Joseph Gabriel Mattia III, COO von Quantus: „Fünf Sperren helfen nicht, wenn sie alle denselben anfälligen Mechanismus aufweisen“ – Warum Multisignatur Sie nicht vor Quantenangriffen schützt
In Kürze
Quantencomputing könnte die heutige Kryptosicherheit bis Ende der 2020er Jahre knacken, wodurch die Migration nach der Quantenumstellung, Audits und widerstandsfähige Wallets dringend notwendig werden.
Die kryptografischen Grundlagen des Internets wurden für eine Welt geschaffen, die es nicht mehr gibt – oder besser gesagt, für eine Welt, der still und leise die Zeit davonläuft. Der Q-Day, der Zeitpunkt, an dem ein Quantencomputer leistungsstark genug ist, um moderne Public-Key-Verschlüsselung zu knacken, ist keine theoretische Zukunftsvision mehr. Laut vielen Kryptografie-Experten ist dies ein Problem, das Ende der 2020er-Jahre auftreten wird. Damit rückt es näher als die meisten institutionellen Roadmaps und weit näher, als dem durchschnittlichen Krypto-Nutzer bisher versprochen wurde.
Joseph Gabriel Mattia III, COO von Quantus Das Unternehmen, das Post-Quanten-Kryptographie in die Hardware-Wallet-Infrastruktur integriert, hat sich intensiv damit auseinandergesetzt, wie dieser Übergang auf Protokollebene, Verwahrungsebene und für den Endnutzer aussieht, der sein gesamtes Sicherheitswissen von einer Hardware-Wallet übernommen hat. Seine Antworten sind weniger beruhigend, als die aktuelle Branchenlage vermuten lässt. Der administrative Schlüssel eines Stablecoins bereitet ihm mehr Sorgen als Satoshis Wallet. Multisig, so argumentiert er, bietet keinen wirksamen Schutz vor einem Quantenangreifer – lediglich weitere, gleichartige Sicherheitsmechanismen. Und alle wichtigen Krypto-Assets, die von migration.fail, einem öffentlichen Bereitschafts-Tracker, erfasst werden, gelten derzeit auf Signaturebene als anfällig.
Im Folgenden wird ein Gespräch über die Bedrohung geführt, die der Großteil der Branche noch nicht ernst genug nimmt, warum es möglicherweise schon zu spät ist, auf einen Machbarkeitsnachweis zu warten, und wie Quantenbereitschaft tatsächlich aussehen muss – nicht als Marketinglabel, sondern als etwas Überprüfbares, Auditierbares und standardmäßig in den Stack Eingebautes.
Wann schätzen Sie den „Q-Day“ eintreten – den Zeitpunkt, an dem ein Quantencomputer die moderne Public-Key-Kryptographie knacken kann? Welche Systeme, Daten, Assets, Protokolle oder Infrastrukturen würden Angreifer zuerst ins Visier nehmen? Warum?
Vermutlich irgendwann Ende der 2020er Jahre. Über das genaue Jahr gibt es noch Diskussionen, aber viele Kryptografie-Veteranen glauben, dass es innerhalb der nächsten vier Jahre passieren wird.
Was die ersten Ziele angeht, erwarte ich nicht, dass Satoshis Bitcoin eines davon sein wird, auch wenn die meisten Menschen in diese Richtung denken.
Verfügte ein Angreifer über diese Fähigkeit, würde ein Angriff auf ein sichtbares Objekt dies der ganzen Welt bekannt machen und einen enormen strategischen Vorteil zunichtemachen. Vermutlich würde er sich auf Schlüssel konzentrieren, die ihm maximale Kontrolle oder größtmöglichen Nutzen bringen und gleichzeitig so wenig Aufmerksamkeit wie möglich erregen.
Im Kryptobereich würde mich beispielsweise der administrative Schlüssel einer wichtigen Stablecoin deutlich mehr beunruhigen. Ein kompromittierter Schlüssel könnte das gesamte Ökosystem gefährden und ist daher ein viel größeres Ziel als jede einzelne Wallet.
Und außerhalb des Kryptobereichs würde ich mir klassifizierte Regierungskommunikation, militärische Netzwerke und Nachrichtendienste ansehen, wo das Brechen der Public-Key-Kryptographie hochsensible Daten offenlegen könnte.
Viele Projekte behaupten heutzutage, „quantenresistent“ zu sein, doch ohne eine einheitliche, überprüfbare Checkliste lassen sich solche Behauptungen nicht verifizieren. Was stellt Ihrer Ansicht nach die Mindestvoraussetzung für Quantenreife dar?
Für mich ist die Mindestanforderung, dass ein Projekt genau aufzeigen kann, wo in seiner Architektur noch quantensichere Kryptographie vorhanden ist. Die Verwendung eines postquantensicheren Autorisierungsmechanismus ist ein guter Anfang, macht das Netzwerk aber noch nicht quantensicher.
