Ethereum Foundation gründet "Post-Quantum Security Team" mit Ziel der Protokoll-Layer-Upgrade bis 2029

Mitglieder der Ethereum Foundation haben am Dienstag offiziell das Ressourcenzentrum „Post-Quantum Ethereum“ eröffnet und ein spezielles post-quantensicheres Team gegründet. Sie planen, bis 2029 eine quantensichere Lösung auf der Protokollebene von Ethereum zu implementieren und anschließend die Upgrades auf der Ausführungsebene voranzutreiben. Das Team betont, dass Quantencomputing derzeit keine unmittelbare Bedrohung für Kryptowährungen darstellt, aber aufgrund der Komplexität der Upgrade-Implementierung, die mehrere Koordinationsstufen erfordert, ist es notwendig, die Vorbereitungen bereits Jahre im Voraus zu starten.

Warum ist Quantencomputing ein langfristiges Sicherheitsproblem für Ethereum?

Sobald Quantencomputer eine ausreichende Rechenleistung erreichen, besteht die theoretische Gefahr, dass die derzeitige elliptische Kurvenkryptographie (ECC) geknackt werden kann, was die Sicherheit privater Schlüssel und den Schutz von Wallets direkt bedroht. Galaxy Digital-Analyst Will Owens weist darauf hin, dass die Gefahr vor allem Wallets betrifft, bei denen der öffentliche Schlüssel bereits offengelegt wurde; Charles Edwards von Capriole Investments ist der Meinung, dass langfristig alle Krypto-Assets von der Quantenbedrohung betroffen sind.

Das post-quantensichere Team hebt hervor, dass die eigentliche Herausforderung bei den Upgrades nicht in der Algorithmuswahl liegt, sondern in der Komplexität der Umsetzung: „Die Migration eines dezentralen, globalen Protokolls erfordert jahrelange Koordination, Engineering-Design und formale Verifikation. Diese Arbeiten müssen bereits vor Eintreten der Bedrohung begonnen werden.“ Ethereum schützt derzeit Vermögenswerte im Wert von mehreren Milliarden Dollar. Verzögerungen bei den Upgrades könnten nach der Reife der Quanten-Technologie zu erheblichen Sicherheitslücken führen.

SNARK-Architektur und dreistufige Upgrade-Roadmap

(Quelle: Ethereum Post-Quantum-Sicherheitsteam)

Das Team plant, SNARK (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) als Kerntechnologie für quantensichere Signaturen zu integrieren, um Probleme zu lösen, die durch den hohen Rechenaufwand einiger quantensicherer Signaturverfahren entstehen, was zu erhöhtem Bandbreiten- und Speicherbedarf sowie Leistungseinbußen im Netzwerk führt. Das Upgrade umfasst drei zentrale technische Ebenen von Ethereum:

Konsens-Schicht: Post-quantensichere Überarbeitung der Signatur- und Blockbestätigungsmechanismen

Ausführungsschicht: Upgrade der Smart-Contract-Ausführungsumgebung und Transaktionssignaturen auf Quanten-Sicherheit, nach Abschluss der Protokoll-Implementierung

Daten-Schicht: Verstärkung der Schutzmaßnahmen im Zusammenhang mit Datenverfügbarkeit und Speichersicherheit

Bei der Priorisierung des Vermögensschutzes steht die Standard-Ethereum-Wallet an erster Stelle, da sie die größte Wertkonzentration repräsentiert, gefolgt von hochpreisigen Wallets im Zusammenhang mit Kryptobörsen, Cross-Chain-Bridges und Custodial-Lösungen.

Größte Herausforderung: Wie kann das Upgrade ohne Netzwerkunterbrechung durchgeführt werden?

Das post-quantensichere Team weist darauf hin, dass die Wahl des Algorithmus nur den Anfang der Herausforderungen darstellt. Komplexere Probleme sind: die sichere Migration von Hunderten Millionen bestehender Konten, die Sicherstellung, dass der Migrationsprozess keine neuen Sicherheitslücken schafft, die Vermeidung neuer Angriffsflächen, die Aufrechterhaltung der aktuellen Leistungsfähigkeit sowie die Koordination der gesamten Ökosystem-Adoption. Diese Reihe von technischen und Koordinationsherausforderungen bildet die Kernlogik für die Notwendigkeit, jetzt zu starten und bis 2029 die erste Phase abzuschließen.

Häufig gestellte Fragen

Wie groß ist die tatsächliche Bedrohung durch Quantencomputer für Ethereum derzeit?
Das post-quantensichere Ethereum-Team stellt klar, dass aktuell keine unmittelbare Quantenbedrohung besteht. Die Rechenleistung bestehender Quantencomputer reicht noch nicht aus, um die verwendete Kryptographie von Ethereum zu knacken. Aufgrund der langfristigen Komplexität der Upgrades wird jedoch eine frühzeitige Implementierung als präventive Maßnahme angesehen.

Warum benötigen die post-quantensicheren Upgrades mehrere Jahre?
Ethereum ist ein dezentralisiertes, globales Protokoll. Sicherheits-Updates erfordern die Koordination über die drei technischen Ebenen: Konsens, Ausführung und Daten. Zudem müssen Hundertmillionen Konten migriert und das gesamte Ökosystem weltweit abgestimmt werden. Jeder Schritt erfordert eine strenge formale Verifikation, um sicherzustellen, dass keine neuen Sicherheitslücken entstehen.

Wie löst SNARK die Leistungsprobleme bei quantensicheren Signaturen?
Einige quantensichere Signaturverfahren sind rechenintensiver als die aktuellen Mechanismen, was den Bandbreiten- und Speicherbedarf erheblich erhöhen kann. SNARK nutzt Zero-Knowledge-Beweise, um die Rechenkosten zu komprimieren, wodurch die Auswirkungen auf die Leistung minimiert werden, während gleichzeitig der Schutz vor Quantenangriffen gewährleistet wird.