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Die europäischen Aufsichtsbehörden haben davor gewarnt, dass die rasant voranschreitende Entwicklung im Bereich des Quantencomputings künftig eine Bedrohung für Verschlüsselungssysteme darstellen könnte, die Transaktionen digitaler Währungen und Blockchain-Ketten schützen. Zugleich deuten Schätzungen darauf hin, dass Millionen Bitcoin-Coins mit öffentlichen Schlüsseln verknüpft sein könnten, die in der Zukunft für Quantenangriffe anfällig werden könnten.
Der Gemeinsame Ausschuss der europäischen Finanzaufsichtsbehörden – bestehend aus der Europäischen Bankenaufsichtsbehörde (EBA), der Europäischen Aufsichtsbehörde für Versicherungen und berufliche Altersversorgung (EIOPA) und der Europäischen Wertpapier- und Marktaufsichtsbehörde (ESMA) – erklärte in einem Risikoupdate, das am 23. September veröffentlicht wurde, dass Quantencomputing letztlich die Verschlüsselungssysteme schwächen könnte, die Transaktionen und Kommunikation sowie Datenbanken und Blockchain-Netzwerke schützen.
Die europäischen Gremien stellten klar, dass die Warnung nicht bedeutet, dass es derzeit einen Quantencomputer gibt, der in der Lage ist, die Bitcoin-Kryptografie zu knacken. Vielmehr geht es um die Notwendigkeit einer frühen Vorbereitung – insbesondere, weil sich die Sicherheitsrisiken durch Quantencomputing möglicherweise zeigen, bevor diese Technologie in großem Umfang in breit nutzbaren kommerziellen Anwendungen angekommen ist.
Quantencomputing.. potenzieller Nutzen für den Finanzsektor und Bedrohung für Verschlüsselungssysteme
Der Gemeinsame Ausschuss erklärte, dass Quantencomputing dem Finanzsektor wichtige Vorteile bringen könnte – unter anderem die Verbesserung von Finanzprozessen, die Bewertung von Vermögenswerten, die Erkennung von Betrug und die Überwachung der Compliance.
Doch dieselbe Technologie könnte eine Gefahr für die finanzielle Infrastruktur darstellen, falls ausreichend leistungsfähige Quantencomputer in der Lage sind, die aktuellen Verschlüsselungsalgorithmen zu knacken.
Die Behörde wies darauf hin, dass sich die Risiken durch Quantencomputing schneller verwirklichen könnten als das Auftreten nutzbarer kommerzieller Anwendungen, weshalb eine frühzeitige Vorbereitung auf den Umstieg auf kryptografische Verfahren mit Widerstand gegen Quantencomputing unerlässlich ist.
In einer separaten technischen Analyse, die die ESMA im Mai veröffentlichte, erläuterte die Behörde, dass ausreichend fortgeschrittene Quantencomputer den Shor-Algorithmus (Shor’s Algorithm) verwenden können, um Verschlüsselungssysteme anzugreifen, die auf öffentlichen Schlüsseln basieren – einschließlich RSA-Algorithmen und Verschlüsselung mit elliptischen Kurven (ECC).
Bitcoin basiert auf Signaturen, die auf elliptischen Kurven beruhen, um den Besitz der Coins nachzuweisen und Transaktionen zu autorisieren.
Gleichwohl betonte die ESMA, dass diese Angriffe weiterhin außerhalb der Fähigkeiten der derzeit bekannten Quantencomputer liegen – der sogenannten Quantencomputer der NISQ-Klasse (Noisy Intermediate-Scale Quantum). Systeme, die in der Lage sind, die derzeit verwendete Verschlüsselung zu gefährden, werden in naher Zukunft nicht erwartet.
Wie viele Bitcoin-Coins sind einem Risiko durch Quantenangriffe ausgesetzt?
Bislang gibt es keine einheitliche Zahl zur Menge an Bitcoins, die als einem Risiko durch Quantencomputing ausgesetzt gelten kann, da die Schätzungen je nach der verwendeten Methodik zur Bestimmung der auf der Blockchain erschienenen Adressen und Schlüssel variieren.
Ki Young Ju, Gründer von CryptoQuant, schätzte im vergangenen Februar, dass etwa 6,89 Millionen BTC gemäß seiner Methodik einem künftigen Quantenangriff ausgesetzt sein könnten.
