LONDON (IT BOLTWISE) – Google hat den geschätzten Ressourcenbedarf zum Brechen elliptischer Kryptografie auf eine neue Größenordnung heruntergerechnet. In der Rechnung reichen weniger als 500.000 physische Qubits auf einem supraleitenden System, um private Schlüssel in Minuten ableiten zu können. Gleichzeitig zeigen parallel laufende Arbeiten, warum Hardware- und Softwareeffizienz auseinanderlaufen. Für Bitcoin verlagert sich die Debatte damit von der Machbarkeit hin zur Timingsfrage für quantensichere Vorsorge.
Die Frage, wie verwundbar Bitcoin gegenüber Fortschritten bei Quantencomputern ist, bekommt neue Zahlen – und damit eine andere Art von Dringlichkeit. Google Quantum AI hat in einem Whitepaper den Aufwand für das Brechen elliptischer Kryptografie quantifiziert, also für den Kernmechanismus, auf dem viele Blockchain-Setups basieren. Grundlage ist das 256-Bit-Problem des diskreten Logarithmus auf elliptischen Kurven; auf dieser Annahme beruht unter anderem die Sicherheit kryptografischer Schlüsselpaare. Laut den Rechnungen liegen zwei berechnete Quantenschaltkreise bei deutlich unter einem Zielmaß an logischen Qubits: der erste mit weniger als 1.200 logischen Qubits und 90 Millionen Toffoli-Gattern, der zweite mit weniger als 1.450 logischen Qubits und 70 Millionen Toffoli-Gattern.
Spannend ist nicht nur die Schaltkreislänge, sondern die Übersetzung in einen realistischen Hardwarekontext. Google ordnet die beiden Schaltkreise einem supraleitenden Quantencomputer zu, für den weniger als 500.000 physische Qubits innerhalb weniger Minuten ausreichen sollen. Das entspricht in der Darstellung einer Größenordnung von etwa einer Verringerung um den Faktor 20 gegenüber früheren Einschätzungen – allerdings mit einer wichtigen Einschränkung: Die Schaltkreise selbst hat das Unternehmen nicht veröffentlicht. Stattdessen sollen die Schätzungen über einen Zero-Knowledge-Beweis überprüfbar sein, ohne dass die Angriffsdetails offenliegen. Zusätzlich verweist Google darauf, sich vorab mit der US-Regierung abgestimmt zu haben, was den sensiblen Charakter der Rekonstruktionskette unterstreicht.
Für Bitcoin hängt die Risikoabschätzung aber nicht nur am theoretischen Aufwand, sondern an der praktischen Kette aus Wahrscheinlichkeiten, Blockzeiten und dem Zeitpunkt, zu dem ein öffentlicher Schlüssel wirklich verwertbar ist. Sobald ein öffentlicher Schlüssel bekannt ist, beziffert Google für die verbleibende Rechenarbeit eine Größenordnung von rund neun Minuten – kompatibel mit einer durchschnittlichen Bitcoin-Blockzeit von zehn Minuten. Unter idealisierten Bedingungen landet die Wahrscheinlichkeit, dass ein vorbereiteter Quantencomputer einen privaten Schlüssel vor der Bestätigung einer Transaktion ableitet, bei etwa 41 Prozent. Im gleichen Atemzug nennt Google Einschränkungen: Die Schätzung ist stark vom Modell der Ausführung abhängig, während die nächste Engstelle typischerweise in Fehlerkorrektur, Ausbeute und effektiver Schaltungstiefe liegt.
Dass die Debatte dennoch nicht in eine einzige Zahl mündet, zeigen die Vergleiche mit anderen Arbeiten. Ein Fachportal ordnet die Google-Ergebnisse in eine Folge von drei Studien ein: Schon zuvor hatte ein Forscherteam die nötige physische Qubit-Zahl zum Knacken von RSA-2048 von rund 20 Millionen auf unter eine Million gesenkt. Ein späteres Startup senkte diese Größenordnung für dieselbe Aufgabe auf weniger als 100.000 Qubits, indem es eine neue Architektur einbezog; bei Google geht es dagegen um elliptische Kryptografie, die für Bitcoin besonders relevant ist. Nach Darstellung eines weiteren Bereichs aus der Community widersprechen die Ergebnisse einander nicht zwingend, weil die eine Studie vor allem Software- oder Algorithmus-Effizienz adressiert, während andere Ansätze stärker an der Hardwareeffizienz ansetzen. Übertragen bedeutet das: Selbst wenn die Qubit-Anforderung sinkt, verlagert sich die Schwierigkeit oft auf technische Probleme, die noch nicht gelöst sind.
