Die Welt der Kryptowährungen steht stets im Mittelpunkt technologischer Innovationen und Herausforderungen, doch nun sorgt eine Studie von Google für Aufsehen, die das Sicherheitsbild von Bitcoin grundlegend verändern könnte. Der Technologieriese hat herausgefunden, dass sogenannte Quantencomputer, die als die nächste Generation von Rechenmaschinen gelten, möglicherweise 20-mal effizienter darin sein könnten, Bitcoin-Verschlüsselungen zu brechen als bisher angenommen. Diese Enthüllung wirft nicht nur Fragen zur Zukunft von Bitcoin auf, sondern auch zur gesamten digitalen Sicherheit im Zeitalter des Quantencomputings. Quantum Computing und seine revolutionären Fähigkeiten werden seit Jahren mit Spannung verfolgt. Im Kern sind diese Computer in der Lage, komplexe Probleme zu lösen, für die herkömmliche Supercomputer Jahrzehnte brauchen würden.
Insbesondere für kryptografische Verfahren stellt diese Technologie eine potenzielle Bedrohung dar. Bitcoin basiert auf einer Form der Elliptischen-Kurven-Kryptographie (ECC), die aktuell als höchst sicher gilt. Aber Google hat nun gezeigt, dass die benötigten Ressourcen eines Quantencomputers, um vergleichbare Verschlüsselungssysteme zu knacken, drastisch geringer sind als bisher angenommen – bis zu zwanzigmal weniger Rechenleistung und Qubits seien erforderlich. Die Forscher um Craig Gidney von Google Quantum Research haben in ihrem neuesten Papier deutlich gemacht, dass die bisherigen Schätzungen zur Anzahl der notwendigen Qubits zur Faktorierung von 2048-Bit RSA-Schlüsseln drastisch überschätzt wurden. Wo früher 20 Millionen Qubits als Notwendigkeit galten, reichen nun Studien zufolge weniger als eine Million.
Diese Zahl klingt zwar immer noch nach viel, sie ist aber ein bedeutender Fortschritt, der die Dringlichkeit beschleunigt, sich mit quantensicheren Technologien auseinanderzusetzen. Die Verbesserungen stammen insbesondere aus neuen Algorithmen, besseren Fehlerkorrekturverfahren und effizienterem Umgang mit sogenannten magischen Zuständen, die komplexe Quantenoperationen stabiler und ressourcenschonender machen. Warum ist das für Bitcoin-User und den Kryptomarkt so wichtig? Die Sicherheit von Bitcoin basiert auf der Annahme, dass das Knacken von Schlüsseln, die auf ECC beruhen, mit heutigen Computern praktisch unmöglich ist. Doch ein Quantum-Computer, ausgestattet mit einem verbesserten Algorithmus und der nötigen Anzahl an Qubits, könnte theoretisch innerhalb einer Woche einen 2048-Bit-Schlüssel knacken. Das bedeutet, dass private Schlüssel in Wallets, die Bitcoin halten, in Gefahr geraten könnten.
Zwar ist die elliptische Kurve, die Bitcoin nutzt, deutlich stärker als RSA-2048, aber die exponentielle Verringerung der benötigten Ressourcen für Quantensysteme rückt diese Bedrohung in greifbare Nähe. Zum jetzigen Zeitpunkt sind wir aber noch weit von der realen Gefahr entfernt: Die derzeit besten Quantencomputer von IBM, Google oder anderen Unternehmen verfügen über nur einige Tausend Qubits und können zudem nicht stabil genug über mehrere Tage betrieben werden, um solche komplexen Berechnungen durchzuführen. Der bedeutendste Quantenchip von IBM namens Condor erreicht aktuell rund 1121 Qubits, während Googles eigener Sycamore Chip nur 53 Qubits umfasst. Die Kluft zwischen dem heutigen Stand der Technik und der für den Angriff benötigten Rechenleistung ist also noch groß, dennoch lässt die Geschwindigkeit des Fortschritts aufhorchen. Die Forschungsgemeinschaft reagiert bereits auf diese Entwicklungen.
