Hash-Generator

Ein Hash ist ein Algorithmus, der Daten beliebiger Länge auf einen Digest fester Länge abbildet. Gleiche Eingabe erzeugt immer gleiche Ausgabe, kleinste Eingabeänderung führt zu völlig anderer Ausgabe, und aus dem Hash-Wert kann nicht auf die ursprünglichen Daten zurückgeschlossen werden. Zu den gängigen Hash-Algorithmen gehören MD5, SHA-1, SHA-256, SHA-384 und SHA-512, die weit verbreitet für Datenintegritätsprüfung, Passwortspeicherung und digitale Signaturen eingesetzt werden. Bei Hashfunktionen muss zwischen Integritätsprüfung, schneller Identifikation und echter Sicherheit unterschieden werden. MD5 oder SHA-1 können für alte Prüfsummen auftauchen, sind aber für moderne Vertrauensentscheidungen schwach; SHA-256 und stärker sind üblichere Optionen. Hashes sind außerdem keine Verschlüsselung: Sie lassen sich nicht entschlüsseln, können aber bei schwachen Eingaben durch Wörterbücher erraten werden.

Eine kryptographische Hashfunktion bildet Eingaben beliebiger Länge auf einen Digest fester Länge ab, mit drei Sicherheitseigenschaften: Präimage-Resistenz (schwer zu invertieren), Zweite-Präimage-Resistenz (schwer, eine andere Eingabe mit demselben Digest zu finden) und Kollisionsresistenz (schwer, zwei beliebige Eingaben mit demselben Digest zu finden). MD5 (Rivest 1991, RFC 1321), SHA-1 (NIST FIPS 180-1, 1995) und die SHA-2-Familie (FIPS 180-4, 2012) sind allesamt Merkle-Damgård-Konstruktionen: Die Eingabe wird auf ein Vielfaches der Blockgröße aufgefüllt und dann durch eine Einweg-Kompressionsfunktion iteriert. Die Blockgröße beträgt 512 Bit für MD5, SHA-1 und SHA-256 sowie 1024 Bit für SHA-512. Digest-Größen: 128 / 160 / 256 / 384 / 512 Bit.

MD5 (Rivest 1991) ist ein 128-Bit-Hash mit 64 Runden einer Quarter-Round mit vier 32-Bit-Chaining-Wörtern (A, B, C, D), wobei die Konstanten aus der Sinusfunktion abgeleitet sind (keine Sicherheitsbedeutung, nur zur Symmetriebrechung). Kollisionsangriffe: Wang et al. 2004 reduzierten die MD5-Kollisionssuche auf 2⁴⁰ Hash-Berechnungen (handberechnete differentielle Pfade); Stevens 2009 entwickelte ein Chosen-Prefix-Kollisionswerkzeug; die Flame-Malware 2012 nutzte einen neuartigen Chosen-Prefix-Angriff zur Fälschung eines Microsoft-Code-Signing-Zertifikats – der erste öffentlich bekannte MD5-Kollisionsangriff in freier Wildbahn. Heute kostet eine MD5-Kollision weniger als einen Dollar auf einer CPU und Millisekunden auf einer GPU. Für neue Protokolle SHA-256 verwenden.

SHA-1 (FIPS 180-1, 2011 von NIST nach FIPS 180-4 als veraltet eingestuft) ist ein 160-Bit-Hash mit 80 Runden und fünf 32-Bit-Chaining-Wörtern. Der SHAttered-Angriff (Stevens et al., Februar 2017) erzeugte die erste praktische SHA-1-Kollision mit Kosten von ca. 6.500 CPU-Jahren und 110 GPU-Jahren. Bis 2020 waren Chosen-Prefix-Kollisionen für ca. 45.000 USD GPU-Zeit praktikabel, und bis 2025 liegen die Kollisionskosten auf handelsüblicher Hardware deutlich unter 10.000 USD. Git migrierte 2020 von SHA-1 zu SHA-256; HTTPS-Zertifikate durften seit 2017 kein SHA-1 mehr verwenden. Die Chosen-Prefix-Kollision SHAttered-Ausgabe ('SHAttered.pdf' und 'SHAttered2.pdf') ist der Standard-Testvektor: Deine SHA-1-Digests stimmen überein, aber die Inhalte unterscheiden sich.

SHA-2 (FIPS 180-4, 2012) umfasst sechs Hashes: SHA-1-Nachfolger SHA-224, SHA-256, SHA-384, SHA-512 plus zwei gekürzte Varianten SHA-512/256 und SHA-512/224. Intern verwendet SHA-256 sechs logische Funktionen (Ch, Maj, Σ0, Σ1, σ0, σ1) mit 64 Rundenkonstanten K[t] = ⌊∛(erste 32 Bit des Nachkommateils der t-ten Primzahl)⌋ – die Primzahlen-Kubikwurzel-Konstruktion ist rein ästhetisch und hat keine Sicherheitsfunktion. SHA-256 ist seit ca. 2010 der Arbeitsspferch und de-facto-Standard für TLS 1.3 (RFC 8446), Bitcoins Proof-of-Work (bis zu den Umstellungsdiskussionen 2025) und die meisten inhaltsadressierten Speicher. SHA-512/256 ist auf 64-Bit-Hardware schneller, da es 64-Bit-Wörter verwendet und SHA-512-Kompression ausführt und dann kürzt.

