Hashing vs. Verschlüsselung: Definitionen & Unterschiede

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CIAM, Data Privacy, Security, Cybersecurity, Data Security, IT Management

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Kurzfassung

Verschlüsselung und Hashing sind beides Datenschutzverfahren, erfüllen jedoch unterschiedliche Zwecke. Verschlüsselung verschlüsselt Daten bei der Übertragung und kann mit einem Schlüssel entschlüsselt werden, während Hashing gespeicherte Daten dauerhaft umwandelt, um ihre Integrität zu überprüfen – ohne Möglichkeit zur Entschlüsselung. Die Wahl zwischen beiden hängt davon ab, ob Ihre Daten übertragen werden oder ruhen; in vielen Fällen bietet ein mehrschichtiger Ansatz, der beides nutzt, den stärksten Schutz. Keine der beiden Methoden ist absolut sicher, weshalb das Verständnis ihrer Schwachstellen für den Aufbau einer soliden Sicherheitsstrategie unerlässlich ist.

Wie Verschlüsselung und Hashing Daten schützen

Verschlüsselungstechniken schützen Daten bei der Übertragung. Hashing schützt gespeicherte Daten.

Die Kombination dieser Strategien könnte theoretisch eine starke Sicherheitsgrenze um kritische Vermögenswerte ziehen. Aber beide bringen Risiken und Vorteile mit sich, die Sie kennen sollten.

Was sind Verschlüsselung und Hashing?

Erfassen Sie alle sensiblen Informationen, die sich derzeit auf Ihrem Server befinden. Fügen Sie alle Daten hinzu, die Sie mit Kunden, Klienten und Auftragnehmern austauschen. Wie sorgen Sie dafür, dass alles sicher bleibt?

Einige Personen verwenden die Begriffe Verschlüsselung und Hashing gleichzeitig. Es stimmt zwar, dass beide zum Schutz von Informationen eingesetzt werden, sie tun dies jedoch auf sehr unterschiedliche Weise.

Betrachten Sie diese grundlegenden Definitionen:

Verschlüsselung kodiert Daten, die mit einem Schlüssel entschlüsselt werden können. Ziel ist es, die Informationen an eine andere Partei weiterzugeben, und der Empfänger wird Schlüssel verwenden, um die Daten zu entschlüsseln.
Hashing verschlüsselt ebenfalls Daten, aber der Zweck besteht darin, ihre Authentizität nachzuweisen. Administratoren können eine Überprüfung gehashter Daten durchführen, um festzustellen, dass die Inhalte während der Speicherung nicht angetastet oder verändert wurden. Es existiert kein Entschlüsselungsschlüssel.

Bei beiden Methoden geht es darum, etwas Sensibles vor neugierigen Blicken zu schützen. Aber offensichtlich haben sie unterschiedliche Ziele und Kernfunktionen.

Wie funktioniert Verschlüsselung?

Verschlüsselung beinhaltet eine vorübergehende Umwandlung wichtiger Informationen. Die Empfänger:innen erhalten unlesbare Daten, aber ein Schlüssel zur Transkription sorgt für Klarheit. Fügt man sie zusammen, wird die Bedeutung der Nachricht klar.

Warum wird Verschlüsselung so häufig eingesetzt?

Fast 40 % der Unternehmen haben eine unternehmensweite Verschlüsselungsstrategie im Einsatz, und diese Zahl steigt jedes Jahr. Diese Praxis ist besonders in Branchen von entscheidender Bedeutung, die fast ausschließlich mit privaten Daten arbeiten, wie etwa:

Krankenhäuser
Banken
Kreditgenossenschaften
Versicherungsunternehmen

Passwortverschlüsselung ist bemerkenswert weit verbreitet. Die meisten Verbraucher gehen davon aus, dass die Anmeldedaten, die sie weitergeben, geschützt sind, sobald sie diese eingeben.

