Letzten Mittwoch veröffentlichte der Quantenforscher von Google, Craig Gidney, die Ergebnisse einer Studie, laut der es viel einfacher wäre, Bitcoin zu verletzen, als erwartet.
Insbesondere laut der Studie von Gidney wäre das Entschlüsseln der RSA-Verschlüsselung 20 Mal einfacher, als man bisher angenommen hatte.
Die Studie des Google-Forschers: Quantencomputer können Bitcoin knacken
Gidney schreibt, dass man, um den Übergang zu quantencomputerresistenten kryptografischen Systemen zu planen, zunächst die Kosten der quantenbasierten Angriffe auf anfällige kryptografische Systeme verstehen muss.
Er zitiert eine frühere Studie aus dem Jahr 2019, in der er schätzte, dass es nur acht Stunden Arbeit eines Quantencomputers mit 20 Millionen Qubits benötigen könnte, um ganze RSA mit 2048 Bit zu verletzen.
In der jüngsten Studie hingegen wurde diese Schätzung auf weniger als eine Woche reduziert, und zwar mit einem Quantencomputer mit weniger als 1 Million Qubits.
Gidney erklärt auch, wie es möglich war, die Schätzungen dank neuer Berechnungs- und Speichertechniken so stark zu reduzieren.
Quantencomputer gegen Bitcoin
Derzeit schaffen es Quantencomputer kaum über 1.000 Qubits hinaus, aber bis vor wenigen Jahren existierten sie noch nicht einmal.
Tatsächlich, obwohl die Idee der Quantencomputer bereits in den 1980er Jahren des letzten Jahrhunderts aufkam, wurde der erste Quantencomputer erst vor knapp zwanzig Jahren realisiert und hatte nur 12 Qubits.
Außerdem wurde die sogenannte „quantum supremacy“ erst 2019 von Google mit einem 53-Qubit-Prozessor erreicht. Mit quantum supremacy ist die Fähigkeit eines Quantencomputers gemeint, eine spezifische Rechenaufgabe in einer enorm kürzeren Zeit auszuführen als der leistungsstärkste klassische Supercomputer, der derzeit existiert, um dasselbe Problem zu lösen.
IBM hat beispielsweise das ehrgeizige Ziel, bis 2029 10.000 Qubit zu erreichen und bis 2033 einen Quanten-Supercomputer mit 100.000 Qubit zu schaffen.
In diesem Tempo wird es weit mehr als ein Jahrzehnt dauern, um eine Million Qubits zu erreichen. Außerdem wird eine solche Leistung nur wenigen Supercomputern zur Verfügung stehen, daher besteht derzeit kein Risiko, dass Bitcoin verletzt werden könnte.
Quantencomputer und Bitcoin
Der Punkt ist, dass Quantencomputer eine enorm höhere Rechenleistung als herkömmliche Computer haben.
Also könnten einige kryptografische Methoden, die mit klassischen Computern als zu schwierig zu entschlüsseln galten, stattdessen von enorm leistungsstarken Quantencomputern entschlüsselt werden.
In diesem Fall handelt es sich um den asymmetrischen Verschlüsselungsalgorithmus RSA ((Rivest–Shamir–Adleman), der 1977 von Ronald Rivest, Adi Shamir und Leonard Adleman erfunden wurde.
RSA macht die Entschlüsselung sehr schwierig, da es die Faktorisierung einer sehr großen Zahl in zwei ebenfalls sehr große Primzahlen erfordert. Da dieser Prozess für klassische Computer in vernünftigen Zeiträumen praktisch unmöglich ist, ist es praktisch unmöglich, den privaten Schlüssel aus dem öffentlichen abzuleiten, und deshalb wird der RSA-Algorithmus derzeit als sehr sicher angesehen.
Die asymmetrische Verschlüsselung RSA ist die Grundlage von Bitcoin, da mit diesem System die Paare aus öffentlichen und privaten Schlüsseln erstellt werden, auf denen die Transaktionen in BTC basieren. Der öffentliche Schlüssel dient zur Überprüfung der Korrektheit der digitalen Signatur der Transaktionen, während der private Schlüssel zum Signieren dient. Ohne den privaten Schlüssel können die Transaktionen des eigenen Wallets nicht signiert werden, und vom öffentlichen Schlüssel aus gibt es keine Möglichkeit, auf den privaten Schlüssel zu schließen.
Die Lösungen
Anfänglich, nach der Studie von 2019, dachte man, dass es mindestens zwanzig Jahre dauern würde, bevor Quantencomputer in der Lage wären, Bitcoin zu gefährden.
Jetzt muss diese Schätzung jedoch wahrscheinlich nach unten korrigiert werden.
Dies bedeutet jedoch nicht, dass Bitcoin schnell abgegeben wird.
Tatsächlich ist es zwar nicht möglich, das Bitcoin-Protokoll zu ändern, aber es ist dennoch immer möglich, es zu forken, also eine andere, modifizierte Version zu erstellen, die neben der klassischen Version existiert.
Die Idee ist, einen gegen Quantencomputer resistenten Fork zu erstellen und diesen anstelle des ursprünglichen Protokolls zu verwenden, auch weil letzteres früher oder später verletzt werden könnte.
Außerdem ist das Problem seit Jahren bekannt, und es wurden bereits mögliche Lösungen entwickelt, die auf dem Fork angewendet werden können, um ihn quantum resistant zu machen.
Allerdings, wenn man bis vor kurzem dachte, dass es viel Zeit zum Eingreifen gäbe, scheint es jetzt wahrscheinlich, dass es notwendig ist, schneller zu handeln.
Es muss daran erinnert werden, dass es Zeit braucht, um einen Fork von Bitcoin durchzuführen, der dann von allen (oder fast allen) Benutzern übernommen werden kann, und was uns Gidney sagt, ist, dass wir weniger davon haben, als wir dachten.
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