Quantus-CEO: Krypto-Industrie droht die Zeit zur Vorbereitung auf den Q-Day auszugehen

Quantencomputer sind zwar noch nicht in der Lage, Blockchains in großem Maßstab zu knacken, aber die Krypto-Industrie hat möglicherweise weniger Zeit zur Vorbereitung, als viele annehmen. Quantus-CEO Christopher Smith erklärt, warum digitale Signaturen das erste Ziel wären, warum Bitcoin vor einem schwierigeren Übergang zur Post-Quanten-Sicherheit steht als andere Blockchains und wie KI die Bedrohung beschleunigen könnte. In einem Interview mit Traders Union erläutert er zudem, warum er glaubt, dass bereits jemand einen ausreichend leistungsstarken Quantencomputer besitzen könnte und was passieren könnte, wenn die Krypto-Industrie den Übergang nicht rechtzeitig abschließt.

Der Q-Day könnte näher sein als erwartet

– IBM hat das Quantencomputing bereits 2016 einem breiteren Publikum zugänglich gemacht. Warum ist Quantensicherheit jetzt zu einem so dringlichen Thema geworden? Wer ist durch die Fortschritte im Quantencomputing am meisten gefährdet? 

– Quantentechnologie gibt es schon seit Jahrzehnten. Atomuhren und Laser stammen aus der Zeit vor den 1970er Jahren. Die theoretischen Grundlagen des Quantencomputings wurden in den 1980er Jahren gelegt und Shors Algorithmus (derjenige, über den sich alle Sorgen machen) wurde 1994 entdeckt. 

Dass 30 Jahre später plötzlich alle darüber sprechen, liegt daran, dass es so lange gedauert hat, das Quantencomputing so weit zu entwickeln, dass es Shors Algorithmus realistisch ausführen kann. Die Menschen sind besorgt über Shors Algorithmus, weil er bestimmte mathematische Probleme effizient lösen kann, die bisher als unlösbar galten. Diese Probleme bilden das Fundament der modernen Kryptografie, die viele Arten von Informationen schützt – von Militärgeheimnissen und Online-Finanztransaktionen bis hin zu den meisten Blockchains.

Sobald Quantencomputer Shors Algorithmus ausführen können, müssen alle diese Systeme ihre Kryptografie aktualisieren. Viele Technologieunternehmen haben bereits mit der Migration auf Post-Quanten-Kryptografie begonnen. Leider sind Blockchains die am schwierigsten zu aktualisierenden Systeme. In der Krypto-Industrie stehen über 2 BILLIONEN Dollar auf dem Spiel, die auf Post-Quanten-Lösungen umgestellt werden müssen, und derzeit sind nicht viele verfügbar.

– Wie nah sind wir an einem Quantencomputer, der in der Lage ist, die Kryptografie heutiger Blockchains zu knacken? Ab welchem Punkt können wir sagen, dass die Bedrohung eher praktisch als theoretisch geworden ist? 

– Das ist aus mehreren Gründen schwer zu beantworten. Der erste ist, dass die technologische Entwicklung nicht linear verläuft. Sie geschieht in Schüben und Sprüngen. Sie ist unvorhersehbar.

Der zweite Grund ist, dass KI alles beschleunigt, insbesondere den Quantenbereich. Am besten lässt sich das unter https://ecdsa.fail nachvollziehen. Vor einigen Monaten entwickelte Google eine viel effizientere Version von Shors Algorithmus, aber die US-Regierung belegte sie mit einem Maulkorberlass, da sie besorgt war, dass Gegner wie China ihn nutzen könnten. Google veröffentlichte das Papier schließlich, jedoch ohne die Details des Algorithmus preiszugeben.

Einige Wochen später sagte ein Krypto-Team namens EigenLabs: „Schauen wir mal, was in der Kiste ist“, und schuf eine offene Plattform, auf der jeder KI nutzen konnte, um den besten öffentlich bekannten Algorithmus zu verbessern. Die Open-Source-Community brauchte nur drei Tage, um mit Googles Ergebnissen gleichzuziehen, und im darauffolgenden Monat verdoppelten sie die Leistung des Algorithmus fast. Kurz darauf erließ Präsident Donald Trump eine Durchführungsverordnung, die den Zeitplan für US-Regierungsbehörden zur Migration auf Post-Quanten-Kryptografie drastisch verkürzte. Dies zeigt, dass die US-Regierung die Auswirkungen der KI auf das Quantencomputing massiv unterschätzt hat.

Der dritte Grund, warum die Vorhersage des Q-Day schwierig ist, ist die nationale Sicherheit. Wir sollten davon ausgehen, dass Quanten-Hardware-Labore ebenfalls Maulkorberlassen unterliegen und KI nutzen, um ihren Fortschritt zu beschleunigen. Da die Migration von Blockchains Jahre dauern wird, sollten wir diese Bedrohung sofort ernst nehmen.

