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Aus einer bahnbrechenden Studie des Google-Forschers Craig Gidney geht hervor, dass die Technologie hinter vielen Kryptosystemen wesentlich anfälliger für Quantencomputer ist, als bislang angenommen. Das wirft eine zentrale Frage auf: Wie sicher ist Bitcoin noch, wenn die Quantenrevolution erst einmal begonnen hat?
Wie funktioniert Verschlüsselung?
Verschlüsselung wird in der Krypto-Welt genutzt, um Informationen über die Blockchain zu senden, ohne dass Dritte mitlesen können – etwa deine private Schlüssel, die den Zugang zu deinen Geldern sichern.
Diese Technik kommt bei Transaktionen und in vielen Wallets zum Einsatz. Bei asymmetrischer Verschlüsselung wird ein öffentlicher Schlüssel zum Verschlüsseln und ein privater Schlüssel zum Entschlüsseln verwendet, sodass nur der Besitzer des privaten Schlüssels die Nachricht lesen kann.
Laut Gidney benötigen Quantencomputer 20-mal weniger Ressourcen als bisher gedacht, um diese Verschlüsselung zu knacken. Dabei geht es jedoch um RSA mit 2048 Bit – also nicht direkt um die Kryptografie von Bitcoin.
Die Studie zeigt, dass ein bestimmter Verschlüsselungstyp (RSA) durch Quantencomputer deutlich schneller geknackt werden kann. Bitcoin verwendet allerdings eine andere Art der Kryptografie.
Zwar nutzt Bitcoin keine RSA-Verschlüsselung, doch Experten warnen, dass auch die Bitcoin-Mechanismen letztlich durch fortschrittliche Quantenalgorithmen geknackt werden könnten. Diese Algorithmen sind speziell dafür ausgelegt, extrem große Zahlen effizient zu berechnen – genau das passiert auch bei der Generierung von Bitcoin-Schlüsselpaaren (öffentlich und privat).
Wie lange ist BTC noch sicher?
Asymmetrische Verschlüsselung mit 2048-Bit-Schlüsseln könnte theoretisch innerhalb einer Woche geknackt werden – durch einen Quantencomputer mit weniger als einer Million „noisy qubits“. Solche leistungsfähigen Quantenrechner schienen noch vor wenigen Jahren außerhalb des technisch Machbaren. 2019 ging Gidney noch davon aus, dass dafür rund 20 Millionen „noisy qubits“ nötig wären, um in acht Stunden eine RSA-Verschlüsselung zu knacken.
Bitcoin verwendet hingegen 256-Bit-Schlüssel, was im Vergleich sicherer ist. Die Kryptowährung basiert auf sogenannten Einwegfunktionen – Rechenprozessen, die sich extrem schwer rückgängig machen lassen. Deshalb sind Brute-Force-Angriffe, also das Ausprobieren aller möglichen Kombinationen, bei Bitcoin weit weniger effektiv. Dadurch ist das System besser geschützt.
Quantencomputer sind derzeit noch weit davon entfernt: IBMs leistungsstärkstes Modell, Condor, verfügt über 1.100 Qubits und Googles Sycamore erreicht lediglich 53. Experten erwarten jedoch, dass die Anzahl der Qubits bald rasant steigen wird – ähnlich wie der rasante Fortschritt beim Personal Computer.
Wie funktioniert ein Quantencomputer?
Ein herkömmlicher Computer arbeitet mit Bits, die aus Nullen und Einsen bestehen. Ein Quantencomputer hingegen verwendet sowohl den Wert 0 als auch 1 gleichzeitig. Dadurch sind diese deutlich schneller. Sie nutzen Quantenphänomene wie Superposition und Verschränkung. Das bedeutet unter anderem, dass sich Qubits gegenseitig direkt beeinflussen können. Sie müssen deshalb nicht Schritt für Schritt rechnen, sondern führen Berechnungen parallel aus – so entsteht sehr schnell eine Lösung.
Verschlüsselungsverfahren wurden für klassische Computer entwickelt. Sobald Quantencomputer die Marke von 1 Million Qubits erreichen, stellt dies ein ernstzunehmendes Risiko für deren Sicherheit dar. Verschiedene Studien – darunter „Project 11“ – untersuchen, ob die Bitcoin-Verschlüsselung geknackt werden kann.
Project 11 lobt 1 Bitcoin für denjenigen aus, der mit einem Quanten-Durchbruch die Sicherheit von Bitcoin kompromittiert. Sollte das jemandem gelingen, hätten die Forschenden auch eine Vorstellung davon, wie nah Quantencomputer daran sind, das gesamte Verschlüsselungssystem von Bitcoin zu durchbrechen.
