Eine bahnbrechende Studie zeigt, dass Bitcoin ohne große Aufrüstung vor Quantenbedrohungen geschützt werden kann, wenn auch zu einem Preis von 200 US-Dollar pro Transaktion

In einer bahnbrechenden Entwicklung hat ein Forscher von StarkWare einen neuartigen Ansatz vorgestellt, um Bitcoin-Transaktionen unempfindlich gegen Quantencomputerangriffe zu machen, ohne dass Änderungen am zugrunde liegenden Bitcoin-Protokoll erforderlich sind. Diese bahnbrechende Methode mit dem Namen Quantum Safe Bitcoin (QSB) wurde von Avihu Levy in einem kürzlich veröffentlichten Artikel vorgestellt und soll eine Zwischenlösung zur Minderung der mit Quantencomputing verbundenen Risiken bieten.

Im Kern geht es QSB darum, traditionelle signaturbasierte Sicherheitsmaßnahmen durch Hash-basierte Beweise zu ersetzen und so die Integrität von Transaktionen auch angesichts eines potenziellen Quantenangriffs sicherzustellen. Dieses innovative Design-Paradigma nutzt die Eigenschaften von Hash-Funktionen, um für jede Transaktion einen einzigartigen, manipulationssicheren „Fingerabdruck“ zu erstellen, der selbst für die leistungsstärksten Computer eine Fälschung oder Manipulation äußerst schwierig macht.

Im Gegensatz zu herkömmlichen digitalen Signaturen, die auf dem Zusammenspiel von öffentlichen und privaten Schlüsseln zur Authentifizierung von Transaktionen basieren, nutzt der Hash-basierte Ansatz von QSB die Rechenintensität von Grafikprozessoren (GPUs), um eine sichere, einseitige mathematische Zusammenfassung der Transaktionsdaten zu generieren. Dieser grundlegende Wandel in der kryptografischen Methodik ermöglicht es QSB, innerhalb des bestehenden Rahmens der Konsensregeln von Bitcoin zu agieren, wodurch die Notwendigkeit einer Soft Fork, Miner-Signalisierung oder eines langwierigen Aktivierungszeitraums entfällt.

Bemerkenswert ist, dass das Design von QSB auf dem früheren Konzept von Binohash aufbaut, das versuchte, die Transaktionssicherheit durch die Einführung einer zusätzlichen Ebene rechnerischer Komplexität zu erhöhen. Allerdings wurden die Einschränkungen von Binohash, insbesondere seine Abhängigkeit von Kryptographie, die anfällig für Quantenangriffe ist, in der Hash-basierten Architektur von QSB behoben.

Während QSB eine robuste, quantenresistente Lösung bietet, ist ihre Implementierung mit erheblichen Kosten verbunden. Nach Schätzungen von Levy könnte die Generierung einer gültigen QSB-Transaktion Kosten in Höhe von 75 bis 200 US-Dollar verursachen, vor allem aufgrund des Bedarfs an umfangreichen Rechenressourcen, wie etwa Cloud-basierten GPUs. Dieser erhebliche Kostenanstieg ist weit entfernt von der aktuellen durchschnittlichen Transaktionsgebühr von 33 Cent.

Darüber hinaus würden QSB-Transaktionen wahrscheinlich einen nicht standardmäßigen Übertragungsprozess erfordern, bei dem Benutzer ihre Transaktionen direkt an Miner übermitteln müssten, die bereit sind, sie zu verarbeiten, anstatt sich auf das herkömmliche Blockchain-Netzwerk zu verlassen. Darüber hinaus ist QSB aufgrund seiner Inkompatibilität mit schnelleren, kostengünstigeren Schichten wie dem Lightning Network sowie seiner Komplexität eine weniger praktische Lösung für alltägliche Transaktionen.

Levy bezeichnet QSB ausdrücklich als „letzte Auswegmaßnahme“, die als Notlösung im Falle eines Quantenangriffs dienen soll und nicht als langfristiger Ersatz für Upgrades auf Protokollebene. Vorschläge wie BIP-360, die darauf abzielen, quantenresistente Signaturschemata über einen Soft Fork zu integrieren, bleiben die praktikablere, skalierbarere Lösung, wenn auch mit einer längeren Aktivierungszeit. Die Ungewissheit über den Implementierungsplan von BIP-360, gepaart mit dem aufkommenden Zustand des Quantencomputings, unterstreicht die Bedeutung von QSB als Mittel zur Gewährleistung der unmittelbaren Sicherheit von Bitcoin-Transaktionen, wenn auch mit erheblichen Kosten.