Proof-of-Stake-Blockchains könnten zukünftigen Quantencomputerangriffen stärker ausgesetzt sein, da die Validatoren-Signaturen, die zur Sicherung dieser Netzwerke verwendet werden, auf Kryptographie basieren, die ein ausreichend leistungsstarker Quantencomputer irgendwann knacken könnte, so ein Bericht der Kryptowährungsbörse Coinbase.

Der am Dienstag vom Unabhängigen Beirat für Quantencomputing und Blockchain von Coinbase veröffentlichte Bericht untersucht, wie Fortschritte im Quantencomputing die Sicherheit digitaler Assets beeinflussen könnten.

„Der richtige Zeitpunkt, sich auf einen kryptographischen Übergang vorzubereiten, ist, bevor es dringend wird“, sagte ein Sprecher des Coinbase-Beirats gegenüber Decrypt. „Wir sind der Ansicht, dass Kundenvermögen heute sicher sind, aber die Branche sollte ‚nicht unmittelbar bevorstehend‘ nicht mit ‚nicht wichtig‘ verwechseln.“

Proof-of-Stake-Netzwerke wie Ethereum und Solana stützen sich auf kryptographische Signaturen – BLS-Signaturen für Ethereum-Validatoren und Ed25519-Signaturen für Solana-Validatoren und -Nutzer –, um dem Netzwerk zu helfen, sich auf Blöcke zu einigen und den Konsens aufrechtzuerhalten.

„Proof-of-Stake-Chains sind in den Signaturschemata, die Validatoren zur Sicherung des Netzwerks verwenden, exponiert“, so der Beirat. „Das bedeutet, die Herausforderung für Proof-of-Stake ist nicht nur das Upgrade von Wallets; Teile des Kern-Konsensmechanismus selbst müssen möglicherweise neu gestaltet werden.“

Der Bericht verwies auf aktuelle Arbeiten von Ethereum-Entwicklern, einschließlich eines Vorschlags von Mitbegründer Vitalik Buterin im Februar, BLS-Validatoren-Signaturen, KZG-Commitments und ECDSA-Wallet-Signaturen durch quantenresistente Alternativen zu ersetzen.

Der im Januar ins Leben gerufene Unabhängige Beirat für Quantencomputing und Blockchain von Coinbase bringt akademische und Branchenexperten zusammen, um zu untersuchen, wie Fortschritte im Quantencomputing die Blockchain-Sicherheit beeinflussen und langfristige Lösungen aufzeigen könnten. Der Beirat umfasst Forscher der Stanford University, der University of Texas at Austin, der Ethereum Foundation, Eigen Labs, der Bar-Ilan University und der University of California, Santa Barbara.

Der Beirat identifizierte auch digitale Signaturen, die von Krypto-Wallets verwendet werden, als eine weitere große langfristige Schwachstelle. Diese Signaturen beweisen den Besitz von Kryptowährung und autorisieren Transaktionen. Im Falle eines Bruchs könnten Angreifer Wallet-Besitzer imitieren und deren Gelder verschieben. Wallets, bei denen öffentliche Schlüssel On-Chain sichtbar sind, gelten als am stärksten exponiert. Der Bericht schätzt, dass etwa 6,9 Millionen Bitcoin in diese Kategorie fallen.

Der Bericht besagt, dass aktuelle Kryptowährungssysteme sicher bleiben, da Quantencomputer, die moderne kryptographische Signaturen brechen könnten, noch nicht existieren. Maschinen, die dazu in der Lage wären, müssten weitaus leistungsfähiger sein als die heutigen Quantensysteme.

Während sich ein Großteil der Diskussion über die Quantenbedrohung auf Bitcoin konzentriert hat, erklärte der Beirat, dass die Kerninfrastruktur des Netzwerks – einschließlich seines Mining-Prozesses, seiner Hash-Funktionen und des historischen Ledgers – nach derzeitigem Verständnis nicht als wesentlich anfällig gilt.

„Ein Quantencomputer, der Grovers Algorithmus ausführt, könnte theoretisch die Proof-of-Work-Herausforderung schneller lösen als ein klassischer Computer“, sagte der Beirat. „Auf der Skala der aktuellen Proof-of-Work-Rätsel überwiegt jedoch der Aufwand, der für die Ausführung von Grovers Algorithmus auf einem Quantencomputer erforderlich ist, seinen theoretischen Vorteil.“

Experten warnen, dass die Umstellung von Blockchains auf quantenresistente Kryptographie technische Herausforderungen mit sich bringt, da quantensichere Signaturen deutlich größer sind als aktuelle, was sich auf Transaktionsgeschwindigkeit, Speicherung und Kosten auswirken könnte.

„Das Klügste ist, Bitcoin vorzubereiten und den Leuten die Möglichkeit zu geben, ihre Schlüssel in ein quantenfähiges Format zu migrieren“, sagte Blockstream-CEO Adam Back in einem kürzlichen Interview mit Bloomberg. „Je länger Bitcoin-Nutzer Zeit haben, ihre Schlüssel für Verwahrer und Börsen zu migrieren, um ihre Coins in ein quantenfähiges Format zu überführen, desto sicherer wird es sein.“

Der Bericht wirft auch die Frage auf, wie Netzwerke mit Wallets umgehen sollen, die niemals aktualisiert werden. Verlorene Schlüssel, inaktive Konten und verlassene Wallets bedeuten, dass einige Vermögenswerte exponiert bleiben könnten, wenn Quantenangriffe möglich werden.

„Ein kryptographisch relevanter Quantencomputer würde immer noch einen großen Sprung von den heutigen Systemen erfordern, aber die Aktualisierung von Wallets, Börsen, Verwahrstellen und dezentralen Netzwerken ist eine mehrjährige Anstrengung“, so der Beirat. „Deshalb wollten wir jetzt veröffentlichen: um die Diskussion auf wissenschaftliche Fakten statt auf Hype zu stützen, darzulegen, was tatsächlich auf dem Spiel steht, und der Branche zu helfen, frühzeitig praktische Migrationsentscheidungen zu treffen.“