– Blockstream-CEO Adam Back hat argumentiert, dass Quantencomputer wahrscheinlich für weitere 20 bis 40 Jahre keine praktische Bedrohung für Bitcoin darstellen werden, während andere Experten glauben, dass der Übergang jetzt beginnen sollte. Warum gehen die Meinungen so weit auseinander, und welche Ansicht finden Sie überzeugender?

– Nun, jeder vertritt immer seine eigenen Interessen, und Bitcoin hat aufgrund seines (wahrscheinlich) verstorbenen Gründers und der „dezentralen“ Entscheidungsfindung den schwierigsten Migrationspfad aller Blockchains. Quanten-Skeptiker hätten in den letzten 20 Jahren recht gehabt, daher ist es eine logische Standardposition. Heute stimmt jedoch fast niemand mehr mit Adam Backs Zeitplan überein. Scott Aaronson, Eli ben-Sasson, Vitalik Buterin, die Five-Eyes-Geheimdienste, internationale Banken, Google – sie alle haben viel kürzere Zeitpläne. Meine persönliche Position ist, dass bereits jemand den Quantencomputer besitzt und besorgt ist, dass jemand anderes ihn bekommt und gegen ihn einsetzt.

Bitcoin steht vor der schwierigsten Migration

– Welche Elemente einer Blockchain werden wahrscheinlich zuerst anfällig für Quantenangriffe: digitale Signaturen, Wallets, Konsensmechanismen oder das Mining? 

– Die digitalen Signaturen sind die verwundbare Komponente. Dies umfasst sowohl die Transaktionsautorisierung als auch die Blockvalidierung in Proof-of-Stake-Systemen. Es betrifft auch ZK-SNARKS, die von Privacy-Chains und Roll-ups verwendet werden, jedoch nicht ZK-STARKS, eine Hash-basierte Version derselben Technologie. Mining basiert auf Hashes, was wesentlich weniger anfällig für Quantenangriffe ist. Die Faustregel lautet: „Hashes gut, elliptische Kurven schlecht“.

– Warum ist die Aufrüstung einer bestehenden Blockchain für Post-Quanten-Sicherheit schwieriger als der Aufbau eines neuen quantenresistenten Netzwerks von Grund auf?

– Die älteren Blockchains sind schwer zu aktualisieren, da ihnen On-Chain-Governance-Systeme fehlen. Neuere Chains verfügen im Allgemeinen über Mechanismen für Upgrades, was den Übergang erheblich erleichtert, aber das eigentliche Problem ist die Migration. Signal, iMessage und CloudFlare haben bereits auf Post-Quanten-Sicherheit umgestellt, und niemand hat es bemerkt, weil die Ingenieure es einfach erledigt haben und dies zentrale Systeme sind, sodass die Benutzer nichts tun mussten. 

Im Fall von Blockchains verwalten die Nutzer ihre eigenen Schlüssel selbst. Sie müssen also aktiv werden, um quantensicher zu werden, und viele Menschen haben keinen einfachen oder gar keinen Zugriff auf ihre Schlüssel, was zusätzliche Hürden schafft. Wir sagen gerne: Die Prä-Quanten-Blockchains haben ein Migrationsproblem. Neue Chains haben ein Adaptionsproblem.

– BlackRock, Coinbase, Strategy und mehrere andere Unternehmen haben 15 Millionen Dollar zugesagt, um die Sicherheit von Bitcoin zu verbessern, einschließlich der Vorbereitung auf Quantenbedrohungen. Ist das eine bedeutende Investition und reicht sie aus, um etwas zu bewirken? 

– Leider ist der Flaschenhals weder das Geld noch die Technik. Die defensiven Algorithmen der „Post-Quanten-Kryptografie“ existieren bereits und verfügen über gute Implementierungen. KI macht es einfach, den Code zu aktualisieren und zu prüfen. Das Problem liegt woanders: Es ist die Migration von alten Schlüsseln zu neuen. Das könnte bei Bitcoin 1 bis 2 Jahre dauern. Währenddessen schafft Bitcoin nur 7 Transaktionen pro Sekunde (TPS), aber die Schlüssel und Signaturen für Post-Quanten-Kryptografie sind viel größer, sodass Bitcoins TPS weit unter 1 fallen wird. Es ist klar, dass die Institutionen wollen, dass Bitcoin überlebt, aber leider hat die Krypto-Industrie alles auf elliptische Kurven gesetzt.

Was quantenresistent wirklich bedeutet

– Viele Blockchain-Projekte bezeichnen sich selbst als quantenresistent. Welche technischen Kriterien sollte ein Netzwerk erfüllen, damit dieser Anspruch als glaubwürdig und nicht nur als Marketing angesehen werden kann? 

