1. Gleicher Dateiname bedeutet nicht gleicher Inhalt
Stimmen Name und Größe einer heruntergeladenen Installationsdatei mit der Downloadseite überein, wirkt der Download schnell korrekt. Doch Namen lassen sich ändern, und gleich große Dateien können unterschiedliche Inhalte haben. Umgekehrt verändert das Kopieren eines Fotos unter einem anderen Namen nicht zwangsläufig seine Bytes. Ein Hash hilft beim Vergleich: Ein festgelegtes Verfahren berechnet aus dem Dateiinhalt einen kurzen Wert. Entscheidend ist, ob die empfangenen Bytes zu einer vertrauenswürdigen Referenz passen, und nicht bloß, ob der Name plausibel klingt. Dieselbe Frage stellt sich, wenn eine Sicherung auf einen anderen Datenträger verschoben wird.
SHA-256 erzeugt aus seiner Eingabe einen Hashwert mit 256 Bit. Üblicherweise wird er als 64 Hexadezimalstellen dargestellt, weil jede Stelle vier Bit repräsentiert. Seine Länge wächst nicht proportional zur Dateigröße. Derselbe Algorithmus liefert für dieselben Bytes dasselbe Ergebnis. Da jedoch Werte endlicher Länge alle möglichen Eingaben abbilden müssen, gibt es grundsätzlich Kollisionen: unterschiedliche Eingaben mit demselben Wert. Praktische Vergleichbarkeit ist etwas anderes als ein mathematisch eindeutiger Name für jede Datei. RFC 6234 enthält Berechnungsverfahren und Testmaterial, unter anderem für SHA-256.
2. Ein Hash ist weder Verschlüsselung noch eine Miniaturkopie
Wer einen Hash kennt, erhält damit keinen Entschlüsselungsknopf, der das ursprüngliche Dokument oder Foto wiederherstellt. Verschlüsselung ist darauf ausgelegt, mit einem passenden Schlüssel zum Original zurückzukehren; ein kryptografischer Hash ist kein Speicherformat zur Rekonstruktion. Das bedeutet aber nicht, dass die Veröffentlichung nur eines Hashs jede Eingabe geheim hält. Gibt es nur wenige mögliche Eingaben, lassen sich deren Hashwerte berechnen und vergleichen. Eine Erklärung zur Dateiprüfung mit SHA-256 darf daher nicht zur Empfehlung werden, dass einfaches Hashen für die Passwortspeicherung ausreiche. Integritätsprüfung, Geheimhaltung und Passwortspeicherung stellen unterschiedliche Anforderungen.
Beim Hashen einer ganzen Datei werden nicht nur die sichtbaren Zeichen verglichen. Gleich aussehende Sätze können wegen anderer Zeilenenden, Zeichenkodierungen oder interner Metadaten unterschiedliche Bytes enthalten. Eine aus einem Archiv entpackte Datei ist ein anderes Vergleichsobjekt als das Archiv selbst. Werden Zeichen vor der Berechnung normalisiert oder Zeilenenden verändert, entsteht der Hash der umgewandelten Daten. Veröffentlicht der Anbieter einen Wert für das ursprüngliche Archiv, vergleichen Sie zuerst die heruntergeladene Archivdatei selbst. Damit wird die im früheren Artikel über Unicode und UTF-8 erläuterte Unterscheidung zwischen Darstellung und Bytes praktisch auf die Dateiprüfung angewandt.
3. Mit demselben Algorithmus und der passenden Referenz vergleichen
Prüfen Sie vorab in der offiziellen Downloadanleitung des Anbieters gemeinsam Version, Betriebssystem, Dateiname und Hashalgorithmus. Der Wert einer Installationsdatei für ein anderes System oder eine andere Version ist keine passende Referenz. In PowerShell liest Get-FileHash -LiteralPath '.\download.zip' -Algorithm SHA256 eine lokale Datei und berechnet ihren Hash. Der Befehl führt den Inhalt unter diesem Pfad nicht aus. Die offizielle Microsoft-Dokumentation erläutert, dass der Dateiinhalt die Berechnungsgrundlage bildet und bloßes Umbenennen den Wert nicht verändert. Passen Sie Name und Pfad an die tatsächlich empfangene Datei an und ändern Sie diese während der Berechnung nicht.
Vergleichen Sie im Ergebnis alle 64 Zeichen des Feldes Hash mit dem veröffentlichten SHA-256-Wert. Einige gleiche Zeichen am Anfang oder Ende beweisen keine vollständige Übereinstimmung. Groß- und Kleinbuchstaben in Hexadezimalzahlen stehen für dieselben Zahlen; bei anderen Zeichen oder fehlenden Stellen prüfen Sie zuerst den kopierten Wert. Eine Übereinstimmung stützt die Konsistenz zwischen den empfangenen Bytes und der Referenz, der Sie vertrauen. Sie prüft weder den Wahrheitsgehalt eines Dokuments noch die Programmqualität oder schädliches Verhalten. Hat bereits die Referenzdatei ein Problem, besitzt eine identische Kopie denselben Hash. Eine erfolgreiche Berechnung und die Eignung zur Verwendung sind getrennt zu beurteilen.
