Ein Hash erstellt einen unzerbrechlichen digitalen Fingerabdruck, der die Blockchain-Technologie sicher macht. Jede Transaktion und jeder Block in der Kette erh\u00e4lt eine eigene, einzigartige Signatur. Diese digitale Grundlage bietet ein dauerhaftes Protokoll, das niemand ohne Spuren zu hinterlassen \u00e4ndern kann.<\/p>\n\n\n\n
Blockchain<\/a>-Hashing funktioniert wie ein hochmodernes Sicherheitssystem. Die eindeutige Signatur jedes Blocks enth\u00e4lt sowohl seinen eigenen Hash als auch den Hash des vorherigen Blocks. Das System verkn\u00fcpft alle Informationen so, dass Manipulationen sehr schwierig sind. Hash-Funktionen verwenden leistungsstarke Algorithmen wie SHA-256, um Daten in Ausgaben mit fester L\u00e4nge zu konvertieren. Diese Ausgaben dienen als manipulationssichere IDs, die die Integrit\u00e4t und Sicherheit des Blockchain-Netzwerks sch\u00fctzen.<\/p>\n\n\n\n Lassen Sie uns erkunden, wie Hash-Funktionen die Blockchain-Technologie antreiben. Wir werden uns ihre Rolle bei der Verhinderung von Datenmanipulation ansehen und warum sie entscheidend sind, um dezentrale Netzwerke sicher zu halten.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n <\/p>\n\n\n\n \u201eHashing steht im Mittelpunkt der Blockchain-Sicherheit.\u201c \u2014 Alan T. Norman<\/strong>, Blockchain-Experte und Autor<\/em><\/a><\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n Hash-Funktionen sind das Lebenselixier der Blockchain-Architektur. Diese kryptografischen Mechanismen sichern das gesamte System. Schauen wir uns an, warum diese mathematischen Algorithmen f\u00fcr die Sicherheit der Blockchain so wichtig sind.<\/p>\n\n\n Eine Hash-Funktion funktioniert als mathematischer Algorithmus, der Daten beliebiger Gr\u00f6\u00dfe in eine feste Zeichenkette<\/a> umwandelt. Die Ausgabe sieht zuf\u00e4llig aus und dient als einzigartiger digitaler Fingerabdruck der urspr\u00fcnglichen Information. Oft wird diese Ausgabe als \u201eHash-Wert\u201c, \u201eHash-Code\u201c oder \u201eDigest\u201c bezeichnet.<\/p>\n\n\n\n Blockchain-Anwendungen ben\u00f6tigen Hash-Funktionen, die bestimmte Eigenschaften haben, um kryptografisch sicher zu sein. Die Funktion muss deterministisch sein, was bedeutet, dass der gleiche Eingang immer eine \u00e4hnliche Hash-Ausgabe erzeugt. Sie ben\u00f6tigt Kollisionsresistenz<\/a>, wodurch es schwer wird, zwei unterschiedliche Eingaben zu finden, die den gleichen Hash erzeugen. Eine gute Hash-Funktion zeigt den \u201eAvalanche-Effekt\u201c, bei dem das \u00c4ndern nur eines Zeichens im Eingang einen v\u00f6llig anderen Hash erzeugt.<\/p>\n\n\n\n Ein Krypto-Experte formuliert es so: \u201eEine gute Hash-Funktion erf\u00fcllt zwei einfache Eigenschaften: Sie sollte sehr schnell berechenbar sein und die Duplizierung von Ausgabewerten (Kollisionen) minimieren.\u201c Diese Eigenschaften wirken zusammen, um Blockchain-Daten vor Manipulation zu sch\u00fctzen.<\/p>\n\n\n Die Einweg-Natur hebt sich als das wichtigste Sicherheitsmerkmal von Hash-Funktionen in der Blockchain-Technologie hervor. Sie k\u00f6nnen leicht einen Hash aus Eingabedaten erstellen, aber Sie k\u00f6nnen nicht r\u00fcckw\u00e4rts arbeiten, um die urspr\u00fcnglichen Eingabedaten aus einem Hash zu erhalten.