Quantencomputing ist das „größte Risiko für Bitcoin“, sagt Mitgründer von Coin Metrics

Nic Carter sieht im Quantencomputing das größte langfristige Risiko für die Kernkryptographie von Bitcoin und fordert die Entwickler auf, dieses mit Dringlichkeit zu behandeln, nicht als Science-Fiction.

In einem Essay veröffentlicht am Montag, erklärt der Mitbegründer von Coin Metrics in einfacher Sprache, wie die Schlüssel von Bitcoin funktionieren und warum Quantenmechanik von Bedeutung ist. Carter schreibt, dass Nutzer mit einer geheimen Zahl (einem privaten Schlüssel) beginnen und mithilfe von elliptischer Kurvenmathematik auf der secp256k1-Kurve, der Grundlage für ECDSA- und Schnorr-Signaturen, einen öffentlichen Schlüssel ableiten.

Er beschreibt diese Transformation bewusst als Einwegfunktion: leicht vorwärts zu berechnen, unter klassischen Annahmen jedoch unmöglich rückgängig zu machen. „Das gesamte kryptografische Fundament von Bitcoin beruht darauf, dass es eine Einwegfunktion gibt, die in eine Richtung einfach zu berechnen und deren Umkehrung unmöglich ist“, schreibt er.

Um ein besseres Verständnis zu entwickeln, vergleicht Carter das System mit einem riesigen Zahlendreher. Der Wechsel von privat zu öffentlich ist für ehrliche Nutzer effizient, erklärt er, da sie eine Abkürzung namens „double and add“ verwenden können, um schnell zu einem Ergebnis zu gelangen. Er fügt hinzu, dass es in die entgegengesetzte Richtung keine vergleichbare Abkürzung gibt.

Für Nichtfachleute bietet er eine Analogie zum Mischen eines Kartenspiels an: Sie können die gleiche Abfolge von Mischvorgängen wiederholen, um eine identische Endreihenfolge zu erreichen, aber ein Beobachter kann das gemischte Deck nicht betrachten und daraus schließen, wie viele Mischvorgänge verwendet wurden.

Carter argumentiert, dass die Sorge darin bestehe, dass ein ausreichend leistungsstarker Quantencomputer diese Asymmetrie durch Fortschritte beim diskreten Logarithmusproblem, das den Signaturen von Bitcoin zugrunde liegt, aufheben könnte. Seiner Darstellung zufolge erhöht auch das routinemäßige Netzwerkverhalten die Gefährdung: Wenn Münzen ausgegeben werden, wird ein öffentlicher Schlüssel on-chain offengelegt.

Er sagt, dass dies heute sicher ist, da die Umwandlung eines offenbarten öffentlichen Schlüssels zurück in den privaten Schlüssel nicht praktikabel ist, aber Quantenfortschritte diese Kalkulation ändern könnten, insbesondere wenn Adressen mehrfach verwendet werden und mehr Schlüssel länger sichtbar bleiben.

Er ruft nicht zur Panik auf. Carter betont, dass es darauf ankommt, zu planen.

Kurzfristig hebt er grundlegende Hygienemaßnahmen hervor, wie etwa die Vermeidung der Wiederverwendung von Adressen, damit öffentliche Schlüssel nicht länger als notwendig offengelegt werden. Langfristig fordert er die Gemeinschaft auf, post-quantensichere Signaturschemata und realistische Migrationspfade zu priorisieren, wobei er diese als ingenieurtechnische Aufgaben und nicht als fernes Gedankenexperiment darstellt.

Der Aufsatz ist der erste einer kurzen Reihe; Carter erklärte auf X, dass die Teile II und III in den nächsten Wochen erscheinen werden und sich mit „Post-Quantum-Break-Szenarien“ befassen werden.