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Bitcoin Transaktionen

Hashfunktionen: SHA256, RIPEMD1560

Bitcoin verwendet gleich zwei verschiedene Hashverfahren. Bei der Erzeugung von Adressen kommen beide zum Einsatz, und beim Mining  "nur" SHA256. 

Man nehme einen Datensatz. Das kann ein einzelnes Zeichen sein, ein Wort, ein Satz, ein digitalisiertes Bild, ein ganzes Buch, die stündlichen Rohdaten irgendeiner Messstelle.
Wendet man darauf eine Hashfunktion an, dann werden daraus Ausgaben fester Länge gebildet.
Die Hashfunktion SHA256 (secure hash algorithm) beispielsweise erzeugt Ausgaben der festen Länge 256 Bit.
"Verhasht" man z.B. die als Text vorliegende, mehrseitige Bedienungsanleitung eines Küchengerätes, dann ist das Ergebnis eine 256 Bit lange Ausgabe. Im Hex System entspricht das einem 64-stelligen Bandwurm aus Ziffern und Buchstaben, z.B.:

23d0f446e7fc1c149afbf4c5b5ffb924271a41e4649b934ca495991b7042baa8

Ändert man an diesem Text auch nur ein einziges Zeichen (z.B. einen Punkt weglassen), dann kommt etwas vollkommen anderes heraus, z.B.:

1f2b568cd1b96d459e7291ebf4b25d007f275c9f13149beeb782fac05d1cc1f2

Diese Eigenschaft eignet sich hervorragend als Mittel gegen Fälschung und Manipulation von Daten. Anhand des Hashwertes ist sofort erkennbar, wenn z.B. in einem Vertrag eine Winzigkeit verändert wurde. 
Hashalgorithmen sind unumkehrbar, d.h., der Hashwert lässt keinerlei Rückschlüsse auf den Datensatz zu. (Man sieht dem Hash nicht an, was verhasht wurde)

Die Wahrscheinlichkeit, dass unterschiedliche Eingaben denselben Hashwert ergeben (Kollision), ist so gering, dass der Fall niemals eintreten wird.
Mit der festen Länge 256 Bit sind theoretisch 2^256 ~ 10^77 unterschiedliche Ausgaben denkbar. Damit ist die Wahrscheinlichkeit, dass unterschiedliche Eingaben dieselbe Ausgabe ergeben (Kollision), so gering, dass dieser Fall niemals eintreten wird. Diese Aussage beruht auf jahrzehntelanger Erfahrung mit dieser Funktion, und ist streng betrachtet eine (sehr gut begründete) Hoffnung, und nicht etwa  eine technische oder mathematische Folgerung.

Eine häufige Anwendung findet sich beim Download von Dateien aus dem Internet. Viele Downloadressourcen bieten neben der eigentlichen Datei auch deren Hashwert zum Download an.
Damit kann der Benutzer überprüfen, ob die heruntergeladene Datei beim Download verändert wurde, bzw., ob die heruntergeladene Datei tatsächlich diejenige ist, die er herunterladen wollte.

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September 2020