Datei-Hash-Verifizierung: MD5, SHA256, Integritätsprüfung

Was ist ein Datei-Hash

Ein Hash ist ein Algorithmus, der beliebig lange Daten in eine Zeichenfolge fester Länge umwandelt. Der Hash einer Datei ist ihr „Fingerabdruck“ — dieselbe Datei hat immer denselben Hash-Wert, und die Änderung eines einzigen Bytes verändert den Hash vollständig.

Häufige Anwendungen:

Dateiintegrität prüfen (Download vollständig?)
Manipulationsschutz (wurde die Datei geändert?)
Deduplizierung (sind zwei Dateien identisch?)
Passwortspeicherung (Hash speichern, nicht Klartext)

Gängige Hash-Algorithmen

MD5

Ausgabe 128 Bit (32-stellige Hexadezimalzeichenfolge)
Schnell
Kompromittiert, Kollisionen vorhanden (verschiedene Dateien mit gleichem Hash)
Nicht für Sicherheitsanwendungen geeignet
Weiterhin für Integritätsprüfung (nicht sicherheitskritisch) verwendet

SHA-1

Ausgabe 160 Bit (40-stellige Hexadezimalzeichenfolge)
Mittlere Geschwindigkeit
Kompromittiert, Kollisionen vorhanden
Nicht empfohlen für Sicherheitsanwendungen
Git verwendete SHA-1, migriert zu SHA-256

SHA-256

Ausgabe 256 Bit (64-stellige Hexadezimalzeichenfolge)
Relativ langsam
Sicher, derzeit keine Kollisionen bekannt
Empfohlen für Sicherheitsanwendungen
Blockchain und HTTPS-Zertifikate verwenden SHA-256

SHA-512

Ausgabe 512 Bit (128-stellige Hexadezimalzeichenfolge)
Langsam
Höhere Sicherheit als SHA-256
Geeignet für Hochsicherheitsanwendungen

Auswahl-Empfehlung

Integritätsprüfung (nicht sicherheitskritisch): MD5 reicht (schnell)
Sicherheitsanwendung: SHA-256 (ausgewogene Sicherheit und Geschwindigkeit)
Hohe Sicherheit: SHA-512
Nicht empfohlen: SHA-1 (kompromittiert)

Prinzip der Hash-Verifizierung

Hash erzeugen

Gesamten Dateiinhalt lesen
Mit Hash-Algorithmus berechnen
Zeichenfolge fester Länge ausgeben

Verifikationsprozess

Offiziellen Hash-Wert beim Download abrufen
Hash-Wert der Datei lokal berechnen
Beide Hash-Werte vergleichen
Identisch = Datei intakt, unterschiedlich = Datei beschädigt oder manipuliert

Warum Integrität geprüft werden kann

Eigenschaften des Hash-Algorithmus:

Dieselbe Eingabe erzeugt immer dieselbe Ausgabe
Unterschiedliche Eingaben erzeugen fast nie dieselbe Ausgabe (Kollisionswahrscheinlichkeit extrem gering)
Ein geändertes Byte der Eingage verändert die Ausgabe vollständig (Lawineneffekt)

Daher reicht ein einziges verändertes Byte, um einen völlig anderen Hash-Wert zu erhalten.

Anwendungsfälle

Download-Verifizierung

Beim Download großer Dateien (Systemabbilder, Software-Installer) gibt der Anbieter einen Hash-Wert an. Nach dem Download wird der Hash lokal berechnet und verglichen, um zu bestätigen, dass der Download vollständig und unbeschädigt ist.

Manipulationsschutz

Für wichtige Dateien (Verträge, Beweise) einen Hash erzeugen und archivieren. Später prüfen, ob die Datei verändert wurde.

Datei-Deduplizierung

Wenn zwei Dateien denselben Hash haben, ist ihr Inhalt identisch (Kollisionswahrscheinlichkeit extrem gering). Hashes zur Bestimmung doppelter Dateien zu verwenden ist schneller als ein Byte-für-Byte-Vergleich.

Passwortspeicherung

Websites speichern den Hash-Wert des Benutzerpassworts, nicht den Klartext. Bei der Anmeldung wird der Hash des eingegebenen Passworts berechnet und verglichen. Selbst bei Datenbankleck kann der Angreifer das Klartextpasswort nicht erhalten.

Digitale Signatur

Digitale Zertifikate verwenden Hash + Verschlüsselung, um Quelle und Integrität einer Datei zu verifizieren.

So prüft man den Datei-Hash

Mit DocsAll prüfen

Datei-Hash-Tool:

Datei hochladen
Das Tool berechnet MD5, SHA-1, SHA-256
Hash-Werte anzeigen
Mit offiziellem Hash vergleichen

Berechnung im Browser, Datei wird nicht hochgeladen.

Windows-Kommandozeile

certutil -hashfile dateiname SHA256

Mac/Linux-Kommandozeile

shasum -a 256 dateiname
md5 dateiname

Hash-Werte vergleichen

Offiziellen Hash-Wert kopieren
In das Vergleichsfeld einfügen
Das Tool vergleicht automatisch
Oder manuell Zeichen für Zeichen vergleichen

Häufige Fragen

Was tun bei unterschiedlichen Hash-Werten

Download unvollständig: neu herunterladen
Datei manipuliert: von vertrauenswürdiger Quelle neu herunterladen
Unterschiedlicher Hash-Algorithmus: sicherstellen, denselben Algorithmus zu vergleichen

Ist MD5 noch verwendbar

Integritätsprüfung (nicht sicherheitskritisch): verwendbar
Sicherheitsanwendung (Manipulationsschutz, Passwörter): nicht empfohlen, SHA-256 verwenden
Kollisionsrisiko: es ist möglich, zwei verschiedene Dateien mit gleichem MD5 zu konstruieren

Kann der Originaltext aus dem Hash abgeleitet werden

Nein. Hash ist eine Einwegfunktion. Es ist unmöglich, den Originaltext aus dem Hash-Wert zurückzugewinnen. Deshalb ist die Speicherung von Passwort-Hashes sicher (auch bei Leck kann der Klartext nicht wiederhergestellt werden).

Hash großer Dateien ist langsam

Hash erfordert das Lesen der gesamten Datei
Große Dateien (mehrere GB) benötigen Rechenzeit
Normales Verhalten, geduldig bleiben

Groß-/Kleinschreibung bei Hash-Werten

Hash-Werte sind Hexadezimalzeichenfolgen, Groß-/Kleinschreibung spielt keine Rolle (a und A sind gleichwertig). Beim Vergleich Groß-/Kleinschreibung ignorieren.

Sicherheitshinweise

Hash-Werte aus vertrauenswürdigen Quellen verwenden

Hash-Werte von offiziellen Websites und vertrauenswürdigen Kanälen beziehen. Keine Hash-Werte unbekannter Herkunft zur Verifizierung verwenden, da sie von einem Angreifer ausgetauscht worden sein könnten.

Starken Hash-Algorithmus verwenden

Für Sicherheitsanwendungen SHA-256 oder höher verwenden. MD5 und SHA-1 sind nicht mehr sicher.

Hash ist keine Verschlüsselung

Hash ist einweg und kann nicht entschlüsselt werden. Verschlüsselung ist bidirektional und kann entschlüsselt werden. Hash nicht als Verschlüsselung verwenden.

Salted Hash

Bei der Passwortspeicherung einen Salted Hash verwenden (salt + password dann hashen), um Rainbow-Table-Angriffe zu verhindern.

Hash mit DocsAll berechnen