Bitcoin hat eine experimentelle quantensichere Transaktion mithilfe einer von StarkWare entwickelten Konstruktion abgeschlossen, was die laufenden Bemühungen unterstreicht, den Sicherheitsrisiken zu begegnen, die immer leistungsfähigere Quantencomputer für Blockchain-Netzwerke darstellen könnten. Die Transaktion sollte demonstrieren, dass Bitcoin einen quantenresistenten Transaktionsmechanismus übernehmen kann, ohne dass Änderungen am zugrunde liegenden Protokoll des Netzwerks erforderlich sind.

StarkWare bestätigte die experimentelle Transaktion und würdigte Avihu Mordechai Levy als Entwickler des Quantum-Safe-Bitcoin-Transaktionsschemas (QSB). Den bereitgestellten Informationen zufolge wurde die Arbeit in Zusammenarbeit mit der MARA Foundation und Tomer Giladi durchgeführt.

Das QSB-Schema soll quantenresistente Sicherheit für Bitcoin bieten, ohne das Bitcoin-Protokoll selbst zu verändern, und dabei mit den bestehenden Legacy-Script-Beschränkungen des Netzwerks kompatibel bleiben.

Das Schema zielt auf das Risiko durch Quantencomputing ab

Quantencomputing stellt eine potenzielle langfristige Herausforderung für Blockchain-Netzwerke dar, da Algorithmen wie der Shor-Algorithmus kryptografische Systeme untergraben könnten, die auf mathematischen Problemen beruhen, welche für herkömmliche Computer als schwierig gelten. Die bestehende kryptografische Architektur von Bitcoin könnte daher mit Sicherheitsbedenken konfrontiert werden, sobald hinreichend leistungsfähige Quantencomputer verfügbar werden. Die Transaktionssignaturen von Bitcoin – sowohl das seit Langem eingesetzte ECDSA-Verfahren als auch die mit Taproot eingeführten Schnorr-Signaturen – beruhen auf Kryptografie elliptischer Kurven, der Familie von Konstruktionen, die der Shor-Algorithmus brechen soll. Outputs, deren öffentliche Schlüssel bereits offengelegt sind, etwa frühe Pay-to-Public-Key-Transaktionen und wiederverwendete Adressen, gelten häufig als am unmittelbarsten gefährdet, da ein Angreifer den öffentlichen Schlüssel nicht erst aus seinem Hash zurückgewinnen müsste.

Levy stellte das QSB-Transaktionsschema am 9. April 2026 als Ansatz vor, der dieser potenziellen Bedrohung begegnen soll. Die Konstruktion ist so ausgelegt, dass sie auch unter den mit dem Shor-Algorithmus verbundenen Annahmen sicher bleibt, ohne dass eine Änderung des Kernprotokolls von Bitcoin erforderlich wird.

Die Entwicklung spiegelt eine über Blockchain-Netzwerke hinaus verbreitete Sorge wider, sich auf Fortschritte in der Computertechnologie vorzubereiten, bevor Quantensysteme in der Lage sind, weit verbreitete kryptografische Mechanismen anzugreifen. Die Sorge geht über die Blockchain-Branche hinaus: Das US-amerikanische National Institute of Standards and Technology hat im August 2024 seine ersten Standards für Post-Quanten-Kryptografie finalisiert, und die Migrationsplanung ist zu einer branchenübergreifenden Aufgabe geworden. Einige Blockchain-Projekte wie der Quantum Resistant Ledger setzen seit ihrem Start hashbasierte Signaturen ein.

StarkWare modifiziert bestehende Proof-of-Work-Konstruktion

Der Ansatz von StarkWare baut auf einer Konstruktion namens BINOHASH auf. Die Entwicklung modifiziert die als anfällig für Quantenangriffe geltende Komponente, indem ein auf der Signaturgröße basierendes Proof-of-Work-Puzzle durch ein Hash-zu-Signatur-Puzzle ersetzt wird.

Laut der technischen Beschreibung beruht die Sicherheit des überarbeiteten Mechanismus auf der Preimage-Resistenz von RIPEMD-160 statt auf den Sicherheitseigenschaften der ersetzten Komponente. Diese Änderung soll die Abhängigkeit des Schemas von kryptografischen Annahmen verringern, die durch Quantenalgorithmen angreifbar werden könnten. Hashfunktionen gelten im Allgemeinen als widerstandsfähiger gegen Quantenangriffe als Signaturverfahren, da der Grover-Algorithmus bei Brute-Force-Suchen nur eine quadratische Beschleunigung bietet und nicht den exponentiellen Vorteil, den der Shor-Algorithmus bei der Faktorisierung und bei diskreten Logarithmen bietet.

