Dieser Artikel wurde zuerst auf The Bit Journal veröffentlicht.
Quantencomputing und Bitcoin-Sicherheit stehen wieder ganz oben auf der Liste der Technologie-Debatten, nachdem US-Präsident Donald Trump zwei Dekrete unterzeichnet hat. Diese sollen die Entwicklung von Quantentechnologien vorantreiben und gleichzeitig die Regierungssysteme auf die Sicherheitsrisiken vorbereiten, die diese Maschinen voraussichtlich mit sich bringen werden.
Das Weiße Haus gab die Maßnahmen vor Kurzem bekannt und wies alle Bundesbehörden an, mit der Arbeit an einem großen Quantencomputer zu beginnen, während gleichzeitig der Übergang zu Post-Quanten-Kryptographie beschleunigt werden soll.
Das Weiße Haus strebt einen großen Quantencomputer bis 2028 an
Die erste Richtlinie, das Dekret 14411, startet die Initiative für Quantencomputing im Maßstab des Energieministeriums, kurz QC-ADDS genannt. Dies zielt darauf ab, bis 2028 mindestens einen großen Quantencomputer in einer Einrichtung des Energieministeriums in Betrieb zu nehmen und ihn nach Möglichkeit für Forscher zugänglich zu machen. Die Regierung glaubt, dass eine solche Maschine bis 2028 einsatzbereit sein könnte. Dieses Ziel würde die Regierung vor viele Prognosen aus der Industrie stellen.
Der Bau einer so leistungsstarken Maschine ist nicht das Einzige auf der Agenda.
Dem Pentagon wurde mitgeteilt, dass Quantensensoren, die an Orten funktionieren können, an denen keine GPS-Signale durchkommen, oberste Priorität haben. Tatsächlich verlangt die Richtlinie vom Verteidigungsministerium, innerhalb von 60 Tagen mindestens drei Quantensensor-Projekte der nächsten Generation zu identifizieren und diese Systeme bis zum 30. September 2028 im Feld einzusetzen.
Laut dem Wissenschaftsberater des Weißen Hauses, Michael Kratsios, geschieht dies alles in dem Bemühen, die USA im Technologierennen mit China und anderen Großmächten an der Spitze zu halten.
Die Regierung bereitet sich auch auf Quanten-Bedrohungen vor
Das zweite Dekret, das Dekret 14409, konzentriert sich auf die Sicherheitsherausforderungen, die durch Quantencomputing entstehen.
Eine der Hauptsorgen ist das Szenario „jetzt ernten, später entschlüsseln“. Geheimdienste und Cybersicherheitsexperten haben davor gewarnt, dass Gegner bereits heute verschlüsselte Informationen sammeln, in der Erwartung, dass zukünftige Quantencomputer diese entschlüsseln können.
Um dem entgegenzuwirken, legt das Dekret einen neuen und beschleunigten Zeitplan für die Migration auf Post-Quanten-Kryptographie fest.
Den Bundesbehörden wird vorgeschrieben, sicherzustellen, dass ihre sensibelsten Systeme bis Ende 2030 Post-Quanten-Kryptographie für die Schlüsselvereinbarung und bis Ende 2031 für digitale Signaturen nutzen. Das Ziel ist es, die bestehenden Verschlüsselungsmethoden durch Versionen zu ersetzen, die speziell dafür entwickelt wurden, den Angriffen standzuhalten, die zukünftige Quantencomputer herbeiführen werden.
Die Regierung beschrieb dies als eine kritische Priorität für die nationale Sicherheit, da die Quantenfähigkeiten immer weiter voranschreiten.
Warum Quantencomputing und Bitcoin zusammen diskutiert werden
Quantencomputer und Bitcoin sind nicht nur wegen der Dekrete des Weißen Hauses in den Nachrichten. Der Krypto-Sektor spricht schon lange intensiv darüber, wie anfällig bestehende Verschlüsselungsmethoden für Quantencomputer sind.
Anfang des Jahres veröffentlichte ein Forscherteam von Google, der Ethereum Foundation und der Stanford University ein Papier, das darauf hindeutet, dass das Knacken der bei Bitcoin und Ethereum verwendeten Verschlüsselung viel einfacher sein könnte als bisher angenommen. Tatsächlich schätzten sie, dass dafür weniger als 500.000 Qubits erforderlich sein könnten, was in etwa einer 20-fachen Reduzierung gegenüber vorherigen Schätzungen entspricht.