Die Autorisierung von Transaktionen sollte auf einem anerkannten post-quantensicheren Mechanismus beruhen, und das Projekt sollte öffentlich dokumentieren, was seine P2P-Verbindungen, den Konsensmechanismus, die Zero-Knowledge-Systeme, die Datenschutzschicht, die Brücken und alle anderen kritischen Infrastrukturen schützt.
Außerdem muss klar unterschieden werden zwischen dem, was heute bereits Realität ist und dem, was sich nur auf der Roadmap befindet.
Am wichtigsten ist, dass diese Behauptungen überprüfbar sind. Jeder sollte einsehen können, welche Algorithmen und Parametersätze verwendet werden, die Implementierung prüfen und sich vergewissern können, dass die Sicherheit nicht auf einem undurchsichtigen oder nicht überprüfbaren Schema oder einem Marketinglabel beruht.
Wenn man nicht genau angeben kann, welche Verschlüsselungsmethoden jeden kritischen Teil des Systems schützen, dann hat „quantenfähig“ meiner Meinung nach keine große Bedeutung.
Wer sollte für die Festlegung einheitlicher, überprüfbarer Kriterien für die Quantenbereitschaft verantwortlich sein? Was muss darin enthalten sein?
Ich würde NIST als Referenzpunkt für die Kryptographie selbst beibehalten. Ihr Post-Quanten-Verfahren brachte Forscher aus aller Welt zusammen und erschwerte es einzelnen Regierungen oder Unternehmen, das Ergebnis zu beeinflussen.
Bei Blockchains muss die nächste Ebene von Protokollteams entwickelt werden, die transparent arbeiten und Forschern und Prüfern die Möglichkeit geben, das Design und seine Ergebnisse rigoros zu hinterfragen.
Die Kriterien müssen daher die aktuelle Funktionsweise des Netzwerks widerspiegeln. Dies beginnt mit der zur Autorisierung von Transaktionen verwendeten Kryptografie und der Frage, ob Post-Quanten-Verschlüsselung standardmäßig aktiviert ist. Jegliche verbleibende Abhängigkeit von anfälligen Signaturen muss klar offengelegt werden.
Auch die Migration muss in diesem Zusammenhang berücksichtigt werden, denn ein Netzwerk kann Post-Quantum-Schlüssel unterstützen, während die meisten seiner Benutzer noch alte Schlüssel verwenden.
Hardware-Wallets schützen Schlüssel vor physischem Diebstahl, jedoch nicht vor Quantenangriffen auf öffentliche Schlüssel. Wie schätzen Sie das aktuelle Bewusstsein der Nutzer für diesen Unterschied ein? Steht dem Durchschnittsnutzer heute ein sicheres Speichermodell zur Verfügung, oder benötigt die Branche ein neues Wallet-Paradigma?
Es herrscht immer noch ein großes Missverständnis darüber, wovor eine Hardware-Wallet schützt. Sie isoliert Ihren privaten Schlüssel von Ihrem Laptop oder Smartphone, was äußerst nützlich ist. Ein Quantenangreifer müsste das Gerät jedoch nicht berühren. Sobald ein angreifbarer öffentlicher Schlüssel offengelegt ist, kann ein Quantenangreifer die Kryptografie direkt angreifen, ohne die Hardware-Wallet jemals zu berühren.
Das macht Hardware-Wallets nicht überflüssig. Wir haben bereits die Unterstützung für Post-Quantum-Technologie in Keystone für Quantus integriert, sodass sich das Hardware-Modell weiterentwickeln kann. Die Einschränkung besteht darin, dass eine Wallet Bitcoin oder Ethereum nicht selbstständig auf Post-Quantum umstellen kann – das zugrundeliegende Netzwerk muss ebenfalls neue Signaturen unterstützen.
Ein besseres Modell integriert den Schutz vor Quantencomputer-Verlusten standardmäßig sowohl in die Wallet als auch in das Netzwerk. Benutzer sollten nicht wissen müssen, wann die zugrundeliegende Kryptografie veraltet ist.
Multisignaturverfahren erhöhen die Komplexität von Angriffen nur linear, nicht exponentiell. Bedeutet dies, dass institutionelle Verwahrungsarchitekturen, die auf Multisignatur basieren, ein falsches Sicherheitsgefühl erzeugen?
Multisig ist nach wie vor äußerst nützlich, und ich möchte nicht, dass Institutionen darauf verzichten. Es schützt vor den Bedrohungen, denen Verwahrungssysteme heute ausgesetzt sind, wie beispielsweise einem gestohlenen Schlüssel oder einem kompromittierten Unterzeichner.