Die daraus resultierende Konstruktion bietet Berichten zufolge unter einem auf Shor basierenden Bedrohungsmodell eine Second-Preimage-Resistenz von etwa 118 Bit. Unter dem Grover-Algorithmus liegt die geschätzte Sicherheitsstufe bei ungefähr der Hälfte dieses Werts. Diese Schätzungen beschreiben den rechnerischen Schwierigkeitsgrad, die Konstruktion unter verschiedenen Quantenangriffsszenarien erfolgreich zu kompromittieren.

Ausgelegt für den Betrieb innerhalb der bestehenden Grenzen von Bitcoin

Ein bedeutendes Merkmal des Vorschlags ist seine Kompatibilität mit den bestehenden Scripting-Beschränkungen von Bitcoin. Das Schema passt Berichten zufolge in das Legacy-Bitcoin-Script-Framework, verwendet nicht mehr als 201 Opcodes und bleibt innerhalb einer Größenbeschränkung von 10.000 Byte.

Diese Kompatibilität könnte von Bedeutung sein, da Änderungen auf Protokollebene bei Bitcoin in der Regel eine umfangreiche technische Überprüfung und eine breite Koordination im Ökosystem erfordern. Ein Mechanismus, der innerhalb bestehender Script-Beschränkungen funktionieren kann, könnte einen alternativen Weg bieten, quantenresistente Funktionalität zu erproben, ohne sofort ein netzwerkweites Protokoll-Upgrade zu erfordern.

StarkWare verkündete diesen Meilenstein auf X:

Quantum-safe Bitcoin, mined on mainnet, Today. Designed by @avihu28 – the first ever quantum-safe Bitcoin transaction was built in collaboration with @MARAFoundation_ and our own @giladi_tom85141 . Every chain faces the same quantum deadline. Today we took a huge step to move…

— StarkWare (@StarkWareLtd) August 26, 2026

Die experimentelle Transaktion zeigt zudem, dass das Konzept von der theoretischen Forschung zu einem funktionierenden Proof of Concept weiterentwickelt werden kann. Die Transaktion wurde als auf dem Mainnet von Bitcoin gemined beschrieben, womit eine praktische Demonstration des vorgeschlagenen Mechanismus unter realen Netzwerkbedingungen vorliegt.

Günstige Tests könnten weitere Forschung unterstützen

Die technische Beschreibung schätzt die mit dem Schema verbundenen Offchain-GPU-Kosten auf einige hundert US-Dollar. Dieser Wert spiegelt eine experimentelle Implementierung und keine Prognose künftiger Produktionskosten wider; dennoch könnten vergleichsweise gut zugängliche Rechenanforderungen weitere Tests für Forscher und Entwickler erleichtern.

Die berichtete Demonstration auf dem Mainnet liefert Belege dafür, dass quantensichere Transaktionskonzepte innerhalb der bestehenden Betriebsumgebung von Bitcoin getestet werden können, anstatt rein theoretische Vorschläge zu bleiben.

Ein experimenteller Schritt, kein vollständiges Upgrade

Die Entwicklung bedeutet nicht, dass Bitcoin vollständig aufgerüstet wurde, um allen möglichen künftigen Quantenangriffen standzuhalten. Sie stellt vielmehr einen experimentellen Schritt auf dem Weg zur Bewertung alternativer kryptografischer Mechanismen dar, bevor das Quantencomputing ein Niveau erreicht, das die aktuelle Blockchain-Sicherheit bedrohen könnte.

Während die Forschung im Quantencomputing voranschreitet, prüfen Blockchain-Entwickler zunehmend Möglichkeiten, die Transaktionssicherheit gegen potenzielle künftige Angriffe zu bewahren. StarkWares QSB-Konstruktion ergänzt diese Bemühungen um einen weiteren technischen Ansatz, mit ihrem Fokus auf Protokollkompatibilität, hashbasierten Sicherheitsannahmen und praktischer Umsetzung.

Berichten zufolge könnte die erfolgreiche experimentelle Transaktion eine Grundlage für zusätzliche Forschung zu quantensicheren Bitcoin-Transaktionen und für die umfassendere Herausforderung bieten, dezentrale Netzwerke auf die nächste Generation der Computertechnologie vorzubereiten. Zu den offenen Fragen für Beobachter gehört, ob die Sicherheitsschätzungen des Schemas einer unabhängigen kryptoanalytischen Überprüfung standhalten und ob weitere Mainnet-Experimente dieser Art die breitere Diskussion darüber prägen, wie etablierte Netzwerke sich auf das Quantencomputing vorbereiten sollten.

Quelle: CoinTrust