Circle Research schlägt Rettungsplan für Blockchains gegen Quantenangriffe vor

Die Kryptowelt ist in Alarmbereitschaft, da Circle Research auf die drohende Quantenbedrohung, bekannt als Q-Day, hinweist. Dieser entscheidende Moment könnte die Blockchain-Sicherheit, wie wir sie kennen, neu definieren. Bis 2030 könnten Quantencomputer Leistungsstufen erreichen, die viele bestehende Blockchains gefährden. Als Reaktion darauf hat Circle Research einen umfassenden Fahrplan skizziert, um Blockchain-Abwehrkräfte gegen solche Bedrohungen zu stärken.

Quantencomputing: Eine drohende Gefahr?

Laut der Analyse von Circle sind kryptografische Protokolle, die auf elliptischen Kurven oder RSA basieren, besonders anfällig aufgrund ihrer Anfälligkeit für den Shor-Algorithmus. Hash-Funktionen wie SHA-256 und SHA-3 sowie symmetrische Verschlüsselung wie AES gelten jedoch als wahrscheinlich sicher vor quantenbasierten Entschlüsselungsversuchen.

Die Dringlichkeit wird durch regulatorische Anforderungen aus den USA und der EU unterstrichen. Diese Behörden verlangen, dass kritische Infrastrukturen und nationale Sicherheitssysteme bis 2030 zu post-quantitativen Algorithmen übergehen. Für Blockchain-Entwickler bedeutet dies, jede Schicht ihres technologischen Stacks zu aktualisieren.

Hin zu sicheren Verbindungen und Konsensmechanismen

Übergangsmaßnahmen sind bereits im Gange, da TLS 1.3 post-quantitative Algorithmen unterstützt. Große Anbieter wie Google und AWS haben begonnen, Dienste leise zu migrieren. Besonders zu beachten sind IBMs Entwicklung einer „Quantum Cat“ mit 120 Qubits und Googles verifizierter Quantum Echoes-Algorithmus, die wesentliche Fortschritte im Quantencomputing markieren.

Ein hybrider Algorithmus namens X25519MLKEM768 entwickelt sich zu einem Industriestandard; seine ML-KEM-Komponente ist von NIST genehmigt. Entwicklern wird geraten, TLS-Zertifikate zu aktualisieren und sich auf deutlich größere öffentliche Schlüssel mit einer Größe von bis zu 1216 Bytes vorzubereiten.

Für Proof-of-Stake Blockchains sind signifikante Änderungen in den Signaturmechanismen der Validatoren erforderlich. Der Fahrplan der Ethereum Foundation umfasst XMSS-Multisignaturen, die die Poseidon2-Hash-Funktion nutzen, die bereits in Rust implementiert ist.

Transaktionssignaturen und Wallets

Transaktionssignaturen erhalten besondere Aufmerksamkeit aufgrund ihrer Verwundbarkeit in aktuellen Formen wie Bitcoin’s ECDSA oder Solana’s Ed25519 Signaturen. Der Übergang wird den Einsatz wesentlich größerer post-quantitativer Alternativen wie NIST ML-DSA oder Falcon erfordern.

Post-quantitative Hardware-Sicherheitsmodule (HSM) kommen gerade erst auf den Markt, während softwarebasierte Optionen von AWS und Google mit KMS-Diensten, die post-quantitative Kryptografie bieten, die Führung übernehmen.

Benutzermigration: Adressänderungen voraus

Die Vor-Q-Day-Migration aktiver Adressen mit offenbarten öffentlichen Schlüsseln ist entscheidend. Benutzer müssen wechseln, bevor diese Adressen nach dem Q-Day anfällig werden. Passive Adressen können theoretisch nach dem Q-Day unter bestimmten Bedingungen mit Seed-Phrasen wiederhergestellt werden.

Der Bericht hebt auch Schwachstellen innerhalb von Zero-Knowledge (ZK)-Systemen hervor, die für Datenschutzfunktionen in Kryptowährungen wie SNARK-Lösungen Groth16, Halo2 und PlonK verwendet werden und durch widerstandsfähigere Optionen wie STARK oder SNARG-Systeme ersetzt werden müssen, trotz ihrer höheren Ressourcenanforderungen.

Der Industrie-Kontext: Vorbereitung auf den Übergang

Tools, die diesen bedeutenden Übergang zur Quantenresilienz erleichtern, existieren, aber die Bereitschaft variiert in den verschiedenen Branchen, die von Regulierungsbehörden unter Druck gesetzt werden, vorbereitet zu sein, aber zögern, auf endgültige Standards von Organisationen wie NIST oder IETF zu warten.

Circle betont, dass jeder im Kryptobereich Klarheit durch einen quantensicheren Übergangsfahrplan benötigt, der sich auf den Schutz der Privatsphäre gegen Angriffe wie „Harvest-now-decrypt-later“ konzentriert, um sicherzustellen, dass die Benutzersicherheit vom ersten Tag an oberste Priorität hat, wobei Arc Privacy bei der Veröffentlichung von Natur aus quantensicher ist.

Zusammenfassend: Da der Q-Day näher rückt als je zuvor erwartet — möglicherweise revolutioniert, wie Kryptowährungen sicher betrieben werden — wird eine schnelle Anpassung unerlässlich, nicht nur, um private Schlüssel, sondern auch öffentliche zu schützen und ganze Ökosysteme, die auf ihnen basieren, zu sichern…