Ethereum rüstet sich gegen Quantenbedrohungen. Wie reagiert die Community auf Buterins neuen Vorschlag und wie real ist die Gefahr?
Der exponentielle Fortschritt der Quantencomputertechnologie stellt eine gewaltige Herausforderung für die Blockchain-Plattformen dar und untergräbt möglicherweise die Sicherheitsprotokolle, die das Fundament dieser Netzwerke bilden, wobei Ethereum (ETH) keine Ausnahme bildet.
Als Reaktion auf diese dringende Sorge hat Vitalik Buterin, Mitbegründer von Ethereum, Diskussionen über die Ethereum-Forschung angeführt, mit dem Ziel, die Schwachstellen, die Quantencomputing für Ethereum mit sich bringt, anzugehen und zu mildern.
Eintauchen in Buterins Strategie
Buterin sieht einen potenziellen „Quantennotstand“ voraus, bei dem das Aufkommen von Quantencomputerfunktionen zu einem groß angelegten Diebstahl von Ethereum-Vermögenswerten führen könnte.
Um dieser drohenden Bedrohung entgegenzuwirken, schlug Buterin einen vielschichtigen Ansatz vor, der mit der Implementierung einer Hard Fork des Ethereum-Netzwerks begann.
Dieser Hard Fork würde das Netzwerk effektiv in einen Zustand zurückversetzen, bevor es zu möglichen Diebstählen kam, und die Benutzer dazu zwingen, eine neue Wallet-Software einzuführen, die explizit darauf ausgelegt ist, zukünftige Angriffe zu vereiteln.
Im Mittelpunkt von Buterins Strategie steht die Einführung eines neuen Transaktionstyps, der im Ethereum Improvement Proposal (EIP) 7560 beschrieben ist. Dieser Transaktionstyp nutzt fortschrittliche kryptografische Techniken, darunter Winternitz-Signaturen und wissensfreie Technologien wie STARKs, um Transaktionen vor Quantendaten zu schützen Angriffe, indem die privaten Schlüssel der Benutzer vor Offenlegung geschützt werden.
Darüber hinaus plädiert Buterin für die Integration der ERC-4337-Kontoabstraktion für Smart-Contract-Wallets, um die Sicherheit zu erhöhen, indem die Offenlegung privater Schlüssel während des Signaturvorgangs verhindert wird.
Die Kontoabstraktion fungiert als „Smart Contracts Wallet“, die es Benutzern ermöglicht, mit dem Ethereum-Netzwerk zu interagieren, ohne über ihre privaten Schlüssel zu verfügen oder Ether für Transaktionskosten verwalten zu müssen.
Im Falle eines Quantennotfalls wären Benutzer, die keine Transaktionen über ihre Ethereum-Wallets ausgeführt haben, weiterhin geschützt, da nur ihre Wallet-Adressen öffentlich sind.
Buterin schlug außerdem vor, dass die Entwicklung der für die Umsetzung des vorgeschlagenen Hard Fork erforderlichen Infrastruktur theoretisch sofort beginnen könnte.
Reaktion der Gemeinschaft
Die Ethereum-Community diskutiert aktiv Buterins Vorschlag für eine Hard-Fork-Strategie, um Ethereum vor möglichen Quantenangriffen zu schützen. Dieses Thema hat bei den Mitgliedern sowohl Interesse als auch Besorgnis geweckt.
Obwohl anerkannt wird, wie wichtig es ist, sich auf Quantenbedrohungen vorzubereiten, besteht Skepsis darüber, wie wirksam diese Maßnahmen gegen böswillige Benutzer mit Zugang zum Quantencomputing sein werden. DogeProtocol, ein Community-Mitglied, hat Fragen zur Identifizierung legitimer Kontoinhaber gegenüber Angreifern in Szenarien aufgeworfen, in denen Quantencomputer in Ethereum-Wallets eindringen können.
DogeProtocol schlug die Verwendung von NIST-standardisierten Algorithmen in Kombination mit klassischen Algorithmen vor. Dies könnte jedoch aufgrund der größeren Signatur- und öffentlichen Schlüsselgrößen in vielen Post-Quanten-Methoden zu größeren Blockgrößen führen.
