Coinbase hat Bitcoin-Entwickler aufgerufen, jetzt mit den Vorbereitungen auf mögliche Bedrohungen durch Quantencomputer zu beginnen, und warnt in einem am 13. Oktober veröffentlichten technischen Papier, dass die Aufrüstung der Sicherheit des Bitcoin-Netzwerks mehrere Jahre dauern könnte.

Die Börse verwahrt rund 5 % aller existierenden Bitcoin und erklärte, sie bereite ihre eigenen Systeme bereits auf eine Post-Quanten-Zukunft vor. Diese Vorbereitungsarbeiten umfassen laufende Gespräche mit Bitcoin-Forschern, Beiträge zu Open-Source-Projekten und die Mitgliedschaft im Bitcoin Security Consortium.

"We believe it is important to begin preparing well ahead of any CRQC (Cryptographically Relevant Quantum Computer) announcement", erklärte Coinbase. "Bitcoin consensus changes and ecosystem migrations can take years, so it is important that we begin this work now."

Warum Bitcoin einem Quantenrisiko ausgesetzt ist

Bitcoin stützt sich derzeit auf Elliptische-Kurven-Kryptografie, einschließlich der ECDSA- und Schnorr-Signaturverfahren, um Transaktionen zu autorisieren. Theoretisch könnte ein ausreichend leistungsstarker Quantencomputer private Schlüssel aus offengelegten öffentlichen Schlüsseln ableiten. Die Sorge geht auf Shor's Algorithmus zurück, das Ergebnis von 1994, das zeigte, dass ein ausreichend leistungsfähiger Quantencomputer die mathematischen Probleme lösen könnte, auf denen Elliptische-Kurven-Signaturen beruhen.

Coinbase behauptete nicht, dass eine solche Maschine heute existiert. Das Unternehmen beschrieb die Bedrohung als eine künftige Möglichkeit, die dennoch eine Planung im Vorfeld erfordert, da Protokolländerungen lange dauern können. Die eigene Upgrade-Historie von Bitcoin veranschaulicht dies: SegWit brauchte von Vorschlag bis Aktivierung 2017 rund zwei Jahre, Taproot fast vier Jahre und wurde 2021 aktiviert.

Laut dem Papier erfordert die Lösung weit mehr als die bloße Wahl eines neuen Signaturalgorithmus. Entwickler müssen Abwägungen zwischen Transaktionsgebühren, Blockplatz, Wallet-Unterstützung und der Fähigkeit von Nodes treffen, Transaktionen eigenständig zu verifizieren.

Coinbase befürwortet flexible Designs und Hybrid-Wallets

In dem Papier verwies Coinbase auf BIP-360 und P2TRv2 als erwägenswerte Designs. Beide Ansätze trennen die Transaktionsstruktur vom Signaturverfahren selbst, sodass neue Algorithmen hinzugefügt oder bestehende ersetzt werden könnten, ohne das Transaktionsformat neu zu gestalten.

BIP-360 führt Pay-to-Merkle-Root (P2MR) ein, womit die Key-Path-Ausgabeoption von Taproot entfernt wird – der Mechanismus, durch den ein öffentlicherüssel offengelegt wird. Der Vorschlag befindet sich weiterhin im Entwurfsstatus.

Die Börse empfahl, Post-Quanten-Algorithmen wie ML-DSA, SLH-DSA und FN-DSA zu untersuchen, sobald deren Standards fertiggestellt sind. Alle drei stammen aus dem Post-Quanten-Kryptografieprogramm des US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology, das ML-DSA 2024 als FIPS 204 und SLH-DSA als FIPS 205 abschloss, während FN-DSA noch in diesem Verlauf befindlich ist. Zudem benannte es SHRINCS, ein kompaktes hashbasiertes Design, als Prüfkandidaten.

Für die Migration selbst beschrieb Coinbase eine 1-of-2-Hybrid-Wallet, die sowohl aktuelle als auch Post-Quanten-Signaturen unterstützen soll. Nach dieser Struktur könnten Mittel entweder mit einem herkömmlichen ECDSA- oder Schnorr-Schlüssel oder mit einem separaten Post-Quanten-Schlüssel ausgegeben werden.

Das Unternehmen fügte hinzu, dass jedes neue System mit Multiparty Computation (MPC) kompatibel bleiben sollte, einer Technik, die große Verwahrstellen zum Schutz von Schlüsseln nutzen. Es warnte außerdem, dass zustandsbehaftete Signaturverfahren Fälschungsrisiken bergen, wenn Signaturaufzeichnungen unsachgemäß behandelt werden, und forderte eine zustandslose Option.

Alte und verlorene Coins bleiben eine offene Frage

Das Schicksal alter und verlorener Coins bleibt ungeklärt. Diese Kategorie umfasst ruhende Wallets, verlorene Schlüssel und Bitcoin aus den frühesten Jahren des Netzwerks. Outputs aus dieser frühen Zeit, als die direkte Zahlung an einen öffentlichen Schlüssel das Standardformat war, lassen diesen Schlüssel on-chain sichtbar bleiben – einer der Gründe, warum diese Ära in solchen Diskussionen Beachtung findet.

Ein separater Vorschlag, BIP-361, sieht vor, ältere Signaturen schrittweise einzuschränken, sobald eine Post-Quanten-Option verfügbar ist. Auch er befindet sich weiterhin im Entwurfsstatus und wurde nicht aktiviert.

Coinbase erklärte, Streitigkeiten über diese nicht zugänglichen Mittel sollten parallel diskutiert werden und den Schutz aktiver Wallets nicht aufhalten.

Bemerkenswert ist, dass das Papier keine Migrationsfrist festlegte, keinen finalen Algorithmus befürwortete und kein Aktivierungsdatum vorschlug. Coinbase erklärte, die nächsten Schritte würden in Gesprächen mit Forschern, Entwicklern und Open-Source-Beitragenden fortgesetzt. Kurzfristig bietet der Entwurfsstatus von BIP-360 und BIP-361 den konkretesten Anhaltspunkt für den Fortschritt der Bemühungen.

Dieser Artikel basiert auf Berichten von Blockonomi.