4. Eine Abweichung ist Anlass zur Untersuchung, kein Angriffsbeweis
Angenommen, eine gestern heruntergeladene Distributionsdatei weicht vom Wert in der heutigen Anleitung ab. Das ist ein erklärendes Beispiel, kein Bericht über einen tatsächlichen Vorfall. Prüfen Sie zuerst, ob die Anleitung dieselbe Version betrifft, ob Sie eine Datei für ein anderes Gerät geladen oder vor Abschluss des Downloads gerechnet haben. Vielleicht wurde eine entpackte Datei statt des Archivs geprüft oder ein Editor hat das Dokument erneut gespeichert. Ein verändertes Vergleichsobjekt muss von Änderungen bei Übertragung oder Speicherung unterschieden werden. Ein abweichender Wert allein verrät nicht, wer wann was verändert hat.
Führen Sie eine abweichende Installationsdatei nicht sofort zur Untersuchung aus. Prüfen Sie die offizielle Downloadanleitung und den Referenzwert erneut und vergleichen Sie anschließend einen neuen Download. Bleibt die Abweichung bestehen, suchen Sie nach Korrekturen oder beim Support des Anbieters und dokumentieren Sie das Ergebnis. Halten Sie Prüfzeit, Quelladresse, Dateiversion, Algorithmus und berechneten Wert zusammen fest. Wiederholt gleiche Ergebnisse zeigen eine konsistente Verarbeitung der aktuellen lokalen Datei, beheben aber weder eine falsche veröffentlichte Referenz noch ein Problem im Verteilungsweg. Wird der Referenzeintrag mit dem erwarteten Ergebnis überschrieben, geht die Grundlage für die Beurteilung späterer Änderungen verloren.
5. Warum ist die Referenz vertrauenswürdig, und was leisten Signaturen?
Kann ein Angreifer sowohl die Datei als auch ihren veröffentlichten Hash ändern, kann er den Hash der manipulierten Datei als neue Referenz angeben. NIST SP 800-175B beschreibt diese Grenze von Hashwerten ohne Schlüssel oder Signatur. Der Bezug von einer HTTPS-Seite unter der offiziellen Adresse hilft bei der Prüfung von Quelle und Übertragungsweg, garantiert jedoch nicht, dass der Verteilungsserver selbst unversehrt ist. Entscheidend sind Herkunft und Vertrauensverfahren der Referenz, nicht die scheinbare Länge der Zeichenfolge. Dass zwei vom selben Bildschirm kopierte Werte übereinstimmen, bestätigt für sich allein nicht die Identität des Urhebers.
Digitale Signaturen ermöglichen es, die Beziehung zwischen Signatur und Daten beispielsweise mithilfe eines vertrauenswürdig beschafften öffentlichen Schlüssels zu prüfen. Bietet der Anbieter eine Signaturprüfung an, folgen Sie auch den offiziellen Schritten zur Prüfung von Schlüsselinhaber und Fingerabdruck. Einem unbekannten Schlüssel neben einer Datei unklarer Herkunft einfach zu vertrauen, löst das anfängliche Vertrauensproblem nicht. Auch HMAC mit einem gemeinsam genutzten geheimen Schlüssel ist ein vom gewöhnlichen Hash verschiedenes Authentifizierungswerkzeug, aber keine Funktion, die sich beliebig jedem Download zur Lösung aller Probleme hinzufügen lässt. Eine gültige Signatur beweist weder Fehlerfreiheit eines Programms noch Wahrheit eines Dokuments. Byte-Übereinstimmung, Quellenprüfung und Inhaltsbewertung hängen zusammen, benötigen aber jeweils eigene Belege.
6. Bei Sicherungen und Zusammenarbeit auch den Umfang festhalten
Bei privaten Fotosicherungen helfen aufbewahrte SHA-256-Werte der Originale beim Vergleich mit Kopien, Veränderungen während eines Umzugs zu erkennen. Bewahren Sie die Referenzliste so auf, dass sie nicht zusammen mit den Originalen verloren geht oder überschrieben wird. Schreibt eine Fotoverwaltung Drehungsinformationen oder Aufnahmemetadaten neu, kann sich der Hash trotz ähnlich aussehendem Foto ändern. Unterscheiden Sie zunächst zwischen dem Ziel, Bytes exakt zu bewahren, und dem Ziel, den Bedeutungsgehalt eines bearbeiteten Fotos beizubehalten. Für einen ganzen Ordner genügt der Hash einer Datei nicht: Verwalten Sie die enthaltenen Dateien, ihre relativen Pfade und ihre Einzelwerte zusammen.
Bei gemeinsamer Dokumentprüfung kann ein Hash außerdem die exakt geprüfte Fassung markieren. Eine Hash-Übereinstimmung ersetzt jedoch keinen Beleg dafür, dass jemand den gesamten Text gelesen oder eine Übersetzung abgeglichen hat. Dokumentieren Sie, was wann und wie geprüft wurde, und verbinden Sie diesen Eintrag mit dem Dateiwert. Das Bild dieses Artikels ist ein eigenes Erklärungsschaubild zu Byte-Vergleich, Referenzherkunft und Prüfumfang, keine tatsächliche Messung und kein Zertifikat. Halten Sie beim Prüfen einer Datei Ziel und Algorithmus, die Referenzquelle und die Aussagegrenzen des Ergebnisses nacheinander fest. So können andere das Verfahren nachvollziehen, ohne Übereinstimmungen oder Abweichungen überzubewerten.