SHA-3 (FIPS 202, 2014) und Keccak (die ursprüngliche Einreichung) verwenden eine grundlegend andere Struktur: die Keccak-f[1600]-Schwammkonstruktion mit einem 1600-Bit-Zustand und alternierenden Absorb/Squeeze-Phasen. SHA-3 hat dieselben Digest-Größen wie SHA-2, widersteht aber dem Length-Extension-Angriff, der Merkle-Damgård-Hashes betrifft – eine nützliche Eigenschaft beim Hashen eines geheimen Präfix-MAC. BLAKE2 (RFC 7693) ist schneller als SHA-256 in Software und wird von WireGuard, Argon2 und mehreren modernen Protokollen verwendet.

Diese Seite führt SHA-1, SHA-256, SHA-384 und SHA-512 im Browser über SubtleCrypto.digest aus (das den nativen Code der Plattform aufruft – OpenSSL/BoringSSL bei Chromium, NSS bei Firefox, das Äquivalent bei Safari) und fällt auf eine reine-JS-MD5-Implementierung zurück, da SubtleCrypto MD5 nicht bereitstellt (gemäß dem W3C Web Crypto API hat MD5 den Status 'recommend-only'). Bei 10 MB Daten läuft SHA-256 in V8 mit ca. 400 MB/s auf einem modernen Laptop, während reines JS-MD5 mit ca. 100–150 MB/s läuft – die Web Crypto SHA-Familie ist 3–4× schneller als jede reine-JS-Implementierung, weshalb die Seite SHA-1+ über die native Schnittstelle leitet.

• MD5 (Rivest 1991, RFC 1321): 128-Bit-Digest, 512-Bit-Block, 64 Runden, Merkle-Damgård. Kollisionsangriff seit Wang 2004 (2⁴⁰ Aufwand) und Chosen-Prefix-Angriff in Flame 2012 – niemals für neuen Code verwenden, aber weiterhin geeignet für nicht-sicherheitskritische Prüfsummen, ETags, Content-Fingerprinting oder Cache-Keys.
• SHA-1 (FIPS 180-1, 1995; 2011 von FIPS 180-4 als veraltet eingestuft): 160-Bit-Digest. Die SHAttered-Kollision (Stevens et al., Feb. 2017) kostete ca. 6.500 CPU-Jahre; Chosen-Prefix-Kollisionen liegen heute unter 10.000 USD. Git migrierte 2020 zu SHA-256; CA/Browser Forum verbot SHA-1 in HTTPS-Zertifikaten 2017.
• SHA-256 (FIPS 180-4): 256-Bit-Digest, 64 Runden von Ch/Maj/Σ0/Σ1/σ0/σ1, 64 Rundenkonstanten K[t] abgeleitet aus ∛(Primzahl)-Nachkommateilen. Arbeitsspferch für TLS 1.3 (RFC 8446), die meisten inhaltsadressierten Speicher und Bitcoin-Mining. Die 256-Bit-Sicherheitsstufe ergibt ca. 128-Bit-Kollisionsresistenz.
• SHA-384/SHA-512 (FIPS 180-4): SHA-512 verwendet 64-Bit-Wörter, 80 Runden, 1024-Bit-Block. Etwa 1,5–2× schneller als SHA-256 auf 64-Bit-Hardware. SHA-384 ist SHA-512, gekürzt auf 384 Bit; SHA-512/256 ist SHA-512, gekürzt auf 256 Bit, mit besserer Length-Extension-Resistenz als SHA-256.
• SHA-3 (FIPS 202, 2014) / Keccak: Schwammkonstruktion mit Keccak-f[1600]-Permutation, 1088/832/576-Bit-Raten für SHA3-256/384/512. Widersteht Length-Extension-Angriffen, die Merkle-Damgård-Hashes betreffen – nützlich für geheime Präfix-MACs.
• BLAKE2 (RFC 7693) und BLAKE3 sind moderne schnelle Hashes; BLAKE2s ist die typische MAC-Schlüsselableitung, BLAKE2b wird von WireGuard und vielen Protokollen verwendet, und BLAKE3 fügt einen Merkle-Baum für paralleles Hashing hinzu. Stand 2025 nicht in Web Crypto verfügbar, daher stellt diese Seite sie nicht bereit.
• Web Crypto API (W3C): SubtleCrypto.digest('SHA-256', data) gibt ein Promise<ArrayBuffer> zurück, berechnet vom nativen Code der Plattform. Ca. 400 MB/s auf V8 für SHA-256, ca. 100–150 MB/s für reines JS-MD5 – die 3–4× Lücke ist der Grund, warum die Seite SHA-1+ über SubtleCrypto leitet.
• Length-Extension-Einschränkung: H(secret || message) ist für jeden Merkle-Damgård-Hash (MD5, SHA-1, SHA-2) fälschbar, wenn der Angreifer den Digest und die Nachrichtenlänge kennt. HMAC (RFC 2104) und SHA-3 vermeiden dies. Für MACs HMAC-SHA-256 oder KMAC verwenden; für Hashes nicht vertrauenswürdiger Eingaben ist der rohe Digest ausreichend.