Anthropic hat bekannt gegeben, dass sein Claude Mythos Preview-Modell eine bisher unbekannte mathematische Schwachstelle in HAWK identifiziert hat, einem nach Gitterverfahren basierten Post-Quanten-Signaturverfahren, das bereits zwei Jahre langer Expertenprüfung standgehalten hatte. Die Forschung erforderte rund 60 Stunden Rechenzeit und approximately 100.000 US-Dollar an Rechenkosten. Die Entdeckung wirkt sich zwar nicht auf Bitcoin, Ethereum oder die Verschlüsselung aus, die derzeit die Internetinfrastruktur schützt, sie zeigt jedoch, wie KI zu einem bedeutenden Werkzeug für die Belastungserprobung der kryptografischen Systeme wird, die die digitale Wirtschaft von morgen absichern könnten.

Der Fund ist besonders relevant für den Post-Quanten-Prüfprozess, der vom U.S. National Institute of Standards and Technology (NIST) geleitet wird. Der NIST hat bereits seine erste Reihe von Post-Quanten-Standards veröffentlicht — FIPS 203, 204 und 205 — evaluiert jedoch weiterhin zusätzliche digitale Signaturverfahren in ergänzenden Runden, die darauf abzielen, die Vielfalt seines kryptografischen Portfolios zu erweitern. HAWK ist Teil dieser laufenden Bemühungen, und das Ziel besteht darin, Schwachstellen in Kandidatenalgorithmen zu identifizieren und zu beseitigen, bevor sie im großen Maßstab eingesetzt werden.

Die Verschlüsselung von morgen im Visier, nicht die von heute

HAWK ist eines von mehreren digitalen Signaturverfahren, die derzeit im Rahmen des Post-Quanten-Kryptografie-Normungsverfahrens des NIST evaluiert werden. Es wurde nie in realen Finanzsystemen oder Blockchain-Netzwerken eingesetzt.

Digitale Signaturen sind die mathematischen Mechanismen, die die Authentizität verifizieren, wann immer jemand Kryptowährung sendet, sich in Online-Banking einloggt oder auf eine sichere Website zugreift. Die heutigen Signaturalgorithmen bleiben gegenüber herkömmlichen Computern effektiv, doch hinreichend leistungsstarke Quantencomputer könnten irgendwann die mathematischen Probleme lösen, die vielen aktuellen Verschlüsselungsmethoden zugrunde liegen — eine Bedrohung, die speziell von Shors Algorithmus ausgeht, der die Faktorisierungs- und diskreten Logarithmus-Probleme hinter weit verbreiteten Verfahren wie RSA und ECDSA angreift. Aus diesem Grund haben Forscher Jahre mit der Entwicklung von Post-Quanten-Algorithmen verbracht, die solchen Angriffen standhalten sollen.

Gemäß den Forschungsergebnissen von Anthropic identifizierte Claude eine schnellere Methode zum Angriff auf HAWKs kleinsten Challenge-Parameter, wodurch der geschätzte Rechenaufwand von rund 2⁶⁴ Operationen auf 2³⁸ reduziert wurde. Zum Kontext: 2⁶⁴ Operationen liegen nahe der Grenze dessen, was eine gut ausgestattete Organisation mit herkömmlicher Hardware im Laufe der Zeit plausibel bewältigen könnte, während 2³⁸ im Bereich moderater Rechenressourcen liegt. Dies stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Kryptoanalyse dar. Der Algorithmus wurde jedoch in keiner Produktivumgebung gebrochen, da er nie echte Nutzer geschützt hat. Größere Sicherheitsparameter bleiben zudem rechnerisch nicht praktikabel anzugreifen.

Keine Bedrohung für Bitcoin oder Ethereum

Bitcoin sichert seine Transaktionen mithilfe des Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA), nicht mit HAWK. Ethereum verlässt sich ähnlich auf andere kryptografische Methoden. Die von Anthropic entdeckte Schwachstelle hat keine Auswirkungen auf das aktuelle Sicherheitsmodell der beiden Blockchains.

Die Forschung ist dennoch für Bitcoin relevant, da ECDSA selbst zu den Algorithmen gehört, die von Shors Algorithmus auf einem hinreichend leistungsstarken Quantencomputer irgendwann kompromittiert werden könnten, und Entwickler bereits aktiv diskutieren, wie und wann das Netzwerk zu quantenresistenter Kryptografie migrieren sollte. Ein Vorschlag, BIP-360, empfiehlt die Unterstützung mehrerer standardisierter Post-Quanten-Signaturalgorithmen anstelle der Abhängigkeit von einem einzigen Ersatz. Ein weiterer, BIP-361, skizziert einen spezifischen Rahmen zur Integration quantenresistenter Transaktionstypen. Anthropics Ergebnisse untermauern die Logik dieses diversifizierten Ansatzes: Sollte sich ein vorgeschlagener Algorithmus später als schwächer als erwartet erweisen, stünden Entwicklern weiterhin andere geprüfte Alternativen zur Verfügung.

