Ein Forscher hat einen öffentlich zugänglichen Quantencomputer genutzt, um eine stark vereinfachte Version eines kryptografischen Schlüssels im Bitcoin-Stil zu knacken, was die bisher größte öffentliche Demonstration eines Quantenangriffs auf die elliptische Kurvenkryptografie darstellt.

Project Eleven teilte am Freitag mit, dass es seinen 1 Bitcoin „Q-Day Prize“-Kopfgeld — derzeit im Wert von fast 78.000 US-Dollar — an den italienischen Forscher Giancarlo Lelli verliehen hat, weil dieser einen 15-Bit-Elliptic-Curve-Kryptografie-Schlüssel mithilfe einer Variante von Shors Algorithmus geknackt hat.

Elliptische Kurvenkryptografie ist die Grundlage der digitalen Signaturschemata, die von Bitcoin, Ethereum und vielen anderen Blockchains verwendet werden. Der 15-Bit-Schlüssel in dieser Demonstration ist weitaus kleiner als die 256-Bit-Kryptografie, die echte Bitcoin-Wallets schützt, aber es ist ein weiterer Schritt in Richtung des Tages, an dem Quantencomputer eine Bedrohung für Kryptowährungen im Wert von Hunderten von Milliarden Dollar darstellen.

„Wir sind objektiv noch weit entfernt von dem Punkt, an dem man Bitcoin tatsächlich knacken könnte“, sagte Alex Pruden, CEO von Project Eleven, gegenüber Decrypt. „Aber wie lange wird es dauern, diese Lücke zu schließen, und werden wir wissen, je näher wir kommen? Ich weiß es nicht.“

Im Jahr 2025 ins Leben gerufen und benannt nach dem hypothetischen Datum, an dem ein ausreichend leistungsfähiger Quantencomputer die moderne Kryptografie brechen könnte, wurde der Q-Day Prize entwickelt, um zu testen, ob öffentlich verfügbare Quantensysteme über eine der häufigsten Kritiken des Feldes hinausgehen könnten: dass aktuelle Maschinen nur triviale Berechnungen demonstriert haben, wie das Zerlegen der Zahl 21 in 3 und 7. Lellis Ergebnis erweiterte diese Fähigkeit auf ein 15-Bit-Elliptic-Curve-Problem mit 32.767 möglichen Werten.

„Die Nachricht ist, dass Fortschritte gemacht werden“, sagte Pruden. „Es ist nicht so, dass im Bereich Quanten nichts passiert ist, und dies ist der Beweis dafür.“

Der erfolgreiche Angriff verwendete eine Maschine mit etwa 70 Qubits – Quantenbits, die im Gegensatz zu den in herkömmlichen Computern verwendeten binären Bits gleichzeitig in mehreren Zuständen existieren können – und lief nach seiner Entwicklung innerhalb weniger Minuten, so Pruden. Er sagte, der Beitrag sei von einem Gremium von Quantenforschern aus Wissenschaft und Industrie, darunter Forscher der University of Wisconsin–Madison und des Quantensoftwareunternehmens qBraid, begutachtet worden.

Die Ankündigung erfolgt zu einem Zeitpunkt, da große Quantenunternehmen und Forschungseinrichtungen immer aggressivere Hardware-Roadmaps und nähere Schätzungen für das Brechen moderner Kryptografie veröffentlichen.

Im März setzte Google öffentlich eine Frist bis 2029 für die Umstellung seiner Systeme auf post-quanten-Kryptografie, unter Verweis auf Fortschritte in der Quantenhardware, Fehlerkorrektur und schrumpfende Schätzungen für das Brechen der aktuellen Verschlüsselung. Google selbst ist eines der großen Unternehmen, das Quantencomputer baut und die Technologie vorantreibt.

Etwa zur gleichen Zeit schätzte ein Google-Forschungspapier, dass das Brechen von Bitcoin weniger als 500.000 physische Qubits erfordern könnte, während ein separates Papier von Caltech und Oratomic diese Zahl bei 10.000 bis 20.000 Qubits unter Verwendung einer Neutralatom-Architektur ansiedelte.

„Unsere eigene Vorhersage für den Q-Day ist im schlimmsten Fall 2029“, sagte Pruden. „Ich denke, das liegt daran, dass man mit Sicherheit nicht wissen kann, wie clever Menschen sind und wie schnell diese technologischen Durchbrüche geschehen.“

Wenn dieser Durchbruch geschieht, so Project Eleven, befinden sich etwa 6,9 Millionen Bitcoin in Wallets mit öffentlichen Schlüsseln, die On-Chain sichtbar sind und anfällig werden könnten, wenn großskalige Quantencomputer entstehen.

Allerdings sind nicht alle der Meinung, dass die Bedrohung unmittelbar bevorsteht. Einige Forscher und Investoren sagen, das Risiko sei real, aber noch Jahre entfernt und sollte eher als langfristige technische Herausforderung denn als existenzielle Krise behandelt werden.

Bitcoin-Entwickler prüfen derzeit mehrere Vorschläge zur Bewältigung der Bedrohung. BIP-360 würde ein quantenresistentes Transaktionsformat einführen, während BIP-361 ältere Signaturschemata auslaufen lassen und schließlich Coins einfrieren würde, die nicht migriert werden. Indessen hat die Ethereum Foundation ein Post-Quanten-Sicherheitsteam gebildet, und Mitbegründer Vitalik Buterin hat eine Roadmap zur Ersetzung anfälliger Teile der Ethereum-Kryptografie skizziert.

Neben Fortschritten im Quantencomputing wies Pruden auch auf Fortschritte in der künstlichen Intelligenz hin und sagte, dass die Technologie den Zeitplan für den Q-Day näher rücken lassen könnte, indem sie die Quantenfehlerkorrektur verbessert oder Angreifern hilft, schwächere kryptografische Ziele zu identifizieren.

„Ein wesentlicher Bestandteil des Quantencomputings im großen Maßstab ist die Fehlerkorrektur“, sagte Pruden. „KI kann dazu beitragen, diesen Prozess wesentlich effizienter zu gestalten.“