Gefährlich wird es, wenn man annimmt, mehr Schlüssel würden Schutz vor Quantenangriffen bieten. Ein 3-von-5-System, das vollständig auf demselben anfälligen Signaturverfahren basiert, weist weiterhin dieselbe grundlegende Schwachstelle auf. Ein Quantenangreifer muss zwar möglicherweise mehrere Schlüssel wiederherstellen, löst aber jedes Mal dasselbe Problem. Fünf Schlösser bieten wenig Schutz, wenn sie alle denselben anfälligen Mechanismus nutzen.
Multisignaturverfahren können also ein trügerisches Sicherheitsgefühl erzeugen, wenn Institutionen annehmen, Redundanz bedeute Quantenresistenz. Der bessere Weg ist, die verteilte Verwahrung beizubehalten, aber die darunterliegende, anfällige Autorisierung durch ein System zu ersetzen, das auch Quantenangriffen standhält.
Sind die großen Kryptobörsen und Verwahrstellen auf ein Szenario vorbereitet, in dem ein Quantencomputer innerhalb von Minuten einen privaten Schlüssel aus einem öffentlichen Schlüssel ableiten kann? Und wie sieht es mit normalen Nutzern aus?
Die meisten großen Kryptobörsen sind gut darin, sich gegen die uns bekannten Angriffe zu verteidigen. Mir liegen keine Anzeichen dafür vor, dass sie auf einen Angriff vorbereitet sind, bei dem ein privater Schlüssel rekonstruiert werden kann, ohne ihre Infrastruktur auch nur im Geringsten zu beeinträchtigen.
Wir verfolgen dies mithilfe von migration.fail, einem öffentlichen Bereitschafts-Tracker, der bewertet, ob große Blockchain-Netzwerke weiterhin auf quantenanfällige Kryptografie setzen. Aktuell gelten alle 20 wichtigsten Krypto-Assets, die von diesem Tracker erfasst werden, auf Signaturebene als anfällig.
Ein wirksamer Reaktionsplan muss berücksichtigen, welche operativen Schlüssel offengelegt sind und wie schnell Gelder transferiert werden könnten, sobald ein Verdacht aufkommt. Eine bösartige Transaktion kann in der Blockchain weiterhin völlig gültig erscheinen, was eine frühzeitige Reaktion erschwert.
Normale Nutzer sind noch weiter im Rückstand. Die meisten erfahren erst von der Notwendigkeit einer Migration, wenn sie von einer Wallet oder Börse dazu aufgefordert werden. Daher muss jeder realistische Plan diesen Schritt so einfach gestalten, dass er sicher durchgeführt werden kann.
Warum ist die Bedrohung durch „Ernten jetzt, Entschlüsseln später“ heute relevant – lange vor dem Aufkommen von großflächigen Quantencomputern?
Zunächst möchte ich dies von der Quantenbedrohung für Blockchain-Signaturen abgrenzen, da beides oft in einen Topf geworfen wird. Eine Bitcoin-Transaktion ist bereits öffentlich. Ein Angreifer muss heute nichts aufzeichnen und in zehn Jahren entschlüsseln.
Das gilt jedoch nicht für Banken, Regierungen und andere Institutionen, deren verschlüsselte Daten auch in Jahren noch sensibel sein könnten (und wahrscheinlich sein werden). Jemand kann diesen Datenverkehr heute abfangen und speichern, bis die Technologie entsprechend ausgereift ist.
Signal, iMessage und Cloudflare haben bereits Teile ihrer Systeme auf Post-Quanten-Verschlüsselung umgestellt, und die meisten Nutzer haben es kaum bemerkt. So sollte dieser Übergang wahrscheinlich auch aussehen.
Sensible Daten sollten nicht durch quantenanfällige Verschlüsselung geschützt bleiben, bis jemand bewiesen hat, dass ein Quantencomputer diese knacken kann. Bis dahin könnten jahrelange Datenströme bereits in fremden Archiven schlummern.
Blockchain-Daten sind unveränderlich und öffentlich. Kann man noch etwas an bereits aufgezeichneten Transaktionen ändern, oder sind diese Daten für immer verloren?
Die in der Blockchain gespeicherten Daten sind dauerhaft, aber diese Dauerhaftigkeit bedeutet nicht, dass jede alte Transaktion nach dem Stichtag plötzlich gefährlich wird. Die meisten Daten waren ohnehin bereits in einer transparenten Blockchain öffentlich zugänglich.
Öffentliche Schlüssel bilden die Ausnahme, da Bitcoin bereits offengelegte Schlüssel dauerhaft speichert. Ein Angreifer muss heute kein privates Archiv anlegen oder im Voraus Daten abfangen. Auch in Jahren kann er das öffentliche Register durchsuchen und jeden offengelegten Schlüssel anvisieren, der noch immer wertvolle Daten kontrolliert.
Durch die Übertragung von Geldern auf Post-Quantum-Keys kann der Wert dieser alten Positionen beseitigt werden, die historische Historie lässt sich dadurch jedoch nicht bereinigen.
