Wie viele verschiedene Hashwerte gibt es für SHA-256? (Mit Datenspeicherung veranschaulicht)

Summary

In diesem Video wird die Funktionsweise der SHA-256 Hash-Funktion erklärt, die eine der am häufigsten verwendeten Hash-Funktionen ist. Der Hash-Wert wird als 256-Bit lange Folge von Binärzahlen dargestellt und meist in Hexadezimalzahlen geschrieben. Die Kombinatorik von SHA-256 ergibt rund 2^256 mögliche Hash-Werte, was einer extrem großen Anzahl entspricht. Zudem wird veranschaulicht, wie viel Silizium erforderlich wäre, um diese Daten zu speichern, wobei der benötigte Speicher die gesamte Masse der Milchstraße übersteigt. Diese Perspektive verdeutlicht die gewaltige Menge an möglichen Hash-Werten und den enormen Speicherbedarf.

Takeaways

• 😀 SHA-256 ist eine weit verbreitete Hash-Funktion, die 256-Bit lange Ausgabewerte erzeugt.
• 😀 Die Hash-Funktion SHA-256 wird häufig verwendet, um Daten in eine feste Länge zu konvertieren, die für Datenspeicherung und Verifikation geeignet ist.
• 😀 SHA-256-Werte werden als Hexadezimalzahlen dargestellt, die in Gruppen von vier Ziffern zusammengefasst sind.
• 😀 Die 256-Bit-Ausgabe von SHA-256 entspricht 64 Hexadezimalziffern, was etwa 16 Zeichen pro Gruppe ergibt.
• 😀 Die Kombinatorik zeigt, dass es 2^256 mögliche Hash-Werte für SHA-256 gibt, was eine enorme Anzahl von Varianten bedeutet.
• 😀 Dies entspricht einer Zahl von etwa 1,15 × 10^77 möglichen Kombinationen.
• 😀 Um alle möglichen Hash-Werte zu speichern, müsste man eine riesige Menge an Speicherplatz zur Verfügung stellen.
• 😀 Wenn ein Siliziumatom für jedes Bit gespeichert wird, benötigen wir 256 Siliziumatome für einen SHA-256-Hash-Wert.
• 😀 Die Masse von 256 Siliziumatomen beträgt etwa 1,2 × 10^-23 kg.
• 😀 Der Speicherbedarf für alle SHA-256-Werte würde eine Masse von etwa 1,4 × 10^54 kg Silizium erfordern, was viel größer ist als die Masse der Milchstraße inklusive dunkler Materie.

Q & A

Was ist eine SHA-256 Hashfunktion?

Die SHA-256 Hashfunktion ist eine kryptografische Einwegfunktion, die eine Eingabe beliebiger Länge in einen festen 256-Bit-Wert umwandelt. Diese Funktion ist so konzipiert, dass es praktisch unmöglich ist, den ursprünglichen Eingabewert aus dem Hash-Wert zurückzuberechnen.

Wie viele verschiedene Hash-Werte können mit SHA-256 erzeugt werden?

Mit SHA-256 können 2^256 mögliche Hash-Werte erzeugt werden, was etwa 1,15 mal 10^77 verschiedene Kombinationen entspricht. Dies zeigt die enorme Anzahl der möglichen Ausgaben der Funktion.

Warum ist SHA-256 eine Einwegfunktion?

SHA-256 ist eine Einwegfunktion, weil es extrem schwierig oder nahezu unmöglich ist, den ursprünglichen Eingabewert aus dem 256-Bit-Hash-Wert zu rekonstruieren. Dies erhöht die Sicherheit bei der Verwendung der Funktion, insbesondere in der Kryptografie.

Wie werden die 256-Bit Hash-Werte in der Praxis dargestellt?

Die 256-Bit Hash-Werte werden normalerweise in hexadezimaler Form dargestellt, wobei jede der 256 Bits durch eine hexadezimale Ziffer (von 0 bis 9 und A bis F) repräsentiert wird. Dies führt zu einer Darstellung von 64 hexadezimalen Ziffern.

Wie groß ist die Anzahl der möglichen Kombinationen von 256-Bit Hash-Werten?

Die Anzahl der möglichen Kombinationen für einen 256-Bit Hash-Wert beträgt 2^256, was eine unglaublich große Zahl von etwa 1,15 mal 10^77 möglichen Kombinationen ergibt.

Was wird als Datenspeicher für SHA-256 Hash-Werte benötigt?

Um alle möglichen SHA-256 Hash-Werte zu speichern, benötigt man eine enorme Menge an Datenspeicher. Wenn man davon ausgeht, dass jedes Bit auf einem Siliziumatom gespeichert wird, würde dies eine Masse von etwa 1,4 mal 10^54 Kilogramm an reinem Silizium erfordern.

Wie viel Silizium wäre nötig, um alle möglichen SHA-256 Hash-Werte zu speichern?

Um alle möglichen SHA-256 Hash-Werte zu speichern, würde man etwa 1,4 mal 10^54 Kilogramm Silizium benötigen. Dies ist eine Menge, die weitaus größer ist als die gesamte Masse der Milchstraße.

Wie wird die Masse der Milchstraße im Vergleich zu den benötigten Siliziumatomen beschrieben?

Die Masse der Milchstraße, einschließlich dunkler Materie, wird auf etwa 3 mal 10^42 Kilogramm geschätzt. Dies ist viel kleiner als die Masse, die erforderlich wäre, um alle möglichen SHA-256 Hash-Werte zu speichern, was auf die riesige Größe dieses Speichers hinweist.

Was ist der Vorteil einer so großen Anzahl von möglichen Hash-Werten?

Die enorme Anzahl möglicher Hash-Werte (2^256) sorgt dafür, dass die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes (d.h., dass zwei verschiedene Eingaben denselben Hash-Wert erzeugen) extrem gering ist. Dies erhöht die Sicherheit und Robustheit von SHA-256 in kryptografischen Anwendungen.

Wie lässt sich die Berechnung der Hash-Werte im Vergleich zur Masse der Milchstraße verstehen?

Die Berechnung, dass die Speicherung aller möglichen Hash-Werte eine Masse von Silizium erfordern würde, die weit größer ist als die Milchstraße, veranschaulicht, wie unglaublich groß der Zahlenbereich von SHA-256 ist und wie sicher die Funktion vor Kollisionen ist.