In der Praxis rückt damit vor allem die Frage in den Mittelpunkt, wie Bitcoin vorsorgt, ohne auf eine zentrale Koordinationsstelle zu setzen. Das Bitcoin Policy Institute verweist auf einen weiteren Ansatz aus Ende März: Forschende aus mehreren Institutionen halten den Angriff mit 10.000 bis 26.000 spezialisierten Qubits theoretisch für möglich. Gleichzeitig setzt der Fokus der Vorsorge weniger bei der „sofortigen Gefahr“ an, sondern bei der Umstellung, sobald ein ausreichend großer Quantencomputer realistisch wird. Als konkreter Baustein gilt das Bitcoin Improvement Proposal 360 (BIP-360): Es definiert einen neuen Adresstyp, bei dem der kryptografische Schlüssel auch beim Ausgeben von Guthaben nicht sichtbar wird. Dadurch soll die Basis für spätere quantenresistente Signaturverfahren entstehen. Dass der Fortschritt nicht nur akademisch bleibt, zeigt der Betrieb eines Testnetzes mit BIP-360: Es startete im März mit mehr als 50 Minern, verarbeitete über 100.000 Blöcke und kam auf Beiträge von mehr als 100 Kryptografen. Zusätzlich erleichtert das Taproot-Update von 2021 die Anpassung über verdeckte Rückfallbedingungen, wobei die dezentrale Architektur Änderungen nicht per Anweisung „anordnet“.
Parallel dazu werden die Standards für quantensichere Verfahren konkreter. Das National Institute of Standards and Technology hat im August 2024 drei Standards veröffentlicht, die auch gegen Quantencomputer sicher sein sollen: FIPS 203 (ML-KEM) für die Schlüsseleinrichtung sowie FIPS 204 (ML-DSA) und FIPS 205 (SLH-DSA) für digitale Signaturen. Für Übergänge sieht der begleitende Plan NIST IR 8547 vor, dass quantenanfällige Algorithmen bis 2035 aus den Standards entfernt werden, bei Systemen mit hohem Risiko eher. Gleichzeitig bleibt die entscheidende Variable offen: Wann ein Quantencomputer existiert, der genug Kapazität und Fehlerrobustheit für reale Angriffe liefert, ist nach NIST noch unklar – und die Behörde betont, dass die Infrastruktur heutiger Kryptografie etwa zwei Jahrzehnte Aufbauzeit benötigte. Damit rückt auch im Bitcoin-Ökosystem die Kosten-Nutzen-Frage in den Vordergrund.
Erste quantensichere Transaktionen zeigen bereits, dass der Weg grundsätzlich möglich ist, aber noch teuer und nicht „standardkonform“ im üblichen Betrieb. Laut Angaben des Anbieters hinter dem Starknet-Ökosystem wurde im August die erste quantensichere Bitcoin-Transaktion im Hauptnetz bestätigt; sie erforderte rund 3.100 GPU-Stunden und kostete etwa 320 US-Dollar. Ein Wettbewerb, gemeinsam mit Yukon Research und Eigen Labs ausgerichtet, zielte darauf, die Kosten zu senken; nach einer Woche lagen Schätzungen bei rund 67 US-Dollar, also knapp 80 Prozent weniger. Der teure Teil liegt dabei in einer Brute-Force-Suche auf eigener Hardware, die nicht in den Bitcoin-Gebühren auftaucht. Für einen breiteren Schutz hält der gleiche Anbieter einen Soft Fork langfristig für die bessere Lösung, weil solche Transaktionen direkt an einen Miner gesendet werden müssen und nur Coins geschützt seien, deren öffentlicher Schlüssel noch nicht offengelegt wurde. Experten warnen zugleich vor der organisatorischen Seite: Schon eine verfrühte oder schlecht kommunizierte Umstellung könne Vertrauen beschädigen, und Bitcoin verfügt anders als Ethereum nicht über eine Steuerungsstruktur, die einen Wechsel zentral innerhalb eines festen Zeitfensters koordiniert.
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