Was ist SHA-256 und wie funktioniert es?

7. Nov. 2025 | 7 Minuten Lesezeit

Was ist SHA-256?

SHA-256 ist eine kryptografische Hashfunktion, die Daten in eine feste, eindeutige Sequenz von 256 Bits umwandelt. SHA-256, auch Secure Hash Algorithm 256-bit genannt, wird weltweit verwendet, um verschiedene Arten von Daten zu sichern, von Passwörtern bis hin zu Blockchain-Transaktionen. Es gehört zur SHA-2-Familie (neben SHA-224, SHA-512 usw.). Diese kryptografische Sicherheitsfunktion wurde 2001 von der National Security Agency (NSA) entwickelt und wird heute weit verbreitet in der Kryptobranche eingesetzt. Zum Beispiel verwendet Bitcoin SHA-256, um sicherzustellen, dass Transaktionen echt und unveränderlich sind.

Das klingt vielleicht etwas technisch, aber im Grunde ist es ziemlich einfach: Du gibst SHA-256 Daten (z. B. in Form eines Textes, einer Datei oder einer Bitcoin-Transaktion), und daraus wird eine Art digitaler Fingerabdruck erstellt. Für fast alle praktischen Zwecke erzeugt jede Eingabe einen einzigartigen Hash, obwohl es theoretisch eine winzige Chance auf eine sogenannte „Kollision“ gibt, bei der zwei unterschiedliche Eingaben denselben Output ergeben. In der Praxis aber gilt: Schon die kleinste Änderung in einem Wort führt zu einem völlig anderen Hashwert (Output). Damit ist SHA-256 extrem empfindlich gegenüber Veränderungen.

Beispiel:
Finst -> 270312fddfd739dd8cb5e62505f65d8892594665da8b0554a9b01d5ebfd65b30
finst -> ebabf828a572063a5d69bd3487b3a589a9082a4bb3edc6d9c4e3c2c264a6c34b

Im Beispiel oben wurde nur der Buchstabe F von Groß- auf Kleinbuchstaben geändert, wie du siehst, entsteht dadurch ein komplett anderer Hashwert.

Wichtigste Erkenntnisse

SHA-256 ist eine kryptografische Hashfunktion, die Daten in eine feste Sequenz von 256 Bits umwandelt.
Der Algorithmus ist ein Einwegprozess: Der Hash kann nicht zurück in die ursprüngliche Eingabe übersetzt werden.
Kleine Änderungen in der Eingabe führen zu einem völlig anderen Hash, das sorgt für hohe Sicherheit.
Bitcoin und andere Blockchains verwenden SHA-256, um Transaktionen über Proof-of-Work zu sichern und zu verifizieren.
SHA-256 wird auch zur Passwortsicherung und zur Überprüfung der Datenintegrität verwendet.

Wie funktioniert eine Hashfunktion wie SHA-256 genau?

Eine Hashfunktion wie SHA-256 ist ein mathematisches Verfahren, bei dem eine Eingabe beliebiger Länge in eine Ausgabe fester Länge umgewandelt wird. Dabei ist sie deterministisch, was bedeutet, dass dieselbe Eingabe immer denselben Hash liefert. Dadurch ist eine Hashfunktion ein Einwegprozess, der Hash kann niemals zurück in die ursprünglichen Daten umgewandelt werden. Jede Änderung führt zu einem anderen Output, was wiederum erlaubt, zu überprüfen, ob die Eingabe identisch ist. Denk z. B. an ein Passwort: Das Sicherheitssystem kennt nicht alle Passwörter, sondern prüft, ob der erzeugte Hash mit dem gespeicherten übereinstimmt.

Hashfunktionen gibt es in vielen Formen, aber SHA-256 hat seine eigenen technischen Eigenschaften und Funktionsweise. Hier ist eine vereinfachte technische Erklärung, wie der SHA-256-Hashprozess abläuft:

Blockaufteilung: Da SHA-256 nicht alles auf einmal verarbeiten kann, wird die Eingabe in 512-Bit-Blöcke (ca. 64 Bytes) aufgeteilt. Falls der letzte Block zu kurz ist, wird er einfach aufgefüllt, damit alle gleich lang sind.
Startwerte: Bevor gerechnet wird, nutzt SHA-256 acht Standard-Startwerte. Diese fungieren als Startzahlen und sorgen für Konsistenz im Algorithmus.
64 Runden Verarbeitung: Jeder Datenblock wird 64 Mal verarbeitet und miteinander kombiniert, mit mathematischen Operationen wie Bit-Verschiebungen. Du kannst dir das wie das Mischen eines Kartenspiels vorstellen: Ziel ist es, ein völlig unvorhersehbares Ergebnis zu erhalten.
Verknüpfung zwischen Blöcken: Sobald ein Block verarbeitet ist, wird das Ergebnis in den nächsten Block einbezogen. So baut sich die finale Ausgabe Schritt für Schritt auf.
Endhash (Output): Nachdem alle Blöcke bearbeitet sind, wird der letzte Wert zu einem 256-Bit-Hash kombiniert, einer einzigartigen Reihe aus 64 Zeichen. Das ist dein digitaler Fingerabdruck.

Dieser ganze Prozess dauert weniger als eine Sekunde und sorgt für extrem hohe Sicherheit.

SHA-256 in Kryptowährungen und Blockchain

SHA-256 ist ein zentraler Bestandteil der größten Kryptowährung Bitcoin und wird auch von vielen anderen Blockchains von Altcoins genutzt.
In diesen Systemen dient es dazu, Transaktionen sicher, unveränderlich und überprüfbar zu machen, ohne zentrale Instanz.

