Wie speichert man Passwörter sicher?
Ein Passwort sicher zu speichern heißt: Man legt nie das Passwort selbst ab, sondern einen gesalzenen Hashwert davon. Wird die Datenbank gestohlen, bekommen Angreifende keine nutzbaren Passwörter.
Dasselbe gilt für Schlüssel: Sie gehören nie in den Quelltext. In dieser Lektion lernen Sie, beides richtig zu machen.
Am Ende dieser Lektion
Notiz
Ich kann Passwörter und Schlüssel so speichern, dass ein Datendiebstahl wenig Schaden anrichtet.
Schlüsselwörter
| Begriff | Was er bedeutet | Beispiel |
|---|---|---|
| Salz | ein zufälliger Zusatz je Passwort, der vor dem Hashen davorgesetzt wird | |
| Gesalzener Hashwert | der Hashwert von Salz und Passwort zusammen | |
| Langsamer Hash | ein Verfahren, das absichtlich viel Rechenzeit braucht | PBKDF2 |
| Wörterbuchangriff | Angreifende probieren häufige Passwörter der Reihe nach aus | |
| Geheimnis | ein Passwort, ein Schlüssel oder ein Token, das niemand sonst kennen darf | |
| Rotation | ein Geheimnis regelmäßig durch ein neues ersetzen |
Die Zellen, die Lernende ausfüllen, bleiben in dieser Vorschau leer.
Warum reicht ein einfacher Hash nicht?
Ein Passwort im Klartext ist nach einem Diebstahl sofort nutzbar, und viele Menschen nutzen es auch bei anderen Diensten.
Ein einfacher Hashwert ohne Salz hilft nur halb. Wer dasselbe Passwort wählt, erzeugt denselben Hashwert. Angreifende halten Listen mit Hashwerten häufiger Passwörter bereit und schlagen darin nach.
Der Hashwert von „geheim123“ ohne Salz
printf 'geheim123' | sha256sumHier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Derselbe Text mit dem Salz „x7Q“ davor
printf 'x7Qgeheim123' | sha256sumHier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Ein Beispiel: Salz verändert den Hashwert
| Eingabe | Anfang des Hashwerts | Bedeutung |
|---|---|---|
| geheim123 | e8c8a741 | Bei jeder Person mit diesem Passwort gleich |
| x7Qgeheim123 | e1075a01 | Mit Salz anders |
| k9Zgeheim123 | ec2bf4f5 | Mit anderem Salz wieder anders |
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So wählt man ein gutes Salz
Das Salz ist ein Zufallswert, mindestens 16 Byte lang, für jedes Passwort neu. Es kommt aus dem Zufallsgenerator des Betriebssystems und nicht aus einer Zeitangabe.
Man speichert es neben dem Hashwert. Beim Anmelden setzt man es vor das eingegebene Passwort und vergleicht.
Wie lang ist ein Zufallswert als Text?
python3 -c "import secrets; print(len(secrets.token_hex(16)))"Hier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Die Länge steht fest, der Wert nicht
Der Befehl gibt 32 aus: 16 Byte sind 32 Hex-Zeichen. Der Wert selbst ist bei jedem Lauf ein anderer, darum zeigen wir ihn nicht.
Nutzen Sie für Zufall in der Sicherheit immer secrets und nie random.
Warum der Hash langsam sein soll
SHA-256 ist schnell gebaut. Eine Grafikkarte schafft damit Milliarden Versuche je Sekunde. Für Prüfsummen ist das gut, für Passwörter schlecht.
Passwort-Verfahren wie PBKDF2, bcrypt, scrypt und Argon2 sind absichtlich langsam. Sie rechnen den Hash viele tausend Mal. Das stört eine einzelne Anmeldung kaum und bremst Raten stark.
Ein langsamer Hash mit 100000 Runden
python3 -c "import hashlib; print(hashlib.pbkdf2_hmac('sha256', b'geheim123', b'salz', 100000).hex())"Hier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Was der Befehl ausgibt
Der Befehl gibt 64 Hex-Zeichen aus, die mit 12ec09b8 beginnen. Mit demselben Salz und denselben Runden ist die Ausgabe auf jeder Maschine gleich.
Ändern Sie 100000 auf 1000, und Sie sehen einen anderen Wert. Die Rundenzahl gehört zum Hashwert und wird mitgespeichert.
Wie viele Passwörter hat „8 kleine Buchstaben“?
python3 -c "print(26 ** 8)"Hier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Und „8 Zeichen aus Buchstaben und Ziffern“?
python3 -c "print(62 ** 8)"Hier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Ein Beispiel: wie lange das Raten dauert
| Passwort | Möglichkeiten | Schneller Hash | Langsamer Hash |
|---|---|---|---|
| 8 kleine Buchstaben | 208827064576 | Etwa 21 Sekunden | Etwa 6,6 Jahre |
| 8 Zeichen, Buchstaben und Ziffern | 218340105584896 | Etwa 6 Stunden | Etwa 6900 Jahre |
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Die Zahlen sind Annahmen
Wir nehmen zehn Milliarden Versuche je Sekunde beim schnellen und tausend beim langsamen Hash an. Das sind Größenordnungen und keine Messwerte.
Die Aussage bleibt: Ein langsamer Hash und ein langes Passwort schützen viel mehr als ein Sonderzeichen.
Schlüssel gehören nicht in den Quelltext
Ein Schlüssel im Quelltext landet im Versionsverwaltungssystem und auf jedem Laptop, der den Code kopiert. Er bleibt dort auch, wenn Sie ihn später löschen.
Legen Sie Schlüssel in einem Geheimnisspeicher oder in einer Datei ab, die nur das Programm lesen darf. Wechseln Sie sie regelmäßig, und sofort, wenn einer in falsche Hände geraten sein könnte.
Eine Datei nur für sich selbst lesbar machen
chmod 600 scratch/old.logHier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Den Modus der Datei ansehen
stat -c '%a %n' scratch/old.logHier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.
Der Modus 600 sperrt alle anderen aus
Der erste Befehl gibt nichts aus. Der zweite gibt 600 scratch/old.log aus. 6 heißt lesen und schreiben für Sie, die beiden Nullen heißen: nichts für die Gruppe und nichts für alle anderen.
Für Schlüsseldateien ist 600 der übliche Modus.
Ein häufiger Fehler
Warnung
Viele verschlüsseln Passwörter, um sie zu speichern. Wer den Schlüssel stiehlt, liest dann alle. Man speichert gesalzene, langsame Hashwerte. Das Passwort muss man nie zurücklesen, nur prüfen.
Weiterführend: eine Anmeldung ohne Zeitvorteil
Wer Hashwerte mit == vergleicht, braucht bei einem frühen Unterschied etwas weniger Zeit. Daraus kann man in Ausnahmefällen Rückschlüsse ziehen.
Suchen Sie in der Python-Dokumentation hmac.compare_digest. Beschreiben Sie in zwei Sätzen, warum diese Funktion bei einem Vergleich vorzuziehen ist.