Da die „Quantenbedrohung“, ein in der Kryptowährungswelt seit langem diskutiertes Thema, wieder in den Vordergrund rückt, hat sich eine bedeutende Entwicklung im Zusammenhang mit einem ihrer Entwickler ereignet.
Der unabhängige Entwickler Avihu Levi hat Forschungsergebnisse veröffentlicht, die nahelegen, dass Bitcoin-Transaktionen ohne Änderungen am bestehenden Protokoll gegen Quantencomputer gesichert werden können.
Der vom Entwickler vorgeschlagene Ansatz erfordert weder einen Soft Fork noch eine netzwerkweite Konsensänderung. Damit stellt er eine Alternative zu den seit Langem diskutierten Post-Quantum-Upgrades dar, die angeblich Jahre dauern.
Die potenziellen Gefahren, die Quantencomputer für die Kryptographie darstellen, sind in letzter Zeit wieder in den Fokus gerückt. Eine von Google veröffentlichte Studie hat gezeigt, dass die zur Entschlüsselung der kryptographischen Systeme von Bitcoin benötigte Quantenrechenleistung deutlich geringer sein könnte. Diese Entwicklung hat erneut Spekulationen über einen möglichen „Q-Day“ ausgelöst, in dem Quantencomputer angeblich in der Lage sein sollen, bestehende Verschlüsselungssysteme zu knacken.
Das Bitcoin-Netzwerk verwendet den Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) zur Sicherung von Transaktionen. Theoretisch könnte jedoch ein ausreichend leistungsstarker Quantencomputer dieses System mithilfe des Shors-Algorithmus knacken und so aus öffentlichen Schlüsseln Zugriff auf private Schlüssel erlangen. Dies stellt ein potenzielles Risiko dar, insbesondere für Adressen, die zuvor Transaktionen verarbeitet haben.
Aktuell vorgeschlagene Lösungen, wie beispielsweise Post-Quanten-Updates wie BIP 360, erfordern einen umfassenden Netzwerkkonsens und gelten daher als arbeitsintensive Prozesse in der Umsetzung.
Avihu Levis vorgeschlagene Methode verlagert den Sicherheitsfokus vollständig von elliptischen Kurven auf eine Hash-basierte Struktur. Die Lösung verwendet einen Signaturansatz, der auf dem RIPEMD-160-Algorithmus basiert, der seit der Einführung von Bitcoin verwendet wird. In diesem Modell werden Transaktionen mithilfe von Einmalsignaturen verifiziert, die durch Hash-Funktionen generiert werden.
Dieser Ansatz integriert auch die HORS-Methode, ein Hash-basiertes Einmalsignatursystem. Ausgehend von der Annahme, dass Quantencomputer Hash-Funktionen ineffizient invertieren können, bietet dieses System theoretisch einen robusten Schutz gegen moderne Quantenangriffe.
Experten zufolge können Quantencomputer zwar elliptische Kurven mithilfe von Shors Algorithmus angreifen, ihre Wirksamkeit gegen Hash-Funktionen, wie beispielsweise Grovers Algorithmus, ist jedoch begrenzter. Dies reduziert zwar das Sicherheitsniveau, macht Hacking in der Praxis aber dennoch extrem schwierig.
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Einer der bemerkenswertesten Aspekte von Levys Lösung ist, dass sie vollständig innerhalb der bestehenden Bitcoin-Regeln funktioniert. Die Lösung bleibt innerhalb der Skriptbeschränkungen des Netzwerks (10.000 Bytes und die maximale Anzahl an Opcodes), ohne dass Änderungen am Opcode oder Protokoll erforderlich sind.
Diese Forschung gilt derzeit jedoch als Machbarkeitsnachweis. Aufgrund des hohen Transaktionsvolumens ist die Implementierung in einem Standardnetzwerk schwierig, und die Kosten belaufen sich Berichten zufolge auf 75 bis 150 US-Dollar pro Transaktion bei Nutzung von Cloud-GPUs. Darüber hinaus wurden noch keine groß angelegten Blockchain-Tests durchgeführt.
Diese Entwicklungen deuten darauf hin, dass Bitcoin gegenüber Quantenangriffen widerstandsfähiger sein könnte als bisher angenommen, was innerhalb der Community zu zwei unterschiedlichen Ansichten geführt hat. Einige tun solche Szenarien als „Angst, Unsicherheit und Zweifel“ (FUD) ab, während andere argumentieren, dass Vorsichtsmaßnahmen gegen potenzielle Risiken getroffen werden sollten.
*Dies ist keine Anlageberatung.