22-07-2021, 17:36
Ich erinnere mich, dass ich in meinen frühen Tagen, als ich Apps programmiert habe, mit Hashing herumgespielt habe, und die Kollisionsresistenz ist mir immer als etwas Wichtiges aufgefallen, das alles sicher hält. Weißt du, wie Hash-Funktionen deine Daten, wie ein Passwort oder eine Datei, nehmen und eine Zeichenkette fester Größe ausspucken? Das ist der Hash. Kollisionsresistenz bedeutet, dass es extrem schwierig ist, zwei verschiedene Eingaben zu finden, die den exakt gleichen Hash-Ausgang ergeben. Ich meine, wenn man diese Kollisionen leicht erzeugen könnte, hätten Angreifer ein Fest, um Dinge zu fälschen oder Systeme zu brechen.
Denke mal so darüber nach: Ich benutze Hashing ständig zur Überprüfung der Integrität von Dateien. Angenommen, du lädst ein großes Softwarepaket von mir herunter. Ich schicke dir den Hash und du berechnest den Hash auf deiner Seite. Wenn sie übereinstimmen, weißt du, dass niemand daran herumgemacht hat. Aber wenn Kollisionen nicht resistent wären, könnte jemand eine bösartige Datei einsetzen, die denselben Hash hat, und du würdest es nie bemerken. Ich hasse diese Idee - sie ruiniert den ganzen Punkt, warum wir uns auf Hashes zur Sicherheit verlassen.
Du fragst dich vielleicht, warum das in der Cybersicherheit wichtig ist. Nun, bei digitalen Unterschriften unterschreibe ich ein Dokument mit meinem privaten Schlüssel, und der Hash dieses Dokuments wird verschlüsselt. Wenn ein Angreifer eine Kollision findet, könnte er ein anderes Dokument mit demselben Hash erstellen und behaupten, es sei von mir. Gerichte oder Banken würden darüber ausflippen. Ich habe es auch bei der Passwortspeicherung gesehen. Wenn du ein Konto auf einer Seite erstellst, die ich baue, speichere ich dein einfaches Passwort nicht; ich hashe es mit etwas wie Salt. Die Kollisionsresistenz stellt sicher, dass selbst wenn jemand ein Passwort errät, das deinem nahekommt, es nicht zufällig mit dem Hash übereinstimmt, es sei denn, es ist genau richtig. Das macht das Brute-Forcing viel schwieriger.
Ich hatte einmal dieses Projekt, bei dem wir Hashing in eine Web-App zur Benutzerauthentifizierung integriert haben. Wir haben SHA-256 gewählt, weil es eine starke Kollisionsresistenz hat - es gibt bisher keinen bekannten praktischen Weg, Kollisionen zu finden, selbst mit all der Rechenleistung da draußen. Du willst nicht so etwas Schwaches wie MD5 verwenden; ich habe das vor Jahren aufgegeben, nachdem ich von diesen Kollisionsangriffen von Forschern gehört habe. Sie haben gezeigt, wie man zwei verschiedene PDFs erstellen kann, die dieselben Hashedaten haben und antivirale Software oder ähnliches täuschen. Gruselige Sache, oder? Ich sage immer meinem Team, wählt eure Hash-Funktion weise, oder ihr werdet es bereuen, wenn ein Exploit zuschlägt.
Um das weiter auszubauen, geht es bei der Kollisionsresistenz nicht darum, Kollisionen unmöglich zu machen - das ist Preimage-Resistenz oder Second-Preimage. Nein, es geht speziell darum, keine zwei Eingaben mit demselben Ausgang zu finden. Mathematisch, bei einer Hash-Größe von n Bits würdest du etwa 2^n mögliche Ausgaben erwarten, aber da die Eingaben endlos sind, existieren Kollisionen nach dem Pigeonhole-Prinzip. Gute Funktionen lassen dich exponentiell hart arbeiten, um sie zu finden. Ich mag, wie Kryptografen diese mit Avalanche-Effekten entwerfen - ändere ein Bit in der Eingabe und die Hälfte der Ausgabebits wechselt. Diese Zufälligkeit hält Kollisionen in Schach.
