Google verkündete kürzlich sein langersehntes Ziel, die Quantenüberlegenheit, erreicht zu haben. Dies berichtete auch die Financial Times in einem veröffentlichten Forschungspapier. Für das Quanten-Computing ist das ein großer Schritt und möglicherweise auch das Signal für den Start einer neuen Ära, in der Quantencomputer die klassischen Supercomputer in diversen Anwendungsgebieten ausperformen können. Das Erreichen der Quantenüberlegenheit für Googles Quantencomputer bedeutet, dass die Rechenkapazität der Geräte mittlerweile die eines normalen Supercomputers deutlich übersteigt. Damit hat Google den ersten Quantencomputer dieser Art, der solch eine Leistung erreicht hat. Das heißt die Verschlüsselungen, die bisher für die Wahrung unserer Privatsphäre im Internet und auch für die Netzwerksicherheit von Bitcoin & Co. sorgen, könnten in Gefahr sein.
Wie besorgt sollten wir sein?
Während es auf den ersten Blick nicht so bedrohlich aussieht, könnte dieser Entwicklungsfortschritt zu der größten Gefahr für die Kryptowährungen überhaupt werden, abseits der Regierungen, Hackern, Geldwäsche und Terrorfinanzierung.
Wie kommt das?
Selbst wenn die Krypto-Netzwerke immer wieder von Hackern angegriffen werden, hatte bisher keiner von ihnen die technischen Möglichkeiten, um sich in den Kern einer Kryptowährung zu hacken. Dies liegt an zwei Eigenschaften, der kombinierten Rechenleistung eines Netzwerks und den starken zugrunde liegenden kryptographischen Verschlüsselungen. Mit den Quantencomputern könnten beide dieser Eigenschaften eliminiert werden. Das Prinzip hinter der Elliptische-Kurven-Kryptographie ist, dass es eine enorme, bisher nicht erreichbare, Rechenleistung innerhalb eines kleinen Zeitfensters braucht, um einen Angriff zu starten. Die von den Quantencomputern erwartete Rechenleistung könnte solche Verschlüsselungen jedoch mit Leichtigkeit brechen. Und nicht nur das, mit mehreren Quantencomputern zusammen könnte möglicherweise auch eine Eclipse Attacke auf die meisten Krypto-Netzwerke erfolgreich bewerkstelligt werden.
Wie kann man das verhindern?
Werfen wir einen Blick auf die Möglichkeiten, um das Quantenproblem zu lösen:
Dem Netzwerk mehr Rechenleistung hinzufügen: Das wird auf lange Sicht nicht ausreichen, da die Quantencomputer mit Sicherheit in der Lage sein werden ein Netzwerk anzugreifen, ganz gleich wie hoch der Output für die Hashrate der restlichen Netzwerkteilnehmer ist.
Quantencomputer für Mining und Verschlüsselung verwenden: Erscheint auf den ersten Blick logisch, jedoch müssten die Quantencomputer für solche Verwendungszwecke erstmal zur Verfügung stehen. Wie und vor allem von wem sie im Endeffekt genutzt werden können, wird sich noch zeigen müssen. Unwahrscheinlich ist aber, dass die Miner sich solche Gerätschaften zulegen werden bzw. können, da sie exorbitant teuer sind und auch ein spezielles Setup benötigen, um zu funktionieren. Selbst wenn sich große Miningunternehmen vereinzelt Quantencomputer zulegen würden, wäre das vermutlich nichts Positives für die Krypto-Netzwerke, da durch die Umverteilung der Hashrate auf nur wenige Parteien die dezentrale Natur von Bitcoin & Co. zerstört werden würde.
Verwendung von quantensicheren Algorithmen und Proof-of-Work Abwandlungen: Während es als eine ziemlich einfache Lösung erscheint, die Anzahl der Bits in RSA und anderen Algorithmen zu erhöhen, wird dies auf langen Zeitraum ebenfalls nicht besonders sicher sein, da die Quantencomputer auch hier nach ein paar Jahren Entwicklung aufholen dürften. Eine andere Lösung wäre die Verwendung von quantenresistenten Algorithmen. Weil sie jedoch dazu neigen eine schlechtere Performance im Vergleich zu klassischen Algorithmen hinzulegen, würde es eine gewisse Zeit in Anspruch nehmen, dass sie ein vernünftiges Leistungsniveau vorweisen könnten. Andererseits ist es genau das, was sie widerstandsfähiger gegen die Entschlüsselung durch Quantencomputer macht.
Die Protokolle ändern, sodass kein Node zu viel Hashrate in das Netzwerk einspeisen kann: Eine simple Lösung ist es, einfach die Nodes, die zu viel Hashrate produzieren, von der Teilnahme am Netzwerk auszuschließen. Dies wird funktionieren, da die Quantenrechenleistung im Vergleich zu einem normalen Computer exponentiell ansteigt, wenn er als große einzelne Einheit gebaut wird. Und das ist der Knackpunkt. Die Quantencomputer müssten zentralisierte einzelne Einheiten sein, um den Netzwerken mit der oben genannten Protokolländerung effektiv gefährlich werden zu können. Mit dem Ausschließen solcher Nodes von Krypto-Netzwerken hat man vermutlich die einfachste Lösung vorliegen.
Fazit
Während es aufs Erste so scheint, als wäre das Ende der Kryptowährungen nahe, sind wir momentan noch nicht an diesem Punkt angelangt. Quantencomputer sind sehr teuer und benötigen enorme Ressourcen, die Zerstörung einer Kryptowährung wird vorerst nicht das Erste sein, was die Entwickler auf ihrer Agenda für die Quantencomputer haben werden. Hinzu kommt noch, dass die Tests, um die Fähigkeiten der Quantencomputer herauszufinden, bisher nur unter Laborbedingungen stattfanden. Wie sie dann am Ende in der realen Welt performen können, wird sich noch zeigen müssen.
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