Das Quantum-Computing-Unternehmen Alice & Bob hat einen Pre-Print-Artikel veröffentlicht, der schätzt, dass eine fehlertolerante Quantenmaschine, die aus etwa 29.588 physischen „Cat“-Qubits besteht, das 256-Bit-elliptische-Kurven-Problem, das den secp256k1-Signaturen von Bitcoin zugrunde liegt, in ungefähr 61,8 Minuten lösen könnte. Die Berechnung, die in einer neuen IACR-ePrint-Einreichung detailliert wird, markiert eine signifikante Reduktion gegenüber früheren Schätzungen, die Millionen von Qubits erforderten, so der CEO des Unternehmens, Théau Peronnin.

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Quelle: CoinGecko. Kurse sind Richtwerte.

Wie die Schätzung abgeleitet wurde

Die Analyse von Alice & Bob kombiniert eine supraleitende Cat-Qubit-Architektur, die Bit-Flip-Fehler auf Hardware-Ebene unterdrückt, mit effizienteren Fehlerkorrekturcodes und optimierten Implementierungen des Shor-Algorithmus. Durch die Reduzierung des Overheads für die Korrektur von Phase-Flip-Fehlern behaupten die Forscher, dass die Anzahl der logischen Qubits, die für einen 256-Bit-elliptischen-Kurven-Diskreten-Logarithmus benötigt wird, auf unter 30.000 physische Qubits sinkt. Die gleiche Methodik ergibt eine Zahl von 22.593 Qubits, um RSA-2048 in etwa 3,1 Tagen zu brechen, was weit unter den 2019 veröffentlichten Schätzungen von 20 Millionen Qubits liegt.

Auswirkungen auf die Bitcoin-Sicherheit

Wenn ein Quantencomputer der beschriebenen Größe gebaut würde, könnte er einen Privatschlüssel aus jedem exponierten öffentlichen Schlüssel berechnen und es einem Angreifer ermöglichen, Signaturen zu fälschen und Gelder zu bewegen. Die Laufzeit von einer Stunde überschreitet das durchschnittliche 10-Minuten-Blockintervall von Bitcoin, was bedeutet, dass On-Spend-Angriffe – bei denen eine Transaktion vor der Bestätigung abgefangen wird – weiterhin unpraktisch bleiben. Allerdings könnten At-Rest-Angriffe, die Adressen mit öffentlich sichtbaren Schlüsseln targeten, wie etwa Legacy-Pay-to-Public-Key-Skripte, die geschätzte 1,7 Millionen BTC halten, machbar werden, da der Angreifer Tage Zeit hätte, die Berechnung nach der Offenlegung des Schlüssels abzuschließen.

Reaktion der Branche und nächste Schritte

Die Ergebnisse erhöhen die Dringlichkeit der laufenden Diskussionen über post-quanten-kryptografische Upgrades für Bitcoin. Entwickler haben BIP-361 vorgeschlagen, einen gestuften Ansatz, um Legacy-Adressen, die anfällig für Quantenangriffe sind, einzufrieren, und andere Gruppen bewerten gitterbasierte Signaturschemata. Alice & Bob warnte, dass seine Zahlen theoretische Ressourcen-Schätzungen sind und kein Beweis dafür, dass aktuelle Quantenhardware den Angriff ausführen kann. Dennoch erwartet das Unternehmen, dass Hardwareverbesserungen und sinkende Ressourcenanforderungen in den frühen 2030er-Jahren konvergieren werden, was ähnliche Prognosen von Google Quantum AI und Quantinuum widerspiegelt. Beide Unternehmen haben Fortschritte bei der logischen Fidelity und Fehlerreduktionstechniken berichtet, die den Weg zu fehlertoleranten Maschinen beschleunigen könnten.