Seinen Schätzungen zufolge entfallen rund 1,91 Millionen BTC auf öffentlich direkt sichtbare Schlüssel, zusätzlich zu weiteren Coins, deren Schlüssel möglicherweise durch frühere Ausgabemuster offengelegt wurden – darunter auch einige ruhende Coins im Zusammenhang mit frühen Bitcoin-Nutzern.
Ein weiteres Schätzmodell, das das Unternehmen Glassnode im Mai vorlegte, setzte die Größe der Exponierung jedoch auf einem anderen Niveau an: Es schätzte, dass etwa 6,04 Millionen BTC – das entspricht 30,2 % des zirkulierenden Angebots – eine Exponierung gegenüber öffentlichen Schlüsseln haben und sich in einem Zustand der Inaktivität befinden.
Glassnode hat etwa 1,92 Millionen BTC in die Kategorie struktureller Exponierung eingeordnet, da der Output-Typ der Transaktion den öffentlichen Schlüssel von Natur aus preisgibt.
Diese Kategorie umfasst alte Pay-to-Public-Key (P2PK)-Ausgänge, einige nicht abgedeckte Multi-Signature-Ausgänge sowie Taproot-Ausgänge.
Die operative Exponierung umfasst Fälle, in denen durch Adresswiederverwendung, Teil-Ausgaben oder bestimmte Aufbewahrungspraktiken der öffentliche Schlüssel offengelegt wird, während die zugehörigen Coins weiterhin im Netzwerk vorhanden sind.
Warum sind öffentlich exponierte Schlüssel ein Problem für Bitcoin?
Der Besitz von Bitcoin basiert auf digitalen Signaturen. In vielen gängigen Adresstypen bleibt der öffentliche Schlüssel hinter einer kryptografischen Hash-Funktion verborgen, bis die Coins ausgegeben werden.
Allerdings zeigen bestimmte Arten von Ausgängen den öffentlichen Schlüssel bereits seit ihrer Erstellung; und eine Wiederverwendung der Adresse kann dazu führen, dass Schlüssel offengelegt werden, die zuvor verborgen waren.
Hier liegt eine Schwachstelle, auf die die Forschenden in einem Szenario fokussieren, in dem Quantencomputing ein Niveau erreicht, das die Ableitung des privaten Schlüssels aus dem öffentlichen Schlüssel innerhalb eines praktikablen Zeitrahmens ermöglicht.
Vorschläge zur Verringerung von Risiken durch Quantencomputing bei Bitcoin
Bitcoin-Entwickler arbeiten an mehreren Vorschlägen zur Bewältigung dieser potenziellen Bedrohung, darunter BIP-360, das derzeit als Entwurf in dem offiziellen Repository für Bitcoin-Verbesserungsvorschläge gelistet ist.
BIP-360 schlägt vor, Pay-to-Merkle-Root-Ausgänge zu verwenden, um das Risiko langfristiger Angriffe zu verringern, die auf vorhandene kryptografische Schlüssel basierend auf elliptischen Kurven abzielen.
Der Vorschlag definiert unter anderem Ausgabentypen, die einem Risiko einer langfristigen Exponierung gegenüberstehen: P2PK-Ausgänge, wiederverwendete Adressen sowie Taproot-Ausgänge.
BIP-360 beansprucht jedoch nicht, alle Szenarien für Quantenangriffe abzudecken: Es weist darauf hin, dass der Schutz von Transaktionen vor einem Angreifer, der den Schlüssel in dem Zeitraum ableiten kann, in dem die Transaktion auf die Bestätigung wartet, möglicherweise die Verwendung von Signaturen nach dem Post-Quantum-Standard (Post-Quantum-Signatures) erfordert.
BIP-361 hingegen behandelt einen stärker mit der Umstiegspolitik verbundenen Aspekt: Es schlägt vor, das Senden neuer Coins an Ausgangstypen zu verbieten, die Quantenangriffen ausgesetzt sind, bevor die Regeln für spätere Ausgaben für die alten, auf ECDSA und Schnorr basierenden Signaturen verschärft werden.
Wichtig ist außerdem zu betonen, dass BIP-360 und BIP-361 keine aktivierten Konsensregeln im Bitcoin-Netzwerk darstellen. Sie befinden sich weiterhin in der Entwurfsphase – das bedeutet, dass die technischen Standards und der endgültige Umstiegsmechanismus noch nicht festgelegt sind.
