Der Forscher der Ethereum Foundation, Justin Drake, sagte, Ethereum beschleunige den Übergang zu Post-Quantum-Kryptografie; Entwickler wollen die Arbeiten bis Dezember 2028 abschließen. Die Initiative soll Ethereums Ausführungs-, Konsens- und Datenschichten schützen, da Fortschritte bei Quantencomputing und künstlicher Intelligenz neue Risiken für die kryptografischen Systeme des Netzwerks schaffen.

• Mission 2028 zielt bis Dezember 2028 auf den Schutz von Ethereums Ausführungs-, Konsens- und Datenschichten.
• Entwickler wollen hashbasierte Kryptografie und formal verifizierte Systeme einsetzen; SHA-3/Keccak ist derzeit die wichtigste Option.

In einer Präsentation sagte Drake, KI-gestützte Forschung habe die Zahl der in den vergangenen Monaten identifizierten Schwachstellen deutlich erhöht. Seit März hätten Entwickler von Ethereum-Clients 895 potenzielle Probleme erhalten, von denen 500 als tatsächliche Schwachstellen bestätigt worden seien.

Drake sagte, Ethereum profitiere davon, mehrere Clients zu haben. Er fügte hinzu, das Sicherheitsteam der Ethereum Foundation sei in den vergangenen Wochen und Monaten erweitert worden und habe Forscher mit Spezialisierung auf KI eingestellt.

Entwickler bewerten Risiken durch Quantencomputer

Drake sagte, der geschätzte Zeitrahmen für Quantencomputer, die moderne Kryptografie brechen können, könnte sich verkürzen. Er verwies auf den Leiter eines großen Quantenunternehmens, der laut Drake mit 99-prozentiger Sicherheit davon ausgehe, dass „Q-Day“ — der Zeitpunkt, zu dem Quantencomputer die relevanten kryptografischen Mechanismen brechen können — bereits 2029 eintreten werde.

Drake setzte seine eigene Basisschätzung auf 2032 und wies Q-Day bis 2029 eine Wahrscheinlichkeit von 10 % zu. Er nannte zudem Quantenysteme auf Basis neutraler Atome als eine der wichtigsten kurzfristigen kryptografischen Bedrohungen, da sie Skalierungspotenzial hätten.

Fortschritte gebe es bei Quantenhardware, Fehlerkorrektur und Algorithmen, sagte Drake. Er verwies auf Arbeiten zu Shors Algorithmus, der zur Brechung elliptischer Kurvenkryptografie eingesetzt werden kann.

Laut Drake hätten etwa 100 Enthusiasten, die am Projekt ecdsa.fail arbeiten, die geschätzte erforderliche Zahl an Qubits gegenüber einer im März veröffentlichten Google-Studie um 30 % reduziert. Sie hätten zudem die Laufzeit des Algorithmus um das Dreifache verkürzt, während neuere in der Präsentation erwähnte Arbeiten sie um eine weitere Größenordnung, von Minuten auf Sekunden, senken könnten.

Drake warnte separat, mathematische Superintelligenz könnte Gegenbeispiele zu lange als korrekt geltenden Vermutungen finden und damit weitere Fragen zur Zuverlässigkeit von Ethereums kryptografischen Mechanismen aufwerfen. Er deutete außerdem an, dass staatliche Stellen die Veröffentlichung von Forschung zu kryptografischen Schwachstellen beschränken könnten. Beide Punkte stellten Drakes Einschätzungen dar.

Mission 2028 sieht Übergang über drei Schichten vor

Entwickler wollen nun alle drei Ethereum-Schichten vor dem JAR-Fork schützen. Zuvor hatten sie die entsprechenden Änderungen für den späteren LAR-Fork vorgesehen.

Der Plan sieht Post-Quantum-Transaktionen auf der Ausführungsschicht, Post-Quantum-Attestierungen auf der Konsensschicht und Post-Quantum-Datensampling auf der Datenschicht vor. LeanVM soll als primäres Implementierungswerkzeug dienen und hat nach Angaben der Vortragenden kürzlich eine vollständige End-to-End-Formalverifizierung erreicht.

Mission 2028 umfasst zwei zentrale Meilensteine: den Start des Glamsterdam-Forks im Mainnet im Januar 2027 und den Abschluss des Übergangs zu Post-Quantum- und Post-AI-Kryptografie bis Dezember 2028. Die Entwickler wollen die Änderungen über drei Hard Forks in den 24 Monaten nach Glamsterdam einführen.

Hashbasierte Systeme und Formalverifizierung

Ein zweiter Sprecher, Kev, sagte, hashbasierte Kryptografie und Formalverifizierung würden den Übergang untermauern. Das Team habe wegen seiner Leistung Poseidon2 in Betracht gezogen, sich jedoch mit der Weiterentwicklung von Beweissystemen klassischen Hash-Funktionen zugewandt. Die wichtigste derzeitige Option sei SHA-3/Keccak, das mehr als 10 Jahre Kryptanalyse durchlaufen habe.

Die Entwickler planen, ECDSA auf der Ausführungsschicht durch leanSphincs, BLS auf der Konsensschicht durch leanXMSS und KZG auf der Datenschicht durch leanDA zu ersetzen. Sie entwickeln zudem leanPCS, ein Post-Quantum-Polynomial-Commitment-Verfahren, das einen Übergang von Groth16 und Plonk zu Post-Quantum-STARK-Beweisen unterstützen soll.

Schritte für Validatoren, Anwendungen und Nutzer

Die Entwickler forderten Validatoren auf, ältere 0x00-Withdrawal-Credentials zu überprüfen, deren Ausmusterung laut den Sprechern vorgesehen ist, und am PQ Validator Registry teilzunehmen. Anwendungsentwickler sollten ihre Systeme auf harte Abhängigkeiten von ECDSA prüfen, während Wallet-Entwickler die Unterstützung für Frame Transactions bewerten sollten, die voraussichtlich ein zentraler Bestandteil des Post-Quantum-Schutzes auf der Ausführungsschicht werden.

Drake schätzte, dass Konten, die mindestens eine Transaktion signiert haben, 72 % aller ETH halten, was bedeute, dass ihre öffentlichen Schlüssel offengelegt wurden. Er erklärte, Nutzer, die dieses Risiko sofort verringern möchten, könnten ihre ETH auf ein neues Konto übertragen, das noch nie eine Transaktion signiert hat. Die Blockchain würde dann den Adress-Hash statt des unverarbeiteten öffentlichen Schlüssels offenlegen.

Nutzer könnten alternativ Frame Transactions mit einem Smart Contract verwenden, der leanSphincs-Signaturen verifiziert. Laut den Sprechern kann dieser Ansatz bereits jetzt Post-Quantum-Schutz bieten, wird jedoch teurer bleiben, bis leanVM direkt in das Protokoll integriert ist.

Die Entwickler baten die Community außerdem um Feedback zu den leanSphincs-Parametern und darum, das System im Daugi-Netzwerk zu testen.

Der Gründer von Stacks, Muneeb Ali, hatte zuvor erklärt, die Quantenbedrohung begrenze das Wachstum von Bitcoin bereits.

Quelle: HODL Press