[Neue Studie] Bedeutet Argon2, dass Ihr Passwort nicht zu knacken ist?

In früheren von Specops veröffentlichten Forschungsergebnissen zum Passwort-Cracking wurde untersucht, wie lange Angreifer benötigen, um mit gängigen Hash-Algorithmen wie MD5 und bcrypt geschützte Hashes per Brute-Force-Angriff zu knacken. Ein Großteil dieser Forschung konzentriert sich darauf, wie sich durch Hardware-Fortschritte die Zeit verkürzt, die zur Wiederherstellung von Klartext-Passwörtern benötigt wird.

Doch was passiert, wenn Sie einen gehärteten Hash-Algorithmus wie Argon2 verwenden? In diesem Fall hat die Hardware kaum Einfluss darauf, wie aufwendig die Wiederherstellung eines Klartext-Passworts ist. Und bedeutet Argon2, dass Sie sich keine Gedanken mehr über die Komplexität von Passwörtern oder das Blockieren kompromittierter Passwörter machen müssen?

Diese Untersuchung fällt zeitlich mit der jüngsten Aufnahme von über 60 Millionen kompromittierten Passwörtern in den Dienst „Specops Breached Password Protection“ zusammen. Diese Passwörter stammen sowohl aus unserem Honeypot-Netzwerk als auch aus Quellen der Bedrohungsanalyse.

Was ist Argon2?

Argon2 ist eine Schlüsselableitungsfunktion (KDF), die 2015 den „Password Hashing Competition“ gewann. Sie wurde entwickelt, um Brute-Force-Angriffe rechnerisch aufwendiger zu machen, indem der Vorteil begrenzt wird, den Angreifer:innen durch GPUs und andere leistungsfähige Hardware beim Passwort-Cracking erzielen können.

Die größte Stärke von Argon2 besteht darin, dass es speicherintensiv ist. Das bedeutet, dass es so konfiguriert werden kann, dass für jeden Versuch zur Passwort-Hash-Berechnung eine bestimmte Menge an Speicher benötigt wird. Dadurch können Angreifer nicht einfach immer mehr GPU-Kerne hinzufügen und dabei die gleichen Leistungssteigerungen erwarten, wie sie bei schnelleren Algorithmen wie MD5 oder SHA-1 erzielt werden.

Es gibt drei Varianten des Algorithmus:

• Argon2d: Entwickelt, um GPU-Cracking-Angriffen zu widerstehen.
• Argon2i: Entwickelt, um Seitenkanalangriffe abzuwehren.
• Argon2id: Ein hybrider Ansatz, der Elemente von Argon2d und Argon2i kombiniert.

Im Rahmen dieser Untersuchung konzentrieren wir uns auf Argon2id. In den meisten Szenarien der Passwort-Hash-Erzeugung ist Argon2id die empfohlene Allzweckoption, da es ein Gleichgewicht zwischen der Widerstandsfähigkeit gegen GPU-basiertes Cracking und dem Schutz vor Seitenkanalangriffen bietet.

Allerdings ist Argon2id nicht unbedingt die stärkste Wahl für jedes spezifische Bedrohungsmodell. Wenn beispielsweise bekannt ist, dass eine Implementierung besonders anfällig für Seitenkanalangriffe ist, könnte Argon2i besser geeignet sein. Für die meisten Unternehmen bietet Argon2id jedoch das beste Gleichgewicht zwischen Sicherheit und praktischer Umsetzbarkeit.

Methodik

Wie bereits zuvor gezeigt, bieten spezialisierte KI-Beschleuniger wie Nvidias H200 keinen nennenswerten Vorteil für das Passwort-Cracking. Die Leistung beim Passwort-Cracking hängt nicht primär von großen Mengen an GPU-Speicher ab, sondern wird hauptsächlich durch die Hashrate, also die Anzahl der Hash-Berechnungen, die ein System pro Sekunde durchführen kann, bestimmt.

Vor diesem Hintergrund haben wir die RTX 5090 von Nvidia als Referenz-GPU verwendet, da sie die High-End-Consumer-Hardware repräsentiert, die ein Angreifer heutzutage typischerweise einsetzen würde. Unser Setup umfasste acht RTX-5090-GPUs. Cloud-Anbieter vermieten vergleichbare Hardware derzeit für etwa 5 US-Dollar pro Stunde. Das macht sie zu einem praktischen Maßstab für die Schätzung der Kosten für das Offline-Passwort-Cracking.

Da Argon2 speziell darauf ausgelegt ist, den Leistungsvorteil leistungsstarker GPUs zu reduzieren, haben wir dieselben Tests auch auf einer einzelnen AMD-EPYC-Server-CPU durchgeführt.