SHA-256 hasht Transaktionen

Alle Transaktionen auf einer Blockchain werden gehasht. Dieser einzigartige Hash dient als eine Art ID oder Fingerabdruck der Transaktion. So kann jeder jederzeit prüfen, ob die Daten korrekt sind, ohne die vollständigen Inhalte sehen zu müssen.

Proof-of-Work (PoW)

Im gesamten Miningprozess von Bitcoin (genannt Proof-of-Work) wird SHA-256 intensiv verwendet. Bitcoin wird gemined, indem Miner kryptografische Rätsel lösen. Dabei ändern sie fortlaufend kleine Werte (Nonce und Zeitstempel) und berechnen den SHA-256-Hash immer wieder, Millionen Mal pro Sekunde.

Der erste Miner, der den richtigen Hash findet, darf den neuen Block zur Blockchain hinzufügen und erhält dafür eine Belohnung in Bitcoin.

Die Blockchain

Jeder Block in der Blockchain enthält den Hash des vorherigen Blocks, wodurch die Kette (Chain) gebildet wird. Nutzer weltweit können dadurch Transaktionen durchführen, ohne dass jemand zentral alles kontrollieren muss, das Vertrauen liegt im System selbst.

Wallet-Adressen

Öffentliche Wallet-Adressen (Public Keys) sind eigentlich sehr lange Zeichenketten. SHA-256 wird als Teil des Prozesses verwendet, um öffentliche Schlüssel zu hashen, wenn Bitcoin-Wallets erstellt werden. So werden Adressen sicherer und leichter teilbar.

Warum gilt SHA-256 als extrem sicher?

Es gibt vier Hauptmerkmale, die SHA-256 so sicher machen:

Eigenschaft	Erklärung
Einwegfunktion	Der Hash kann nicht in die ursprüngliche Eingabe zurückgerechnet werden.
Gleichmäßige Verteilung	Schon kleine Änderungen erzeugen völlig unterschiedliche Hashes.
Enorme Anzahl an Möglichkeiten	2²⁵⁶ mögliche Hashes, mehr als Atome im Universum.
Resistent gegen Angriffe	Selbst moderne Computer können die ursprünglichen Daten aus einem Hash nicht zurückrechnen.

Können Quantencomputer Bitcoin in Zukunft hacken?

Heute wird viel darüber spekuliert, ob Kryptowährungen durch Quantencomputer gefährdet sind. Diese futuristischen Maschinen könnten theoretisch extrem komplexe Berechnungen durchführen, die heutige Computer niemals schaffen würden. Also: Ist Bitcoin in Gefahr, wenn Quantencomputer Realität werden?

Die kurze Antwort: nein, nicht sofort, aber langfristig sollte man aufmerksam bleiben. Laut einigen Forschern könnten Quantencomputer irgendwann bestimmte Teile von Bitcoin angreifen, etwa digitale Signaturen (ECDSA).

Die SHA-256-Hashfunktion selbst ist jedoch vorerst sicher. Auch wenn ein Quantencomputer deutlich mehr Berechnungen durchführen könnte, bleibt der Schutz durch die gigantische Zahl an Möglichkeiten extrem stark.

Es gibt also keinen Grund zur Panik: Solche Quantencomputer existieren derzeit nicht in der nötigen Größe, um Bitcoin wirklich zu hacken. Außerdem arbeitet die Bitcoin-Community bereits an sogenannter Post-Quantum-Kryptografie, einer neuen Sicherheitsmethode, die selbst künftigen Quantenangriffen standhalten soll.

Warum ist SHA-256 wichtig?

SHA-256 sorgt in drei zentralen Bereichen der digitalen Welt für Sicherheit:

Datensicherheit

SHA-256-Hashfunktionen werden verwendet, um sensible Informationen sicher zu speichern. Webseiten speichern z. B. nicht dein Passwort, sondern nur den Hash. Wenn du dich einloggst, wird dein Passwort erneut gehasht, stimmt es mit dem gespeicherten überein, erhältst du Zugriff. So kann niemand dein echtes Passwort lesen.

Vertrauen in die Blockchain

Verschiedene Blockchains verwenden SHA-256, um sicherzustellen, dass Transaktionen echt sind und nicht verändert werden können. Jede Transaktion wird gehasht, jede Manipulation wäre sofort sichtbar. Wie erwähnt nutzen Bitcoin-Miner im Proof-of-Work-Konsensalgorithmus SHA-256, um Blöcke zu validieren und zur Blockchain hinzuzufügen.

Integritätsprüfung

SHA-256 wird auch häufig verwendet, um sicherzustellen, dass Dateien, Nachrichten oder andere Daten nicht manipuliert wurden. Das geschieht einfach durch den Vergleich der Hashes: Wenn sich etwas geändert hat, weißt du, dass die Daten verändert wurden.

Fazit

SHA-256 ist eine der wichtigsten Säulen der digitalen Sicherheit. Durch seine starke mathematische Struktur und Einwegrichtung sorgt es dafür, dass Daten sicher, zuverlässig und unveränderlich bleiben. Ob beim Schutz von Passwörtern, bei Dateiüberprüfungen oder bei Blockchain-Transaktionen, SHA-256 garantiert, dass Informationen authentisch sind und nicht verändert werden können. Dank dieser Eigenschaften bildet es die Grundlage des Vertrauens in viele moderne Technologien, von Webseiten bis hin zu Kryptowährungen. Kurz gesagt: Ohne SHA-256 wäre ein großer Teil unserer digitalen Welt deutlich unsicherer.