Bitcoin vor Quantenrisiko: Die Migration wird Jahre dauern

Coinbase fordert Bitcoin-Entwickler auf, sich frühzeitig auf mögliche Bedrohungen durch Quantencomputer vorzubereiten. Das technische Papier vom 13. Oktober beschreibt eine mehrjährige Umstellung, die Wallet-Anbieter und Verwahrer ebenso betrifft wie das Protokoll – nicht aber einen aktuell gebrochenen Kryptoschutz.

Coinbase zufolge verwahrt das Unternehmen rund fünf Prozent der bestehenden BTC. Es betont, dass bislang weder ein Quantencomputer bekannt ist, der Bitcoins Signaturen brechen kann, noch die bestehende Kryptografie kompromittiert wurde. Im Mittelpunkt steht deshalb langfristige Infrastrukturplanung.

Flexible Transaktionsformate als Grundlage

Als mögliche Bausteine nennt Coinbase BIP-360 und P2TRv2. BIP-360 schlägt den Ausgabetyp Pay-to-Merkle-Root (P2MR) vor, der aus Taproot hervorgeht und dessen Key-Path-Ausgabe entfernt. Das soll die öffentliche Schlüsseloffenlegung über diesen Pfad vermeiden; ein eigener Post-Quantum-Signaturalgorithmus ist P2MR jedoch nicht. BIP-360 ist weiterhin ein Entwurf und nicht im Bitcoin-Mainnet aktiviert.

Bei den Signaturen empfiehlt Coinbase, unter anderem ML-DSA, SLH-DSA, FN-DSA und den vorgeschlagenen Ansatz SHRINCS zu prüfen. Entscheidend wären nicht allein kryptografische Eigenschaften, sondern auch Signaturgröße, Verarbeitungsgeschwindigkeit, Gebühren und Hardware-Kompatibilität. Größere Signaturen könnten bei einer breiten Migration mehr Blockspace beanspruchen und Transaktionen verteuern.

Für den Übergang skizziert Coinbase hybride Wallets, in denen Guthaben entweder mit bisherigen ECDSA- oder Schnorr-Signaturen oder über einen künftigen Post-Quantum-Schlüssel ausgegeben werden könnten. Die Umstellung würde damit nicht voraussetzen, dass alle Details älterer Guthaben bereits geklärt sind. Auch die Auswirkungen anderer kryptografischer Upgrades auf ECDSA-basierte Verfahren zeigen, dass Signaturen Teil einer größeren Sicherheitsarchitektur sind.

Für institutionelle Verwahrer ist außerdem Multiparty Computation (MPC) relevant: Dabei wirken mehrere Parteien oder Systeme an der Signatur mit. Coinbase hält fest, dass künftige Verfahren mit solchen Abläufen vereinbar sein sollten. Bei zustandsbehafteten Signaturen, die Informationen über mehrere Signiervorgänge hinweg verwalten, empfiehlt das Unternehmen zusätzlich eine zustandslose Option, um Fehler bei Speicherung oder Wiederherstellung zu vermeiden.

Die technische Gefahr ist langfristig, die Migration komplex

Bitcoin verwendet unter anderem ECDSA- und Schnorr-Signaturen, um Transaktionen zu autorisieren. Ein künftig ausreichend leistungsfähiger Quantencomputer könnte theoretisch aus offengelegten öffentlichen Schlüsseln private Schlüssel ableiten und so unbefugte Ausgaben ermöglichen. Coinbase beschreibt dies als mögliches Zukunftsrisiko, nicht als gegenwärtigen Angriff.

Eine Umstellung beträfe laut dem Papier mehr als die Auswahl eines neuen Signaturalgorithmus: Zu prüfen wären auch Gebühren, Netzwerkkapazität, Wallet-Kompatibilität und die unabhängige Verifikation von Transaktionen durch Nodes. Konsensänderungen und die Migration von Wallets erfordern Planung und Abstimmung über Jahre. Tests in einem Bitcoin-Testnetz bedeuten dabei keine Aktivierung einer Änderung im Mainnet.

Alte Guthaben bleiben eine Governance-Frage

Coinbase trennt die Entwicklung technischer Schutzmaßnahmen von der Frage, wie mit ruhenden, verlorenen oder sehr alten BTC umzugehen wäre. Dazu zählen auch Guthaben mit öffentlich exponierten Schlüsseln. Streit über möglicherweise unzugängliche Coins sollte nach Ansicht des Unternehmens nicht die Arbeit an Sicherheitsmaßnahmen für aktive Wallets blockieren.

Als mögliche Ansätze für eine Wiederherstellung werden Seed-Informationen, kryptografische Nachweise und Transaktions-Commitments untersucht. BIP-361, ein weiterer Entwurf zur schrittweisen Einschränkung älterer Signaturen, ist ebenfalls nicht aktiviert. Die Verwahrung solcher Bestände bringt eigene organisatorische Anforderungen mit sich, etwa bei der Koordination von Schlüsseln und Signierprozessen.

Coinbase bereitet laut dem Papier bereits eigene Verwahrsysteme vor und arbeitet dafür mit Forschern, Open-Source-Projekten und dem Bitcoin Security Consortium. Weitere Prüfungen sollen Transaktionsverifikation, Hardware-Wallets, Gebühren und Blockweitergabe umfassen. Einen verbindlichen Migrationstermin, einen endgültigen Algorithmus oder ein Aktivierungsdatum legt die Veröffentlichung nicht fest.