Quantumcomputers vormen tikkende tijdbom voor Bitcoin-beveiliging

Quantumcomputers beloven enorme rekenkracht, maar voor Bitcoin (BTC) kan dat een gevaar zijn, die leunt namelijk op cryptografie die straks mogelijk breekbaar is. Onderzoekers waarschuwen dat het wel eens zeven jaar kan duren voordat Bitcoin volledig bestand is tegen deze zogeheten quantumcomputers. En dat is, in hun ogen, al te laat.

Bitcoin heeft jaren nodig om zich voor te bereiden

Ethan Heilman, mede-auteur van de nieuwe BIP-360-upgrade, zegt dat er minimaal zeven jaar nodig is om het Bitcoin-netwerk volledig bestand te maken tegen quantumcomputers. Dat laat hij weten aan Cointelegraph.

Zijn voorspelling is dan nog optimistisch want dan moet álles meezitten. “Drie jaar om de upgrade te bouwen en activeren. Daarna nog jaren voordat gebruikers overstappen naar veilige adressen”, aldus Heilman.

Elke gebruiker zal zijn BTC moeten verplaatsen naar nieuwe, quantum-veilige wallets. Ook exchanges, wallets, bedrijven en betaalverwerkers moeten mee. Een reusachtige operatie dus, zeker als je bedenkt dat het Bitcoin-netwerk slechts enkele transacties per seconde verwerkt.

Heilman: “Het belangrijkste is dat we nú beginnen. Want als het straks ineens snel moet, hebben we die tijd niet meer.”

Willy Woo, een bekende on-chain analist en vroege Bitcoin-investeerder, waarschuwt ook. Hij geeft aan dat de opkomst van quantumcomputers het langetermijnverhaal van Bitcoin als digitaal goud onder druk zet.

Als quantumtechnologie in de toekomst verloren gewaande private keys kan kraken, kunnen miljoenen ‘verloren’ munten weer in omloop komen. Dat zou de schaarste en daarmee de waarde van het netwerk aantasten. 

Eerste stap gezet met BIP-360

Heilman werkt aan BIP-360, dat onlangs is toegevoegd aan de officiële lijst van Bitcoin-upgrades op GitHub. Deze upgrade moet de eerste stap vormen richting een Bitcoin-netwerk dat beter bestand is tegen quantumaanvallen. 

Het gaat hierbij om een nieuwe output-structuur, genaamd Pay-to-Merkle-Root (P2MR). Deze is beter bestand tegen aanvallen en is ook achterwaarts compatibel met oudere versies.

Toch biedt deze stap nog geen volledige bescherming. BIP-360 voorkomt vooral langetermijnaanvallen, zoals op oude munten waarvan de publieke sleutel al jaren zichtbaar is. Voor echte bescherming zijn post-quantum handtekeningen nodig. En die zijn technisch veel zwaarder.

Dreiging quantumcomputers komt sneller dichterbij

Tegenover de trage upgradeplannen staat een versnelling aan de andere kant, de ontwikkeling van quantumtechnologie zelf. Wetenschappers denken dat een werkende quantumcomputer mogelijk al binnen vijf tot zeven jaar beschikbaar is. 

Het gevaar zit in het gebruik van Shor’s algoritme: een methode waarmee quantumcomputers razendsnel grote getallen kunnen ontleden. Daarmee kunnen ze cruciale beveiliging, zoals die van Bitcoin, relatief eenvoudig doorbreken.

In de praktijk betekent dit dat quantumcomputers private keys kunnen achterhalen zodra de bijbehorende publieke sleutel zichtbaar wordt. En dat gebeurt elke keer wanneer iemand Bitcoin verstuurt. Als dit gebeurt voordat de upgrade is doorgevoerd, dreigt massale diefstal van iemands bitcoins.

Voor een quantumcomputer is dit mogelijk omdat hij heel anders werkt dan een gewone computer. Waar een gewone computer bits gebruikt die óf 0 óf 1 zijn, gebruikt een quantumcomputer qubits. Die kunnen tegelijkertijd 0 én 1 zijn, dat heet superpositie. Daardoor kan een quantumcomputer veel berekeningen tegelijk uitvoeren, terwijl een gewone computer alles stap voor stap moet doen.

Een gewone computer zou er, zelfs met de krachtigste systemen van nu, miljoenen tot mogelijk miljarden jaren over doen om de private key van een Bitcoin-adres te achterhalen. Een quantumcomputer met genoeg stabiele qubits kan dat in theorie in enkele seconden tot minuten doen met behulp van Shor’s algoritme.

Technisch staat Bitcoin er beter voor dan Ethereum en Solana

Toch is er ook goed nieuws. Bitcoin is namelijk minder kwetsbaar dan veel andere blockchains. Slechts een derde van de Bitcoin-adressen heeft een zichtbare publieke sleutel. Bij netwerken als Ethereum (ETH) en Solana (SOL) is dat standaard het geval.

Bovendien maakt Bitcoin gebruik van Proof-of-Work. Die methode is minder direct kwetsbaar voor quantumaanvallen dan Proof-of-Stake, het systeem dat Ethereum en Solana gebruiken.

Bij Proof-of-Stake zetten validators hun munten in als garantie bij het controleren van transacties. Daar hangt de beveiliging af van digitale sleutels, en die kunnen juist wél relatief makkelijk worden gekraakt door quantumtechnologie.

Bij Proof-of-Work lossen miners rekenpuzzels op om transacties te controleren. Dat maakt het moeilijker om het netwerk te hacken, zelfs met een quantumcomputer. 

Techniek is niet het grootste probleem

Het grootste obstakel zit waarschijnlijk niet in de techniek, maar in de gemeenschap. Er moeten lastige keuzes worden gemaakt, zoals grotere blocks, het gebruik van zero-knowledge proofs, of zelfs het bevriezen van de oude munten van Satoshi Nakamoto, de mysterieuze oprichter van het netwerk.

Bitcoin staat echter bekend om zijn trage besluitvorming bij fundamentele wijzigingen. Een nieuwe upgrade die het hele systeem raakt, kan opnieuw jaren aan debat opleveren.