Wie The Street berichtete, validiert die Entdeckung Bitcoins vorsichtige Strategie, anstatt eine Schwachstelle im Netzwerk selbst aufzudecken.

KI als kryptoanalytisches Werkzeug

Möglicherweise geht die wichtigste Erkenntnis über Bitcoin oder eine einzelne Blockchain hinaus.

Jahrzehntelang wurden neue Verschlüsselungssysteme fast ausschließlich von Teams aus Mathematikern und Sicherheitsforschern getestet. Überprüfungen dauerten häufig Jahre, da jede mögliche Schwachstelle manuell untersucht werden musste.

Gemäß Anthropic lehnte Claude Mythos anfangs eine der kryptografischen Herausforderungen ab, da es das Problem als zu schwierig einstufte. Nach zusätzlichem Prompting und mehreren Tagen Rechenzeit generierte das Modell mehr als eine Milliarde Output-Token, bevor es einen neuartigen mathematischen Abkürzungsweg identifizierte. Menschliche Forscher verbrachten anschließend Wochen mit der Verifizierung des Ergebnisses, bevor es dem HAWK-Team und dem NIST über einen verantwortungsvollen Offenlegungsprozess mitgeteilt wurde.

Dieser Workflow könnte zunehmend üblich werden. Anstatt Kryptografen zu ersetzen, kann KI mathematische Möglichkeiten schnell erkunden, während menschliche Experten bestätigen, ob die Entdeckungen der Überprüfung standhalten. Für Organisationen wie den NIST könnte dies letztlich den Prüfprozess stärken und sicherstellen, dass zukünftige kryptografische Standards nicht nur jahrelanger menschlicher Analyse, sondern auch KI-gestützten Tests standhalten müssen, bevor sie die Produktionsreife erreichen.

CoinDesk stellte fest, dass Bitcoins Quanten-Migrationsstrategie bereits davon ausgeht, dass einige Kandidatenalgorithmen brechen könnten, was die KI-gestützte Kryptoanalyse zu einem wertvollen Frühwarnsystem macht.

Branchenweite Quantenvorbereitungen

Bitcoin ist bei weitem nicht allein dabei, sich auf eine Zukunft vorzubereiten, in der Quantencomputer die heutige Kryptografie bedrohen könnten. Entwickler in der gesamten Blockchain-Branche untersuchen quantenresistente Upgrades, und einige datenschutzorientierte Netzwerke haben bereits Funktionen eingeführt, die zukünftige Migrationen erleichtern sollen.

Regierungen und große Technologieunternehmen gehen ähnlich zu Post-Quanten-Standards über. Google hat bereits eine Roadmap angekündigt, um Teile seiner Infrastruktur auf quantensichere Kryptografie zu migrieren, was signalisiert, dass das Thema die akademische Diskussion verlassen hat.

Auch spezialisierte Unternehmen wie PostQuantum haben die emerginge Rolle der KI bei der kryptografischen Bewertung analysiert.

Für Bitcoin unterstützt die neueste Forschung einen bewussten Ansatz anstatt eines überstürzten. Entwickler haben konsistent Algorithmen bevorzugt, die einer umfassenden öffentlichen Prüfung unterzogen wurden, gegenüber solchen, die Geschwindigkeit oder Bequemlichkeit ohne erwiesene Widerstandsfähigkeit versprechen.

Wie es weitergeht

Die Aufmerksamkeit wird sich in den kommenden Jahren wahrscheinlich auf drei Bereiche konzentrieren.

Erstens die Geschwindigkeit, mit der sich KI in der Kryptoanalyse verbessert. Anthropic selbst stellte fest, dass sich Sprachmodelle von dem Kampf mit grundlegenden kryptografischen Aufgaben dahin entwickelt haben, Schwachstellen aufzudecken, die jahrelanger Expertenprüfung entgangen waren.

Zweitens die laufende Bewertung von Post-Quanten-Algorithmen durch den NIST. Jeder neu genehmigte Standard wird vor der breiten Einführung wahrscheinlich immer anspruchsvolleren KI-gestützten Tests unterzogen.

Drittens Bitcoins eigene Quanten-Roadmap. Diskussionen um Vorschläge wie BIP-360 und BIP-361 werden voraussichtlich fortgesetzt, während Entwickler abwägen, wie und wann das Netzwerk schließlich zu quantenresistenten Signaturen übergehen soll.

Während praktische Quantenangriffe eher eine zukünftige als eine unmittelbare Bedrohung darstellen, wird eine Jahre im Voraus erfolgende Planung weithin als der umsichtigste Kurs angesehen.