Verschlüsselung ist zum Teil deshalb so weithin akzeptiert, weil uns diese Techniken schon seit Hunderttausenden von Jahren begleiten. Im frühen Ägypten beispielsweise hielten Schreiber:innen wichtige Informationen in Hieroglyphen fest, und nur diejenigen, die den Übersetzungscode kannten, konnten entschlüsseln, was jeder Satz tatsächlich bedeutete.

Im Kern ist Verschlüsselung bemerkenswert einfach. Informationen werden in einem unleserlichen Zustand von einer Partei zur anderen übertragen und bei der Ankunft übersetzt.

Wie funktioniert der Schlüsselaustauschprozess?

Endnutzer:innen müssen in der Regel keine Verschlüsselungsschlüssel ausfindig machen, aber die Daten müssen hin- und hergesendet werden. Normalerweise sendet das System des Benutzers eine Anfrage an die andere Partei. Als Antwort sendet diese Partei eine Kopie des Sicherheitszertifikats zurück, das einen Dekodierschlüssel enthält.

Gängige Verschlüsselungstechniken

Verschlüsselung beinhaltet die Umwandlung von Daten in ein Format, das ohne eine Art von Schlüssel nicht gelesen werden kann.

In der Vergangenheit nutzte man einfache Techniken, die Nachrichten verschlüsselten mittels:

Verschiebung. Code-Ersteller:innen wählen eine Zahl und verschieben alle Buchstaben des Alphabets entsprechend. Um die Nachricht zu entschlüsseln, verschiebt der Empfänger die Werte zurück.
Ersetzen. Ein alternatives Alphabet wird erstellt, und die Nachricht wird gemäß diesen Regeln durcheinandergebracht. Der:die Empfänger:in verwendet den Code, um die Nachricht in einen lesbaren Zustand zu versetzen.
Symbole. Das reguläre, lesbare Alphabet wird durch Zahlen oder Symbole ersetzt. Der Empfänger verwendet den Code, um den Text bei Erhalt umzuwandeln.

Diese Methoden sind primitiv und lassen sich bemerkenswert leicht knacken. Sobald die Regeln ermittelt sind, die der Verschlüsselung zugrunde liegen, kann die Notiz gelesen werden. Moderne Techniken sind anders.

Codes, die zum Entschlüsseln verschlüsselter Dokumente verwendet werden, sind bekannt als Chiffren, und es gibt zwei Haupttypen.

Symmetrische Chiffren verwenden eine Schlüsselvariable, über die sowohl der Sender als auch der Empfänger verfügen. Diese Chiffre könnte ein Wort, eine Zahl oder eine Kombination aus beidem sein. Diejenigen, die diesen einen Schlüssel besitzen, können Daten verschlüsseln und Daten entschlüsseln, die ihnen in diesem verborgenen Zustand gesendet werden.
Asymmetrische Chiffren verwenden zwei Schlüsselvariablen. Einer ist ein öffentlicher Schlüssel, den alle, die diese Chiffre verwenden, kennen und verstehen. Der andere ist ein privater Schlüssel, der typischerweise über das Internet oder ein großes Netzwerk ausgetauscht wird. In Kombination sind sie deutlich schwerer zu hacken.

Verwenden Sie symmetrische Chiffren, und der Entschlüsselungsprozess verläuft sehr schnell. Asymmetrische Chiffren benötigen mehr Zeit für die Verarbeitung, und für Benutzer kann es zu Verzögerungen kommen.

