Einführung in die post-quanten Sicherheitsvorkehrungen von Coinbase
Wenn ein kryptographisch relevanter Quantencomputer schließlich eine aktive Bedrohung für die Sicherheit von Bitcoin darstellt, möchte Coinbase Schutzmaßnahmen implementieren, die auf alle möglichen Entwicklungen von Bitcoin und anderen digitalen Vermögenswerten vorbereitet sind, so Yehuda Lindell. In einem kürzlichen Auftritt bei MARA Foundation TV erklärte der Leiter der Kryptographie der Krypto-Börse dem Moderator Isabel Foxen Duke, dass die post-quanten Sicherheitsvorkehrungen des Unternehmens so gestaltet werden, dass sie jede potenzielle Form der technischen Umrüstung unterstützen.
Die Herausforderungen der post-quanten Signaturschemata
Momentan ist unklar, welches post-quanten Signaturschema Bitcoin in der Praxis verwenden wird. „
Es ist unwahrscheinlich, dass es ein einziges Signaturschema geben wird, das alle verwenden werden
“, sagte Lindell in Bezug auf die Standards, die verschiedene Netzwerke letztendlich übernehmen werden. „Das bedeutet, dass wir auf die unterschiedlichen Ergebnisse auf verschiedenen Blockchains vorbereitet und bereit sein müssen.“
Multi-Party Computation (MPC) und seine Bedeutung
Um etwa 250 Milliarden Dollar an Vermögenswerten im Auftrag von Institutionen wie BlackRock zu sichern, hat Coinbase Jahre damit verbracht, die damit verbundenen Verfahren zu verfeinern. Jetzt bereitet sich das Unternehmen auf eine Welt vor, in der ein Grundpfeiler dieser Vereinbarung herausfordernder oder sogar unpraktikabel im Fall von Bitcoin wird: Multi-Party Computation (MPC).
Ähnlich wie bei Bitcoin-Multi-Signatur-Setups ermöglicht MPC verschiedenen Parteien, unterschiedliche „Anteile“ eines privaten Schlüssels zu halten, sodass mehrere Unterzeichner Transaktionen ausführen können, ohne dass ganze private Schlüssel auf einem einzigen Gerät gefährdet werden. Während die native Skriptsprache von Bitcoin es Benutzern ermöglicht, Multi-Signatur-Setups durch die Durchsetzung von Quorum-Regeln direkt on-chain zu erstellen, funktioniert MPC off-chain unter Verwendung spezifischer kryptographischer Funktionen.
Die Herausforderungen von hash-basierten Signaturen
Doch während Bitcoin sich auf die post-quanten Ära vorbereitet, wächst unter Experten die Besorgnis, dass nicht alle post-quanten Signaturschemata „MPC-freundlich“ sein werden. Insbesondere könnten hash-basierte Signaturen die zugrunde liegende arithmetische Struktur fehlen, die traditionelle kryptographische Schlüsselteilung ermöglicht. Während dieser Mangel an mathematischer Struktur der Grund ist, warum hash-basierte Signaturen als sicher gegen Quantenbedrohungen gelten, macht es sie auch schwierig, wenn es darum geht, Infrastruktur für MPC aufzubauen.
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MPC-Freundlichkeit oder Nicht-MPC-Freundlichkeit macht einen sehr großen Unterschied
“, erklärte Lindell. Während die Ausführung von MPC mit hash-basierten Signaturen bis vor kurzem als unmöglich galt, forschen führende Kryptographen wie Dan Boneh aktiv an potenziellen Lösungen, wie im kürzlich veröffentlichten „PRAWNS“-Papier detailliert beschrieben.
Fallback-Architektur und zukünftige Entwicklungen
Für den Fall, dass Bitcoin ein post-quanten Schema annimmt, das mit MPC inkompatibel ist, erforscht Coinbase eine Fallback-Architektur, die sich auf programmierbare Hardware-Sicherheitsmodule (HSMs) konzentriert – digitale Tresore für verschlüsselte Schlüssel in privaten Rechenzentren. Im Rahmen dieser Vereinbarung würden private Schlüssel mit post-quanten Kryptographie verschlüsselt und nur innerhalb der Grenzen eines physisch sicheren HSMs zusammengefügt.
Obwohl es theoretisch weniger sicher ist, einen vollständigen Schlüssel an einem Ort zu halten – selbst für einen Moment –, bietet ein HSM innerhalb dieser Einschränkungen starken Schutz. Lindell bemerkte, dass die strengen physischen Seitenkanalschutzmaßnahmen und strengen Kontrollen beim Hochladen von Code sein Vertrauen in die Einrichtung unterstützen.
Ausblick auf die Zukunft
Angesichts der Unsicherheit über ein potenzielles post-quanten Upgrade für Bitcoin gestaltet Coinbase seine Verwahrarchitektur so, dass sie agnostisch und anpassungsfähig an welches Signaturschema auch immer ist, das Bitcoin in den kommenden Jahren annehmen wird, sagte Lindell. Obwohl der Zeitrahmen für den Abschluss von Coinbases post-quanten Sicherheitsmaßnahmen noch ungewiss ist, fügte Lindell hinzu, dass er, sobald es abgeschlossen ist, „
ich kann alles unterstützen
“. Wir haben nicht die Angst, dass irgendeine Blockchain [beschließen wird], etwas zu verwenden, das wir einfach nicht unterstützen können.“
André Beganski ist Senior Content Manager bei der MARA Foundation und produziert Inhalte zu Themen wie der Schnittstelle zwischen Quantencomputing und Kryptographie. Zuvor arbeitete er für Decrypt.
