Hashing ist ein Prozess, bei dem beliebige Daten in eine eindeutige Textzeichenfolge mit fester Länge umgewandelt werden, die als Hash oder Digest bezeichnet wird. Hashing wird in der Kryptographie häufig verwendet, insbesondere in der Blockchain-Technologie und Kryptowährungen.
Wie funktioniert Hashing?
Beim Hashing wird eine mathematische Funktion, eine sogenannte Hash-Funktion, auf beliebige Daten angewendet. Die Hash-Funktion verwendet die Daten als Eingabe und erzeugt den Hash als Ausgabe. Die Hash-Funktion ist deterministisch, was bedeutet, dass dieselbe Eingabe immer dieselbe Ausgabe erzeugt. Allerdings ist die Hash-Funktion auch irreversibel, was bedeutet, dass es praktisch unmöglich ist, die ursprüngliche Eingabe aus dem Hash wiederherzustellen.
Hashing weist mehrere Eigenschaften auf, die es für die Kryptographie nützlich machen:
Kollisionsresistenz: Es ist sehr schwierig, zwei verschiedene Eingaben zu finden, die denselben Hash erzeugen.
Pre-Image-Resistenz: Es ist sehr schwierig, eine Eingabe zu finden, die einen bestimmten Hash erzeugt.
Zweiter Pre-Image-Widerstand: Es ist sehr schwierig, einen anderen Input zu finden, der denselben Hash wie ein gegebener Input erzeugt.
Warum ist Hashing für Krypto wichtig?
Hashing ist für die Sicherung und Verifizierung von Daten in Blockchain-Netzwerken und Kryptowährungen unerlässlich. Zum Beispiel:
Proof-of-Work: Hashing wird verwendet, um ein Puzzle zu erstellen, das die Miner lösen müssen, um der Blockchain neue Blöcke hinzuzufügen. Das Puzzle besteht darin, einen Nonce (eine Zufallszahl) zu finden, der, wenn er mit den Blockdaten gehasht wird, einen Hash erzeugt, der mit einer bestimmten Anzahl von Nullen beginnt. Dieser Prozess stellt sicher, dass Blöcke auf konsistente und dezentralisierte Weise hinzugefügt werden und dass das Netzwerk vor böswilligen Angriffen geschützt ist.
Digitale Signaturen: Hashing wird verwendet, um digitale Signaturen zu erstellen, die die Authentizität und Integrität von Transaktionen und Nachrichten beweisen. Eine digitale Signatur wird erstellt, indem die Daten mit einem privaten Schlüssel (einer geheimen Nummer) gehasht und mit einem öffentlichen Schlüssel (einer zugehörigen Nummer, die weitergegeben werden kann) überprüft werden. Dieser Prozess stellt sicher, dass nur der Besitzer des privaten Schlüssels die Daten signieren kann und dass jeder die Signatur mit dem öffentlichen Schlüssel überprüfen kann.
Merkle-Bäume: Hashing wird verwendet, um Merkle-Bäume zu erstellen. Dabei handelt es sich um Datenstrukturen, die Hashes von Blöcken oder Transaktionen hierarchisch speichern. Ein Merkle-Baum ermöglicht eine effiziente Überprüfung großer Datensätze, indem nur der Stamm-Hash (der Hash aller Hashes) oder ein Zweig von Hashes (die Hashes einer Teilmenge von Daten) verglichen wird. Dieser Prozess reduziert die Datenmenge, die im Netzwerk gespeichert und übertragen werden muss.
Was sind einige Beispiele für Hashing-Algorithmen?
Es gibt viele verschiedene Hashing-Algorithmen mit jeweils unterschiedlichen Eigenschaften und Anwendungen. Einige der gebräuchlichsten sind:
SHA-256: Dies ist ein weit verbreiteter Hash-Algorithmus, der einen 256-Bit-Hash (64-stellige Hexadezimalzahl) erzeugt. Er wird in Bitcoin und vielen anderen Kryptowährungen für Proof-of-Work und digitale Signaturen verwendet.
RIPEMD-160: Dies ist ein weiterer beliebter Hash-Algorithmus, der einen 160-Bit-Hash (40-stellige Hexadezimalzahl) erzeugt. Er wird häufig in Kombination mit SHA-256 verwendet, um kürzere Hashes für öffentliche Schlüssel und Adressen zu erstellen.
Keccak-256: Dies ist ein neuerer Hash-Algorithmus, der einen 256-Bit-Hash (64-stellige Hexadezimalzahl) erzeugt. Er wird in Ethereum und einigen anderen Kryptowährungen für Proof-of-Work und digitale Signaturen verwendet.
Blake2b: Dies ist ein schneller und sicherer Hash-Algorithmus, der Hashes variabler Länge von bis zu 512 Bit (128-stellig hexadezimal) erzeugt. Er wird in Zcash und einigen anderen Kryptowährungen für Proof-of-Work und digitale Signaturen verwendet.
Abschluss
Hashing ist ein wichtiger Prozess in der Kryptographie, der Datensicherheit und Verifizierung in Blockchain-Netzwerken und Kryptowährungen ermöglicht. Beim Hashing werden alle Daten in eindeutige Textzeichenfolgen mit fester Länge umgewandelt, die als Hashes oder Digests bezeichnet werden und verschiedene kryptografische Eigenschaften aufweisen. Hashing wird für Proof-of-Work, digitale Signaturen, Merkle-Bäume und andere Anwendungen verwendet. Es gibt viele verschiedene Hashing-Algorithmen mit jeweils unterschiedlichen Eigenschaften und Anwendungen.
