Die aufkommende Zero-Knowledge-Technologie bietet einen vielversprechenden Schutz für Bitcoin und das Web3-Ökosystem gegen die Bedrohungen durch Quantencomputer. Diese fortschrittlichen Protokolle ermöglichen es, die Wahrhaftigkeit von Aussagen zu beweisen, ohne sensible Daten preiszugeben, und könnten die Zukunft der kryptographischen Sicherheit revolutionieren.
Quantencomputer entwickeln sich rasant weiter. Ein aktueller Quanten-Chip eines Technologiegiganten führte eine Berechnung in wenigen Minuten durch, für die ein Supercomputer Billionen von Jahren benötigen würde. Diese Entwicklung stellt eine erhebliche Bedrohung für die meisten modernen Verschlüsselungsverfahren dar, die auf mathematischen Problemen basieren, welche für klassische Computer unlösbar sind.
Die Sicherheit von Web3, mit einem Vermögenswert von Billionen US-Dollar, stützt sich auf diese kryptographischen Standards. Angreifer sammeln bereits verschlüsselte Blockchain-Daten, um diese in Zukunft entschlüsseln zu können, sobald Quantencomputer ausgereift sind.
Zero-Knowledge-Proofs (ZKP) sind kryptographische Protokolle, die es einer Partei erlauben, einer anderen Partei zu beweisen, dass eine Aussage wahr ist, ohne zusätzliche Informationen preiszugeben.
Ursprünglich als Werkzeuge zum Schutz der Privatsphäre konzipiert, können ZKPs auf quantenresistenter Mathematik aufgebaut werden und somit als Schutzschild für Blockchains dienen. Forscher haben gezeigt, dass spezialisierte Zero-Knowledge-Kryptographie Blockchains quantensicher machen kann. Dies umfasst hashbasierte Beweise (zk-STARKs) und gitterbasierte Beweise, die auf Problemen basieren, mit denen selbst leistungsstarke Quantenmaschinen Schwierigkeiten haben und nicht auf quantenanfälligen elliptischen Kurven beruhen.
Ein wesentlicher Vorteil ist, dass quantenresistente ZK-Proofs den Schutz von Milliarden von On-Chain-Assets ermöglichen, ohne eine sofortige, riskante Überarbeitung der Basisprotokolle zu erfordern. Allerdings sind diese Proofs im Vergleich zu heutigen Versionen größer und schwerer, was ihre Speicherung und Verifizierung auf Blockchains mit begrenztem Speicherplatz erschwert und verteuert.
Im Juli 2024 wurde erstmals ein Zero-Knowledge-Verifizierer unter Verwendung von Bitcoin-Skript implementiert, was als Meilenstein gilt. Diese Entwicklung gilt als Schlüssel zur Freischaltung der Programmierbarkeit von Bitcoin und zur globalen Skalierung seiner Nutzung. Durch die Integration quantenresistenter Kryptographie wie zk-STARKs in seinen Kernansatz positioniert sich die Zero-Knowledge-Proof-Technologie als Plattform für eine langfristige, sichere dezentrale Zukunft.