<\/p>\n\n\n\n Diese Qualit\u00e4t wird als \u201ePreimage Resistance\u201c bezeichnet und verleiht der Blockchain ihre grundlegende Sicherheit. Stellen Sie sich das vor wie das Verquirlen eines Eis \u2013 man kann das Eigelb nicht wieder hineinlegen und die Schale erneut versiegeln.<\/p>\n\n\n\n Hash-Funktionen zeigen auch \u201eSecond Preimage Resistance\u201c. Es ist nicht m\u00f6glich, einen anderen Eingang zu finden, der denselben Hash erzeugt, selbst wenn man sowohl einen Eingang als auch dessen Hash kennt. B\u00f6se Akteure k\u00f6nnen keine echten Daten durch falsche Informationen ersetzen und dabei den gleichen Hash-Wert beibehalten.<\/p>\n\n\n\n Die einseitige Transformation macht die Blockchain rechenschaftspflichtig. Daten, die gehasht und der Kette hinzugef\u00fcgt werden, bleiben unver\u00e4ndert \u2013 das ist es, was die Blockchain unver\u00e4nderlich macht.<\/p>\n\n\n Hash-Funktionen erzeugen immer Ausgaben der gleichen L\u00e4nge, unabh\u00e4ngig davon, wie gro\u00df der Input ist. Um nur ein Beispiel zu nennen: SHA-256, das von Bitcoin und anderen Kryptow\u00e4hrungen verwendet wird, erzeugt immer einen 256-Bit-Hash-Wert (normalerweise als 64 hexadezimale Zeichen angezeigt). Dies geschieht, egal ob Sie ein Wort oder ein ganzes Buch eingeben.<\/p>\n\n\n\n Diese feste L\u00e4nge hilft der Blockchain-Technologie auf verschiedene Weise:<\/p>\n\n\n\n Hash-Funktionen komprimieren gro\u00dfe Datenmengen von Transaktionen in Werte fester Gr\u00f6\u00dfe, die das Blockchain-Netzwerk einfach speichern, senden und \u00fcberpr\u00fcfen kann. Die feste L\u00e4ngenabbildung hilft Blockchains, viele unterschiedlich gro\u00dfe Transaktionen zu verarbeiten, w\u00e4hrend eine gleichbleibende Leistung erhalten bleibt.<\/p>\n\n\n\n Hash-Funktionen geben der Blockchain-Technologie eine intelligente M\u00f6glichkeit, verifizierbare digitale Fingerabdr\u00fccke zu erstellen. Diese Fingerabdr\u00fccke garantieren, dass die Daten durch Mathematik intakt bleiben, anstatt einer zentralen Autorit\u00e4t zu vertrauen.<\/p>\n\n\n Sophisticated cryptographic hashing sitzt im Kern der Sicherheitsarchitektur der Blockchain. Dieses System fungiert als technologische Grundlage f\u00fcr verteilte Ledger-Systeme. Die ber\u00fchmte Unver\u00e4nderlichkeit und Vertrauenslosigkeit der Blockchain basieren auf dieser Hashing-Grundlage.<\/p>\n\n\n Blockchain-Hashing wandelt Daten beliebiger Gr\u00f6\u00dfe in Zeichenfolgen fester L\u00e4nge um, die wie einzigartige digitale Fingerabdr\u00fccke funktionieren. Diese Fingerabdr\u00fccke dienen als manipulationssichere Siegel, um die Integrit\u00e4t der Blockchain-Daten zu sch\u00fctzen. Daten, die durch eine Hash-Funktion geleitet werden, erzeugen eine eindeutige Ausgabe, die genau diesen Datensatz identifiziert.<\/p>\n\n\n\n Die kryptografische Darstellung jedes Blocks macht ihn durch seinen Hash eindeutig identifizierbar. Eine kleine \u00c4nderung an einer Transaktion erzeugt einen dramatisch unterschiedlichen Hash \u2013 Experten nennen dies den Lawineneffekt. Daher kann niemand, der versucht, die Daten zu ver\u00e4ndern, seine Spuren verbergen, da das System \u00c4nderungen sofort erkennt.