Passwort-Cracking-Zeiten mit Argon2

Knackzeiten für den 8×5090-System

Anzahl der Zeichen	Nur Zahlen	Nur Kleinbuchstaben	Groß- und Kleinbuchstaben	Zahlen, Groß- und Kleinbuchstaben	Zahlen, Groß- und Kleinbuchstaben sowie Symbole
4	20.41 Sek.	15.54 Min.	4.14 Std.	8.38 Std.	1.92 Tage
5	3.40 Min.	6.74 Std.	8.98 Tage	21.64 Tage	182.77 Tage
6	34.01 Min.	7.30 Tage	1.28 Jahre	3.67 Jahre	47.54 Jahre
7	5.67 Std.	189.72 Tage	66.48 Jahre	227.74 Jahre	4,516 Jahre
8	2.36 Tage	13.50 Jahre	3,457 Jahre	14,120 Jahre	429,000 Jahre
9	23.62 Tage	351.12 Jahre	179,800 Jahre	875,400 Jahre	40.76 Millionen Jahre
10	236.21 Tage	9,129 Jahre	9.35 Millionen Jahre	54.28 Millionen Jahre	3.87 Milliarden Jahre
11	6.47 Jahre	237,400 Jahre	486.1 Millionen Jahre	3.37 Milliarden Jahre	367.8 Milliarden Jahre
12	64.67 Jahre	6.17 Millionen Jahre	25.28 Milliarden Jahre	208.6 Milliarden Jahre	34.94 Billionen Jahre
13	646.70 Jahre	160.5 Millionen Jahre	1.31 Billionen Jahre	12.94 Billionen Jahre	3.32 Billiarden Jahre
14	6,467 Jahre	4.17 Milliarden Jahre	68.35 Billionen Jahre	803 Billionen Jahre	315.4 Billiarden Jahre
15	64,670 Jahre	108.5 Milliarden Jahre	3.55 Billiarden Jahre	49.73 Billiarden Jahre	29.96 Trillionen Jahre
16	646,700 Jahre	2.83 Billionen Jahre	184.8 Billiarden Jahre	3.08 Trillionen Jahre	2.85 Trilliarden Jahre
17	6.47 Millionen Jahre	73.33 Billionen Jahre	9.61 Trillionen Jahre	191.1 Trillionen Jahre	270.4 Trilliarden Jahre
18	64.67 Millionen Jahre	1.91 Billiarden Jahre	499.8 Trillionen Jahre	11.85 Trilliarden Jahre	25.69 Quadrillionen Jahre
19	646.7 Millionen Jahre	49.57 Billiarden Jahre	25.99 Trilliarden Jahre	734.8 Trilliarden Jahre	2.44 Quadrilliarden Jahre
20	6.47 Milliarden Jahre	1.29 Trillionen Jahre	1.35 Quadrillionen Jahre	45.55 Quadrillionen Jahre	231.8 Quadrilliarden Jahre
21	64.67 Milliarden Jahre	33.51 Trillionen Jahre	70.27 Quadrillionen Jahre	2.82 Quadrilliarden Jahre	22.02 Quintillionen Jahre
22	646.7 Milliarden Jahre	871.2 Trillionen Jahre	3.65 Quadrilliarden Jahre	175.1 Quadrilliarden Jahre	2.09 Quintilliarden Jahre