Verschiedene Initiativen arbeiten daran, quantensichere Verschlüsselungssysteme zu entwickeln, die gegen die Fähigkeiten von Quantencomputern immun sind. Hash-basierte Signaturen oder sogenannte Post-Quantum-Cryptography-Verfahren sollen langfristig die Sicherheit von digitalen Vermögenswerten gewährleisten. Entwicklungen wie die von Solana mit quantensicheren Vaults oder Vorschläge von Ethereum-Gründer Vitalik Buterin, Hard Forks einzuführen, um quantenresistente Algorithmen zu integrieren, zeigen, dass die Blockchain-Community den Ernst der Lage erkannt hat. Gleichzeitig läuft auch ein Wettlauf, um das Risiko einzuschätzen und die Zeit bis zum möglichen Quanteneinbruch zu ermitteln. Die Quantum-Computing-Research-Gruppe Project 11 startete eine Belohnung von nahezu 85.
000 US-Dollar in Bitcoin (entspricht 1 BTC), um den Nachweis zu erbringen, dass selbst eine vereinfachte Version von Bitcoins elliptischer Kryptographie mit einem Quantencomputer geknackt werden kann. Diese Herausforderung soll helfen, den Zeitrahmen besser abzuschätzen, in dem diese Bedrohung aktuell oder zukünftig relevant wird. Während die Timeline uns derzeit noch etwas Luft gibt, mahnt Google, dass eventuell bereits jetzt böswillige Akteure verschlüsselten Datenverkehr aufzeichnen, um diese später mit Quantencomputern zu entschlüsseln, sobald die Technologie reif ist. Deshalb haben große Unternehmen, inklusive Google selbst, damit begonnen, ihre Sicherheitsinfrastruktur auf quantensichere Standards umzustellen. Der National Institute of Standards and Technology (NIST) hat bereits postquantensichere Standards veröffentlicht, die bis 2030 umgesetzt werden sollen, doch Googles neue Erkenntnisse könnten bedeuten, dass sich dieser Zeitplan verschieben muss.
Im Kontext der Kryptowährungen bedeutet das, dass die nächste Dekade entscheidend wird für die Zukunft des digitalen Geldes. Investoren, Entwickler und Regulierungsbehörden müssen die Herausforderungen und Chancen des Quantencomputings im Blick behalten. Sicherlich wird es nicht von heute auf morgen zu einem Angriff auf Bitcoin kommen, aber das Risiko wächst kontinuierlich. Es ist davon auszugehen, dass es in Zukunft Schutzmechanismen und Upgrades in den Protokollen geben wird, die zum Beispiel quantensichere Kryptographie-Algorithmen einführen. Ebenso wichtig ist die Rolle der Community und der globalen Sicherheitsforscher, die mit wachsendem Druck daran arbeiten, innovative Lösungen zu entwickeln.
Die Umstellung auf quantensichere Algorithmen wird komplex, weil sie mit netzweiten Hard Forks oder tiefgreifenden Änderungen an den Blockchains einhergeht. Für eine dezentrale Gemeinschaft wie die von Bitcoin ist das ein harter Balanceakt zwischen Sicherheit und Beibehaltung der Dezentralität. Google verstärkt mit seiner Studie noch einmal die Dringlichkeit, sich intensiv mit dieser kommenden Revolution der Rechenleistung auseinanderzusetzen. Die Forschung zu Quantencomputern macht rasche Fortschritte und durch algorithmische Optimierungen können Ressourcen und Zeit deutlich eingespart werden. Wer glaubt, dass Bitcoin und andere Kryptowährungen vor dieser Bedrohung sicher sind, sollte diese Entwicklung aufmerksam beobachten und sich auf technologische Updates sowie mögliche Sicherheits-Updates vorbereiten.