Diese Studie wurde von Justin Drake, Forscher bei der Ethereum Foundation, und Dan Boneh, Kryptograph an der Stanford University, mitverfasst. Obwohl heutige Quantencomputer noch weit von dem Punkt entfernt sind, an dem sie eine erhebliche Bedrohung für Blockchain-Sicherheitsmodelle darstellen würden, hat die korrigierte Schätzung die gefühlte Distanz zwischen der heutigen Technologie und einer Maschine verkürzt, die in der Lage ist, bestehende Blockchain-Sicherheitsmodelle zu bedrohen.
Bitcoin stützt sich stark auf elliptische Kurvenkryptographie, um Wallets zu schützen und das Eigentum zu überprüfen. Wenn ein ausreichend leistungsstarker Quantencomputer auftauchen würde, müssten die derzeit verwendeten Public-Key-Systeme umfassend aktualisiert werden, um sicher zu bleiben.
Die Krypto-Industrie bereitet sich bereits darauf vor
Große Technologieunternehmen und Blockchain-Netzwerke arbeiten bereits an der Entwicklung von quantenresistenten Abwehrmethoden.
Google hat Pläne angekündigt, seine gesamte Infrastruktur bis 2029 auf Post-Quanten-Kryptographie umzustellen. Unterdessen sprechen auch die Ethereum-Entwickler im Rahmen ihrer Netzwerksicherheitsplanung über ähnliche Zeitpläne.
Forscher im Blockchain-Sektor untersuchen weiterhin alle möglichen quantenresistenten Signaturschemata und andere Kryptographie-Alternativen, die eventuell die aktuellen Standards ersetzen könnten.
Es ist auch erwähnenswert, dass die meisten Experten nicht glauben, dass für Bitcoin im Moment ein echtes Risiko durch eine Quanten-Bedrohung besteht. Die Herausforderung ist immer noch größtenteils theoretisch, da die aktuellen Quantensysteme noch lange nicht die Größe haben, die erforderlich ist, um die Kryptographie von Bitcoin zu durchbrechen.
Dennoch zeigt die Entscheidung der US-Regierung, sowohl in die Quantenentwicklung als auch in die Quantenabwehr zu investieren, wie ernst die politischen Entscheidungsträger die langfristigen Auswirkungen dieser Technologie nehmen.
Fazit
Die neuen Dekrete sind ein klares Zeichen dafür, dass die USA das Quantencomputing nicht mehr als irgendein fernes wissenschaftliches Experiment betrachten. Sie verpflichten sich nun zum Bau eines großen Quantencomputers und verstärken gleichzeitig die Vorbereitungen auf die potenziellen Sicherheitsrisiken, die die Maschine mit sich bringen könnte.
Für Bitcoin und den Rest der Krypto-Industrie dient die Ankündigung als eine weitere Erinnerung daran, dass es schnell zu einem wichtigen Thema wird, „quantenbereit“ zu werden, selbst wenn die aktuellen Blockchains selbst noch sicher sind.
Glossar
Quantencomputing: Ein Computeransatz, der Quantenmechanik nutzt, um Berechnungen durchzuführen.
Bitcoin: Die nach Marktkapitalisierung größte Kryptowährung.
Post-Quanten-Kryptographie (PQC): Kryptographische Systeme, die so entwickelt wurden, dass sie Angriffen von Quantencomputern standhalten.
Elliptische Kurvenkryptographie: Die Kryptographie-Methode, die Bitcoin und viele andere Blockchain-Netzwerke derzeit verwenden.
Qubit: Die grundlegende Informationseinheit in einem Quantencomputer.
Häufig gestellte Fragen zu Quantencomputing
Was ist Quantencomputing?
Quantencomputing ist eine Methode, bei der Quantenmechanik genutzt wird, um Informationen zu verarbeiten und bestimmte Arten von Problemen viel schneller zu lösen als normale Computer.
Können Quantencomputer Bitcoin knacken?
Nein, zumindest im Moment noch nicht. Forscher glauben jedoch, dass zukünftige große Quantencomputer irgendwann eine Bedrohung für die Kryptographie von Bitcoin darstellen könnten, wenn keine schützenden Updates implementiert werden.
Was ist Post-Quanten-Kryptographie?
Post-Quanten-Kryptographie bezieht sich auf Verschlüsselungsmethoden, die so konzipiert sind, dass sie selbst angesichts von Angriffen durch leistungsstarke Quantencomputer sicher bleiben.
Warum hat Trump zwei getrennte Dekrete unterzeichnet?
Ein Dekret befasst sich mit der Beschleunigung der Entwicklung von Quantentechnologie, während das andere darauf abzielt, Regierungssysteme vor potenziellen, durch Quantentechnik unterstützten Cyber-Bedrohungen zu schützen.
Referenzen