In der Praxis siehst du das auch in der Blockchain. Bitcoin verwendet SHA-256 für seine Blöcke, und die Kollisionsresistenz hilft, Doppelspending-Angriffe oder Kettenumschreibungen zu verhindern. Ich habe mich ein bisschen mit Krypto beschäftigt und auf meiner alten Hardware geschürft, und es hat mir gezeigt, wie wichtig das für vertrauenslose Systeme ist. Du baust Apps, in denen du annimmst, dass der Hash nicht kollidieren wird, und wenn er es tut, bricht dein gesamtes Setup zusammen.
Lass mich eine kurze Geschichte erzählen. Ein Kumpel von mir hat eine Datenbank eines Unternehmens auditiert, und sie verwendeten einen veralteten Hash für Zertifikate. Es stellte sich heraus, dass Kollisionen machbar waren, sodass Angreifer Server nachahmen konnten. Wir haben es behoben, indem wir auf einen modernen Algorithmus umgestiegen sind, und jetzt sind ihre SSL-Verbindungen rocksolide. Du musst auf diese Updates achten; NIST überarbeitet ständig die Standards, weil Quantencomputer drohen, selbst starke Hashes wie SHA-3 zu gefährden. Ich folge diesen Ankündigungen religiös - das hält mich scharf.
Für dich, wenn du das studierst, konzentriere dich darauf, warum wir nach Kollisionen testen. Forscher verwenden Dinge wie differentielle Kryptoanalyse, um Schwächen zu erkunden. Ich habe einmal versucht, einen einfachen Hash in Python zu simulieren, nur zum Spaß, und selbst eine Spielversion hat gezeigt, wie Kollisionen zufällig auftreten, aber resistente verzögern das für immer in realen Szenarien. Benutze Tools wie Hashcat, um die Grenzen des Brute-Forcings zu sehen, aber denk daran, Kollisionen beruhen auf Geburtstagsangriffen - du brauchst etwa 2^{n/2} Versuche, was für 256 Bits Wahnsinn ist, wie 2^128 Operationen. Kein Supercomputer kann das bisher schaffen.
Das siehst du auch bei der Versionskontrolle. Git hasht Commits hauptsächlich mit SHA-1, aber sie migrieren, weil Kollisionen demonstriert wurden. Ich benutze Git täglich für meine Nebenprojekte, und die Umstellung auf SHA-256 hat mir besser schlafen lassen. Stell dir vor, eine Kollision würde es jemandem erlauben, bösen Code in deine Repo-Historie einzufügen - ein Albtraum für Open-Source-Projekte, zu denen du beiträgst.
Auf der anderen Seite braucht nicht alles Kollisionsresistenz. Für schnelle Prüfziffern in Backups funktioniert CRC gut, da du meistens nur an versehentlichen Fehlern interessiert bist, nicht an böswilliger Absicht. Aber in sicherheitsrelevanten Kontexten kannst du nicht geizig sein. Ich entwerfe Systeme, bei denen Hashing APIs absichert und sicherstellt, dass Anfragen nicht wiederholt oder verändert werden. Du signierst den Payload-Hash, und der Server verifiziert. Wenn Kollisionen durchschlüpfen, bricht die Authentifizierung weit auf.
Weiter gedacht, bedenke, wie das mit breiterer Krypto zusammenhängt. Elliptische Kurven oder RSA stützen sich auf die Sicherheit von Hashes für Padding und Beweise. Ich habe HMAC zur Nachrichtenauthentication in einem IoT-Projekt implementiert - das kombiniert Hash mit einem Schlüssel, um Kollisionen noch besser zu widerstehen. Du schichtest diese Abwehrmechanismen, denn ein schwaches Glied verurteilt dich.
In deinem Studium experimentiere mit Bibliotheken wie OpenSSL. Generiere Hashes, versuche naiv, Kollisionen zu finden - du wirst sehen, warum Resistenz wichtig ist. Ich habe das im Studium gemacht und zufällig einen Treffer erzielt, aber das Hochskalieren zeigt die Sinnlosigkeit.