<\/p>\n\n\n\n Diese digitalen Fingerabdr\u00fccke erm\u00f6glichen es Blockchain-Netzwerken:<\/p>\n\n\n\n Das brillante Design der Blockchain zeigt sich darin, wie Bl\u00f6cke \u00fcber Hash-Zeiger miteinander verbunden sind. Jeder Block tr\u00e4gt seinen eigenen Hash und den Hash des vorherigen Blocks in seinem Header. Kryptographen nennen dies eine \u201eKette von Bl\u00f6cken\u201c \u2013 das Schl\u00fcsselfeature, das die Blockchain besonders macht.<\/p>\n\n\n\n Neue Bl\u00f6cke m\u00fcssen auf den Hash des vorherigen Blocks verweisen, um g\u00fcltig zu sein. Dies schafft eine chronologische und kryptografische Verbindung zwischen den Bl\u00f6cken. Jede \u00c4nderung an einem \u00e4lteren Block w\u00fcrde einen neuen Hash erzeugen, der die Verbindung zu allen sp\u00e4teren Bl\u00f6cken unterbricht.<\/p>\n\n\n\n Jeder, der versucht, Blockchain-Daten zu manipulieren, m\u00fcsste nach jeder \u00c4nderung den Hash jedes Blocks neu berechnen. Diese Aufgabe wird in 10 Jahre alten Netzwerken unm\u00f6glich. Diese Eigenschaft schafft die ber\u00fchmte Unver\u00e4nderlichkeit der Blockchain.<\/p>\n\n\n\n Fr\u00fchere Block-Hashes verankern die gesamte Transaktionshistorie kryptografisch. Sicherheitsexperten bringen es auf den Punkt: \u201eDas \u00c4ndern auch nur eines einzigen Bits in der Block\u00fcberschrift f\u00fchrt dazu, dass der Hash der Block\u00fcberschrift anders ausf\u00e4llt, wodurch der ge\u00e4nderte Block ung\u00fcltig wird.\u201c<\/p>\n\n\n Hash-Funktionen helfen, Daten \u00fcber verteilte Blockchain-Netzwerke hinweg konsistent zu halten. Block-Hashes bieten eine kompakte M\u00f6glichkeit, gruppierte Transaktionen zu \u00fcberpr\u00fcfen, ohne jede einzelne separat zu verarbeiten.<\/p>\n\n\n\n Netzwerke erreichen eine Einigung \u00fcber den aktuellen Ledger-Zustand durch hash-basierte Konsens, selbst wenn Knoten weltweit verteilt sind. Knoten \u00fcberpr\u00fcfen Block-Hashes unabh\u00e4ngig, um sicherzustellen, dass ihre Blockchain-Kopie mit der aller anderen \u00fcbereinstimmt.<\/p>\n\n\n\n Merkle-B\u00e4ume verwenden geschichtetes Hashing, um viele Transaktionen effizient zu organisieren. Knoten k\u00f6nnen spezifische Transaktionen in einem Block \u00fcberpr\u00fcfen, ohne die gesamte Blockchain herunterzuladen \u2013 eine entscheidende Funktion f\u00fcr das Wachstum.<\/p>\n\n\n\n Einzigartige Fingerabdruckerstellung, Blockverkn\u00fcpfung und netzwerkweite Verifizierung arbeiten durch Hashing zusammen. Diese Funktionen machen die Blockchain-Technologie resistent gegen Zensur, Manipulation und unbefugte \u00c4nderungen.<\/p>\n\n\n Die f\u00e4lschungssichere Natur der Blockchain-Technologie ergibt sich daraus, wie Hash-Funktionen auf selbst kleinste Daten\u00e4nderungen reagieren. Mehrere Schichten kryptografischer Schutzma\u00dfnahmen machen es fast unm\u00f6glich, Blockchain-Daten zu \u00e4ndern, ohne erwischt zu werden.<\/p>\n\n\n Kryptographische Hash-Funktionen haben eine wichtige Sicherheitsfunktion namens Avalanche-Effekt. Dies passiert, wenn sich kleine Eingabedaten \u00e4ndern \u2013 wie das \u00c4ndern nur eines Bits \u2013 und enorme, zuf\u00e4llige \u00c4nderungen im Hash-Ausgang erzeugen. Eine einzige Bit\u00e4nderung verschiebt normalerweise etwa die H\u00e4lfte der Ausgangsbits an verschiedene Positionen.