Chinesische Forscher behaupten, die RSA-Verschlüsselung mit bereits existierenden Quantencomputern knacken zu können. Der SHA256-Verschlüsselungsalgorithmus von Bitcoin ist derzeit angeblich (noch) sicher!
Eine Gruppe von 24 chinesischen Forschern behauptet, eine 48-Bit-Zahl mit einem 10-Qubit-Quantencomputer faktorisieren zu können. Dies könnte entscheidend sein, um den RSA-Verschlüsselungsalgorithmus zu knacken – auf diesem beruht ein Großteil der Internetkommunikation
Chinesen wollen Shnorr-Algorithmus mit Quantencomputer optimieren
Den Forschern zufolge lassen sich mithilfe von Quantencomputern bisher unlösbare Schritte in der Schnorr Methode zur Faktorisierung großer Primzahlen lösen. Das Lösen der Primfaktoren einer großen Zahl ist ein entscheidender Schritt, um den RSA-Verschlüsselungsalgorithmus zu knacken.
Auch wenn das Paper der Forscher theoretisch einwandfrei begründet ist, ist es nach Expertenmeinung schwer zu beweisen, dass die heutigen Quantencomputer eine Verbesserung darstellen. So erklärte der MIT-Wissenschaftler Peter Shor:
“Solange keine Analyse eine höhere Geschwindigkeit nachweist, ist das wahrscheinlichste Szenario, dass das Ganze keine große Verbesserung darstellt.”
Der RSA-Algorithmus gewährleistet die Vertraulichkeit zwischen Parteien, die Daten über öffentliche und private Schlüssel austauschen. Er ist außerdem eine Zwei-Wege-Funktion. Das heißt, es ist möglich, aus den verschlüsselten Informationen und einem privaten Schlüssel den Klartext zu ermitteln.
Die Idee, Quantencomputer könnten Verschlüsselungssysteme knacken, die für herkömmliche Computern als “unknackbar” gelten, schlug Shor bereits im Jahr 1994 vor.
Bitcoin Hashing-Funktion bleibt unknackbar – bis jetzt
Die SHA256-Funktion hingegen, kommt zum Einsatz, um sicherzustellen, dass die Daten nicht verändert wurden. Es handelt sich um eine Hashing-Funktion und nicht um einen Verschlüsselungsalgorithmus.
Im Bitcoin-Netzwerk hilft die SHA256-Funktion zu belegen, dass die Daten eines Transaktionsblocks nicht verfälscht wurden. Es handelt sich um eine Einwegfunktion: Das heißt, die Ausgangsdaten können nicht verwendet werden, um die Eingabedaten zu bestimmen.
Shor bewies mit seiner Arbeit die Möglichkeiten, die Primfaktoren einer großen Zahl zu bestimmen und damit die Grundlage für das Knacken der RSA-Verschlüsselung zu schaffen. Allerdings gibt es keinen bekannten Algorithmus, der die Eingabe einer Hash-Funktion anhand ihrer Ausgabe bestimmt. SHA256 gilt außerdem als kollisionsresistent, was es nahezu unmöglich macht, verschiedene Eingaben zu finden, die die gleiche Ausgabe ergeben.
Ein Bitcoin-Miner muss ständig eine Zahl erraten (auch Nonce genannt), um die Ausgabe einer SHA256-Funktion so anzupassen, dass sie kleiner als eine vordefinierte Zahl ist. Diese Zahl, die sogenannte Difficulty, passt sich an, je nachdem, wie lange die Miner gebraucht haben, um die korrekte Ausgabe der letzten 2016 Blöcke zu erstellen. Wenn das Erraten der korrekten Ausgabe der letzten 2016 Blöcke länger als zehn Minuten gedauert hat, dann erleichtert der Bitcoin-Algorithmus das Erraten des Schwierigkeitsziels und umgekehrt.
Ein Miner verwendet häufig spezielle Computer (ASICs), um eine größtmögliche Anzahl von Vermutungen in einer Sekunde durchzuführen.
Einem Paper der University of Sussex vom Januar 2022 zufolge kann ein Quantencomputer mit 13 Millionen Qubits die Bitcoin-Verschlüsselung innerhalb eines Tages knacken. Eine Maschine mit 300 Millionen Qubits hingegen würde für dieselbe Aufgabe eine Stunde benötigen. Es ist unklar, ob sich das Papier auf die privaten und öffentlichen Schlüssel zum Austausch von Bitcoin oder auf die SHA256-Hash-Funktion bezieht.
IBM kündigt neuen Quantencomputer an
Das amerikanische multinationale Unternehmen IBM behauptet, mit 433 Qubits den leistungsstärksten Quantencomputer der Welt zu besitzen. Für 2023 plant das Unternehmen, einen Quantencomputer mit 1.000 und für 2025 einen mit 4.000 Qubit auf den Markt zu bringen.
Der japanische Computergigant Fujitsu dürfte im Frühjahr 2023 den ersten 64-Qubit-Quantencomputer des Landes verkaufen. Kürzlich hat Fujitsu einen neuen Vertrag über die Lieferung des Geräts an ein spanisches Rechenzentrum geschlossen. Letztes Jahr schloss das Unternehmen außerdem einen Vertrag mit dem Forschungsinstitut RIKEN über die Lieferung eines Rechners für die medizinische Forschung ab.
Doch wie bei den chinesischen Forschern besteht auch hier die Möglichkeit, dass Durchbrüche viel schneller als erwartet geschehen.
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