Die Idee eines Bitcoin-Entwicklers könnte Quantenangriffe zu einem Verlustgeschäft machen

Innovative Ideen zur Bekämpfung von Quantenangriffen

Der Bitcoin-Entwickler Cory Fields hat eine innovative Idee entwickelt, um zukünftigen Quantenangriffen zu begegnen: Er schlägt vor, dass Angreifer jedes Mal ihr eigenes Bitcoin riskieren müssen, wenn sie versuchen, das eines anderen zu stehlen. In einem Beitrag vom 4. November an die Bitcoin-Entwicklungsliste skizzierte Fields das Konzept der „Quantenminen“ sowie zwei Arten von Auktionen, die darauf abzielen, Angriffe auf verwundbare Wallets in teure Wetten zu verwandeln. Er bezeichnete diese Ideen als „Gedankenexperimente“ und nicht als abgeschlossenes Bitcoin-Upgrade.

Funktionsweise von Bitcoin und Quantencomputern

Bitcoin-Besitzer verwenden einen geheimen privaten Schlüssel, um Transaktionen zu autorisieren. Ein passender öffentlicher Schlüssel ermöglicht es dem Netzwerk, ihre Signaturen zu überprüfen, ohne das Geheimnis zu erfahren. Während die Idee komplex erscheinen mag, haben wir KI eingesetzt, um ein Video zu erstellen, das Ihnen hilft, sie besser zu verstehen.

Aktuelle Computer sind nicht in der Lage, diesen privaten Schlüssel realistisch aus dem öffentlichen abzuleiten. Ein ausreichend leistungsfähiger Quantencomputer könnte jedoch eine mathematische Technik namens Shor-Algorithmus verwenden, um dies zu tun, was einem Dieb potenziell ermöglichen würde, Münzen auszugeben, als ob er sie besitzen würde. Einige ältere Bitcoin-Ausgaben haben öffentliche Schlüssel offengelegt, und bestimmte neuere Formate tun dies ebenfalls. Andere Adressen verbergen den Schlüssel, bis jemand eine Transaktion durchführt, sodass das Risiko nicht für jede Wallet identisch ist. Forscher bezeichnen das hypothetische Eintreffen eines Computers, der in der Lage ist, diese Angriffe durchzuführen, als „Q-Day“.

Das Konzept der Quantenminen

Stellen Sie sich vor, jemand besitzt 1 BTC in einer alten, potenziell verwundbaren Wallet. Vor Q-Day erstellt diese Person eine kleine, separate quantensichere Bitcoin-Ausgabe, die einen versteckten Beweis enthält, dass sie den ursprünglichen privaten Schlüssel kontrollierte, während Quantenraub noch unmöglich war. Man kann dies als einen versiegelten Eigentumsnachweis betrachten. Außenstehende können die kleine Ausgabe sehen, jedoch nicht den Beweis, der darin verborgen ist, oder sogar erkennen, dass es sich um eine Falle handelt.

Angenommen, ein zukünftiger Dieb verwendet einen Quantencomputer, um den alten privaten Schlüssel des Benutzers wiederherzustellen. Nach den von Fields vorgeschlagenen Regeln kann der Dieb nicht einfach die 1 BTC nehmen: Er muss 1 BTC aus einer quantensicheren Wallet als Sicherheit hinzufügen. Beide Münzen gelangen in eine eingeschränkte Ausgabe im Wert von 2 BTC. Der Dieb muss eine Herausforderungsfrist abwarten – 30 Tage in Fields Beispiel – bevor er sie frei ausgeben kann. Der Wallet-Besitzer bemerkt die Transaktion und offenbart den Beweis vor Q-Day. Das Netzwerk erlaubt es dann dem Besitzer, die vollen 2 BTC an die quantensichere Adresse zu übertragen, die sie zuvor festgelegt haben: ihre ursprüngliche Münze plus die Sicherheit des Diebs. Der Angreifer hat keine Möglichkeit, im Voraus zu wissen, welche alten Wallets diese versteckten Belege enthalten. Selbst eine erfolgreiche Wiederherstellung des Quanten-Schlüssels könnte zu einem Verlust von 1 BTC führen.