<\/p>\n\n\n\n Die Art und Weise, wie \u00e4hnliche Eingaben v\u00f6llig unterschiedliche Ausgaben erzeugen, bildet einen leistungsstarken Sicherheitschutz. Sehen wir uns ein echtes Beispiel an: Wenn jemand versucht, Transaktionsdaten in einer Blockchain nur ein kleines bisschen zu \u00e4ndern, erh\u00e4lt er einen v\u00f6llig anderen Hash als den urspr\u00fcnglichen. Ein Kryptographie-Experte dr\u00fcckt es so aus: \u201eStarke Randomisierung, die tats\u00e4chlich zu den grundlegenden Sicherheitsanforderungen f\u00fchrt, einschlie\u00dflich Kollision, Preimage- und Second-Preimage-Widerstand.\u201c<\/p>\n\n\n Blockchain-Netzwerke erkennen Manipulationsversuche sofort durch diesen Prozess. Jedes Block enth\u00e4lt den Hash seiner Daten, und jede \u00c4nderung \u2013 egal wie klein \u2013 erzeugt einen ganz anderen Hash-Wert. Diese schnelle Erkennung macht die Blockchain zu einer zuverl\u00e4ssigen Methode, um Daten sicher zu halten.<\/p>\n\n\n\n Der Prozess zur Erkennung von Manipulationen funktioniert, weil:<\/p>\n\n\n\n Ja, es ist wahr, dass diese Erkennung \u00fcber einzelne Transaktionen hinaus funktioniert. Der Hash jedes Blocks fungiert als kryptografische Zusammenfassung, die die Legitimit\u00e4t aller Daten \u00fcberpr\u00fcft, was unbefugte \u00c4nderungen im Netzwerk sofort anzeigt.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n Das gr\u00f6\u00dfte Sicherheitsmerkmal des Blockchain-Hashings k\u00f6nnte die enorme rechnerische Herausforderung sein, verkn\u00fcpfte Bl\u00f6cke zu \u00e4ndern. Jeder Block enth\u00e4lt den Hash des vorherigen Blocks, sodass das \u00c4ndern von Daten bedeutet, dessen Hash sowie die Hashes aller folgenden Bl\u00f6cke neu zu berechnen.<\/p>\n\n\n\n Diese verbundene Struktur schafft das, was Sicherheitsexperten als eine \u201eKettenreaktion\u201c Anforderung bezeichnen. Um erfolgreich mit Blockchain-Daten zu manipulieren, muss ein Angreifer:<\/p>\n\n\n\n Bei 10 Jahre alten Blockchain-Netzwerken mit Tausenden von Knoten wird diese Aufgabe nahezu unm\u00f6glich. Die echte Kette w\u00e4chst l\u00e4nger, bevor ein Angreifer \u00fcberhaupt ein paar Bl\u00f6cke neu berechnen k\u00f6nnte, und das Netzwerk wirft die ge\u00e4nderte Version als F\u00e4lschung aus.<\/p>\n\n\n\n Zusammenfassend l\u00e4sst sich sagen, dass die Kombination aus dem Lawineneffekt, schnellen Erkennungsf\u00e4higkeiten und den enormen Rechenanforderungen ein zuverl\u00e4ssiges Sicherheitsystem schafft, das die Blockchain-Technologie sehr schwer manipulierbar macht.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n Verschiedene Blockchain-Netzwerke verwenden verschiedene Hash-Algorithmen. Jedes Netzwerk w\u00e4hlt seinen Algorithmus basierend darauf, wie gut er funktioniert und welche Sicherheit es ben\u00f6tigt. Diese Entscheidungen beeinflussen, wie sicher und effizient jede Plattform ist.