Knackzeiten für das 1xEPYC-9B14-System

Anzahl der Zeichen	Nur Ziffern	Nur Kleinbuchstaben	Groß- und Kleinbuchstaben	Ziffern, Groß- und Kleinbuchstaben	Ziffern, Groß- und Kleinbuchstaben, Symbole
4	13,70 Sek.	10,43 Min.	2,78 Std.	5,62 Std.	1,29 Tage
5	2,28 Min.	4,52 Std.	6,03 Tage	14,53 Tage	122,68 Tage
6	22,83 Min.	4,90 Tage	313,46 Tage	2,47 Jahre	31,91 Jahre
7	3,81 Std.	127,34 Tage	44,63 Jahre	152,87 Jahre	3.031 Jahre
8	1,59 Tage	9,06 Jahre	2.321 Jahre	9.478 Jahre	288.000 Jahre
9	15,85 Tage	235,69 Jahre	120.700 Jahre	587.600 Jahre	27,36 Millionen Jahre
10	158,55 Tage	6.128 Jahre	6,28 Millionen Jahre	36,43 Millionen Jahre	2,60 Milliarden Jahre
11	4,34 Jahre	159.300 Jahre	326,3 Millionen Jahre	2,26 Milliarden Jahre	246,9 Milliarden Jahre
12	43,41 Jahre	4,14 Millionen Jahre	16,97 Milliarden Jahre	140 Milliarden Jahre	23,46 Billionen Jahre
13	434,08 Jahre	107,7 Millionen Jahre	882,3 Milliarden Jahre	8,68 Billionen Jahre	2,23 Billiarden Jahre
14	4.341 Jahre	2,80 Milliarden Jahre	45,88 Billionen Jahre	538,3 Billionen Jahre	211,7 Billiarden Jahre
15	43.410 Jahre	72,81 Milliarden Jahre	2,39 Billiarden Jahre	33,38 Billiarden Jahre	20,11 Trillionen Jahre
16	434.100 Jahre	1,89 Billionen Jahre	124,1 Billiarden Jahre	2,07 Trillionen Jahre	1,91 Trilliarden Jahre
17	4,34 Millionen Jahre	49,23 Billionen Jahre	6,45 Trillionen Jahre	128,3 Trillionen Jahre	181,5 Trilliarden Jahre
18	43,41 Millionen Jahre	1,28 Billiarden Jahre	335,5 Trillionen Jahre	7,96 Trilliarden Jahre	17,24 Quadrillionen Jahre
19	434,1 Millionen Jahre	33,27 Billiarden Jahre	17,44 Trilliarden Jahre	493,2 Trilliarden Jahre	1,64 Quadrilliarden Jahre
20	4,34 Milliarden Jahre	865 Billiarden Jahre	907,1 Trilliarden Jahre	30,58 Quadrillionen Jahre	155,6 Quadrilliarden Jahre
21	43,41 Milliarden Jahre	22,49 Trillionen Jahre	47,17 Quadrillionen Jahre	1,90 Quadrilliarden Jahre	14,78 Quintillionen Jahre
22	434,1 Milliarden Jahre	584,8 Trillionen Jahre	2,45 Quadrilliarden Jahre	117,5 Quadrilliarden Jahre	1,40 Quintilliarden Jahre

Die immer leichtere Verfügbarkeit von High-End-Hardware hat spürbare Auswirkungen auf weniger widerstandsfähige Passwort-Hash-Algorithmen wie bcrypt. In unserer früheren Untersuchung haben wir die Leistung der RTX 4090 und ihres Nachfolgers, der RTX 5090, beim Knacken von bcrypt-Hashes verglichen und festgestellt, dass die neuere GPU etwa 65 % schneller war.

Diese Leistungssteigerung lässt sich jedoch nicht einfach auf wirklich widerstandsfähige Algorithmen wie Argon2 übertragen. Wie bereits erwähnt, wurde Argon2 entwickelt, um den Vorteil der GPU-Leistung der RTX 5090 zu neutralisieren. Dies zeigt sich deutlich im Unterschied der Knackzeiten zwischen Argon2 und im Vergleich zu weniger widerstandsfähigen Algorithmen wie SHA256 benötigt werden.

Knackzeiten von Argon2 im Vergleich zu SHA256

In unseren Tests erreichte Argon2 eine Hashrate von lediglich 490 H/s, während es bei SHA-256 221 GH/s waren. Anders ausgedrückt war Argon2 auf derselben Hardware etwa 451 Millionen Mal langsamer zu knacken als SHA-256. Ein Passwort, das bei einer Hashing-Methode mit SHA-256 in einer Sekunde geknackt werden könnte, würde mit Argon2 beispielsweise mehr als 14 Jahre benötigen.

