Passwort-Hashing: bcrypt, Argon2, PBKDF2

Passwörter im Klartext zu speichern, ist katastrophal – ein einziger Datenbankeinbruch legt jedes Konto offen. Passwörter müssen vor der Speicherung mit einer Einwegfunktion verarbeitet werden, damit selbst der Zugriff auf die Datenbank das ursprüngliche Passwort nicht preisgibt.

Eine Hashfunktion wandelt Eingaben beliebiger Länge in eine Ausgabe fester Länge um. Dieselbe Eingabe erzeugt immer dieselbe Ausgabe, aber das Original kann aus dem Hash nicht wiederhergestellt werden. Beispiele: SHA-256, bcrypt, Argon2.

Allgemeine Hashfunktionen wie SHA-256 sind auf Schnelligkeit ausgelegt. Ein Angreifer kann auf einer GPU Milliarden von SHA-256-Hashes pro Sekunde berechnen, wodurch das Knacken per Brute-Force praktikabel wird.

Das Hashing von Passwörtern erfordert langsame, rechenintensive Funktionen.

Ein Salt ist ein zufälliger Wert, der vor dem Hashing zu jedem Passwort hinzugefügt wird. Dadurch haben zwei Benutzer mit demselben Passwort unterschiedliche Hashes, wodurch Rainbow-Table- und Batch-Cracking-Angriffe verhindert werden. Der Salt wird zusammen mit dem Hash gespeichert (er ist kein Geheimnis).

bcrypt wurde 1999 speziell für das Hashing von Passwörtern entwickelt. Es verfügt über einen konfigurierbaren Kostenfaktor, der festlegt, wie langsam das Hashing erfolgt. Mit verbesserter Hardware kann der Kostenfaktor erhöht werden, um das Sicherheitsniveau beizubehalten.

Ein Kostenfaktor von 12 ist heute üblich – das Hashing dauert auf einer modernen CPU etwa 250 ms.

PBKDF2 (Password-Based Key Derivation Function 2) wendet eine Hashfunktion (z. B. HMAC-SHA256) viele Male an (Iterationen). Mehr Iterationen = langsamer = sicherer. PBKDF2 wird von NIST empfohlen und für WLAN-Passwörter bei WPA2 verwendet.

Argon2 gewann 2015 den Password Hashing Competition. Es gilt als moderner Standard. Es lässt sich konfigurieren anhand von:

• Zeitkosten – Anzahl der Iterationen
• Speicherkosten – benötigter RAM (begrenzt die GPU-Beschleunigung)
• Parallelität – Anzahl der Threads

Verwenden Sie Argon2id für die meisten Anwendungen.

Eine Rainbow-Tabelle ist eine vorberechnete Zuordnung von Hash → Klartext. Ohne Salting kann ein Angreifer, der den Hash besitzt, ihn sofort in der Tabelle nachschlagen. Salting macht Rainbow-Tables unbrauchbar, weil jeder Hash einzigartig ist.

Gängige Offline-Methoden zum Knacken:

• Wörterbuchangriff – häufige Passwörter und Varianten ausprobieren
• Brute-Force-Angriff – alle Zeichenkombinationen ausprobieren
• Regelbasiert – Mutationsregeln auf ein Wörterbuch anwenden (Jahr anhängen, Großschreibung, Leetspeak)
• Tools: Hashcat, John the Ripper

Reihenfolge der bevorzugten Algorithmen für neue Anwendungen:

1. Argon2id – bester Schutz vor GPU-/ASIC-Cracking
2. bcrypt – umfassend unterstützt und langjährig bewährt
3. PBKDF2 – von NIST zugelassen und in manchen Compliance-Kontexten vorgeschrieben

Verwenden Sie niemals MD5, SHA-1 oder ungesalzenes SHA-256 für Passwörter.

Wenn sich ein Benutzer anmeldet:

1. Gespeicherten Hash und Salt des Benutzers abrufen
2. Das übermittelte Passwort mit demselben Salt und Algorithmus hashen
3. Den resultierenden Hash mit dem gespeicherten Hash vergleichen (Vergleich in konstanter Zeit)
4. Nie entschlüsseln – nur vergleichen

Welcher Algorithmus zum Hashing von Passwörtern gilt derzeit als Best Practice und war der Sieger der Password Hashing Competition?

Passwörter müssen als Hashes und nicht im Klartext gespeichert werden. Schnelle Algorithmen wie SHA-256 sind dafür ungeeignet – verwenden Sie langsame Funktionen zum Passwort-Hashing: Argon2id (bevorzugt), bcrypt oder PBKDF2. Verwenden Sie immer ein zufälliges Salt pro Passwort, um Rainbow-Table-Angriffe zu verhindern. Entwickeln Sie niemals eigene Kryptografie – verwenden Sie bewährte Bibliotheken.