Quantencomputer könnten Bitcoin-Schlüssel in einer Stunde knacken
Das Quantencomputing-Unternehmen Alice & Bob hat bekannt gegeben, dass ein Quantencomputer mit etwa 30.000 ihrer sogenannten "Cat Qubits" in der Lage wäre, einen Bitcoin-Privatschlüssel in etwa einer Stunde zu entschlüsseln.
Diese Schätzung stammt aus einem Preprint, das das Unternehmen im IACR Cryptology ePrint Archive veröffentlicht hat. Der Bericht zielt auf secp256k1 ab, die elliptische Kurve, die hinter Bitcoin-Signaturen steht, und gibt an, dass der Angriff nicht mehr als 29.588 physische Qubits und 61,8 Minuten benötigen würde. Diese Zahlen werden als Obergrenze betrachtet, da die Bitcoin-Berechnung Schaltkreise wiederverwendet, die zur Entschlüsselung von RSA-2048-Verschlüsselungen kompiliert wurden.
Superleitendes Design
Cat Qubits sind eine eigene supraleitende Entwicklung von Alice & Bob. Sie unterdrücken Bit-Flip-Fehler in der Hardware, sodass die Fehlerkorrektur nur Phasen-Flip-Fehler erfassen muss. Dadurch wird die Anzahl der physischen Qubits hinter jedem fehlerkorrigierten logischen Qubit reduziert. Im Jahr 2023 schätzten die Forscher des Unternehmens, dass ein 256-Bit-elliptischer Kurvenlogarithmus 126.133 Cat Qubits und neun Stunden benötigen würde.
In einem Whitepaper, das am 30. März von Google Quantum AI veröffentlicht wurde, wurden zwei Arten von Angriffen unterschieden. "On-spend"-Angriffe zielen auf eine Transaktion ab, bevor ein Block sie bestätigt. "At-rest"-Angriffe richten sich gegen bereits auf der Blockchain exponierte öffentliche Schlüssel und geben dem Angreifer Tage oder mehr Zeit.
Googles Design benötigte weniger als eine halbe Million physische Qubits. Vorausgesetzt, es ist vorbereitet, könnte dieses Design den privaten Schlüssel eines einzelnen Wallets in etwa neun Minuten knacken, sobald ein öffentlicher Schlüssel erscheint. Google erklärte, dass dies "on-spend"-Angriffe ermöglichen würde.
Die Maschine von Alice & Bob würde weit weniger Qubits benötigen, aber länger laufen. Ihr einstündiger Angriff überschreitet die 10-minütige Blockzeit von Bitcoin, sodass laufende Transaktionen außer Reichweite bleiben, so das Unternehmen.
Google zählte auch mehr als 1,7 Millionen BTC in Pay-to-Public-Key (P2PK)-Skripten, einer frühen Adresstyp, der den öffentlichen Schlüssel auf der Blockchain hinterlässt. Dieser Pool umfasst die Münzen aus der Satoshi-Ära, die als erstes Ziel eines Quantenangreifers gelten.
Schätzung geht von keinen Bit-Flips aus
Die Zahlen von Alice & Bob gehen davon aus, dass während der Berechnung keine Bit-Flips auftreten, was das Unternehmen mit einer Bit-Flip-Zeit von etwa einem Jahrhundert gleichsetzt. Bei einem Bit-Flip etwa einmal pro Stunde steigt ihre Schätzung für RSA-2048, die Verschlüsselung hinter einem Großteil des Internets, von 22.593 Qubits auf etwa 45.000.
Die Chips des Unternehmens sind noch weit von diesem Maßstab entfernt. Die neuesten Ergebnisse, veröffentlicht am 20. Oktober, betreffen die erste Phase von PROQCIMA, dem Quantencomputing-Programm der französischen Regierung. Diese Ergebnisse stammen von drei Demonstratoren, der größte auf einem 12-Qubit-Chip. Ihre logische Fehlerrate lag noch nicht unter der Fehlerkorrekturschwelle.
Alice & Bob erwarten, dass sich Hardware-Fortschritte und sinkende Ressourcenschätzungen in den frühen 2030er Jahren angleichen werden. Das Unternehmen forderte Organisationen auf, jetzt auf post-quantum Kryptografie umzusteigen. Unter den Vorschlägen für Bitcoin haben Jameson Lopp und fünf weitere Entwickler BIP-361 vorgeschlagen, das quantum-anfällige Legacy-Adressen in Phasen einfrieren würde.
