Ethereum bündelt Protokollarbeit gegen Quantenrisiken

Der Protocol Cluster der Ethereum Foundation hat Dezember 2029 als Frist gesetzt, um Ethereums Layer 1 gegen Angriffe durch Quantencomputer abzusichern. Der Zeitplan ist Teil langfristiger Sicherheitsarbeit und steht neben der Vorbereitung des geplanten Hegotá-Upgrades.

62 Vorschläge, 397 Bewertungen

Die Ethereum Foundation veröffentlichte am 7. September zwei Beiträge zu Hegotá und zur langfristigen Arbeit an der Basis-Schicht des Netzwerks. Einer davon, die Hegotá EIP Opinion Post and Tier List, bewertet 62 Ethereum Improvement Proposals, die für das Upgrade erwogen werden.

Rund 60 Forscher, Ingenieure und Spezialisten aus neun Teams gaben insgesamt 397 Einzelbewertungen ab. Nach Angaben der Foundation handelt es sich um die erste gemeinsame Tier List des Protocol Clusters für ein einzelnes Netzwerk-Upgrade. Die Bewertungen entscheiden nicht über eine Aufnahme ins Mainnet, sondern halten fest, wie Mitglieder des Clusters die jeweiligen Vorschläge einschätzen, während Entwickler, Forscher und die Community den Umfang von Hegotá weiter prüfen.

Als vorgesehenes Feature nennt der offizielle Meta-EIP bislang EIP-7805, bekannt als Fork Choice-enforced Inclusion Lists (FOCIL). Dabei können Validatoren-Komitees Listen zulässiger Transaktionen veröffentlichen. Block-Builder sollen diese Einträge berücksichtigen; im vorgeschlagenen Design könnten Attestierer einen Block ablehnen, wenn gelistete Transaktionen unzulässig ausgelassen werden.

Warum die Quantenresistenz zur festen Deadline wird

Der zweite Beitrag, Current and Emerging Priorities, reicht über einen einzelnen Hard Fork hinaus. Der Protocol Cluster hat darin Dezember 2029 als Deadline für eine quantenresistente Layer 1 festgelegt. Fredrik Svantes, der die Protokollkoordination bei der Ethereum Foundation leitet, zufolge beeinflusst dieses Ziel, welche Vorschläge die Teams für Hegotá empfehlen und wie sie andere Protokollarbeit bewerten.

Ethereum ist derzeit nicht quantenresistent. Konten und Validatoren verwenden kryptografische Verfahren, die Quantencomputer künftig potenziell brechen könnten. Nach Angaben der Ethereum Foundation existiert die dafür erforderliche Hardware jedoch noch nicht in ausreichendem Umfang.

Die Vorbereitung umfasst mehrere Bereiche, darunter Nutzerkonten, Validator-Signaturen, Konsens, Datenverfügbarkeit und Zero-Knowledge-Proof-Systeme. Im Juni erklärte Ethereum-Forscher Nico, Nutzer könnten über Smart-Contract-Logik und SPHINCS-basierte Signaturen für rund 0,07 US-Dollar pro Konto zusätzlichen Post-Quantum-Schutz einrichten, ohne auf einen Hard Fork zu warten. Dieser Schutz würde allerdings nicht das gesamte Netzwerk quantenresistent machen.

Ein Entwurf vom 24. August betrifft den Validator-Layer. Ein Ersatz für den Validator-Deposit-Contract würde Public Keys variabler Länge akzeptieren und verschiedene Signatursysteme über Kennungen zuordnen. Die erste Kennung soll bestehende BLS-Deposits erhalten, während spätere Kennungen Post-Quantum-Signaturverfahren unterstützen könnten. Der Entwurf legt noch keinen Ersatzalgorithmus fest; für die Verarbeitung neuer Signaturen wäre zudem eine Änderung der Konsensschicht nötig.

Regulatorischer Druck aus den USA

Der Zeitraum bis 2029 liegt innerhalb der allgemeinen Umstellung auf Post-Quantum-Kryptografie in den USA. Das National Institute of Standards and Technology veröffentlichte im August 2024 drei Post-Quantum-Standards. FIPS 203 behandelt ein Verfahren zur Schlüsselverkapselung, während FIPS 204 und FIPS 205 digitale Signaturen auf Gitter- beziehungsweise Hash-Basis spezifizieren.

NIST erklärte die Standards für unmittelbar nutzbar und empfiehlt Organisationen, Systeme mit anfälligen Public-Key-Algorithmen zu erfassen und schrittweise umzustellen. Der Übergangsplan sieht vor, quantenanfällige Algorithmen bis 2035 aus den NIST-Standards zu entfernen. Ethereums Zeitplan begründet daraus keine regulatorische Pflicht für ETH-Halter, Börsen, Custodians oder börsengehandelte Produkte.

Was das für Marktteilnehmer bedeutet

Für Validatoren, Staking-Anbieter und Client-Teams betrifft die Planung insbesondere die künftige Umstellung von Signatur- und Infrastrukturkomponenten. Bestehende Validatoren und Betreiber benötigen für mögliche Änderungen Zeit, um ihre Systeme anzupassen. Ein vorgeschlagener, nicht umkehrbarer Migrationsschritt könnte nach einer vereinbarten Übergangsfrist neue BLS-Deposits stoppen.

Client-Teams waren aufgefordert, ihre bevorzugten Hegotá-Vorschläge bis zum 10. September zu bewerten. Die öffentliche Ethereum-Roadmap ordnet Hegotá weiterhin dem Jahr 2027 zu, nach dem für das vierte Quartal 2026 geplanten Glamsterdam-Upgrade. Diese Zeitpläne können sich ändern, da Implementierung, Entwicklungsnetzwerke, öffentliche Testnetze und die Abstimmung der Client-Teams vor einer Mainnet-Aktivierung erforderlich sind.

Die Foundation hat zudem für den 16. September eine Reddit-AMA angekündigt, in der die Bewertungen und Ethereums Protokollprioritäten behandelt werden sollen.