Kryptowährung und Quantencomputing – eine übertriebene Angst?

Der drohende Schatten des Quantencomputing hängt immer noch über der Krypto-Community, aber ist es eine echte Bedrohung oder nur ein Ablenkungsmanöver?

Verschlüsselung ist die Grundlage für einen Großteil unseres modernen Lebens und ein wesentliches Werkzeug für Kryptowährungen. Wenn diese Verschlüsselung gebrochen würde, wäre es für Bergleute unmöglich, die Blockchain zu sichern; Transaktionen könnten gefälscht werden und das große Blockchain-Unterfangen könnte zum Erliegen kommen.

Im Moment ist es selbst für Supercomputer unrentabel, die Blockchain zu brechen. Ein Durchbruch im Quantencomputing könnte jedoch eine existenzielle Bedrohung darstellen. Ist es an der Zeit, Ihre Krypto-Bestände zu veräußern oder weiter wie gewohnt?

Wie unterscheiden sich Quantencomputer?

Bestehende Supercomputer können unglaubliche Datenmengen verarbeiten, sind aber durch die grundlegenden Eigenschaften von Computern begrenzt. Alle vorhandenen Computer verarbeiten Daten als Bits (1s und 0s) und werden gezwungen, sie einzeln zu verarbeiten.

Das bedeutet, dass komplizierte Berechnungen direkt gelöst werden müssen, indem alle erforderlichen Berechnungen durchgeführt werden. Bei der Verschlüsselung muss jeder Schritt des Puzzles gelöst werden, um den Code zu knacken. Das würde zu lange dauern, um die Zeit wert zu sein.

Quantencomputer sind ein Game-Changer. Sie wurden entwickelt, um Qubits in einem stabilen Zustand zu erfassen und nutzen zwei einzigartige Eigenschaften der Quantenphysik, um Daten blitzschnell zu verarbeiten:

• Überlagerung: Im Gegensatz zu festen Bits können Qubits alle möglichen Kombinationen von 1 und 0 gleichzeitig enthalten. Dadurch können mehrere Qubits eine enorme Anzahl unterschiedlicher Ergebnisse gleichzeitig verarbeiten. Wenn mehr Qubits hinzugefügt werden, wächst die Rechenleistung eines Quantencomputers exponentiell. Das bedeutet, dass selbst kleine Verbesserungen eine übergroße Wirkung haben können.
• Verstrickung: Dieser Effekt wird noch stärker, wenn ein Quantencomputer verschränkte Qubits erzeugt. Dadurch ist es möglich, den Zustand eines Qubits zu ändern und die Zustände aller anderen Qubits, mit denen es verschränkt ist, vorhersagbar zu ändern. Dadurch können mehrere Qubits parallel arbeiten, wodurch die Verarbeitungsleistung jedes einzelnen Qubits erheblich gesteigert wird.

Die Auswirkungen eines Computers, der die Quantenüberlegenheit erreicht, oder die Fähigkeit, herkömmliche Computer konsequent zu übertreffen, wären enorm. Es würde dazu beitragen, die Forschung um Jahrzehnte voranzutreiben, und könnte das nächste Sprungbrett in der menschlichen Entwicklung sein. Aber es könnte auch die Kryptografie über Nacht obsolet machen.

Die meisten großen Blockchains verlassen sich auf ECDSA (Elliptical Curve Digital Signature Algorithm). Dadurch können Blockchains zufällige 256-Bit-Daten erstellen privater Schlüssel und einen verknüpften öffentlichen Schlüssel, der mit Dritten geteilt werden kann, ohne diesen privaten Schlüssel preiszugeben.

Theoretisch wäre es für einen Quantencomputer trivial, die Beziehung zwischen diesen Schlüsseln aufzudecken, wodurch eine Brieftasche gehackt und die Gelder liquidiert werden könnten.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass ein Quantencomputer in der Lage sein könnte, traditionelle Proof-of-Work (PoW)-Konsensnetzwerke zu dominieren und einen 51-Prozent-Angriff auszuführen. Dies würde es ihm ermöglichen, die Kontrolle über eine Blockchain zu übernehmen und betrügerische Blöcke zu genehmigen.