<\/p>\n\n\n Bitcoin verwendet SHA-256 (Secure Hashing Algorithm-256) als seine Haupt-Kryptografiefunktion. Diese von der NSA entwickelte Algorithmus erzeugt feste 256-Bit-Ausgaben, um viele Teile des Bitcoin-Netzwerks zu sichern. SHA-256 regelt \u00f6ffentliche Adressen<\/a> und erleichtert die Transaktionsverifizierung durch digitale Signaturen. Diese Signaturen sch\u00fctzen Daten, ohne den Inhalt anzuzeigen.<\/p>\n\n\n\n Bitcoin verfolgt einen einzigartigen Ansatz, indem es SHA-256 zweimal verwendet, um die Sicherheit zu verbessern. Diese Doppel-Hash-Methode hilft, Probleme wie Length Extension Angriffe zu verhindern.<\/p>\n\n\n\n SHA-256 ist entscheidend beim Proof of Work Mining, bei dem Miner Block-Hashes berechnen. Jeder Block hat einen SHA-256-Hash, der auf den vorherigen Block zeigt. Diese Kette von Hashes h\u00e4lt die Blockchain sicher.<\/p>\n\n\n Ethereums erstes Proof of Work-System verwendete Ethash, einen modifizierten Dagger-Hashimoto-Algorithmus. Im Gegensatz zu SHA-256 wurde Ethash entwickelt, um ASIC-Mining zu widerstehen<\/a>. Dieses Design erm\u00f6glicht es mehr Menschen, mit normalen Computern zu minen.<\/p>\n\n\n\n So funktioniert Ethash:<\/p>\n\n\n\n Dieses speicherintensive Design hilft Ethereum, die Blockzeiten bei etwa 12 Sekunden zu halten. Es verhindert auch, dass Mining-Hardware zu stark zentralisiert wird.<\/p>\n\n\n Zcash w\u00e4hlte den Blake2b-Hash-Algorithmus, weil er besser funktioniert als andere. Blake2b ist schneller als SHA-256 und SHA-512, aber genauso sicher.<\/p>\n\n\n\n Zcash verwendet Blake2b in seinem Equihash-Proof-of-Work-System. Der Algorithmus funktioniert hervorragend auf 64-Bit-Systemen. Er l\u00e4uft schneller als MD5, SHA-1, SHA-2 und SHA-3 und ist dabei sicherer.<\/p>\n\n\n Diese Algorithmen balancieren Sicherheit und Leistung unterschiedlich. SHA-256 ist zuverl\u00e4ssig und weitreichend getestet, ben\u00f6tigt jedoch viel Rechenleistung. Ethash konzentriert sich darauf, das Mining dezentral zu halten, verbraucht jedoch mehr Speicher.<\/p>\n\n\n\n Blake2b k\u00f6nnte die ausgewogenste Option sein. Es ist sowohl schnell als auch sicher. Tests zeigen, dass neuere Algorithmen wie Blake3 in Bezug auf Geschwindigkeit und Reaktionszeit besser abschneiden als \u00e4ltere.<\/p>\n\n\n\n Die Wahl des Algorithmus bestimmt, wie jede Blockchain die Sicherheit handhabt. Sie beeinflusst Dinge wie die Widerstandsf\u00e4higkeit gegen Mining-Ausr\u00fcstung, Bedrohungen durch Quantencomputing und wie schnell Transaktionen verarbeitet werden.<\/p>\n\n\n Blockchain-Netzwerke verlassen sich auf leistungsstarke Hash-Funktionen f\u00fcr die Sicherheit, aber grundlegende Schwachstellen stellen weiterhin Herausforderungen f\u00fcr ihr Sicherheitsmodell dar. Die Technologie ben\u00f6tigt eine kontinuierliche Entwicklung von Hash-basierten Gegenma\u00dfnahmen, um sicher zu bleiben.<\/p>\n\n\n Ein 51%-Angriff tritt auf, wenn eine Entit\u00e4t mehr als die H\u00e4lfte der Hashing-Leistung eines Netzwerks kontrolliert. Angreifer k\u00f6nnen neue Transaktionen blockieren, Zahlungen zwischen Benutzern stoppen und abgeschlossene Transaktionen r\u00fcckg\u00e4ngig machen. Bitcoin Gold hat dies auf die harte Tour gelernt. Das Netzwerk verlor etwa 18 Millionen Dollar](https:\/\/hacken.io\/discover\/51-percent-attack\/<\/a>) im Jahr 2018 und wurde 2020 erneut angegriffen.