Quantencomputer könnten die Verschlüsselung von Krypto-Wallets mit nur 10.000 QuBits brechen, sagen Forscher

Die für die Entschlüsselung der Verschlüsselung, die Blockchains sichert, erforderliche Rechenleistung für Quantencomputer sinkt weiterhin, zumindest theoretisch, und wirft damit die Frage auf, ob die Branche auf quantenresistente Plattformen umsteigen kann, bevor sie zu einem erschwinglichen Preis verwundbar werden.

Ein neues Paper von Caltech und dem Quanten-Startup Oratomic legt nahe, dass ein System mit etwa 26.000 Qubits ECC-256 knacken könnte, den Verschlüsselungsstandard, der die Bitcoin- und Ethereum-Blockchains sichert, in etwa 10 Tagen. RSA-2048, das von Finanzinstituten genutzt wird, um ihre Web2-Plattformen abzusichern, sei schwieriger, fanden sie heraus.

Die Forschenden fanden, dass die Kryptografie, die die bitcoin BTC$66,698.50- und ether (ETH)-Wallets schützt, mit so wenigen wie 10.000 physischen Qubits gebrochen werden könnte, wodurch frühere Schätzungen zunichtegemacht werden, die bis diese Woche noch in den Hunderttausenden lagen.

Qubits sind die grundlegenden Einheiten von Quantencomputern, ähnlich wie Bits in herkömmlichen Maschinen. Sie sind ein Maß nicht für die Geschwindigkeit, wie Gigahertz oder Teraflops, sondern vielmehr für den Maßstab des Systems — näher an der Anzahl der Kerne oder Transistoren in einem Chip.

Die Arbeit, die am Montag auf dem arXiv-Preprint-Server veröffentlicht wurde, landete zusammen mit einem Google-Quantum-AI-Whitepaper, das die Schwelle bei weniger als 500.000 physischen Qubits ansetzte.

Die beiden hängen eng zusammen: Das Oratomic-Team nutzt Googles Quanten-Schaltkreise, die dafür ausgelegt sind, die 256-Bit-Elliptic-Curve-Kryptografie zu brechen — das System, das Bitcoin- und Ether-Wallets absichert — und zeigt, dass ein Setup mit neutralen Atomen, also laser-gesteuerte Atome als Qubits, sie mit etwa dem 50. Teil der Qubits ausführen könnte, die Google geschätzt hat.

Zusammen markieren die beiden Papers eine der schärfsten Verdichtungen bisher im Zeitplan quantenbezogener Bedrohungen. Die geschätzten Anforderungen für die Ausführung von Shors Algorithmus, der quantenbasierten Methode zum Brechen der Public-Key-Verschlüsselung, sind in zwei Jahrzehnten nun um fünf Größenordnungen gesunken — von ungefähr 1 Milliarde physischen Qubits im Jahr 2012 auf etwa 10.000 heute.

Diese Fortschritte übersetzen sich in klarere Zeitpläne für potenzielle Angriffe.

Unter den Annahmen des Papers könnte ein System mit etwa 26.000 Qubits ECC-256 brechen, den Verschlüsselungsstandard, der die Bitcoin- und Ethereum-Blockchain sichert, in etwa 10 Tagen — und würde damit effektiv einem Quantencomputer ermöglichen, private Schlüssel abzuleiten und die Kontrolle über Gelder zu übernehmen.

RSA-2048, das von Finanzinstituten genutzt wird, um ihre Web2-Plattformen abzusichern, würde dagegen näher an 102.000 Qubits erfordern und ungefähr drei Monate in einem stark parallelisierten Setup. Elliptische-Kurven-Kryptografie ist stärker gefährdet, weil sie mit kleineren Schlüsseln eine vergleichbare Sicherheit erreicht, was es für eine Quantenmaschine zu leichterer Arbeit macht.

Dieses etwa 10-Tage-Fenster macht den schnellen „On-Spend“-Angriff, der in Googles Paper skizziert ist — bei dem ein Quantencomputer einen Schlüssel in Minuten knackt und eine laufende Bitcoin-Transaktion „front-runt“ — unter diesen Annahmen unwahrscheinlich.

Allerdings trägt das wenig dazu bei, das langfristige Risiko für Gelder zu senken, die bereits in verwundbaren Adressen liegen, darunter schätzungsweise 6,9 Millionen BTC, die mit frühen Wallets und wiederverwendeten Adressen verbunden sind.

Diese Einordnung kommt jedoch mit Vorbehalten. Alle neun Autoren sind Anteilseigner in Oratomic, sechs sind beim Unternehmen beschäftigt, wodurch das Paper sowohl als wissenschaftliches Ergebnis als auch als Roadmap für seinen Hardware-Ansatz positioniert wird.

Die Richtung ist jedoch zunehmend schwer zu ignorieren. Die Frage lautet nicht mehr, ob Quanten-Systeme Kryptografie brechen können, sondern ob die Branche zu migrieren vermag, bevor die Kosten dafür weiter zusammenbrechen.