Quantencomputing bedroht die Bitcoin-Kryptowährung, warnen Forscher

Quantencomputer, die in der Lage sind, die Bitcoin-Verschlüsselung zu knacken, könnten in Zukunft machbar sein, so Forscher, die die Größe eines Quantencomputers geschätzt haben, die für diese Aufgabe erforderlich ist. Durch die Untersuchung dieses Benchmarks wirft die Studie Licht auf die potenziellen Fähigkeiten zukünftiger Quantencomputer und die möglichen Auswirkungen auf sichere Kommunikationsprotokolle wie den digitalen Signaturalgorithmus mit elliptischen Kurven von Bitcoin, die mit der Weiterentwicklung des Quantencomputings anfällig für Angriffe werden könnten.

Quantum Computing Poses Threat to Bitcoin Encryption, Researchers Warn

Quantencomputing stellt eine Bedrohung für die Bitcoin-Verschlüsselung dar, warnen Forscher

In a groundbreaking study published in AVS Quantum Science, researchers have projected that future advancements in quantum computing technology will render the encryption currently safeguarding the Bitcoin network vulnerable to attack.

In einer bahnbrechenden Studie, die in AVS Quantum Science veröffentlicht wurde, haben Forscher prognostiziert, dass zukünftige Fortschritte in der Quantencomputertechnologie die Verschlüsselung, die derzeit das Bitcoin-Netzwerk schützt, anfällig für Angriffe machen werden.

The study, led by Mark Webber of the University of Sussex, focused on estimating the necessary size of a quantum computer capable of breaking the Bitcoin network's encryption. This benchmark serves as a gauge for the future scale of quantum computing required to accomplish more complex tasks.

Die von Mark Webber von der University of Sussex geleitete Studie konzentrierte sich auf die Schätzung der notwendigen Größe eines Quantencomputers, der in der Lage ist, die Verschlüsselung des Bitcoin-Netzwerks zu knacken. Dieser Benchmark dient als Maßstab für den zukünftigen Umfang des Quantencomputings, der zur Bewältigung komplexerer Aufgaben erforderlich ist.

"Previous research in this area has predominantly concentrated on a specific hardware platform, namely superconducting devices," said Webber. "However, different hardware platforms exhibit significant variations in crucial hardware specifications, such as operational speed and qubit control quality."

„Bisherige Forschungen in diesem Bereich haben sich überwiegend auf eine bestimmte Hardwareplattform konzentriert, nämlich supraleitende Geräte“, sagte Webber. „Verschiedene Hardwareplattformen weisen jedoch erhebliche Unterschiede in wichtigen Hardwarespezifikationen auf, wie etwa der Betriebsgeschwindigkeit und der Qualität der Qubit-Steuerung.“

Quantum computers leverage quantum bits (qubits) instead of the conventional '1's' and '0's' used in digital information encoding. Qubits possess the unique ability to exist in a superposition state, simultaneously representing both a '1' and a '0.' This property enables an exponential increase in computational power with each additional qubit introduced, unlike the linear growth observed in traditional computing.

Quantencomputer nutzen Quantenbits (Qubits) anstelle der herkömmlichen „1en“ und „0en“, die bei der digitalen Informationskodierung verwendet werden. Qubits besitzen die einzigartige Fähigkeit, in einem Überlagerungszustand zu existieren und gleichzeitig sowohl eine „1“ als auch eine „0“ darzustellen. Diese Eigenschaft ermöglicht einen exponentiellen Anstieg der Rechenleistung mit jedem zusätzlich eingeführten Qubit, im Gegensatz zum linearen Wachstum, das bei herkömmlichen Computern beobachtet wird.

The full realization of quantum computing's potential hinges on the development of error-corrected quantum computers. These machines compensate for inherent errors within the system, allowing for the execution of longer algorithms, albeit at the expense of requiring more physical qubits.

Die volle Ausschöpfung des Potenzials des Quantencomputings hängt von der Entwicklung fehlerkorrigierter Quantencomputer ab. Diese Maschinen kompensieren inhärente Fehler innerhalb des Systems und ermöglichen die Ausführung längerer Algorithmen, allerdings auf Kosten des Bedarfs an mehr physikalischen Qubits.

"To accelerate the execution of quantum algorithms, we can increase the number of operations performed concurrently by adding more physical qubits," explained Webber. "We incorporate additional qubits as necessary to achieve the desired runtime, which is critically dependent on the operational speed at the physical hardware level."