Europa bereitet den Umstieg auf kryptografische Verfahren vor, die gegen Quantencomputing widerstandsfähig sind
Die Vorbereitungen beschränken sich nicht auf den Krypto-Sektor. Die Europäische Kommission hat bereits einen Zeitplan für den Umstieg auf Post-Quantum Cryptography (Post-Quantum-Verschlüsselung) in öffentlichen Institutionen und kritischer Infrastruktur festgelegt.
Die europäische Roadmap fordert die Mitgliedstaaten auf, bis Ende 2026 mit dem Umstieg auf kryptografische Verfahren zu beginnen, die gegen Quantencomputing widerstandsfähig sind. Hochrisko-Use-Cases sollen spätestens bis Ende 2030 vollständig umgestellt sein.
Diese Roadmap folgte auf eine Empfehlung der Europäischen Kommission aus dem Jahr 2024 sowie auf einen koordinierten Umsetzungsplan, der im Juni 2025 angenommen wurde.
Ein weiteres Update einer Beratung, die am 2. September 2026 veröffentlicht wurde, zeigte zudem, dass die Teilnehmenden Unterstützung bei der Festlegung klarer Fristen erhalten, einen risikobasierten Ansatz verfolgen sowie hybride Verschlüsselungslösungen nutzen sollen. Außerdem soll die Fähigkeit der Systeme gestärkt werden, bei Bedarf Verschlüsselungsalgorithmen schnell auszutauschen.
Risiko „Harvest Now, Decrypt Later“
Die ESMA warnte außerdem vor einem Szenario, das als „Harvest Now, Decrypt Later“ („Jetzt ernten, später entschlüsseln“) bekannt ist.
In diesem Szenario könnten Angreifer derzeit verschlüsselte Daten sammeln und sie so lange aufbewahren, bis zukünftige Rechenressourcen in der Lage sind, sie zu entschlüsseln.
Die Behörde ist der Ansicht, dass das lange Leben bestimmter Finanzdaten den Übergang zu neuen Verschlüsselungssystemen zu einer Sicherheitsmaßnahme macht, die sich über Jahre erstreckt – und nicht nur ein sofort umsetzbares technisches Update.
Bei Blockchain-Netzen wird der Vorgang noch schwieriger, weil die bestehenden Assets und Schlüssel möglicherweise auf neue Systeme umgestellt werden müssen, bevor die alten Signaturalgorithmen nicht mehr sicher sind.
Für den Fall von Bitcoin erfordert die Einführung grundlegender Änderungen an den Netzregeln eine breite Zustimmung zwischen Entwicklern, Minern, Unternehmen, Wallet-Anbietern und Betreibern der Knoten.
Krypto-Firmen bereiten sich vor, bevor die Zukunft der Quantenverschlüsselung endgültig geklärt ist
Einige Institutionen haben bereits begonnen, sich auf dieses Szenario vorzubereiten, ohne abzuwarten, für welches Bitcoin schlussendlich ein endgültiges Signatursystem gewählt wird.
Coinbase entwickelt eine Bitcoin-Speicherarchitektur, die gegen Quantencomputing widerstandsfähig ist und mehrere potenzielle zukünftige Signatursysteme unterstützen kann.
Der Chef-Kryptograf des Unternehmens, Yehuda Lindell, sagte, das Ziel sei es, eine Aufbewahrungsarchitektur für Vermögenswerte zu entwerfen, die weiterhin nutzbar bleibt – unabhängig davon, welches System das Blockchain-Netzwerk letztlich übernehmen wird.
Der technische Leiter von Ledger, Charles Guillemette, warnte zudem davor, dass der Umstieg mehrere Jahre dauern könnte, weil Wallet-Updates, bestehende Speicher- und Asset-Transfers möglicherweise komplexer sind als die Auswahl eines Quantenresistenz-verschlüsselten Algorithmus.
Da es derzeit keine bekannten Quantencomputer gibt, die in der Lage sind, die Bitcoin-Verschlüsselung zu brechen, deuten die Warnungen der europäischen Aufsichtsbehörden sowie technische Vorschläge aus der Bitcoin-Community darauf hin, dass die Vorbereitung auf die Quantenbedrohung eine Frage der langfristigen Planung ist – nicht eine Reaktion auf eine bereits bestehende Gefahr.$AAPLB