Mechanismen zur Bekämpfung von Quantenangriffen

Fields schlägt einen zweiten Mechanismus namens gestakte Auktion vor. Vor Q-Day könnte jemand quantensichere Bitcoins sperren und heimlich ein Gebot gegen eine bestimmte alte Wallet registrieren, von der sie erwarten, dass Diebe sie ins Visier nehmen. Angenommen, eine anscheinend verlassene Wallet hält 50 BTC. Ein zukünftiger Angreifer versucht, sie zu bewegen und bietet weitere 50 BTC als Sicherheit an; während der Auktionsperiode kann jemand, der im Voraus ein Gebot abgegeben hat, den versuchten Diebstahl anfechten. In Fields Beispiel beansprucht ein erfolgreicher Herausforderer einen Teil der Sicherheit des Angreifers, während die ursprünglichen verwundbaren Münzen zerstört werden, anstatt dem Bieter zugesprochen zu werden. Der Punkt ist, Dieben einen zuverlässigen Lohn zu entziehen, nicht die Münzen an einen fehlenden Eigentümer zurückzugeben.

Seine dritte Idee, eine Sats-Auktion, erfordert keinen vorherigen Einsatz. Stattdessen würde eine Ausgabe von verwundbaren Münzen einen Wettbewerb auslösen, bei dem der Höchstbietende die Münzen abzüglich seines Gebots erhält, während der Zweitplatzierte sein Gebot zahlt und nichts erhält. Dies ähnelt einem berüchtigten Auktionsspiel, bei dem zwei Bieter ihre Angebote immer weiter erhöhen, weil keiner der beiden derjenige sein möchte, der Geld für nichts verliert. Ein Dieb könnte es vermeiden, einen Wettbewerb zu starten, der mehr kosten könnte als die Münzen, die er zu stehlen hofft.

Herausforderungen und Kompromisse

Eine vorgeschlagene Reaktion auf das Quantenrisiko besteht darin, Ausgaben aus veralteten Wallets nach einer Migrationsfrist einzuschränken. Dies könnte Diebstahl verhindern, könnte aber auch legitime Eigentümer dauerhaft ausschließen, die ihre Münzen nie bewegt haben. Fields untersucht einen anderen Kompromiss: Halten Sie alte Münzen potenziell ausgabefähig, aber machen Sie versuchte Übertragungen kostspielig und anfällig für Herausforderungen. Bitcoin kann einen ehrlichen Eigentümer nicht von einem Quantenräuber unterscheiden, wenn beide dieselbe gültige Signatur erzeugen können. Der Kompromiss ist schwerwiegend, da ehrliche Eigentümer möglicherweise große Sicherheiten benötigen, inaktive Inhaber ihre Chance zur Einspruch verpassen könnten und die Auktionsregeln Münzen verbrennen könnten, die Menschen gehören, die noch leben und einfach offline sind.

Fazit

Bitcoin müsste zuerst eine quantensichere Möglichkeit haben, Gelder zu halten und auszugeben. Wallets müssten dann versteckte Eigentumsverpflichtungen unterstützen, während die Konsensregeln von Bitcoin Sicherheiten, Wartezeiten, spezielle Wiederherstellungstransaktionen und Auktionen durchsetzen müssten. Entwickler müssten sich auch darauf einigen, wann die neuen Regeln aktiviert werden, wie viel Sicherheit erforderlich ist und was mit verlorenen Geboten oder verbleibenden Mitteln passiert. Fields glaubt, dass einige Mechaniken durch einen Soft Fork, eine Art von Bitcoin-Regeländerung, eingeführt werden könnten, hat jedoch das detaillierte Design nicht bereitgestellt. Keiner dieser Schutzmaßnahmen existiert heute in Bitcoin. Fields hat keinen Implementierungs- oder Aktivierungszeitplan veröffentlicht, und sein ursprünglicher Beitrag lässt die Auktionsauszahlungen und sogar das gewünschte Ergebnis einer Auktion ungelöst.