Wird die Bedrohung durch Quantencomputing für Bitcoin überschätzt? ARK Invest zeichnet eine Fünf-Phasen-Stufenrisikokarte

ARK Invest und Unchained haben gemeinsam das neueste Whitepaper veröffentlicht, das die weit verbreitete Erzählung vom „Q-Tag (Quantentag)“ systematisch widerlegt. Das Whitepaper stellt fest, dass das Risiko der Quantencomputing-bedingten Bedrohung für Bitcoin nicht durch ein einzelnes plötzliches Ereignis eintreten wird, sondern sich durch vorhersehbare technologische Fortschritte schrittweise entwickeln wird. Die zentrale Schlussfolgerung des Berichts lautet eindeutig: Bitcoin ist derzeit keiner direkten Bedrohung durch Quantencomputing ausgesetzt.

Fünf-Phasen-Rahmen: Wie sich die Quantenbedrohung von Null bis zum kritischen Punkt entwickelt

(Quelle: Ark Invest)

Das von ARK Invest und Unchained vorgeschlagene Fünf-Phasen-Modell bietet einen systematischen Rahmen, um die Entwicklung der Quantencomputing-Technologie vom kommerziellen Anfang bis zur kryptografischen Bedrohung nachzuverfolgen:

Stufe 0 (derzeit): Quantencomputer existieren, sind aber noch nicht kommerziell nutzbar. Die heutige Technologie befindet sich im „NISQ-Zeitalter“ – etwa 100 logische Qubits, mit Schaltkreistiefen von einigen Hundert Quanten-Gattern – deutlich unter der minimalen Schwelle, um die elliptische Kurvenkryptografie (ECC) von Bitcoin zu knacken: mindestens 2.330 logische Qubits und Millionen bis Milliarden von Quanten-Gattern.

Stufe 1: Quantencomputer werden in bestimmten Branchen wie Chemie und Materialwissenschaften kommerziell eingesetzt, jedoch ohne Bezug zu Kryptowährungen.

Stufe 2: Quantencomputer können schwache Schlüssel oder veraltete Verschlüsselungssysteme knacken. Dies stellt die erste praktische Bedrohung für die kryptografische Sicherheit dar, betrifft aber nur die schwächsten Systeme und nicht die 256-Bit-ECC von Bitcoin.

Stufe 3: Bitcoin steht vor der ersten echten Gefahr – theoretisch könnten ECC-Methoden geknackt werden, der Prozess ist jedoch noch langwierig. Bitcoins, die vor 2011 mit P2PK-Adressen (bei denen der öffentliche Schlüssel bereits öffentlich ist) gespeichert wurden, sind anfälliger, während moderne Adressformate eine stärkere Resistenz gegen Quantenangriffe aufweisen.

Stufe 4: Kritischer Wendepunkt. Wenn Quantencomputer die privaten Schlüssel schneller knacken als die 10-minütige Blockzeit von Bitcoin, und keine Gegenmaßnahmen auf Protokollebene ergriffen werden, steht Bitcoin vor einer ernsthaften Bedrohung – sowohl als Tauschmittel als auch als Überlebenssystem des Protokolls.

Post-Quanten-Kryptographie (PQC) ist bereits im Vorfeld aktiv

Das Whitepaper enthält eine wichtige beruhigende Erkenntnis: Der Fortschritt bei der Entwicklung der Post-Quanten-Kryptographie (PQC) liegt derzeit vor dem Fortschritt bei der Entwicklung von CRQC, die Bitcoin verschlüsseln könnten. Vorschläge für quantensichere Bitcoin-Adressen (wie BIP-360) existieren bereits, und Akteure im Netzwerk haben starke Anreize, bei Bedarf Schutzmaßnahmen zu implementieren.

Drei Szenarien mit realistischen Zeithorizonten von zehn bis zwanzig Jahren

Das Whitepaper skizziert drei mögliche Zeitpläne für das Eintreten der Bedrohung:

Pessimistisches Szenario (plötzlicher Durchbruch): Quantencomputing macht unerwartete Fortschritte, die die Bitcoin-Community überraschen. Das Whitepaper glaubt jedoch, dass Bitcoin überleben kann, da mehrere PQC-Ansätze schnell implementiert werden können, um Druck abzuwehren.

Optimistisches Szenario (technologischer Stillstand): Physikalische und technische Hindernisse bremsen die Entwicklung des Quantencomputings langfristig, sodass Bitcoin ausreichend Zeit hat, Forschung, Tests und Upgrades voranzutreiben.

Realistisches Szenario (Mainstream-Prognose): Quantencomputer erreichen innerhalb von 10 bis 20 Jahren die Stufe 3. Das Whitepaper ist der Ansicht, dass in diesem Zeitraum die PQC-Forschung genügend Durchbrüche erzielen wird, sodass die Bitcoin-Entwicklergemeinschaft ausreichend Zeit für Anpassungen hat.

Häufig gestellte Fragen

Warum glaubt ARK Invest nicht an einen plötzlichen „Q-Tag“?

Der „Q-Tag“ basiert auf der Annahme, dass die Quantencomputing-Technologie plötzlich einen Durchbruch erlebt, der alle bestehenden Verschlüsselungssysteme ohne Vorwarnung knackt. ARK Invest weist jedoch darauf hin, dass technologische Fortschritte im Quantencomputing beobachtbare physikalische und technische Signale zeigen, wie die schrittweise Verbesserung der Qubit-Anzahl und Fehlerkorrektur. Diese Signale geben Marktteilnehmern und Protokollen ausreichend Zeit, darauf zu reagieren.

Müssen Bitcoin-Halter jetzt Maßnahmen ergreifen?

Derzeit ist kein dringender Handlungsbedarf gegeben. Die meisten modernen Bitcoin-Adressen (wie P2WPKH, P2TR) verfügen bereits über eine gewisse Quantenresistenz. Besonders gefährdet sind alte Adressen vor 2011, bei denen der öffentliche Schlüssel bereits öffentlich bekannt ist. Nutzer solcher Adressen sollten in Erwägung ziehen, ihre Bitcoins auf modernere Adressen zu übertragen.

Wie lange dauert es, bis das Bitcoin-Protokoll auf Post-Quantum-Sicherheit umgestellt werden kann?

Der Mitautor von BIP-360 schätzte zuvor, dass eine vollständige post-quantische Aktualisierung etwa sieben Jahre in Anspruch nehmen könnte. Das Whitepaper von ARK Invest und Unchained ist der Ansicht, dass bei einem realistischen Szenario die Zeitspanne, bis Quantencomputer die Bedrohung für Bitcoin darstellen, bei 10 bis 20 Jahren liegt. Dies gibt der Community ausreichend Spielraum, um rechtzeitig Upgrades durchzuführen – vorausgesetzt, die Entwicklungsarbeiten werden rechtzeitig gestartet und vorangetrieben.