Vitalik Buterin stellt Ethereum-Fahrplan zur Abwehr der Bedrohung durch Quantencomputing vor

Ethereum-Mitbegründer Vitalik Buterin skizzierte am Donnerstag eine Roadmap zum Schutz der Blockchain vor den langfristigen Risiken durch Quantencomputer — ein Schritt, der kurz darauf erfolgt, nachdem die Ethereum Foundation hat ein spezialisiertes Post-Quantum-Forschungsteam eingerichtet zur Untersuchung des Themas.

Obwohl praktische Quantencomputer, die in der Lage sind, moderne Kryptographie zu knacken, noch nicht existieren, könnten sie eines Tages die digitalen Signaturen und kryptographischen Systeme, die Ethereum absichern, entschlüsseln.

In einer Beitrag auf X, Buterin identifizierte vier wesentliche Schwachstellenbereiche: Validator-Signaturen, die im Konsens verwendet werden, Ethereums Systeme zur Datenverfügbarkeit, alltägliche Wallet-Signaturen sowie bestimmte Zero-Knowledge-Beweise, die von Anwendungen und Layer-2-Netzwerken genutzt werden.

Ein wesentlicher Bestandteil des Plans beinhaltet eine Änderung der Art und Weise, wie die Validatoren von Ethereum Blöcke signieren und bestätigen. Derzeit verwenden sie eine Art digitale Signatur namens BLS. In einer Welt mit leistungsstarken Quantencomputern könnten diese Signaturen schließlich gebrochen werden. Buterin schlägt vor, auf „hash-basierte“ Signaturen umzusteigen, die als deutlich sicherer gegen Quantenangriffe gelten.

Ein weiterer Bereich, der aktualisiert werden müsste, ist die Art und Weise, wie Ethereum große Mengen an Transaktionsdaten überprüft und speichert. Das derzeit verwendete System basiert auf einem kryptografischen Werkzeug namens KZG-Verpflichtungen. Diese durch eine quantensichere Alternative zu ersetzen, sei möglich, so sagte Buterin, würde jedoch erhebliche technische Arbeiten im Hintergrund erfordern und könnte einige Teile des Systems komplexer machen.

Für den alltäglichen Nutzer konzentriert sich die vorgeschlagene Lösung auf ein geplantes Upgrade namens EIP-8141. Einfach ausgedrückt würde dieses Upgrade Ethereum-Wallets flexibler machen. Heute verlassen sich die meisten Wallets auf eine Standardart von digitalen Signaturen, um Transaktionen zu genehmigen. EIP-8141 würde es Konten ermöglichen, in Zukunft auf verschiedene Signaturtypen umzuschalten – einschließlich solcher, die gegen Quantencomputer sicher konzipiert sind.

Es gibt ein ähnliches Problem mit Zero-Knowledge-Proofs, eine Form der fortgeschrittenen Kryptographie werden von Datenschutz-Tools und vielen Layer-2-Skalierungsnetzwerken verwendet. Quantenresistente Versionen dieser Nachweise sind derzeit auf Ethereum wesentlich teurer in der Verifizierung.

Buterin verwies auf eine langfristige Lösung, die in EIP-8141 integriert ist und als „Validierungsrahmen“ bekannt ist. Diese würden es dem Netzwerk ermöglichen, viele Signaturen und Nachweise zu bündeln und durch einen einzigen kombinierten Nachweis zu ersetzen. Anstatt jeden einzelnen auf der Blockchain zu überprüfen, müsste Ethereum nur einen komprimierten Nachweis verifizieren, was zur Kostensenkung beiträgt.

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