Moderne Verschlüsselungsprodukte umfassen:

Erweiterter Verschlüsselungsstandard (AES). Ein komplexer Algorithmus wandelt Klartext in eine Reihe von Buchstaben und Zahlen um, und der Vorgang wird mehrmals wiederholt, um eine vollständige Verschlüsselung zu gewährleisten.
Twofish. Diese symmetrische Chiffre verwendet einen einzigen Schlüssel sowohl für die Verschlüsselung als auch für die Entschlüsselung. Die Entwickler entwickelten das System 1998 als Reaktion auf Forderungen des Nationalen Instituts für Standards und Technologie nach sichereren Verschlüsselungsmethoden. Twofish ist ein schnelles System und wurde für Netzwerkanwendungen entwickelt, die häufig wechselnde Schlüssel erfordern.
Pretty Good Privacy. Diese Software basiert auf einem offenen Standard und verwendet mehrere Schritte, um Daten sowohl zu verschlüsseln als auch zu entschlüsseln. Entwickler arbeiten weiterhin am System und fügen dem Algorithmus als Reaktion auf Angriffe neue Funktionen hinzu.

Dies ist eine Auswahl aller verfügbaren Verschlüsselungsprodukte. Es gibt noch viele weitere. Tatsächlich entwickeln einige findige Entwickler ihre eigenen, um spezifische Schwachstellen in ihren Unternehmenssystemen zu beheben.

Wie funktioniert Hashing?

Beim Hashing werden gespeicherte Daten unkenntlich gemacht, um sicherzustellen, dass sie nicht gestohlen oder manipuliert werden. Schutz ist das Ziel, aber die Technik ist nicht für die Entschlüsselung konzipiert.

Stellen Sie sich ein Unternehmen vor, das unzählige Benutzernamen und Passwörter gespeichert hat. Da Kund:innen oft dieselben Passwörter für mehrere Logins verwenden, könnte eine Offenlegung von Daten zu zahlreichen Datenschutzbedenken führen. Ein Passwort-Hash-System könnte alle diese Passwörter vor Hackerangriffen schützen und gleichzeitig sicherstellen, dass diese Hashes nicht manipuliert werden, bevor sie erneut verwendet werden.

Wo liegen die Grenzen von Hashing für den Datenschutz?

Eine solche Hash-Verschlüsselung anonymisiert keine Daten, obwohl viele Menschen das glauben. Stattdessen wird es verwendet, um diese Daten vor denjenigen zu schützen, die sie missbrauchen oder verändern könnten.

Ein typisches Hashing-Protokoll verfügt über keinen automatischen Übersetzungsschlüssel. Stattdessen wird der Prozess dazu verwendet, Änderungen zu ermitteln, und die Daten werden in einem verschlüsselten Zustand gespeichert.

Die Hash-Berechnung erfolgt durch einen Computeralgorithmus, und sobald die Daten umgewandelt wurden, können sie nicht in den ursprünglichen Zustand zurückversetzt werden.

Gängige Hashing-Algorithmen

Alle Hashing-Algorithmen funktionieren auf ähnliche Weise. Benutzer:innen geben sensible Daten ein, und das System verarbeitet diese und macht die Informationen unbrauchbar. Aber System ist nicht gleich System.

Hashing-Algorithmen umfassen:

Message Digest 5 (MD5). MD5 ist einfach, schnell und kostenlos nutzbar. Er gehört zu den am weitesten verbreiteten Hash-Algorithmen, ist aber auch anfällig für Hackerangriffe. Einige Expert:innen raten allen Unternehmen, eine andere Methode zum Schutz von Daten zu wählen, geben jedoch an, dass etwa ein Viertel aller großen Content-Systeme weiterhin an MD5 festhält.
Sichere Hash-Algorithmen (SHA). Das National Institute of Standards and Technology veröffentlichte 1993 den ersten SHA-Algorithmus. Jeder neuen Version folgt eine Zahl, wie beispielsweise SHA-0 und SHA-1. Im Allgemeinen gilt: Je höher die Zahl, desto sicherer ist der Algorithmus.
Tiger. Dieser Algorithmus wurde 1995 veröffentlicht und ist für den Einsatz auf 64-Bit-Plattformen konzipiert. Daten werden in 24 Runden vermischt, und es gilt als bemerkenswert sicher.

