Wird Quantum Computing Bitcoin brechen?

Verständnis der Grundlagen des Quantum Computing

Quantum Computing ist ein sich schnell entwickeltes Feld, das die Prinzipien der Quantenmechanik nutzt, um Berechnungen mit Geschwindigkeiten durchzuführen, die von klassischen Computern nicht erreichbar sind. Im Gegensatz zu herkömmlichen Computern, die Bits (0s und 1s) verwenden, verwenden Quantencomputer Qubits , die aufgrund der Überlagerung gleichzeitig in mehreren Zuständen existieren können. Dies ermöglicht es ihnen, große Datenmengen parallel zu verarbeiten und möglicherweise komplexe Probleme viel schneller zu lösen als klassische Systeme.

Eine der wichtigsten Auswirkungen dieser Technologie liegt in ihrem Potenzial, kryptografische Algorithmen zu brechen, die derzeit in vielen digitalen Systemen verwendet werden, einschließlich der Verschlüsselungsprotokolle von Bitcoin . Das Problem beruht auf der Tatsache, dass bestimmte Arten der Verschlüsselung, wie RSA und ECC (Kryptographie der elliptischen Kurve) , anfällig für Angriffe mit dem Shor -Algorithmus sein könnten, einem Quantenalgorithmus, der große Zahlen effizient faktorisieren kann - etwas, das klassische Computer nicht innerhalb eines machbaren Zeitrahmens tun können.

Wie Bitcoin Kryptographie verwendet

Bitcoin stützt sich stark auf die Kryptographie , insbesondere die digitale Signaturalgorithmus der elliptischen Kurve (ECDSA) , um Transaktionen zu sichern und Münzen zu gewährleisten. Jede Bitcoin -Anadat wird von einem privaten Schlüssel abgeleitet, der geheim bleiben muss. Wenn jemand Ihren privaten Schlüssel erhalten würde, könnte er die zugehörigen Mittel kontrollieren.

Die Sicherheit von Bitcoin hängt von der rechnerischen Schwierigkeit ab, einen privaten Schlüssel von einem öffentlichen Schlüssel abzuleiten, der mit der aktuellen Technologie als praktisch unmöglich gilt. Quantencomputer haben jedoch die theoretische Fähigkeit, private Schlüssel aus öffentlichen Schlüssel mit dem Shor-Algorithmus umzukehren, wodurch die Sicherheit beeinträchtigt wird, wenn keine Minderungen vorhanden sind.

Aktuelle Bedrohungsstufe des Quantum Computing zu Bitcoin

Ab sofort gibt es keine praktischen Quantencomputer, die ECDSA brechen können. Die meisten vorhandenen Quantenmaschinen sind laute Quantum-Geräte (Quantum) mittelschwerer Maßstäbe , was bedeutet, dass ihnen die Anzahl der fehlerkorrigierten Qubiten fehlt, die zum Ausführen des Shor-Algorithmus effektiv auf der Größe der in Bitcoin verwendeten Zahlen erforderlich sind.

Beispielsweise würde das Aufbrechen einer 256-Bit-elliptischen Kurve Tausende logischer Qubits erfordern, während die fortschrittlichsten Quantenprozessoren von heute nur einige hundert physische Qubits anbieten-und noch weniger fehlerkorrigierte. Daher ist die sofortige Bedrohung für Bitcoin minimal , aber langfristige Planung für die Sicherheit nach der Quantum ist umsichtig.

Was würde passieren, wenn Quantencomputer Bitcoin kaputt gehen?

Wenn ein Quantencomputer die Verschlüsselung von Bitcoin erfolgreich brach, könnte er:

• Private Schlüssel aus öffentlichen Schlüsseln ableiten
• Schmiedetransaktionen
• Doppelspendungsmünzen

Bitcoin hat jedoch mehrere Schutzschichten. Der öffentliche Schlüssel wird nur enthüllt, wenn eine Transaktion aus einer Adresse erfolgt. Wenn eine Adresse nur Mittel erhalten hat (nicht gesendet), bleibt der öffentliche Schlüssel verborgen, sodass ein Quantenangriff erheblich schwieriger ist, um erfolgreich zu sein.