Anzahl der Zeichen	Nur Zahlen	Nur Kleinbuchstaben	Groß- und Kleinbuchstaben	Zahlen, Groß- und Kleinbuchstaben	Zahlen, Groß- und Kleinbuchstaben, Symbole
4	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort
5	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort
6	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	3,33 Sek.
7	Sofort	Sofort	4,65 Sek.	15,93 Sek.	5,27 Min.
8	Sofort	Sofort	4,03 Min.	16,47 Min.	8,34 Std.
9	Sofort	24,57 Sek.	3,49 Std.	17,01 Std.	33,01 Tage
10	Sofort	10,65 Min.	7,57 Tage	43,96 Tage	8,58 Jahre
11	Sofort	4,61 Std.	1,08 Jahre	7,46 Jahre	815,57 Jahre
12	4,52 Sek.	5,00 Tage	56,05 Jahre	462,60 Jahre	77.480 Jahre
13	45,25 Sek.	129,94 Tage	2.914 Jahre	28.680 Jahre	7,36 Millionen Jahre
14	7,54 Min.	9,25 Jahre	151.500 Jahre	1,78 Millionen Jahre	699,3 Millionen Jahre
15	1,26 Std.	240,49 Jahre	7,88 Millionen Jahre	110,3 Millionen Jahre	66,43 Milliarden Jahre
16	12,57 Std.	6.253 Jahre	409,8 Millionen Jahre	6,84 Milliarden Jahre	6,31 Billionen Jahre
17	5,24 Tage	162.600 Jahre	21,31 Milliarden Jahre	423,8 Milliarden Jahre	599,5 Billionen Jahre
18	52,37 Tage	4,23 Millionen Jahre	1,11 Billionen Jahre	26,28 Billionen Jahre	56,95 Billiarden Jahre
19	1,43 Jahre	109,9 Millionen Jahre	57,63 Billionen Jahre	1,63 Billiarden Jahre	5,41 Trillionen Jahre
20	14,34 Jahre	2,86 Milliarden Jahre	3,00 Billiarden Jahre	101 Billiarden Jahre	514 Trillionen Jahre
21	143,39 Jahre	74,29 Milliarden Jahre	155,8 Billiarden Jahre	6,26 Trillionen Jahre	48,83 Trilliarden Jahre
22	1.434 Jahre	1,93 Billionen Jahre	8,10 Trillionen Jahre	388,3 Trillionen Jahre	4,64 Quadrillionen Jahre

Schätzungen der Knackzeiten sind beim Vergleich von Hash-Algorithmen nach wie vor nützlich. Sie bieten eine Grundlage, um zu verstehen, wie sich Hardware-Verbesserungen auf die Passwortwiederherstellung auswirken. Allerdings verlassen sich echte Angreifer selten ausschließlich auf reine Brute-Force-Angriffe.

Die Daten zeigen jedoch, dass Brute-Force-Angriffe bei einer gut konfigurierten Argon2-Implementierung schnell ihre Aussagekraft als Vergleichsmaßstab verlieren. In der Praxis ist die Wiederherstellung eines starken, zufällig generierten Passworts auf diesem Weg kaum möglich – es sei denn, es wird eine bisher unbekannte Schwachstelle in der Implementierung entdeckt oder die Quanteninformatik erzielt einen Durchbruch in der Kryptoanalyse.

Ist Argon2 unknackbar?

Zwar macht Argon2id das Knacken von Passwörtern erheblich schwieriger, „schwieriger“ bedeutet jedoch nicht „unmöglich“.

Angreifer und Sicherheitsforscher sind sehr effektiv darin, Wortlisten, Regelsätze und Tools zu entwickeln, die ihre Chancen erhöhen, selbst aus gut geschützten Hashes Passwörter wiederherzustellen. Beim praktischen Passwort-Cracking geht es in der Regel nicht darum, alle möglichen Kombinationen auszuprobieren. Erfolg bedeutet, bessere Vermutungen schneller anzustellen.

Eine Lösung, die wir in aktuellen Forschungsarbeiten untersucht haben, ist der Einsatz von Tools, die weder GPUs noch Hashcat verwenden: mdxfind gewinnt zunehmend an Bedeutung, da es die Leistung bei Angriffen auf widerstandsfähige und weniger verbreitete Algorithmen verbessert.

In unseren Tests erreichte beispielsweise ein System mit acht RTX-5090-Karten etwa 490 H/s gegen Argon2id. Im Vergleich dazu erreichte mdxfind auf einer einzelnen AMD-EPYC-Server-CPU bis zu 730 H/s. Während eine RTX-5090-GPU mehr als 5.000 US-Dollar kosten kann, ist die betreffende EPYC-9B14-CPU bereits ab etwa 2.100 US-Dollar erhältlich. Ein Angreifer mit der passenden Hardware und den richtigen Werkzeugen kann dennoch einige der Hashes knacken.

Hashcat versucht, Argon2id per Brute-Force zu knacken

mdxfind knackt Argon2id

Kann Argon2 die Kompromittierung von Passwörtern verhindern?

Argon2 erschwert Brute-Force-Angriffe zwar erheblich, kann jedoch nicht alle passwortbasierten Angriffe verhindern. Selbst mit einem starken Hash-Algorithmus müssen Unternehmen zwei gängige Angriffspfade weiterhin berücksichtigen:

• Kompromittierte Passwörter: Wenn ein Angreifer das Passwort eines Benutzers bereits aus einem früheren Datenleck, einem Phishing-Angriff oder einer Infektion mit einem Infostealer bereits besitzt, muss er den Hash nicht knacken. Das Konto sollte in jedem Fall als kompromittiert behandelt werden.
• Gezieltes Passwort-Cracking: Hierbei nutzen Angreifer verschiedene Techniken, um fundiertere Vermutungen anzustellen. Zwar erhöht Argon2 den Aufwand für jeden einzelnen Versuch, doch schwache oder vorhersehbare Passwörter können weiterhin wiederhergestellt werden.

