StarkWare, das Blockchain-Infrastrukturunternehmen hinter dem Ethereum-Layer-2-Netzwerk Starknet, gibt an, dass die erste quantensichere Bitcoin-Transaktion auf der Bitcoin-Mainnet gemined wurde. Damit wurde ein Weg getestet, Guthaben vor künftigen Quantenangriffen zu schützen, ohne die Konsensregeln des Netzwerks zu ändern.

In einem Blogbeitrag am Mittwoch teilte Starkware mit, dass die Transaktion Quantum-Safe Bitcoin, kurz QSB, verwendete – eine Methode, die vom Starkware-Forscher Avihu Levy entwickelt wurde. Levy veröffentlichte die Forschung im April, und Starkware-Ingenieur Tomer Giladi half später dabei, den Vorschlag in eine funktionierende Mainnet-Transaktion umzusetzen.

„Heute wurde eine quantensichere Transaktion auf der Bitcoin-Mainnet gemined, die einem Angreifer mit einem funktionsfähigen Quantencomputer standhält“, schrieb Starkware. „Bitcoin-Inhaber haben nun eine Möglichkeit, Coins in eine Speicherung zu verschieben, die ein Quantencomputer nicht öffnen kann."

Bitcoin sichert Transaktionen mittels elliptischer-Kurven-Kryptografie, die ein hinreichend leistungsstarker Quantencomputer mit dem Shor-Algorithmus theoretisch brechen könnte, um private Schlüssel abzuleiten und Guthaben zu stehlen. Ein Quantencomputer, der heutige kryptografische Systeme brechen könnte, ist nach heutigem Kenntnisstand nicht bekannt, doch das Risiko wird weit über den Kryptosektor hinaus ernst genommen: 2024 finalisierte das US-amerikanische National Institute of Standards and Technology seine ersten Standards für Post-Quanten-Kryptografie, und Behörden wie die CISA haben Organisationen aufgefordert, mit der Migration weg von quantenanfälliger Kryptografie zu beginnen.

Der Schutz von Bitcoin könnte langfristig entweder einen Hard Fork erfordern, der Regeln einführt, die mit älterer Software inkompatibel sind und das Netzwerk spalten können, oder einen Soft Fork, der neue Regeln einführen kann und zugleich mit älteren Nodes kompatibel bleibt. Starkware erklärte, ein Soft Fork bleibe die bevorzugte Langzeitlösung, während QSB einen Weg biete, einzelne Guthaben zu schützen, ohne auf ein Netzwerk-Upgrade zu warten.

„Ich möchte weiterhin, dass Bitcoin sich für einen Soft Fork entscheidet, und ich erwarte, dass wir einen bekommen werden“, sagte Starkware-CEO Eli Ben-Sasson. „Was die heutige erfolgreiche Transaktion Bitcoin bietet, ist die Gewissheit, dass Guthaben geschützt werden können, bevor es dazu kommt."

Das Thema erhält zunehmend Aufmerksamkeit, während Forscher untersuchen, welche Bitcoin-Bestände künftigen Quantenangriffen am stärksten ausgesetzt sein könnten. Im Juni schätzte der Quanten-Beirat von Coinbase, dass aufgrund exponierter öffentlicher Schlüssel und Adresswiederverwendung rund 7 Millionen Bitcoin gefährdet sein könnten. Diese Zahl umfasst Coins, die vermutlich in Adressen aus der Frühphase gehalten werden, darunter solche, die mit Bitcoins pseudonymem Erfinder Satoshi Nakamoto in Verbindung gebracht werden und deren öffentliche Schlüssel seit langem on-chain sichtbar sind.

Laut Starkware fügt Quantum-Safe Bitcoin eine zweite, quantenresistente Sperre hinzu, die auf Hashfunktionen statt auf elliptischen Kurven basiert. Hashbasierte Kryptografie gilt als widerstandsfähiger gegenüber bekannten Quantenalgorithmen, weshalb Hashfunktionen und Post-Quanten-Signaturverfahren die Grundlage der meisten vorgeschlagenen quantenresistenten Designs bilden. QSB nutzt „Signature Grinding“, bei dem rechnerische Arbeit außerhalb der Chain (off-chain) durchgeführt wird, um einen Transaktions-Hash zu finden, den Bitcoin als korrekt formatierte Signatur akzeptiert.

Starkware räumte ein, dass QSB Bitcoin nicht quantensicher macht, sondern lediglich einzelne Transaktionen durch hashbasierte Sicherheit schützt. Adressen mit bereits exponierten öffentlichen Schlüsseln können nicht geschützt werden, und derzeit müssen Transaktionen direkt an Miner gesendet werden.

„Diese bemerkenswerte Leistung sollte nicht als Botschaft verstanden werden, dass ‚Bitcoin auf die Quantenbedrohung vorbereitet ist‘. Weit gefehrt“, schrieb Ben-Sasson auf X. „Ich hoffe, dass die Aufmerksamkeit, die diese brillante Arbeit erhält, den Leuten auch unsere Botschaft deutlich vermittelt: Houston, wir haben ein Problem, und die Lösung sollte sein, es mit ernsthaften Soft Forks für [Bitcoin] ernst zu nehmen“, sagte er. „So kann eine Katastrophe vermieden werden, und wir haben noch Zeit."