Googles jüngster Durchbruch im Quantencomputing hat die Diskussion über die Sicherheit von Bitcoin neu entfacht. Der neue Quantenchip "Willow" hat bedeutende Fortschritte erzielt, die die Leistungsfähigkeit von Quantencomputern erheblich steigern könnten. Dies wirft die Frage auf, ob Bitcoin, das auf kryptografischen Verfahren basiert, durch diese Technologie gefährdet ist.
Wichtige Erkenntnisse
- Quantencomputer könnten theoretisch private Schlüssel von Bitcoin-Adressen berechnen.
- Ältere Adressformate und mehrfach genutzte Adressen sind besonders gefährdet.
- Die Sicherheit von Bitcoin ist derzeit noch nicht ernsthaft bedroht, da leistungsstarke Quantencomputer noch in der Entwicklung sind.
- Forscher arbeiten an quantensicheren Algorithmen, um Bitcoin langfristig zu schützen.
Was macht Quantencomputer besonders?
Im Gegensatz zu klassischen Computern, die Informationen in Bits (0 oder 1) speichern, nutzen Quantencomputer Qubits, die sich in mehreren Zuständen gleichzeitig befinden können. Diese Eigenschaft, bekannt als "Superposition", ermöglicht es Quantencomputern, enorme Rechenleistungen zu erzielen. Aktuelle Quantencomputer kämpfen jedoch mit hohen Fehlerraten, die ihre praktische Anwendbarkeit einschränken.
Worst-Case-Szenario für Bitcoin
Ein Worst-Case-Szenario könnte Bitcoin auf mehreren Ebenen gefährden:
- Öffentliche Schlüssel: Sobald ein öffentlicher Schlüssel durch eine Transaktion bekannt wird, könnten Angreifer mit ausreichender Quantenleistung den zugehörigen privaten Schlüssel berechnen.
- Angriff auf Adressen: Besonders betroffen wären ältere Adressformate wie P2PK und mehrfach genutzte Adressen, die etwa 9 % des Bitcoin-Angebots ausmachen.
- Manipulation des Mempools: Angreifer könnten unbestätigte Transaktionen manipulieren und Double-Spending-Angriffe durchführen.
- 51%-Angriff: Sollte ein Quantencomputer die Hashrate des Netzwerks übertreffen, könnte er Blöcke umschreiben und Transaktionen kontrollieren.
Warum ist Bitcoin (noch) sicher?
Obwohl Googles Fortschritte mit dem Willow-Chip bedeutend sind, sind leistungsstarke Quantencomputer, die Bitcoin ernsthaft bedrohen könnten, noch nicht verfügbar. Um die Sicherheit von Bitcoin zu gefährden, wären Quantencomputer mit Millionen stabiler, fehlerkorrigierter Qubits erforderlich.
Bitcoin verwendet zwei zentrale kryptografische Verfahren:
- ECDSA: Für Transaktionssignaturen. Ein Angriff könnte durch Shor’s Algorithmus erfolgen, der jedoch einen Quantencomputer mit über 2.800 logischen Qubits erfordert.
- SHA-256: Für das Mining und die Sicherung der Blockchain. Ein Angriff könnte durch Grover’s Algorithmus erfolgen, der ebenfalls eine enorme Anzahl an Operationen erfordert.
Langfristige Lösungen und Ausblick
Die Bedrohung durch Quantencomputer betrifft nicht nur Bitcoin, sondern auch die gesamte digitale Infrastruktur. Forscher arbeiten an quantensicheren Algorithmen, die in Bitcoin implementiert werden könnten, um das Protokoll zu sichern. Zudem zeigt die dezentrale Natur des Bitcoin-Netzwerks, dass Anpassungen und Sicherheitsupgrades möglich sind, wenn eine breite Mehrheit im Netzwerk zustimmt.
Insgesamt bleibt abzuwarten, wie sich die Technologie entwickelt und welche Maßnahmen ergriffen werden, um Bitcoin vor potenziellen Quantenangriffen zu schützen.