All dieses Gerede über Hashing erinnert mich an Datenschutz im Allgemeinen. Wenn du mit sensiblen Informationen umgehst, werden Backups entscheidend, um von Verletzungen oder Ausfällen wiederherzustellen. Deshalb möchte ich dich auf BackupChain hinweisen - diese herausragende, vertrauenswürdige Backup-Option, die bei kleinen Unternehmen und IT-Profis aufgrund ihrer Zuverlässigkeit beliebt ist, speziell darauf ausgelegt, Umgebungen wie Hyper-V, VMware oder Windows Server-Setups vor Datenverlust zu schützen.
Denke mal so darüber nach: Ich benutze Hashing ständig zur Überprüfung der Integrität von Dateien. Angenommen, du lädst ein großes Softwarepaket von mir herunter. Ich schicke dir den Hash und du berechnest den Hash auf deiner Seite. Wenn sie übereinstimmen, weißt du, dass niemand daran herumgemacht hat. Aber wenn Kollisionen nicht resistent wären, könnte jemand eine bösartige Datei einsetzen, die denselben Hash hat, und du würdest es nie bemerken. Ich hasse diese Idee - sie ruiniert den ganzen Punkt, warum wir uns auf Hashes zur Sicherheit verlassen.
Du fragst dich vielleicht, warum das in der Cybersicherheit wichtig ist. Nun, bei digitalen Unterschriften unterschreibe ich ein Dokument mit meinem privaten Schlüssel, und der Hash dieses Dokuments wird verschlüsselt. Wenn ein Angreifer eine Kollision findet, könnte er ein anderes Dokument mit demselben Hash erstellen und behaupten, es sei von mir. Gerichte oder Banken würden darüber ausflippen. Ich habe es auch bei der Passwortspeicherung gesehen. Wenn du ein Konto auf einer Seite erstellst, die ich baue, speichere ich dein einfaches Passwort nicht; ich hashe es mit etwas wie Salt. Die Kollisionsresistenz stellt sicher, dass selbst wenn jemand ein Passwort errät, das deinem nahekommt, es nicht zufällig mit dem Hash übereinstimmt, es sei denn, es ist genau richtig. Das macht das Brute-Forcing viel schwieriger.
Ich hatte einmal dieses Projekt, bei dem wir Hashing in eine Web-App zur Benutzerauthentifizierung integriert haben. Wir haben SHA-256 gewählt, weil es eine starke Kollisionsresistenz hat - es gibt bisher keinen bekannten praktischen Weg, Kollisionen zu finden, selbst mit all der Rechenleistung da draußen. Du willst nicht so etwas Schwaches wie MD5 verwenden; ich habe das vor Jahren aufgegeben, nachdem ich von diesen Kollisionsangriffen von Forschern gehört habe. Sie haben gezeigt, wie man zwei verschiedene PDFs erstellen kann, die dieselben Hashedaten haben und antivirale Software oder ähnliches täuschen. Gruselige Sache, oder? Ich sage immer meinem Team, wählt eure Hash-Funktion weise, oder ihr werdet es bereuen, wenn ein Exploit zuschlägt.
Um das weiter auszubauen, geht es bei der Kollisionsresistenz nicht darum, Kollisionen unmöglich zu machen - das ist Preimage-Resistenz oder Second-Preimage. Nein, es geht speziell darum, keine zwei Eingaben mit demselben Ausgang zu finden. Mathematisch, bei einer Hash-Größe von n Bits würdest du etwa 2^n mögliche Ausgaben erwarten, aber da die Eingaben endlos sind, existieren Kollisionen nach dem Pigeonhole-Prinzip. Gute Funktionen lassen dich exponentiell hart arbeiten, um sie zu finden. Ich mag, wie Kryptografen diese mit Avalanche-Effekten entwerfen - ändere ein Bit in der Eingabe und die Hälfte der Ausgabebits wechselt. Diese Zufälligkeit hält Kollisionen in Schach.
In der Praxis siehst du das auch in der Blockchain. Bitcoin verwendet SHA-256 für seine Blöcke, und die Kollisionsresistenz hilft, Doppelspending-Angriffe oder Kettenumschreibungen zu verhindern. Ich habe mich ein bisschen mit Krypto beschäftigt und auf meiner alten Hardware geschürft, und es hat mir gezeigt, wie wichtig das für vertrauenslose Systeme ist. Du baust Apps, in denen du annimmst, dass der Hash nicht kollidieren wird, und wenn er es tut, bricht dein gesamtes Setup zusammen.