Wenn ein öffentlicher Schlüssel ausgesetzt ist, könnte ein Quantenangriff den privaten Schlüssel berechnen und versuchen, die Mittel auszugeben, bevor der legitime Eigentümer dies tut. Dieses Szenario setzt jedoch sowohl Echtzeitzugriff als auch extrem schnelle Quantenberechnung voraus, was noch nicht machbar ist.

Mögliche Minderungen und Upgrades

Um sich vor zukünftigen Bedrohungen zu schützen, könnte die Bitcoin Community post-quantum kryptografische Algorithmen durch ein Upgrade für harte Gabel oder Softgabel implementieren. Einige vorgeschlagene Alternativen umfassen:

• Lamport-Signaturen , die einmalig verwendet und gegen Quantenangriffe resistent sind
• Hash-basierte Signaturen wie XMSS und Sphincs+
• Kryptographie auf Gitterbasis , die Robustheit gegen bekannte Quantenalgorithmen bietet

Diese Methoden stehen noch unter Forschung und Entwicklung, und die Integration in Bitcoin würde umfangreiche Tests und Konsens unter Entwicklern und Bergleuten erfordern. Wichtig ist, dass jede Änderung die Rückwärtskompatibilität aufrechterhalten und vermeiden muss, die dezentrale Natur des Netzwerks zu stören.

Auswirkungen auf den Bergbau und den Nachweis der Arbeit

Während das Hauptanliegen der Transaktionssicherheit ist, ist ein weiterer Aspekt der Bergbau . Bitcoin verwendet den SHA-256-Hashing-Algorithmus für Proof-of-Works, was auch ein Ziel für den Quantenvorteil ist. Der Algorithmus von Grover, ein Quantensuchalgorithmus, könnte theoretisch die für die Suche nach einem gültigen Hash benötigte Zeit verkürzen.

Trotz der Beschleunigung von Grover würde der Mining -Schwierigkeitsanpassungsmechanismus in Bitcoin wahrscheinlich alle Gewinne ausgleichen und sicherstellen, dass die Blockzeiten stabil bleiben. Daher ist die Dominanz des Quantenminens unwahrscheinlich, es sei denn, die Quantenhardware erzielt exponentielle Verbesserungen gegenüber ASICs, was kurzfristig nicht erwartet wird.

Häufig gestellte Fragen

1. Können Quantencomputer schneller Bitcoin abgeben? Während Quantencomputer über den Algorithmus von Grover einige Effizienzverbesserungen bieten könnten, stellt das Protokoll des Bitcoin die Schwierigkeit des Bergbaus automatisch ein, was jeden Quantengeschwindigkeitsvorteil in der Praxis negieren würde.

2. Gibt es bereits quantenresistente Kryptowährungen? Ja, einige neuere Kryptowährungen wie das quantenresistente Ledger (QRL) werden von Grund auf nach dem Quantum-Signaturschemata entwickelt, um Quantenangriffen standzuhalten, ohne zukünftige Upgrades zu erfordern.

3. Soll ich meine Bitcoin in eine neue quantensichere Brieftasche verschieben? Sofern nicht von Kernentwicklern nach einem großen Sicherheitsaktualisierung beraten, erhöht das Umziehen von Fonds unnötig das Risiko. Aktuelle Brieftaschen sind sicher, solange private Schlüssel nicht kompromisslos bleiben und Adressen nicht wiederverwendet werden.

4. Wie lange dauert es, bis Quantencomputer Bitcoin bedrohen? Die meisten Experten schätzen, dass funktionelle, groß angelegte Quantencomputer, die mit ECDSA in der Lage sind , mindestens ein Jahrzehnt entfernt zu sein, unter der Annahme, dass die Quantenfehlerkorrektur und die Qubit-Skalierbarkeit anhaltend Fortschritte auftreten.