Bei privaten Transaktionen stellt sich das Problem etwas anders dar. Die Daten bleiben auch Jahre später noch in der Blockchain gespeichert. Sollte die schützende Verschlüsselung irgendwann geknackt werden, könnten Informationen, die zum Zeitpunkt der Transaktion verborgen waren, nachträglich sichtbar werden.
Welche messbaren, durchsetzbaren Standards für die Quantenbereitschaft sollte die Branche innerhalb der nächsten 12 bis 24 Monate festlegen?
Ein hilfreicher Vergleichsmaßstab ist das Vorgehen der US-Regierung, die Bundesbehörden verpflichtet, ihre kryptografischen Schwachstellen zu erfassen und Verantwortliche für die Umstellung zu benennen. Für sensible Systeme gelten feste Fristen für die Migration auf Post-Quanten-Kryptografie, und es wird an einer kryptografischen Materialliste gearbeitet, um die Abhängigkeiten besser nachvollziehbar zu machen.
Die Krypto-Branche benötigt in den nächsten 12 bis 24 Monaten eine eigene Form dieser Disziplin. Die wichtigsten Protokolle sollten offenlegen, wo noch anfällige Kryptografie eingesetzt wird und Termine für den Abschluss der Umstellung angeben. Börsen und Verwahrstellen sollten offenlegen, wie viel Wert hinter veralteten Schlüsseln verborgen ist.
Sobald diese Zahlen öffentlich sind, können auch Bewertungsportale und Sicherheitsaudits sie nutzen. Das gibt der Branche etwas Konkretes, an dem sie sich messen kann.
Was ist das größte Hindernis für die flächendeckende Umsetzung dieser Standards? Wie sollte die Branche dieses Problem kurzfristig angehen?
Die größte Herausforderung besteht darin, Millionen unabhängiger Inhaber zum Transfer zu bewegen, wenn es keine zentrale Instanz gibt, die dies auslösen kann. Ein Protokoll kann zwar Post-Quantum-Unterstützung bieten, aber Coins, die jahrelang in Offline-Speichern gehalten wurden, müssen weiterhin von ihren Besitzern transferiert werden.
Die sofortigen Maßnahmen müssen darauf abzielen, die Migration so einfach wie möglich zu gestalten. Wallets benötigen Prozesse, die Nutzer reibungslos zu sichereren Schlüsseln führen, während Börsen und Verwahrstellen Verfahren benötigen, die bereits unter Last getestet wurden. Auf Protokollebene müssen wir zudem vermeiden, ein anfälliges System einfach durch ein anderes zu ersetzen, das inakzeptable Kosten für Bandbreite, Speicherplatz oder Datenschutz verursacht. Mit der Entwicklung dieser Systeme zu warten, bis die Bedrohung akut erscheint, lässt kaum Spielraum für Fehler.
Ruhende Vermögenswerte verschärfen das Problem zusätzlich. Manche Besitzer werden nie eine Migration durchführen, daher müssen die Netzwerke auch entscheiden, wie sie mit gefährdeten Coins umgehen, die zurückbleiben.
Disclaimer
Im Einklang mit der Richtlinien des Trust-ProjektsBitte beachten Sie, dass die auf dieser Seite bereitgestellten Informationen nicht als Rechts-, Steuer-, Anlage-, Finanz- oder sonstige Beratung gedacht sind und nicht als solche interpretiert werden sollten. Es ist wichtig, nur so viel zu investieren, wie Sie sich leisten können, zu verlieren, und im Zweifelsfall eine unabhängige Finanzberatung einzuholen. Für weitere Informationen empfehlen wir einen Blick auf die Allgemeinen Geschäftsbedingungen sowie die Hilfe- und Supportseiten des Herausgebers oder Werbetreibenden. MetaversePost ist einer genauen, unvoreingenommenen Berichterstattung verpflichtet, die Marktbedingungen können sich jedoch ohne Vorankündigung ändern.
Über den Autor
Alisa, eine engagierte Journalistin bei der MPost, ist spezialisiert auf Krypto, KI, Investitionen und das weitreichende Gebiet von Web3. Mit einem scharfen Blick für neue Trends und Technologien liefert sie eine umfassende Berichterstattung, um die Leser über die sich ständig weiterentwickelnde Landschaft des digitalen Finanzwesens zu informieren und einzubeziehen.
Weitere Artikel
Alisa, eine engagierte Journalistin bei der MPost, ist spezialisiert auf Krypto, KI, Investitionen und das weitreichende Gebiet von Web3. Mit einem scharfen Blick für neue Trends und Technologien liefert sie eine umfassende Berichterstattung, um die Leser über die sich ständig weiterentwickelnde Landschaft des digitalen Finanzwesens zu informieren und einzubeziehen.
