Pratima Harigunani
Die Ursprünge des Quantencomputings führen zu neuen Gerüchten in der Blockchain-Welt. Schauen wir uns an, ob Rechenzylinder das Einzige waren, was Blockchain-Angreifer die ganze Zeit brauchten, um in die Macht und Kraft dieser Technologie einzudringen
Mathematik – die eine Antwort für alle, die sich fragen, warum das Hashing und Mining von Kryptowährungen fehler-, unfall- und angriffssicher gemacht wurden. Das Blocksystem von Satoshi hängt ausschließlich von den riesigen Zeitblöcken, der Komplexität darunter und dem Aufwand ab, der nötig wäre, um hier eine Delle zu machen. Außerdem die Rechenleistung, die nötig gewesen wäre, um in dieses wasserdichte System zu gelangen – ein weiteres Abschreckungsmittel, das tief in der Kette raffiniert konstruiert wurde.
Aber 2019 hat das geändert oder zumindest droht. So wie Moores Gesetz mit der Realität schrumpfender Chip-Geometrien konfrontiert wurde, mussten die eingebauten Stärken der Blockchain-Systeme der ersten Generation ihre Erwartungen erfüllen. Quantencomputer waren letztes Jahr der Graphen-Moment für Krypto. Als Google und IBM begannen, im Rennen um Quantum Computing (QC) um die „Numero Uno“-Stufe zu ringen, war für die Blockchain-Akteure mit Sicherheit ein Spillover-Effekt zu erwarten.
Können wir davon ausgehen, dass endlich ein riesiger Bulldozer hier angekommen ist – der in der Lage ist, jede Komplexität und Ressourcenmauer einzureißen, auf der Blockchain florierte? Schließlich MÜSSEN Quantencomputer Quantencomputer sein. Sie können endlose Kilometer an Rechenproblemen lösen wie ein Kartoffelchip, der im Maul eines Riesen verschwindet.
T-Rex oder I-Rex? Silizium oder Germanium?
Gautam Kapoor, Partner bei Deloitte India, möchte Quantencomputing noch nicht in die Schublade „Gut und Böse“ stecken. Er betont zwar, dass Quantencomputer, die für diesen Zweck entwickelt wurden, inzwischen entwickelt wurden, doch die klassischen Verschlüsselungsmethoden, insbesondere solche, die auf nahezu unmöglichen mathematischen Problemen beruhen, laufen Gefahr, leicht geknackt zu werden. „Quantencomputer mit 4000 Qubits könnten das bis etwa 2023 schaffen.“
Vidit Baxi, Mitbegründer von Lucideus, führt den Vorteil von QC auf die Möglichkeit mehrerer Zustände zurück, statt wie bisher nur eines 0- oder 1-Zustands. „Die Variable hat mehrere Zustände gleichzeitig und daher ist die Anzahl der parallel ausgeführten Funktionen exponentiell höher als bei einem herkömmlichen Computer.“ Man denke nur daran, dass asymmetrische Algorithmen extrem schwierig waren, da es eine astronomisch große Anzahl von Berechnungen brauchte, um eine Ganzzahl zu faktorisieren. Mit einem Quantencomputer-Algorithmus könnte sich das ändern.
Der Algorithmus von Shor ist ein typisches Beispiel, argumentiert Baxi. Es kann kleine ganze Zahlen in Rekordzeit erfolgreich faktorisieren (mit 5-15 QBits). Selbst theoretisch könnte es uns sogar theoretisch leicht fallen, die meisten asymmetrischen Algorithmen zu knacken, wenn wir Shors Algorithmus auf einem Quantencomputer mit Millionen von Qubits ausführen könnten. Baxi sagt tatsächlich das gefürchtete Wort. „Auch die meisten Kryptowährungen würden in einem solchen Szenario nicht mehr existieren.“
Es ist noch Zeit, Baby
Andrew Myers, Professor am Informatik-Department der Cornell University, geht davon aus, dass Quantencomputing kurzfristig keine großen Auswirkungen auf die Blockchain-Branche haben wird. „Quantum Computing kann im Prinzip genutzt werden, um die Sicherheit aktueller Blockchains wie Bitcoin zu brechen, aber dafür ist ein viel größerer Quantencomputer erforderlich, als es derzeit existiert.“ Es wird mindestens 10 Jahre und wahrscheinlich noch mehr dauern, bis der Bau eines solchen Computers machbar ist.“
Genau wie Kapoor meint, dass diese riesigen Computer eine begrenzte Zeit brauchen würden, um die Verschlüsselung zu knacken. In der Zwischenzeit dürfte sich die Industrie mit der Entwicklung quantenresistenter Kryptographie und Quantenschlüsselverteilung befassen. Wie Baxi zitiert, sind Lattice-basierte Kryptoalgorithmen des neuen Zeitalters in der Entwicklung und werden nicht von der Annahme einer ganzzahligen Faktorisierung abhängig sein. Sie können sich als weitgehend quantencomputing-sicher erweisen.
Interessant, IBM Ähnliches behauptet auch, wenn es Googles Behauptungen zur Quantenüberlegenheit in Frage stellt. Der Forschungs-Thinktank von IBM führt uns zurück zur ursprünglichen Bedeutung des Begriffs „Quantenüberlegenheit“ – dem Punkt, an dem Quantencomputer Dinge tun können, die klassische Computer nicht können. Sie behaupten, dieser Schwellenwert sei nicht erreicht worden. Das IBM-Team lobt Google, allerdings mit einer Prise Salz und Pfeffer. „Googles Experiment ist ein hervorragender Beweis für den Fortschritt im supraleitenden Quantencomputing; zeigt hochmoderne Gate-Wiedergabetreue auf einem 53-Qubit-Gerät, aber es sollte nicht als Beweis dafür angesehen werden, dass Quantencomputer klassischen Computern „überlegen“ sind.“
Steig auf
Es gibt jedoch einen langen Horizont, auf den man vorsichtig sein und sich vorbereiten muss – nichtsdestotrotz. Professor Myers argumentiert, dass aktuelle Blockchains auf lange Sicht anfällig sind, weil sie auf Elliptic-Curve Cryptography (ECC) basieren, um Benutzern zu ermöglichen, zu beweisen, wer sie sind. „Blockchains werden für diese Aufgabe irgendwann auf gitterbasierte Kryptographie umsteigen, denn obwohl gitterbasierte Kryptographie viel teurer ist, kann Quantencomputing sie nicht brechen.“
Das große Tier ist zwar noch einen Wald weit entfernt, aber wenn wir sein Trompeten schon hören, sollten wir uns besser vorbereiten. Kennen wir nicht zwei merkwürdige Fakten über Elefanten? Erstens können sie zwar nicht springen, aber sie schwimmen ziemlich gut. Zweitens kann das Baby kurz nach der Geburt stehen!
Wie „kurz“ dieses Mal sein wird, wollen wir nicht auf die harte Tour herausfinden.