– Es sollte an keiner Stelle Signaturen auf Basis elliptischer Kurven verwenden, insbesondere nicht für den Konsens oder die Transaktionsautorisierung. Eine Post-Quanten-Option für Nutzer anzubieten, wie Algorand und NEAR, ist ein guter Anfang, aber zu erwarten, dass Nutzer bei dem esoterischen Thema Kryptografie proaktiv werden, ist etwas optimistisch. 

– Eines der Produkte von Quantus ist ein Kryptowährungs-Wallet. Welches spezifische Problem löst es besser als bestehende Wallets, und warum sollte der durchschnittliche Krypto-Nutzer heute über Quantensicherheit nachdenken?

– Viele Krypto-Wallets stehen unter dem Druck, so viel Wert wie möglich aus ihren Nutzern zu extrahieren, was dazu führt, dass Dinge wie gehebeltes Trading (Glücksspiel) mit Memecoins angeboten werden. Dies führt nicht nur zum Ruin finanziell weniger versierter Nutzer, sondern verwässert auch die ursprüngliche Krypto-Mission von „besserem Geld“. Quantus glaubt, dass man kein Cybersicherheitsexperte sein muss, um seine Kryptos zu sichern, und wir haben ein sehr schnelles, sicheres und einfach zu bedienendes Krypto-Wallet entwickelt, das auf Geld fokussiert ist, nicht auf Glücksspiel.

– Im Juni unterzeichnete Präsident Donald Trump Durchführungsverordnungen, die darauf abzielen, Quantentechnologien voranzutreiben und den Schutz der USA gegen kryptografische Angriffe zu stärken. Sollte der Übergang zur Post-Quanten-Kryptografie von Regierungen koordiniert oder von Technologieunternehmen und der Open-Source-Community geleitet werden? 

– Sowohl der private als auch der öffentliche Sektor sind von Kryptografie abhängig. Regierungen, Unternehmen und die Open-Source-Community müssen alle ihren Teil beitragen. Regierungen sind aufgrund der Relevanz für die Kriegsführung naturgemäß stark in die Entwicklung der Kryptografie eingebunden, was in der Vergangenheit zu verschiedenen Problemen führte, bei denen Kryptografie von Geheimdiensten absichtlich und heimlich geschwächt wurde. 

Eines der großen Geschenke der Blockchain-Industrie war die private Finanzierung und Entwicklung von Kryptografie für die kommerzielle Nutzung – etwas, das es vorher so nicht wirklich gab. Das NIST führte ein achtjähriges internationales Turnier zur Entwicklung von Post-Quanten-Kryptografie durch, was ein ziemlich guter Prozess ist, um das Risiko böswilliger Einflussnahme auf das Design dieser Algorithmen zu verringern. Insgesamt nahmen 278 Kryptografen aus 25 Ländern von sechs Kontinenten teil, was es für eine einzelne Partei extrem schwierig machte, das Ergebnis zu beeinflussen.

Ebenso ist die Kommerzialisierung dieser Algorithmen eine andere Herausforderung. Sie erfordert praktische Implementierungsentscheidungen, für die Regierungen möglicherweise nicht am besten positioniert sind. Deshalb spielen Regierungen, Technologieunternehmen und die Open-Source-Community gleichermaßen eine wichtige Rolle. 

Die Migration kann nicht warten

– Welche Systeme sollten zuerst auf Post-Quanten-Kryptografie migrieren, und wie dringlich ist der Übergang für Blockchains, Banken, Zahlungsnetzwerke, Hardware-Wallets und Kommunikationsplattformen?

– Ich denke nicht, dass dies als Wasserfall-Prozess angegangen werden sollte. Jede Branche sollte jetzt mit der Migration beginnen, falls sie dies noch nicht getan hat. Wallet-Anbieter können beispielsweise neue Signaturschemata erst dann vollständig aktivieren, wenn die zugrunde liegenden Blockchains diese unterstützen, was eine weitere Komplexitätsebene hinzufügt. Unterdessen stellt „jetzt ernten, später entschlüsseln“ ein größeres Risiko für Banken und Regierungen dar, da die meisten Blockchains konstruktionsbedingt transparent sind.

Die Dringlichkeit wächst, da wir uns schnell dem Punkt nähern, an dem die für den Abschluss der Migration erforderliche Zeit die bis zum Q-Day verbleibende Zeit überschreiten könnte. Sobald das passiert, könnte eine beträchtliche Menge an Kapital die Krypto-Industrie gänzlich verlassen, während ein Teil davon in Post-Quanten-Blockchains wie Quantus fließen könnte.