Einige Unternehmen ermöglichen eine weitere Hash-Verstärkung durch eine Technik namens salting. Unternehmen, die dies tun:

Fügen Sie etwas hinzu. Dabei wird den Daten, die sie schützen müssen, eine Zeichenfolge aus eindeutigen, zufälligen Zeichen hinzugefügt.
Hashen Sie die gesamte Zeichenfolge. Die Originaldaten mit dem hinzugefügten Salt durchlaufen den Algorithmus.
Sicher speichern. Unternehmen hinterlegen den Salt-Wert zusammen mit den gehashten Daten auf der Website.
Wiederholen. Unternehmen können Daten mehrfach salzen, um einen tiefergehenden Schutz zu bieten.

Salting ist am effektivsten, sagen Experten, wenn Unternehmen für jeden Datenpunkt eine andere Salt-Zeichenfolge verwenden. Ein Salt ist beispielsweise nicht so hilfreich, wenn an jedes Passwort dieselbe Folge von Zufallszeichen angehängt wird. Sobald ein Hacker diesen Code herausfindet, sind alle Passwörter gefährdet.

Wie lassen sich Verschlüsselung und Hashing vergleichen?

Sowohl Hashing als auch Verschlüsselung verschleiern Daten, um sie vor Hackern zu schützen. Aber die Art und Weise, wie die Daten verschlüsselt werden, und was nach der Codierung mit ihnen geschieht, ist unterschiedlich.

Feature	Verschlüsselung	Hashing
Ziel	Schutz beim Transport	Schutz während der Aufbewahrung
Decodierung verfügbar?	Ja	Nein
Daten anonymisiert?	Nein	Nein
Schlüsseltyp	Öffentlich und privat	Privat
Für Passwörter verwendet?	Ja, während der Übertragung	Ja, während der Speicherung

Was sind die bekannten Schwachstellen jeder Methode?

Wenn Sicherheit das Ziel ist, welches System funktioniert besser? Leider weisen beide tiefgreifende Schwachstellen auf.

Probleme beim Passwort-Hashing wurden für Poshmark 2019 offensichtlich, als Hacker die Codes knackten und eine erhebliche Menge an Benutzerdaten offenlegten. Die Führungskräfte von Poshmark teilten den Verbrauchern mit, dass sie ihre Passwörter in ihrem gesamten digitalen Leben ändern sollten, insbesondere wenn sie Passwörter auf verschiedenen Websites wiederverwendet hatten.

Einen Hash zu knacken bedeutet, einen Computeralgorithmus auf die Codes anzuwenden und Theorien über den Schlüssel zu entwickeln. Es sollte unmöglich sein, aber Expert:innen zufolge können einige Programme 450 Milliarden Hashes pro Sekunde verarbeiten, was bedeutet, dass das Hacken nur wenige Minuten dauert.

Verschlüsselung bringt auch Schwachstellen mit sich. Nur etwa 4 % der Verschlüsselungsverletzungen sind sicher, bei denen die Daten unbrauchbar gemacht werden. In allen anderen Fällen werden gestohlene Dateien schnell entschlüsselt und können von Dieben verwendet werden.

Es ist möglich, dass einige Unternehmen Verschlüsselung nur aus Compliance-Gründen anwenden, weshalb sie ihre Systeme nicht testen und anpassen, um deren Funktionsfähigkeit nachzuweisen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Verschlüsselung nicht so ausgereift ist, wie manche vielleicht hoffen.

Welches sollten Sie wählen?

Die Beantwortung der Frage nach Verschlüsselung vs. hashing ist nicht einfach. Schutz ist das Ziel, aber zu wissen, wo man beginnen soll, kann eine Herausforderung sein.

