Kann Bitcoin Quantencomputern standhalten? Forscher testen aktuelle Hardware-Wallets

Schutz von Bitcoin-Hardware-Wallets vor Quantencomputern

Kann die Bitcoin-Hardware-Wallet, die Sie bereits besitzen, Ihre Kryptowährung vor zukünftigen Quantencomputern schützen? Neue Forschungen deuten darauf hin, dass bestehende Geräte anpassungsfähiger sein könnten als bisher angenommen.

Forschungsupdate von Blockstream

In ihrem Forschungsupdate vom 5. November hob das Bitcoin-Infrastrukturunternehmen Blockstream Experimente hervor, die zeigen, dass Hardware-Wallets von Ledger, Trezor, BitBox und der eigenen Jade-Serie post-quanten Signaturen generieren können, ohne dass völlig neue Hardware erforderlich ist.

Die Bedrohung durch Quantencomputer

Bitcoin verwendet elliptische Kurven-Kryptographie, um Transaktionen zu autorisieren. Digitale Signaturen beweisen, dass jemand den privaten Schlüssel kontrolliert, der mit den ausgegebenen Münzen verbunden ist. Ein ausreichend leistungsfähiger Quantencomputer, der Shors Algorithmus ausführt, könnte theoretisch private Schlüssel aus exponierten öffentlichen Schlüsseln ableiten, was Angreifern ermöglichen könnte, Gelder zu stehlen.

Allerdings ist bekannt, dass die heutigen Quantencomputer nicht über die Fähigkeiten verfügen, die erforderlich sind, um die Produktionskryptographie von Bitcoin zu brechen. Die Bedrohung variiert auch zwischen den Wallet-Typen. Einige Bitcoin-Adressen verbergen öffentliche Schlüssel hinter Hashes, bis Münzen ausgegeben werden, während ältere Adressen und bestimmte moderne Ausgabetypen öffentliche Schlüssel direkt offenlegen.

Uneinigkeit über Quantenanfälligkeit

Forscher waren sich zuvor über das Ausmaß der Quantenanfälligkeit von Bitcoin uneinig, insbesondere in Bezug auf ältere Münzen und die Wahrscheinlichkeit, dass bald leistungsstarke Quantencomputer auftauchen. Die Herausforderung besteht daher darin, die Sicherheitsinfrastruktur von Bitcoin vorzubereiten, bevor solche Maschinen praktisch werden.

Blockstreams Experimente

Blockstreams ursprüngliches Experiment vom 19. August bewertete fünf hash-basierte Signaturschemata über mehrere Modelle von Hardware-Wallets. Die Geräte umfassten Jade Plus, Trezor Safe 3, 5 und 7, zwei Ledger-Modelle und BitBox02 Nova. Jedes getestete Gerät generierte erfolgreich post-quanten Signaturen mit den experimentellen Implementierungen.

Eine kompakte SHRINCS-Konfiguration, die 324-Byte-Signaturen erzeugt, benötigte etwa 22 bis 42 Sekunden zum Signieren, wobei Jade Plus 21,75 Sekunden benötigte.

Obwohl diese Ergebnisse erheblich langsamer sind als gewöhnliche Bitcoin-Signaturen, deuten sie darauf hin, dass bestehende Hardware kryptographische Operationen durchführen kann, die darauf ausgelegt sind, zukünftigen Quantenangriffen zu widerstehen.

SHRINCS-System und zukünftige Entwicklungen

Die Ergebnisse ergänzen umfassendere Sicherheitsverbesserungen von Hardware-Wallets; jedoch haben die Tests keine vollständige quantenresistente Firmware oder Wallet-Funktionalität etabliert. Blockstreams vorgeschlagenes SHRINCS-System verwendet hash-basierte Signaturen, anstatt sich auf die elliptische Kurvenmathematik zu verlassen, die für ausreichend fortgeschrittene Quantencomputer anfällig ist.

Sein kompaktes Design adressiert eine weitere wichtige Einschränkung: Quantenresistente Signaturen sind oft erheblich größer als die bestehenden Signaturen von Bitcoin, was potenziell die Transaktionskosten erhöht und mehr Blockplatz verbraucht.

Forscher haben bereits einen Entwurf für einen Bitcoin Improvement Proposal eingereicht, der SHRINCS und seine Referenzimplementierung beschreibt. Bitcoin-Entwickler müssen jedoch noch die Sicherheit, Implementierungsanforderungen, Transaktionskosten und die Kompatibilität mit der bestehenden Infrastruktur bewerten.

Fazit

Andere Vorschläge verfolgen unterschiedliche Ansätze, einschließlich Plänen zur Migration oder letztendlich zur Einschränkung von quantenanfälligen Münzen. In der Zwischenzeit haben jüngste Fortschritte in der Quantencomputing-Technologie die Diskussion darüber intensiviert, wie schnell Bitcoin sich auf den Übergang vorbereiten sollte.