<\/p>\n\n\n\n Kleinere Blockchains haben mit diesen Angriffen nicht besonders gut zu tun, insbesondere wenn die Verteilung der Hashing-Leistung begrenzt ist. So k\u00f6nnen Sie sie verhindern:<\/p>\n\n\n\n Doppelausgaben stellen eine grundlegende Sicherheitsherausforderung dar, bei der Benutzer versuchen, dieselbe Kryptow\u00e4hrung mehrfach auszugeben. Hash-Funktionen in Kombination mit Konsensmechanismen helfen, dieses Problem zu verhindern.<\/p>\n\n\n\n Das Bitcoin-Netzwerk hat eine Verz\u00f6gerung von 10 Minuten bei der Blockerstellung, die auf einem hash-basierten Proof-of-Work-Verfahren basiert. Dies schafft eine Zeitbarriere, die es schwierig macht, Double-Spending zu erreichen. Trotzdem verwenden Angreifer ausgekl\u00fcgelte Methoden wie Race-Angriffe und Finney-Angriffe, um Best\u00e4tigungsprozesse zu manipulieren.<\/p>\n\n\n Quantencomputing stellt vielleicht sogar die gr\u00f6\u00dfte Bedrohung f\u00fcr die Sicherheit der Blockchain dar. Der Shor-Algorithmus, der auf leistungsstarken Quantencomputern l\u00e4uft, k\u00f6nnte die elliptische Kurvenkryptographie in digitalen Signaturen brechen. Dies k\u00f6nnte private Schl\u00fcssel offenlegen.<\/p>\n\n\n\n Der Grover-Algorithmus beschleunigt den Prozess des L\u00f6sens von Hash-Funktionen wie SHA-256 um das Vierfache. Wissenschaftler glauben, dass Quantencomputer RSA-Schl\u00fcssel in etwa 8 Stunden knacken k\u00f6nnten<\/a>. Bitcoin-Signaturen k\u00f6nnten innerhalb von 30 Minuten anf\u00e4llig werden.<\/p>\n\n\n\n Forscher entwickeln quantenresistente L\u00f6sungen, um diese neuen Bedrohungen zu bek\u00e4mpfen:<\/p>\n\n\n\nWas ist eine Hash-Funktion in der Blockchain-Technologie?<\/h2>\n\n\n
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Definition und einfache Eigenschaften von Hash-Funktionen<\/h3>\n\n\n
Einweg-Transformationsprozess<\/h3>\n\n\n
Feste Ausgabel\u00e4nge, unabh\u00e4ngig von der Eingabgr\u00f6\u00dfe<\/h3>\n\n\n
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Kernmechanismen des Blockchain-Hashings<\/h2>\n\n\n
Einzigartige digitale Fingerabdr\u00fccke erstellen<\/h3>\n\n\n
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Verkn\u00fcpfung von Bl\u00f6cken durch Hashes des vorherigen Blocks<\/h3>\n\n\n
Sicherstellung der Datenkonsistenz im gesamten Netzwerk<\/h3>\n\n\n
Wie Hash-Funktionen Datenmanipulation verhindern<\/h2>\n\n\n
Der Lawineneffekt in kryptografischem Hashing<\/h3>\n\n\n
Erkennung auch kleinster \u00c4nderungen in Blockdaten<\/h3>\n\n\n
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Rechenaufwand zur \u00c4nderung verlinkter Bl\u00f6cke<\/h3>\n\n\n
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Beliebte Hash-Algorithmen in wichtigen Blockchains<\/h2>\n\n\n
SHA-256 in Bitcoin<\/h3>\n\n\n
Ethash in Ethereum<\/h3>\n\n\n
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Blake2b in Zcash<\/h3>\n\n\n
Vergleich von Sicherheits- und Leistungsabstrichen<\/h3>\n\n\n
Sicherheitsherausforderungen in der realen Welt und Hash-L\u00f6sungen<\/h2>\n\n\n
51% Angriff Verhinderung<\/h3>\n\n\n
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Schutz vor doppelt ausgegebenem Geld<\/h3>\n\n\n
Bedrohungen durch Quantencomputing f\u00fcr aktuelle Hash-Funktionen<\/h3>\n\n\n