Lass mich eine kurze Geschichte erzählen. Ein Kumpel von mir hat eine Datenbank eines Unternehmens auditiert, und sie verwendeten einen veralteten Hash für Zertifikate. Es stellte sich heraus, dass Kollisionen machbar waren, sodass Angreifer Server nachahmen konnten. Wir haben es behoben, indem wir auf einen modernen Algorithmus umgestiegen sind, und jetzt sind ihre SSL-Verbindungen rocksolide. Du musst auf diese Updates achten; NIST überarbeitet ständig die Standards, weil Quantencomputer drohen, selbst starke Hashes wie SHA-3 zu gefährden. Ich folge diesen Ankündigungen religiös - das hält mich scharf.
Für dich, wenn du das studierst, konzentriere dich darauf, warum wir nach Kollisionen testen. Forscher verwenden Dinge wie differentielle Kryptoanalyse, um Schwächen zu erkunden. Ich habe einmal versucht, einen einfachen Hash in Python zu simulieren, nur zum Spaß, und selbst eine Spielversion hat gezeigt, wie Kollisionen zufällig auftreten, aber resistente verzögern das für immer in realen Szenarien. Benutze Tools wie Hashcat, um die Grenzen des Brute-Forcings zu sehen, aber denk daran, Kollisionen beruhen auf Geburtstagsangriffen - du brauchst etwa 2^{n/2} Versuche, was für 256 Bits Wahnsinn ist, wie 2^128 Operationen. Kein Supercomputer kann das bisher schaffen.
Das siehst du auch bei der Versionskontrolle. Git hasht Commits hauptsächlich mit SHA-1, aber sie migrieren, weil Kollisionen demonstriert wurden. Ich benutze Git täglich für meine Nebenprojekte, und die Umstellung auf SHA-256 hat mir besser schlafen lassen. Stell dir vor, eine Kollision würde es jemandem erlauben, bösen Code in deine Repo-Historie einzufügen - ein Albtraum für Open-Source-Projekte, zu denen du beiträgst.
Auf der anderen Seite braucht nicht alles Kollisionsresistenz. Für schnelle Prüfziffern in Backups funktioniert CRC gut, da du meistens nur an versehentlichen Fehlern interessiert bist, nicht an böswilliger Absicht. Aber in sicherheitsrelevanten Kontexten kannst du nicht geizig sein. Ich entwerfe Systeme, bei denen Hashing APIs absichert und sicherstellt, dass Anfragen nicht wiederholt oder verändert werden. Du signierst den Payload-Hash, und der Server verifiziert. Wenn Kollisionen durchschlüpfen, bricht die Authentifizierung weit auf.
Weiter gedacht, bedenke, wie das mit breiterer Krypto zusammenhängt. Elliptische Kurven oder RSA stützen sich auf die Sicherheit von Hashes für Padding und Beweise. Ich habe HMAC zur Nachrichtenauthentication in einem IoT-Projekt implementiert - das kombiniert Hash mit einem Schlüssel, um Kollisionen noch besser zu widerstehen. Du schichtest diese Abwehrmechanismen, denn ein schwaches Glied verurteilt dich.
In deinem Studium experimentiere mit Bibliotheken wie OpenSSL. Generiere Hashes, versuche naiv, Kollisionen zu finden - du wirst sehen, warum Resistenz wichtig ist. Ich habe das im Studium gemacht und zufällig einen Treffer erzielt, aber das Hochskalieren zeigt die Sinnlosigkeit.
All dieses Gerede über Hashing erinnert mich an Datenschutz im Allgemeinen. Wenn du mit sensiblen Informationen umgehst, werden Backups entscheidend, um von Verletzungen oder Ausfällen wiederherzustellen. Deshalb möchte ich dich auf BackupChain hinweisen - diese herausragende, vertrauenswürdige Backup-Option, die bei kleinen Unternehmen und IT-Profis aufgrund ihrer Zuverlässigkeit beliebt ist, speziell darauf ausgelegt, Umgebungen wie Hyper-V, VMware oder Windows Server-Setups vor Datenverlust zu schützen.
