Das 7-Milliarden-Dollar-Rennen zur Rettung von Kryptowährungen vor Quantencomputern
Obwohl Quantencomputer noch Jahre davon entfernt sind, die heutigen Finanzsysteme zu bedrohen, beginnen die Kosten für die Vorbereitung auf diese Technologie bereits spürbar zu werden. Im März schätzten Google-Forscher, dass ein ausreichend fortgeschrittener Quantencomputer die weit verbreitete 256-Bit-Elliptic-Curve-Kryptographie in wenigen Minuten knacken könnte. Diese Kryptographie wird von Krypto-Wallets, Verwahrungssystemen, Blockchain-Signaturen und einem Großteil der Sicherheitsinfrastruktur von Finanzinstituten genutzt.
Auch wenn der sogenannte Q-Day nicht unmittelbar bevorsteht, haben Regierungen bereits mit der Planung begonnen, da das Risiko zu groß ist, um es zu ignorieren. Die USA investieren Milliarden von Dollar, um staatliche Systeme auf neue post-quanten Standards umzustellen, während das National Institute of Standards and Technology (NIST) plant, anfällige Algorithmen bis 2035 auslaufen zu lassen.
Das Quantenrisiko für institutionelle Krypto-Giganten
Experten sind sich einig, dass Institutionen eine vollständige Aufzeichnung darüber benötigen, wo anfällige Kryptographie verwendet wird, einschließlich Signatursystemen, Hardware, Wiederherstellungsverfahren, Authentifizierung und langlebigen Schlüsseln. Nigel Smart, ein Experte für Computational Number Theory, beschreibt dies als eine "Kryptographische Materialliste".
Für institutionelle Verwahrungssysteme stellt Akshay Thakur von BitGo fest, dass diese auf Schwellenwertsignaturen basieren, bei denen der Schlüssel nie an einem Ort zusammengeführt wird. Dies stellt eine zusätzliche Herausforderung dar, da die Standardisierung von Schwellenwertsignaturen noch ein offenes Forschungsproblem ist.
Nitin Gaur von Nethermind weist darauf hin, dass das Problem der kryptographischen Bestandsaufnahme in allen Unternehmenssystemen besteht, was einen erheblichen Teil der Programmierungskosten und des kritischen Pfades ausmacht.
Größere Signaturen, höhere Kosten
Die Sicherheit nach Quantenstandards erfordert wesentlich größere Schlüssel und Signaturen. Auf Blockchains bedeutet dies einen höheren Bandbreitenverbrauch, größere Speicheranforderungen und möglicherweise höhere Gebühren. Für Proof-of-Stake-Netzwerke stellt dies eine besondere Herausforderung dar, da die effiziente Aggregation von post-quanten Signaturen schwierig ist.
Thakur erwartet, dass die Kosten für die Nutzer vor allem bei der Signierung spürbar werden, da größere Datenmengen durch Mehrparteienprotokolle geleitet werden und die Latenz erhöhen.
Das Verwahrungsproblem
Institutionelle Verwahrungssysteme basieren auf elliptischer Kurvenkryptographie, und die Umstellung auf neue Signaturen erfordert eine umfassende Neubewertung der Kontrollsysteme. Gaur betont, dass Mehrparteienberechnungen allein keinen Schutz gegen Quantenangriffe bieten.
Nigel Smart hebt hervor, dass einige der schwierigsten Systeme zur Umstellung Wallets, Verwahrungsinfrastrukturen und Smart Contracts sind, die bereits Vermögenswerte kontrollieren.
Wer zahlt für die Migration?
Smart erwartet, dass die Verantwortung zwischen Protokollentwicklern, Verwahrern, Dienstleistern und Vermögensinhabern aufgeteilt wird. Gaur hingegen plädiert für ein zentrales Budget mit einer klaren Zuständigkeit.
Öffentliche Blockchains sind schwieriger zu steuern, da es keinen zentralen Budgetverantwortlichen gibt, der alle Teilnehmer zur Umstellung zwingen kann. Dennoch zeigt die Internet-Sicherheit, dass große Migrationen frühzeitig beginnen können.
Ein unbewerteter Kostenfaktor
Die Kryptoindustrie hat noch keine glaubwürdige Schätzung der Gesamtkosten. Thakur hebt hervor, dass die größten Kosten nicht in der Kryptographie selbst liegen, sondern in der Bestandsaufnahme, der Abhängigkeitskartierung und der parallelen Ausführung von klassischen und post-quanten Systemen.
Nigel Smart kommentiert, dass die Umstellung Jahre dauern wird, was eine frühzeitige Bestandsaufnahme, Tests und eine gestaffelte Migration erfordert. Die Unsicherheit liegt darin, wann kryptographisch relevante Quantenhardware verfügbar sein wird, während Beschaffungszyklen, Hardwareersatz und die Neugestaltung der Verwahrung bereits auf jahrelangen Zeitplänen basieren.
