatz zur Verschlüsselung, die ein bidirektionaler Vorgang ist und die Entschlüsselung der Daten ermöglicht, solange Sie den Schlüssel besitzen. Das bedeutet: Selbst wenn ein Angreifer Zugriff auf Ihre gesamte Datenbank erhält, kann er die Daten niemals verwenden und die geschützten Informationen stehlen, solange alle personenbezogenen Daten gehasht sind. Hashing dient außerdem der Nachrichtenintegrität, der Passwortvalidierung und der Erstellung digitaler Signaturen.

Hashing ist aus mehreren Gründen die wichtigste Methode zum Erstellen digitaler Signaturen. Clientseitiges Hashing, eine Methode, bei der eine Datei auf dem Client-Rechner in eine Zeichenfolge umgewandelt und dann dort gehasht wird, ermöglicht es einem Benutzer, eine sichere Datei zu senden, die digital signiert werden muss, ohne das Risiko einer Mann in der Mitte Angriff bei der Übertragung des Hashs an den die Signatur erzeugenden Server.

Durch das Hashing der Datei auf der Clientseite könnte ein Angreifer den auf dem Clientcomputer während der Übertragung generierten Hash-Digest abgreifen, hätte aber dennoch keinen Zugriff auf die Datei selbst, da Hashing ein Einwegprozess ist. Darüber hinaus trägt die Verwendung von Hashing in digitalen Signaturen zur Sicherheit dieser Signaturen bei. Durch das Signieren von Software mit einer gehashten Signatur kann ein Benutzer sofort erkennen, dass die Signatur vom Softwareentwickler stammt und dass während der Übertragung zum Benutzer keine Schadsoftware in die Software eingeschleust wurde.

Was ist eine Hash-Funktion?

Nachdem wir nun besser verstanden haben, wie Hashing selbst funktioniert, werfen wir einen Blick auf die Hash-Funktionen selbst. Sie haben wahrscheinlich schon von den verschiedenen Hashing-Algorithmen wie SHA-1, SHA-256 und SHA-512 gehört.

SHA selbst steht für Secure Hash Algorithm, und die Zahl am Ende jedes Algorithmus bezieht sich auf die Bitgröße des Hash-Digests, der mit dem jeweiligen Hashing-Algorithmus erstellt wird. SHA-1-Hash-Digests sind 160 Bit groß, SHA-256-Hash-Digests 256 Bit usw. Diese Secure Hashing-Algorithmen wurden aufgrund der Nationales Institut für Wissenschaft und Technologie Normen FIPS 180-4, der Secure Hash Standard.

FIPS 180-4 (Federal Information Processing Standards) erfordert die Verwendung von Hashing-Algorithmen, da Hashes rechnerisch sicher sind und es nahezu unmöglich ist, zwei verschiedene Nachrichten mit demselben Hash-Digest zu finden. Der Grund dafür ist, dass beim Ändern eines einzelnen Buchstabens einer Datei und anschließendem Hashing vor und nach der Änderung der einzelnen Buchstaben der generierte Hash-Digest völlig unterschiedlich ist. Das bedeutet, dass keine zwei unterschiedlichen Nachrichten denselben Hash-Digest verwenden können.

Welche Sicherheitslücken gibt es beim Hashing?

Ich habe bereits über die Sicherheit von Hashing gesprochen, doch in der Vergangenheit wurden Schwachstellen entdeckt. Der SHA-1-Hashing-Algorithmus ist veraltet, da er sich aufgrund der zunehmenden Rechenleistung und der zunehmenden Bedeutung von Cloud Computing als zu schwach erwiesen hat. Ein Team bei Google konnte mit dem SHA-1-Algorithmus eine Datei generieren, die denselben Hash-Digest-Wert ergab. Dies hat für einige Beunruhigung gesorgt, denn wenn dies mit SHA-1 möglich ist, könnte dies in naher Zukunft auch mit den derzeit als sicher geltenden Hashing-Algorithmen passieren.

Das Problem hinter diesen Schwachstellen besteht darin, dass ein Computer, der SHA-1 zur Überprüfung der Richtigkeit einer Website verwendet, stattdessen eine Verbindung zu einer bösartigen Website herstellen könnte. Dies kann zum Diebstahl von Informationen, Anmeldeinformationen oder zum Herunterladen von Malware auf den Computer des Opfers führen. Wenn stärkere Secure Hashing-Algorithmen auf die gleiche Weise geknackt werden können, dann sind Tools, die diese im Alltag verwenden,-Der Tagesbetrieb könnte in Zukunft unbrauchbar werden. Derzeit hat das NIST SHA-3 veröffentlicht, das deutlich sicherer ist als SHA-1.

Fazit

Während wir durch die sich ständig weiterentwickelnde Landschaft navigieren Cyber-Bedrohungenist es wichtig, potenzielle Schwachstellen in Hashing-Algorithmen zu erkennen, wie die Abwertung von SHA-1 zeigt. Bei Encryption Consulting LLC sind wir uns der Bedeutung eines robusten Datenschutzes bewusst.

Unsere Codesignatur Plattform, CodeSign Secure, ist ein Beweis für unser Engagement für sichere Praktiken. Durch die Nutzung von clientseitigem Hashing, Virenscans und Signaturgenerierung mit Hardware-Sicherheitsmodulen CodeSign Secure bietet eine umfassende Lösung, um sicherzustellen, dass die Daten unserer Kunden während der Übertragung und im Ruhezustand geschützt bleiben. Wir legen Wert auf Sicherheit und bieten eine schnelle und unkomplizierte Möglichkeit zum Signieren verschiedener Dateitypen. Um mehr über unsere Produkte zu erfahren oder eine Demo von CodeSign Secure zu vereinbaren, besuchen Sie unsere Website www.encryptionconsulting.com.