Nach Ansicht von ARK Invest und Unchained wird Quantencomputer-Technologie nicht plötzlich als „Q-day“-Ereignis auftreten. Stattdessen gehen sie davon aus, dass sie sich Schritt für Schritt entwickelt. So hätten sowohl der Markt als auch das Bitcoin-Netzwerk Zeit, sich vorzubereiten und anzupassen, bevor ein echtes Risiko entsteht.
In einem kürzlich veröffentlichten Whitepaper beschreiben beide Unternehmen ein Modell mit fünf Stufen, das die Entwicklung von Quantencomputern von ihrem kommerziellen Nutzen bis zur möglichen Relevanz für Kryptographie dokumentiert.
Fünf-Stufen-Plan zeigt Zeitplan der Quantenentwicklung
Das Whitepaper, verfasst von Dhruv Bansal (Unchained CSO), Tom Honzik (Unchained Director of Custody Research) und David Puell (Trading Analyst und Associate Portfolio Manager bei ARK Invest), bietet einen systematischen Ansatz, um die Risiken durch Quantencomputing einzuschätzen.
Das Modell startet mit Stufe 0. In dieser Phase gibt es Quantencomputer, sie sind aber für die Wirtschaft noch nicht nützlich. Laut Whitepaper befindet sich die Technologie aktuell in dieser Phase.
„Heutige Systeme arbeiten in der sogenannten ‚NISQ-Ära‘ – sie verfügen etwa über 100 logische Qubits und Schaltungstiefen in den Hunderten, was deutlich unterhalb der Schwelle liegt, die nötig wäre, um die Elliptische-Kurven-Kryptographie (ECC) von Bitcoin zu knacken. Dafür wären mindestens 2.330 logische Qubits und zehn Millionen bis Milliarden Quantengatter nötig”, schrieben die Autoren.
In Stufe 1 werden Quantencomputer für bestimmte Branchen wie Chemie und Materialwissenschaft kommerziell einsetzbar. Stufe 2 bedeutet eine Veränderung: In diesem Stadium können Quantencomputer schwache Schlüssel oder veraltete Kryptosysteme knacken.
„Bevor ein fortgeschrittener CRQC existiert, der die starke 256-Bit-ECC bei Bitcoin knacken kann, wird es eine einfachere Variante geben, die schwächere Systeme bricht – zum Beispiel Systeme mit kürzeren Schlüsseln oder fehlerhaften Implementierungen. Daher werden CRQC-Angriffe vermutlich bei den verwundbarsten Systemen beginnen und sich schrittweise in Richtung stärkerer Systeme wie Bitcoin entwickeln”, heißt es im Whitepaper.
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Stufe 3 stellt laut Whitepaper das erste echte Risiko für Bitcoin dar. Quantencomputer könnten dann theoretisch die ECC brechen, mit der die privaten Bitcoin-Schlüssel geschützt sind. Allerdings würde das Entschlüsseln weiterhin viel Zeit in Anspruch nehmen.
„Generell gilt: Bitcoin-Transaktionen, die vor 2011 erstellt wurden, sind oft anfällig gegenüber Quantencomputern. Damals wurden meist P2PK-Adressen genutzt. Neuere Systeme sind tendenziell besser gegen Quantencomputing geschützt. Die gute Nachricht: Bitcoin-Halter können in vielen Wallets und bei Verwahrern bereits Adressen verwenden, die als quantum-resistent gelten.”
Stufe 4 ist schließlich die kritische Grenze. Dann könnte ein Quantencomputer den privaten Schlüssel schneller brechen als die durchschnittliche Bitcoin-Blockzeit von zehn Minuten. Im Bericht steht dazu:
„Unterbleiben Anpassungen am Protokoll während Stufe 4, wäre der Nutzen von Bitcoin als Geldsystem ernsthaft bedroht – eine existentielle Gefahr für das Protokoll. Damit Bitcoin weiter als funktionierende Währung dienen kann, muss es vor Eintreten dieser Stufe vollständig quantum-sichere Adressen unterstützen.”
ARK Invest und Unchained weisen darauf hin, dass es bereits Vorschläge für quantum-sichere Bitcoin-Adressen gibt. Die Beteiligten im Netzwerk haben starke Anreize, Schutzmaßnahmen zu ergreifen, falls dies nötig wird.
Zudem betonen sie, dass die Entwicklung der Post-Quantum-Kryptographie (PQC) aktuell schneller voranschreitet als der Bau von wirklich relevanten Quantencomputern (CRQCs), die Bitcoins Verschlüsselung brechen könnten.
Die Autoren meinen, dass Quantencomputer langfristig ein Risiko darstellen, aktuell aber keine unmittelbare Gefahr. Die Bitcoin-Community sollte daher weiter forschen und Strategien entwickeln, um das Netzwerk zu schützen, wenn sich die Technologie weiterentwickelt.
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Drei Szenarien zur Quanten-Zukunft von Bitcoin
Der Bericht stellt zudem drei mögliche Zeitpläne vor, wie das Risiko Realität werden könnte. Im pessimistischen Szenario gibt es einen schnellen, unerwarteten Durchbruch bei Quantencomputern, der die Bitcoin-Community überrascht.
Auch wenn das zu Störungen führt, sagen die Autoren, dass Bitcoin überleben würde, da mehrere PQC-Vorschläge bestehen und im Notfall umgesetzt werden könnten.
Im optimistischen Szenario kommt es zu Verzögerungen in der Entwicklung von Quantencomputern. So hätte Bitcoin ausreichend Zeit, um quantum-resistente Updates zu erforschen, zu testen und einzuführen.
Die ausgewogene Variante, die mit den Prognosen von großen Investoren übereinstimmt, geht davon aus, dass Quantencomputer Stufe 3 in zehn bis 20 Jahren erreichen werden.
„Nach unserer Einschätzung wird die PQC-Forschung in zehn bis 20 Jahren so weit sein, dass die Bitcoin-Entwickler genügend Zeit haben, passende Algorithmen für die Bitcoin-Chain, die virtuelle Maschine und das gesamte Ökosystem anzupassen und zu optimieren”, so das Whitepaper.
Das Fazit des Berichts bleibt also: Für Bitcoin besteht aktuell kein Risiko. Das Thema Quantencomputing hat durch neue Entwicklungen an Aufmerksamkeit gewonnen. Allerdings ist der Abstand zwischen heutiger Technologie und der Leistung, die nötig wäre, um Bitcoin zu knacken, derzeit noch sehr groß.
