Message Authentication Code

Dienen bei Datenbank-Anwendungen der einfachen Indizierung von Informationen.
Dabei werden beispielsweise Kundendaten durch Bildung einer Quersumme zu einem Wert zusammengefasst, denn man Hash-Wert nennt
Ebenfalls einsetzbar als Authentifizierung und Signatur
Es darf nicht möglich sein
die original Information zu rekonstruieren
durch eine ähnliche Information den selbern Hash-Wert zu bekommen
Es werden keine Schlüssel benutzt, da sie für jeden berechenbar sein sollen

Ableitung von „to hash up“
zerhacken, zerkleinern, durcheinander bringen
generiert aus einer beliebig langen Zeichenkette eine zweite Zeichenfolge fixer länge.
Anforderungen
muss eindeutig sein
muss einfach zu brechnen sein
inverse Funktion muss schwierig zu berechne sein
muss kollisionsresistent sein
Hashes lassen sich nicht zur Kryptografie einsetzen
sie sind nicht reversibel

Prüfsumme
Über einen Hash-Algorithmus lässt sich aus einem beliebig langen Datensatz eine Prüfsumme fester Länge berechnen
Kollisionsfreiheit
Dieser Hashwert soll möglichst einmalig sein
Damit ist sichergestellt, dass der Datensatz nicht so manipuliert werden kann, dass der Hashwert trotzdem noch derselbe ist
SHA-1 und MD5
Üblicherweise kommen SHA-1 (Secure Hash Algorithm) mit 160 Bit
MD5 (Message Digest Algorithm) mit 128 Bit zum Einsatz
ESP mit 96 Bit
Bei ESP wird der Hashwert von 128, respektive 160 Bit auf 96 Bit abgeschnitten
(Keyed-)Hash Message Authentication Codes
Zur Authentisierung von Daten
HMAC ist eine Sonderform des MAC, bei der zusammen mit einem geheimen Schlüssel ein Hash-Wert etwa über Datenpaket gebildet wird
Bei VPNs benutzt man in der Regel HMAC-MD5 oder HMAC-SHA-1

Mit MD-2 und MD-4 einer der Hash-Funktionen, die stetig verbessert werden
Nachrichten werden in 512 Bit Blöcken verarbeitet
indem es 16 x 32 Bit Blöcke zusammenfasst
Auch als MAC erhält man einen 128 Bit langen Block aus 32 Bit Blöcken
Die Verarbeitung findet in mehreren Stufen statt
Dabei dienen ein 512 langer Block und das MAC der vorangegangenen Stufe als Eingangsfolge

relativ schnelle Kollisionen der Hash-Werte
SHA-1 generiert aus einer maximal 2^64 Bit langen Eingangsfolge eine 160 Bit lange Zeichenfolge
Dabei arbeite es mit 512 bit Blöcken
Der Algorithmus verwendet 5 Stufen mit jeweils 80 Schritten
Ergebnisfolge ist wesentlich länger als bei MD-5
wodurch Kollisionen unwahrscheinlicher sind
Durchschnittliche Kollisionen:
MD-5=2^60
SHA-1=2^80

Chiffriert einen, durch eine Hash-Funktion generierten, MAC mittels eines privaten Schlüssels
Vorgehen eines mit SHA-1 generierten MAC
Auswahl einer Primzahl p zwischen 512 und 1024 Bit
Berechnung des Primfaktors q der Zahl (p-1). q ist 160 Bit lang
Berechnung einer Zahl g
mit g = h^(p-1/q) mod p, wobei h < p und g > 1
Auswahl einer weiteren Zahl x
als Privater Schlüssel des Senders Alice (x < q)
Zahl y = g^x mod p wird nun als öffentlicher Schlüssel verwendet