Wir könnten Jahrzehnte von Quantencomputern entfernt sein

Trotz des Potenzials von Quantencomputern werden sie wahrscheinlich nicht das bahnbrechende Ereignis sein, das einige vorhersagen. Google hat behauptet, die Quantenüberlegenheit zu erreichen, aber in Wirklichkeit ist der Algorithmus, den sie verwendet haben hatte keinen praktischen Zweck. Im Wesentlichen sind alle existierenden Quantencomputer nur Proof of Concepts, und wir müssen sie noch verwenden, um ein reales Problem wie das Knacken von Verschlüsselungen anzugehen.

Selbst wenn wir do es gelingt, einen Durchbruch zu finden und eine wahre Quantenüberlegenheit zu erreichen, könnten die Skalierbarkeitsprobleme verhindern, dass Quantencomputer außerhalb einer Laborumgebung nützlich sind. Mit der Wirkung von Dekohärenz, schon kleinste Vibrationen oder Temperaturänderungen können einen Quantencomputer zum Scheitern bringen. Dies würde sie in den allermeisten Situationen wertlos machen und für schlechte Schauspieler schwer zu erwerben, geschweige denn zu verwenden.

Die andere große Unbekannte ist, wie schnell sich Quantencomputing entwickeln kann. Das Mooresche Gesetz schlägt eine Verdoppelung der Transistorzahlen alle zwei Jahre vor. Aber das gilt nicht unbedingt für Quantencomputer.

Angesichts der komplizierten Elektronik, die in Quantenmaschinen verwendet wird, ist es wahrscheinlich, dass wir beim Versuch, die Kapazität zu erweitern, auf erhebliche Hürden stoßen werden. Wir sind möglicherweise auf Maschinen mit einer kleinen Anzahl von Qubits beschränkt. Kurz gesagt, auch wenn wir do einen Quantencomputer bauen, kann er womöglich jahrzehntelang nichts Sinnvolles tun.

Was, wenn es einen Quantencomputing-Sprung gibt?

Nehmen wir der Argumentation halber an, dass Google in den nächsten 6 Monaten eine bahnbrechende Technik zur Eindämmung von Qubits findet. Damit kann das Unternehmen einen skalierbaren Quantencomputer bauen. Und durch eine Reihe unglücklicher Ereignisse fällt es in die Hände eines schlechten Schauspielers. Würde diese Kryptowährung für immer lähmen?

Selbst wenn diese völlig unwahrscheinlichen Ereignisse eintreten würden, wäre es möglicherweise nicht das apokalyptische Ereignis, das einige vorhersagen. Beginnen wir mit dem Risiko, dass private Wallet-Schlüssel rückentwickelt werden.

Vorhanden Best Practices legen fest, dass eine Brieftasche einmal verwendet werden sollte und dann alle Token in eine Offline-Brieftasche oder einen Cold Storage zurückgezogen werden sollten.

Selbst ein Quantencomputer würde einige Zeit brauchen, um einen privaten Schlüssel der BTC-Wallet zu knacken. Im Moment wäre dies sicherlich länger als die durchschnittlich 9 Minuten eine Bitcoin-Transaktion dauert. Das bedeutet, wenn ein Benutzer etablierte Praktiken befolgt, sollten Angreifer nur leere Brieftaschen finden.

Es sei darauf hingewiesen, dass ein ausreichend leistungsfähiger Quantencomputer theoretisch die bestehende Verschlüsselung von Bitcoin knacken könnte, bevor eine Transaktion abgeschlossen ist. Dies ist jedoch auch mittelfristig unwahrscheinlich.

Die Auswirkung von Quantencomputern auf den Proof of Work (PoW)-Konsens ist etwas kniffliger.

Ein Quantencomputer wird Zeit brauchen Führen Sie alle seine Berechnungen durch bevor man zu einem Schluss kommt. In der Zwischenzeit probieren alle traditionellen Miner aktiv jede Kombination aus, sodass der Quantenminer hoffen muss, dass noch niemand die Lösung gefunden hat. Darüber hinaus können die Kosten für den Betrieb eines Quantencomputers die Vorteile des einfachen parallelen Betriebs einer großen Anzahl herkömmlicher Computer übersteigen.