Ein anderes Community-Mitglied, nvmmonkey, empfiehlt eine Präventivstrategie. Sie schlagen vor, ein maschinelles Lernsystem in das Knotennetzwerk von Ethereum zu integrieren, um große, verdächtige Transaktionen zu erkennen, die auf unsichere Aktivitäten hinweisen und Notfallprotokolle wie den Stark-Emercedence-Fork auslösen könnten.
Risiken durch Quantencomputer für die Blockchain
Die Blockchain-Technologie, einschließlich Kryptowährungen wie Bitcoin und Ethereum, basiert auf kryptografischen Algorithmen wie dem Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA), um Transaktionen zu sichern und die Integrität des Distributed Ledgers aufrechtzuerhalten.
Quantenalgorithmen, insbesondere der 1994 von Peter Shor entwickelte Algorithmus von Shor, stellen jedoch eine Bedrohung dar, da sie möglicherweise das Problem des diskreten Logarithmus auf elliptischen Kurven lösen, das die Grundlage für die Sicherheit von ECDSA darstellt.
Diese Fähigkeit könnte es einem Quantencomputer ermöglichen, digitale Signaturen zu fälschen und so alle mit diesen Signaturen verbundenen Gelder zu kontrollieren.
Quantencomputer könnten auch andere kryptografische Praktiken innerhalb der Blockchain-Technologie untergraben, einschließlich des Hashing-Prozesses, der für das Mining und die Erstellung neuer Blöcke von zentraler Bedeutung ist.
Während Hashing (z. B. SHA-256 in Bitcoin) durch Shors Algorithmus nicht direkt unterbrochen wird, könnte Grovers Algorithmus, ein weiterer Quantenalgorithmus, theoretisch den Prozess der Suche nach dem Vorbild eines Hashs beschleunigen, obwohl die Beschleunigung weniger dramatisch ist als bei Shor für die Verschlüsselung .
Quantensprung: Sind wir vorbereitet?
Obwohl aktuelle Quantencomputer noch nicht in der Lage sind, ECDSA in praktischem Maßstab zu durchbrechen, deutet das schnelle Tempo des Fortschritts darauf hin, dass die Bedrohung in den nächsten Jahren real werden könnte. Google will bis 2029 einen Quantencomputer bauen, der umfangreiche geschäftliche und wissenschaftliche Berechnungen fehlerfrei durchführen kann.
IBM hat kürzlich mit „IBM Quantum Heron“ seinen fortschrittlichsten Quantenprozessor vorgestellt. Dieser Prozessor zeichnet sich durch hohe Leistung und geringe Fehlerraten aus. IBM stellte außerdem das IBM Quantum System Two vor, einen neuen modularen Quantencomputer. Dieses in New York bereits in Betrieb befindliche System ist für die Bewältigung komplexer wissenschaftlicher und geschäftlicher Berechnungen konzipiert.
Die Quantenbedrohung für die aktuelle Kryptographie ist eine von Forschern weithin anerkannte Tatsache. Der Schwerpunkt liegt zunehmend auf der Entwicklung und Implementierung quantenresistenter oder postquantenkryptografischer Algorithmen.
Beispielsweise hat das National Institute of Standards and Technology (NIST) einen Prozess zur Bewertung und Standardisierung quantenresistenter kryptografischer Algorithmen mit öffentlichem Schlüssel eingeleitet. Dies könnten entscheidende Schritte zur Aufrechterhaltung der Sicherheit und Widerstandsfähigkeit der Blockchain und anderer digitaler Infrastrukturen angesichts des Quantencomputings sein.
Da sich die Fähigkeiten von Quantencomputern weiterentwickeln, wird die Zusammenarbeit von Forschern, Entwicklern und politischen Entscheidungsträgern von entscheidender Bedeutung sein.
Durch die Priorisierung der Entwicklung und Integration quantenresistenter kryptografischer Lösungen kann die Blockchain-Community sensible Informationen schützen, digitales Vertrauen bewahren und die weitere Lebensfähigkeit der Blockchain im Quantenzeitalter sicherstellen.
Quelle: https://crypto.news/the-quantum-emergency-ethereums-race-against-time/