Bitcoin-Quantengefahr rückt bei Ethereum-Konferenz in den Mittelpunkt

Kurz gefasst

• Mitautor:innen von BIP 360 sagen, dass Bitcoin-Signaturen das größte Quantenrisiko für die Blockchain darstellen.
• Etwa 30 % der Bitcoin befinden sich unter exponierten öffentlichen Schlüsseln.
• Während die Schwellenwerte für Quantenhardware sinken, erhöhen sowohl Bitcoin- als auch Ethereum-Entwickler:innen ihre Quantenplanung.

Während der diesjährigen Ethereum-Entwicklerkonferenz ETH Denver, die sich auf den Aufbau in einem Baisse-Markt und die Stärkung von KI-Agenten via Blockchain konzentrierte, wurde in einem Panel die Frage diskutiert, ob die Kryptografie von Bitcoin in einer post-quantischen Welt bestehen kann. Auf der Bühne lag der Fokus diese Woche eng auf der Fähigkeit von Bitcoin, der Bedrohung durch Quantencomputing zu widerstehen, wobei hauptsächlich das, was zuerst brechen könnte, betrachtet wurde. Laut Hunter Beast, Mitautor von BIP 360 – einem Vorschlag, der das Quantenproblem der Blockchain lösen soll – beginnt die Verwirrung oft mit dem Hash-Algorithmus von Bitcoin. „Hash-Algorithmen wie SHA-256 gelten tatsächlich als sehr schwer für selbst die idealsten, größten Quantencomputer, die wir uns vorstellen können“, sagte Beast. „Wir vermuten, dass wir einen Quantencomputer brauchen, der größer als der Mond ist, um kryptografische Hashes mit 256 Bit mittels Grovers Algorithmus zu knacken.“ 

Der Algorithmus wurde 1996 vom Informatiker Lov Grover entwickelt und ist auch bekannt als der Quanten-Suchalgorithmus. Er beschleunigt die brute-force-Suche und verringert die effektive Sicherheit von Hash-Funktionen wie dem SHA-256-Algorithmus von Bitcoin. „Das ist in den nächsten fünf Jahren nicht wirklich unser Hauptanliegen“, sagte Beast. „Was uns in den nächsten fünf Jahren Sorgen macht, sind Signaturen, und das betrifft auch Shor’s Algorithmus.“ Der 1994 von Mathematiker Peter Shor entwickelte Algorithmus zielt auf die Mathematik hinter der Public-Key-Kryptografie ab. Bitcoin basiert auf elliptischer Kurven-Kryptografie für digitale Signaturen, und Shor’s Algorithmus kann private Schlüssel aus öffentlichen Schlüsseln umkehren, wenn ein Quantencomputer mächtig genug ist. Alex Pruden, Geschäftsführer des Blockchain-Cybersicherheitsunternehmens Project Eleven, erläuterte, was das bedeuten würde.

„Eigentum an Bitcoin wird vollständig durch die Fähigkeit, eine digitale Signatur zu erstellen, übertragen“, sagte Pruden während des Panels. „Mit Shor’s Algorithmus reicht es aus, nur den öffentlichen Schlüssel zu kennen – das, was eigentlich sicher geteilt werden sollte –, um den privaten Schlüssel umzukehren. Das bedeutet, ich besitze deine Bitcoin einfach, indem ich deinen öffentlichen Schlüssel kenne.“ Heutige Maschinen können das noch nicht. Pruden verwies jedoch auf kürzliche technische Meilensteine von Google, IBM und anderen im Quantencomputing, die auf weitere schnelle Entwicklungen hindeuten könnten. „Im Dezember 2024 kündigte Google Willow an, einen Quantencomputer, der unterhalb der Fehlerkorrektur-Schwelle arbeitet“, sagte Pruden. „Bis dahin zweifelten die Menschen, ob Quantencomputing jemals skalieren könnte, und Google hat eindeutig gezeigt, dass es das kann.“ Die Diskussion findet statt, während die breitere Kryptoindustrie sich auf den Tag vorbereitet, an dem ein praktischer Quantencomputer in Betrieb genommen wird. Die Ethereum Foundation hat kürzlich ein Team für post-quantale Sicherheit gegründet, und Coinbase hat ein Beratungsgremium eingerichtet, um die Quantenrisiken für Bitcoin und andere digitale Vermögenswerte zu untersuchen. Coinbase-CEO Brian Armstrong bezeichnete das Problem als „lösbar“, auch wenn Forscher:innen die Dringlichkeit der Bedrohung diskutieren. Schätzungen, welche Hardware erforderlich wäre, um das Signaturverfahren von Bitcoin zu knacken, haben sich verändert. Noch 2021 schätzten Forscher:innen, dass etwa 20 Millionen Qubits nötig wären, um die Kryptografie von Bitcoin zu brechen. Letzte Woche deuteten Forscher:innen bei Iceberg Quantum an, dass die Zahl auf etwa 100.000 Qubits sinken könnte. Bereits heute besteht ein Risiko, so Project Eleven, das die sogenannte „Bitcoin Risq List“ verfolgt. Laut dieser Liste sind über 6,9 Millionen Coins in Adressen mit exponierten öffentlichen Schlüsseln, darunter 1,7 Millionen Coins, die in den frühen Jahren von Bitcoin geschürft wurden. „Im Grunde genommen wäre ein Drittel des Angebots anfällig für einen sogenannten Long-Exposure-Angriff“, sagte Beast.

Isabel Foxen Duke, Mitautorin von Beast bei BIP 360, sagte, das Problem sei nicht nur technischer Natur. „Es gibt viele Herausforderungen bei Bitcoin und der Quantenresistenz von Bitcoin, die nichts mit post-quantaler Kryptografie zu tun haben“, sagte sie. Einige ältere Coins, so Foxen-Duke, werden möglicherweise niemals auf quantum-sichere Adressen umgestellt, darunter auch solche, die Bitcoin-Schöpfer Satoshi Nakamoto zugeschrieben werden. „Es gibt Vorschläge, Satoshis Coins und alle Pay-to-Public-Key-Adressen vollständig einzufrieren“, sagte sie. „Ich denke, das sind die kontroverseren, komplizierteren und in gewisser Weise interessanteren Fragen, weil es äußerst schwierig sein wird, einen Konsens darüber zu erzielen, und es eine politisch herausfordernde Aufgabe ist.“ Sie warnte jedoch, dass es katastrophal für das Bitcoin-Netzwerk wäre, wenn die Quantenfähigkeit vor einem Konsens über die Migration einträte. „Wenn 4 Millionen Bitcoin in wenigen Stunden auf den Markt kommen, sobald ein Quantencomputer entsteht und jemand ihn tatsächlich ausnutzt, wäre das ein potenziell das Bitcoin-Projekt zerstörendes Ereignis, unabhängig davon, ob wir post-quantale Kryptografie haben oder nicht“, sagte Foxen Duke.