Berücksichtigen Sie die Daten, die Sie schützen müssen. Wird es:

Reisen? Sie benötigen wahrscheinlich eine Verschlüsselung, damit es sicher bleibt, während es von Ihrem Server zu einem anderen übertragen wird.
Im Speicher belassen? Sie benötigen Hashing, um sicherzustellen, dass es nicht von jemandem manipuliert werden kann, der mit böswilligen Absichten in Ihren Server eindringt.

Beachten Sie, dass Sie auch Hashing- und Verschlüsselungstechniken kombinieren können. Möglicherweise verwenden Sie Hashing, um Passwortdaten auf Ihrem Server zu schützen, setzen dann aber auf Verschlüsselung, um Dateien zu schützen, die Benutzer:innen herunterladen, sobald sie Zugriff erhalten haben.

Experimentieren Sie mit den Systemen und Methoden, die für die Sicherheit Ihrer Daten sorgen. Und denken Sie daran, dass Okta Ihnen zur Seite steht.

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Häufig gestellte Fragen

Was ist der Hauptunterschied zwischen Verschlüsselung und Hashing?

Verschlüsselung dient dem Schutz von Daten während der Übertragung zwischen Parteien – sie macht Informationen unkenntlich, die mit einem Schlüssel entschlüsselt werden können. Hashing hingegen wandelt gespeicherte Daten dauerhaft und ohne Dekodierungspfad um und wird verwendet, um zu überprüfen, dass Daten nicht verändert wurden, anstatt sie für einen späteren Abruf zu verbergen.

Können gehashte Daten jemals umgekehrt oder dekodiert werden?

Nein. Sobald Daten von einem Hashing-Algorithmus verarbeitet wurden, können sie nicht in ihren ursprünglichen Zustand zurückversetzt werden. Es gibt keinen Dekodierungsschlüssel. Das unterscheidet Hashing von der Verschlüsselung, bei der ein Schlüssel existiert, um die Verschlüsselung rückgängig zu machen.

Macht Hashing Daten anonym?

Nein – ein häufiges Missverständnis. Hashing schützt Daten vor Manipulation und unbefugtem Zugriff, aber es anonymisiert sie nicht. Die Federal Trade Commission hat auf diesen Unterschied hingewiesen, und reale Sicherheitsverletzungen wie der Poshmark-Vorfall im Jahr 2019 bestätigen, dass gehashte Daten dennoch offengelegt werden können.

Was ist Salting und warum macht es Hashing sicherer?

Beim Salting wird den Daten eine eindeutige Zeichenfolge aus zufälligen Zeichen hinzugefügt, bevor sie gehasht werden. Dies erschwert es Angreifern erheblich, den Hash zu knacken, insbesondere durch Brute-Force-Methoden. Experten empfehlen, für jeden einzelnen Datenpunkt einen anderen Salt-String zu verwenden – die Wiederverwendung desselben Salts für alle Datensätze schwächt den Schutz erheblich.

Wann sollten Verschlüsselung und Hashing verwendet werden?

Die Entscheidung hängt davon ab, was mit den Daten passiert. Wenn es von einer Partei zur anderen übertragen werden muss, ist Verschlüsselung das richtige Werkzeug. Wenn es gespeichert bleibt und Sie seine Integrität überprüfen müssen, ist Hashing besser geeignet. Viele Organisationen verwenden beides in Kombination – beispielsweise indem sie gespeicherte Passwörter hashen, während sie Dateien beim Download verschlüsseln.

Sind symmetrische oder asymmetrische Chiffren besser für die Verschlüsselung?

Beide haben Vor- und Nachteile. Symmetrische Chiffren verwenden einen einzigen gemeinsamen Schlüssel und verarbeiten Daten schnell, aber dieser gemeinsame Schlüssel stellt eine Schwachstelle dar. Asymmetrische Verschlüsselungsverfahren verwenden ein öffentliches und privates Schlüsselpaar, wodurch sie schwerer zu hacken sind. Allerdings sind sie langsamer in der Verarbeitung und können zu Verzögerungen für Nutzer:innen führen.