Neuer Ansatz soll Bitcoin quantensicher machen, ohne das Netzwerk auszubremsen

Forscher von Blockstream arbeiten an einem Verfahren, das Bitcoin (BTC) besser gegen künftige Quantencomputer absichern soll. Ihr neues System SHRINCS soll Transaktionen quantensicher machen, ohne die Kapazität des Bitcoin-Netzwerks stark zu verringern. Genau das gilt bei bestehenden Ansätzen als zentrales Problem.

Warum Quantencomputer ein Risiko für Bitcoin darstellen

Bei einer Bitcoin-Transaktion weist ein Nutzer mit einer digitalen Signatur nach, dass er Zugriff auf den richtigen Private Key hat. Der geheime Schlüssel muss dabei nicht offengelegt werden.

Die heutige Absicherung von Bitcoin basiert auf Elliptische-Kurven-Kryptografie. Für klassische Computer ist es praktisch unmöglich, diesen Schutz zu brechen. Ein leistungsfähiger Quantencomputer könnte dazu theoretisch in der Lage sein, unter anderem mithilfe des Shor-Algorithmus.

Ein solcher Rechner könnte möglicherweise aus einem öffentlich sichtbaren Public Key den zugehörigen Private Key ableiten. Ein Angreifer könnte anschließend Transaktionen signieren, als wäre er der tatsächliche Eigentümer der Bitcoin.

Dieses Risiko betrifft vor allem Bitcoin-Bestände, deren Public Key bereits auf der Blockchain sichtbar geworden ist.

Quantensichere Bitcoin-Transaktionen benötigen viel Platz

Es gibt bereits Signaturen, die gegen Quantencomputer bestehen sollen. Das Problem: Viele dieser Lösungen enthalten deutlich mehr Daten und beanspruchen dadurch wesentlich mehr Platz auf der Blockchain.

Eine heutige Schnorr-Signatur bei Bitcoin ist etwa 64 Byte groß. Einige quantensichere Systeme sind um ein Vielfaches größer. Da der Platz in Bitcoin-Blöcken begrenzt ist, würden dadurch deutlich weniger Transaktionen in jeden Block passen.

Nach Angaben von Blockstream kann Bitcoin mit den derzeitigen kompakten Signaturen rund 6,5 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten. Mit einer bestehenden Post-Quantum-Lösung wie SLH-DSA würde dieser Wert auf etwa 0,36 Transaktionen pro Sekunde sinken.

SHRINCS würde den Forschern zufolge etwa drei Transaktionen pro Sekunde ermöglichen. Das wäre weiterhin weniger als im heutigen System, aber deutlich mehr als bei anderen quantensicheren Alternativen.

SHRINCS ist für Bitcoin noch nicht einsatzreif

SHRINCS verwendet SHA-256, dieselbe Hashfunktion, die Bitcoin an mehreren Stellen nutzt. Das System baut damit auf einer Technologie auf, die im Bitcoin-Netzwerk bereits umfassend eingesetzt wird.

Dem stehen jedoch Nachteile gegenüber. Wallets müssen genau erfassen, welche Einmalschlüssel bereits verwendet wurden. Das kann kompliziert werden, wenn Nutzer mehrere Geräte oder alte Backups verwenden.

Zudem befindet sich SHRINCS noch in einem frühen Stadium. Der Sicherheitsnachweis ist noch nicht abgeschlossen, die Software noch nicht vollständig geprüft.

Um SHRINCS irgendwann in Bitcoin zu nutzen, wäre außerdem eine Soft Fork erforderlich. Dafür müssten die Bitcoin-Regeln angepasst werden, zudem bräuchte es ausreichende Unterstützung im Netzwerk.

SHRINCS ist damit vorerst vor allem ein möglicher Ansatz für ein künftiges Problem. Eine kurzfristige Einführung bei Bitcoin ist derzeit nicht absehbar.