Künstliche Intelligenz dominiert derzeit die Technologiedebatte. Deutlich weniger Aufmerksamkeit erhält dagegen Quantum Computing. Dabei könnte diese Technologie langfristig einen der wichtigsten Grundpfeiler unserer digitalen Welt herausfordern.
 

Ob Online-Banking, digitale Identitäten, Cloud-Dienste oder Kryptowährungen. Nahezu jede digitale Interaktion basiert heute auf kryptographischen Verfahren. Leistungsfähige Quantencomputer könnten künftig einige dieser Verfahren infrage stellen und damit die Sicherheitsarchitektur weiter Teile der digitalen Wirtschaft herausfordern.

Besonders häufig wird in diesem Zusammenhang über Bitcoin diskutiert. Die eigentliche Bedrohung richtet sich dabei nicht gegen die Blockchain selbst, sondern gegen die kryptographischen Schlüssel, mit denen Eigentum an Bitcoin nachgewiesen wird. Gelingt es künftig, aus einem öffentlichen Schlüssel den dazugehörigen privaten Schlüssel abzuleiten, könnten Angreifer auf fremde Bitcoin-Bestände zugreifen.

Grundsätzlich werden dabei zwei Angriffsszenarien diskutiert. Beim sogenannten On-Spend-Angriff versucht ein Angreifer während einer laufenden Transaktion den öffentlichen Schlüssel zu analysieren und den privaten Schlüssel zu berechnen, bevor die Transaktion endgültig bestätigt wurde. Als wahrscheinlicher gelten jedoch At-Rest-Angriffe. Dabei werden öffentliche Schlüssel bereits heute gesammelt und analysiert, um bei ausreichend leistungsfähigen Quantencomputern langfristig auf dauerhaft exponierte Wallets zugreifen zu können.

Entscheidend ist dabei nicht der Bitcoin selbst, sondern die Art seiner Verwahrung. Besonders gefährdet sind ältere Adressformate wie P2PK aus den Anfangsjahren von Bitcoin sowie bestimmte moderne Adresstypen wie Taproot-Adressen (P2TR), bei denen der öffentliche Schlüssel bereits sichtbar ist. Moderne Adressformate wie P2PKH, P2SH oder SegWit-Adressen (P2WPKH) gelten dagegen derzeit als deutlich besser geschützt, da der öffentliche Schlüssel bis zur Verwendung verborgen bleibt.

Nach aktuellen Schätzungen könnten zwischen vier und sieben Millionen Bitcoin langfristig gegenüber Quantum-Angriffen exponiert sein. Rund 65 Prozent des Bestands gelten derzeit als nicht unmittelbar gefährdet. Weitere 25 Prozent entfallen auf Bestände mit sichtbaren öffentlichen Schlüsseln, die vermutlich auf neue Standards migriert werden könnten. Etwa 9 Prozent befinden sich in sehr alten Adressformaten, die möglicherweise verloren sind und daher nicht mehr auf quantensichere Verfahren umgestellt werden können.

Trotz dieser Zahlen besteht aus heutiger Sicht kein akutes Risiko. Weltweit existiert derzeit kein bekannter Quantencomputer, der einen solchen Angriff praktisch durchführen könnte. Die weit größere Herausforderung dürfte daher nicht technischer, sondern organisatorischer Natur sein. Wallet-Anbieter, Börsen, Verwahrer und Millionen Nutzer müssten ihre Bestände rechtzeitig auf quantensichere Standards migrieren. Genau diese koordinierte Umstellung könnte sich als die eigentliche Bewährungsprobe erweisen

Bitcoin ist weniger das eigentliche Problem als vielmehr ein Frühindikator für eine deutlich größere Entwicklung. Wenn Quantum Computing eines Tages Bitcoin gefährlich wird, betrifft dies nicht nur Kryptowährungen, sondern die gesamte digitale Infrastruktur. Der Q-Day wäre damit nicht das Ende von Bitcoin, sondern der Beginn einer umfassenden Migration in das Zeitalter quantensicherer Kryptographie.

-- Jonathan Osswald