Während dieses Argument einen gewissen Trost bietet, wird nicht jeder versuchen, Kryptowährung aus wirtschaftlichen Gründen zu schürfen. Wenn ein schlechter Akteur in der Lage wäre, Quantencomputer zu verwenden, um 51 % des Netzwerks konsequent zu kontrollieren, dann könnte er dies nutzen, um Bitcoin und andere Kryptowährungen vollständig zu delegitimieren. Derzeit gäbe es keine Verteidigung gegen diese Art von „irrationalen Akteuren“, die versuchen, die Blockchain-Technologie aus Gründen außerhalb des direkten Profits zu beschädigen.

Was tut die Krypto-Welt, um sich vor Quantencomputing zu schützen?

Während die Bedrohung durch Quantencomputer weit entfernt ist, nehmen viele Organisationen sie ernst. Im Jahr 2016 hat die NIST einen Wettbewerb gestartet neue Standards der Kryptografie zu entwickeln, die quantenresistent ausgelegt sind. Diese neuen Standards könnten mithilfe von Hard Forks in bestehende Kryptowährungsprojekte implementiert werden. Somit könnten sie dazu beitragen, die Blockchain quantensicher zu machen, bevor Quantencomputer allgemein verfügbar werden.

Es gibt auch eine Reihe von Projekten, die an Möglichkeiten arbeiten, bestimmte Blockchains quantensicher zu machen. Einer der offensichtlichsten Kandidaten ist der Quanten-resistentes Ledger (QRL), die erste reale Implementierung des eXtended Merkle Signature Scheme (XMSS). Diese Hash-basierte Signatur soll für einen Quantencomputer deutlich schwieriger zu knacken sein als bestehende Verschlüsselungsverfahren.

Sogar große Kryptowährungen nehmen die Bedrohung ernst. Ethereum-Entwickler haben bereits erklärt, dass sie sich von der entfernen werden quantenanfälliges ECDSA Verschlüsselungsmethoden in Ethereum 2.0. Die Entwickler spielen mit mehreren Ansätzen, die helfen könnten, die Quantenabwehr der Kryptowährung zu stärken.

Die Lösungen von Ethereum, einschließlich der mit Spannung erwarteten Umstellung auf Proof of Stake (PoS), lösen jedoch immer noch nicht das Problem der Rückentwicklung privater Schlüssel. Selbst beim Staken einer Kryptowährung muss ein Benutzer seine öffentliche Adresse preisgeben, um Zugriff zu erhalten. Dies macht sie anfällig für einen Quantencomputerangriff.

Krypto-Unternehmen Particl glaubt, die Lösung zu haben: Cold Staking. Dieser Ansatz verwendet Multi-Signatur-Adressen, sodass Sie einen dedizierten Staking-Computer verwenden können, der mit Ihrer mobilen Brieftasche verbunden ist. Die Maschine sendet einen öffentlichen Schlüssel, der sich von Ihrem mobilen Brieftaschenschlüssel unterscheidet, und es ist fast unmöglich, eine Verbindung damit herzustellen. Es ähnelt den Zwei-Faktor-Authentifizierungsdiensten, die heute von vielen technischen Produkten angeboten werden.

Die Idee ist beängstigender als die Realität

Abgesehen von den praktischen Aspekten ist die eigentliche Bedrohung des Quantencomputings die Marktreaktion. Die Mehrheit der Krypto-Investoren (und seien wir ehrlich, Journalisten) versteht Quantencomputing nicht wirklich. Wenn, und es ist ein großes Wenn, wir innerhalb des nächsten Jahrzehnts einen brauchbaren, skalierbaren Quantencomputer bekommen, werden Experten in einen Wahnsinn der Angstmacherei und Schlagzeilen verfallen, die den Tod der Kryptowährung vorhersagen.

Diese Reaktion könnte für Krypto schädlicher sein als für Quantencomputer selbst. Es könnte einen massiven Ausverkauf auslösen und den Ruf von Krypto untergraben. Vor diesem Hintergrund ist es wichtig, dass die Krypto-Community vernünftige Schritte unternimmt, um Quantencomputern entgegenzuwirken.

Ebenso wichtig ist es, dass sich die Community selbst Zeit nimmt, um die Realitäten des Quantencomputings zu verstehen. Was es kann und was es nicht kann. Quantencomputer werden sicherlich die Welt verändern, aber mit ein wenig Vorbereitung und viel gesundem Menschenverstand werden sie nicht das Ende der Kryptowährung, wie wir sie kennen, bedeuten.

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