„Um die Ausführung von Quantenalgorithmen zu beschleunigen, können wir die Anzahl der gleichzeitig ausgeführten Operationen erhöhen, indem wir weitere physikalische Qubits hinzufügen“, erklärte Webber. „Wir integrieren bei Bedarf zusätzliche Qubits, um die gewünschte Laufzeit zu erreichen, die entscheidend von der Betriebsgeschwindigkeit auf der physischen Hardwareebene abhängt.“

However, most contemporary quantum computers face limitations due to the restricted interaction between qubits, typically confined to neighboring qubits. Certain designs circumvent this constraint by enabling physical relocation of qubits, facilitating interactions with a broader range of their counterparts.

Allerdings stoßen die meisten modernen Quantencomputer aufgrund der eingeschränkten Interaktion zwischen Qubits, die typischerweise auf benachbarte Qubits beschränkt ist, an Einschränkungen. Bestimmte Designs umgehen diese Einschränkung, indem sie die physische Verlagerung von Qubits ermöglichen und so die Interaktion mit einem breiteren Spektrum ihrer Gegenstücke erleichtern.

Quantum computers excel at breaking encryption compared to their conventional counterparts. Secure communication protocols often rely on RSA encryption, introduced in 1977. The security of RSA stems from the computational complexity of factoring two large prime numbers, which form the basis of the public key. Deciphering a message encrypted with such a key requires knowledge of these prime numbers.

Quantencomputer sind im Vergleich zu ihren herkömmlichen Pendants hervorragend darin, Verschlüsselungen zu knacken. Sichere Kommunikationsprotokolle basieren häufig auf der 1977 eingeführten RSA-Verschlüsselung. Die Sicherheit von RSA ergibt sich aus der rechnerischen Komplexität der Faktorisierung zweier großer Primzahlen, die die Grundlage des öffentlichen Schlüssels bilden. Um eine mit einem solchen Schlüssel verschlüsselte Nachricht zu entschlüsseln, ist die Kenntnis dieser Primzahlen erforderlich.

While Bitcoin employs a distinct encryption scheme, the elliptic curve digital signature algorithm, researchers believe both methods will succumb to future quantum attacks.

Während Bitcoin ein eigenes Verschlüsselungsschema verwendet, den Algorithmus für digitale Signaturen mit elliptischen Kurven, gehen Forscher davon aus, dass beide Methoden künftigen Quantenangriffen zum Opfer fallen werden.

"Current state-of-the-art quantum computers possess only 50-100 qubits," said Webber. "Our estimations indicate a requirement of 30 million to 300 million physical qubits, suggesting that Bitcoin remains relatively secure against quantum attacks for the time being. However, devices of this scale are generally deemed achievable, and future advancements may further reduce the necessary size."

„Aktuelle Quantencomputer auf dem neuesten Stand der Technik verfügen nur über 50-100 Qubits“, sagte Webber. „Unsere Schätzungen gehen von einem Bedarf von 30 bis 300 Millionen physikalischen Qubits aus, was darauf hindeutet, dass Bitcoin vorerst relativ sicher gegen Quantenangriffe bleibt. Geräte dieser Größenordnung gelten jedoch im Allgemeinen als erreichbar, und zukünftige Fortschritte könnten die erforderliche Größe weiter reduzieren.“ "

Bitcoin may have the capability to implement a "hard-fork" to adopt a quantum-resistant encryption technique, but such a transition could introduce network scaling challenges due to increased memory demands.

Bitcoin verfügt möglicherweise über die Fähigkeit, einen „Hard Fork“ zu implementieren, um eine quantenresistente Verschlüsselungstechnik einzuführen, ein solcher Übergang könnte jedoch aufgrund des erhöhten Speicherbedarfs zu Herausforderungen bei der Netzwerkskalierung führen.

The study, titled "The Impact of Hardware Specifications on Reaching Quantum Advantage in the Fault Tolerant Regime," provides valuable insights into the imminent challenges and opportunities presented by quantum computing's inexorable march forward.

Die Studie mit dem Titel „The Impact of Hardware Specifications on Reaching Quantum Advantage in the Fault Tolerant Regime“ liefert wertvolle Einblicke in die bevorstehenden Herausforderungen und Chancen, die der unaufhaltsame Fortschritt des Quantencomputings mit sich bringt.