Aus diesem Grund sollte Argon2 im Rahmen einer umfassenderen Strategie zur Passwortsicherheit eingesetzt werden. Zwar erhöht es den Aufwand für Offline-Cracking, löst jedoch nicht die Probleme der Passwortwiederverwendung, von Phishing, von Problemen bei der Multi-Faktor-Authentifizierung oder der Verwendung bereits kompromittierter Anmeldedaten.

Anzahl der Zeichen	Nur Zahlen	Nur Kleinbuchstaben	Groß- und Kleinbuchstaben	Zahlen, Groß- und Kleinbuchstaben	Zahlen, Groß- und Kleinbuchstaben, Symbole
4	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort
5	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort
6	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort
7	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort
8	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort
9	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort
10	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort
11	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort
12	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort
13	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort
14	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort
15	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort
16	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort
17	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort
18	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort
19	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort
20	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort
21	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort
22	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort	Sofort

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So verbessern Sie die Passwortsicherheit mit Argon2

Wenn Passwort-Hashes offengelegt werden – sei es durch eine Sicherheitsverletzung in Ihrer eigenen Umgebung oder bei einem Drittanbieter –, bestimmt die Stärke der Benutzerpasswörter weiterhin, wie schwer sie wiederherzustellen sind.

Basierend auf unseren Tests sollten Unternehmen Argon2 mit einer Passwortrichtlinie kombinieren, die Folgendes umfasst:

• eine Mindestlänge von 15 Zeichen für Passwörter.
• Die Unterstützung langer Passphrasen anstelle der Empfehlung kürzerer, komplexer Passwörter, die für Benutzer schwerer zu merken sind.
• eine Kombination verschiedener Zeichentypen, idealerweise mit Großbuchstaben, Kleinbuchstaben, Zahlen und Sonderzeichen.
• ein benutzerdefiniertes Wörterbuch gesperrter Passwörter, das unternehmensspezifische Begriffe wie Firmennamen, Produktnamen und andere öffentlich zugängliche Schlüsselwörter enthält. Diese könnten von Angreifern zur Erstellung gezielter Wortlisten genutzt werden. Tools wie CeWL können dabei helfen, solche Begriffe aus öffentlich zugänglichen Websites zu identifizieren und der Sperrliste hinzuzufügen.
• Schutz vor kompromittierten Passwörtern, der verhindert, dass Benutzer Passwörter wählen, die bereits in bekannten Datenlecks aufgetaucht sind.
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Argon2 verringert den Vorteil, den Angreifer durch leistungsstarke und leicht verfügbare Hardware erzielen können, erheblich. In Kombination mit strengen Passwortrichtlinien und dem Schutz vor kompromittierten Passwörtern macht es die Wiederherstellung nutzbarer Passwörter zudem deutlich aufwendiger und verringert die Erfolgswahrscheinlichkeit erheblich.

Kompromittierte Passwörter kontinuierlich blockieren

Argon2 zeigt, dass selbst eine starke Passwort-Hash-Funktion keine gute Passwort-Hygiene ersetzt. Benutzer benötigen nach wie vor eindeutige Passwörter und Unternehmen müssen weiterhin die Risiken in ihrem Active Directory überblicken.

Specops Password Auditor bietet Unternehmen einen praktischen Ausgangspunkt, indem er Passwortrisiken im gesamten Active Directory identifiziert. Allerdings handelt es sich dabei nur um eine Momentaufnahme.

Mit Specops Password Policy und Breached Password Protection können sich Unternehmen jedoch kontinuierlich vor mehr als sechs Milliarden bekannten, kompromittierten Passwörtern schützen. Der Dienst wird täglich anhand der Datensammlung aus den Angriffsüberwachungssystemen unseres Forschungsteams aktualisiert. Dazu gehören auch Passwörter, die in Datenlecks im Dark Web und anderen Quellen gefunden wurden.

„Breached Password Protection” durchsucht das Active Directory kontinuierlich nach kompromittierten Passwörtern und kann Endbenutzer mit anpassbaren Benachrichtigungen warnen. Dadurch können Teams Risiken reduzieren, ohne unnötige Service-Desk-Tickets zu erzeugen.

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