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Diskutiert man √ľber Bitcoin, Ethereum oder andere Blockchain Technologien, f√§llt auch irgendwann der Ausdruck Quantencomputer. Meist gepaart mit der Meinung, dieser wird die Verschl√ľsselung aushebeln und Bitcoin letztendlich knacken ūüí•

Doch stimmt das wirklich? Oder haben wir es hier, wie so oft, mit Bildzeitungsleser ūü§§ zu tun die mit Meinungen und Halbwissen um sich werfen, einfach weil die Mainstream Medien weiter sch√∂n brav gegen Bitcoin ‚öĒÔłŹ wettern? Die Antwort wird die meisten sicher nicht √ľberraschen

Können Quantencomputer der Blockchain gefährlich werden?

Jeder kennt die Art und Weise, wie klassische PCs mit Hilfe der klassischen Physik, mit 0 und 1 Rechenoperationen durchf√ľhren. Im Gegensatz dazu steht das seit wenigen Jahren erprobte Konzept der Quantenmechanik, wodurch Computerprozessoren mit Qubits den Horizont des M√∂glichen erweitern und die Schnelligkeit von Probleml√∂sungen mit Hilfe von Computern um ein Vielfaches beschleunigen werden.

Doch wie wirkt sich dieser immense Fortschritt in der Computertechnologie auf die Blockchains aus?

Um einen ‚ÄúAccount‚ÄĚ auf der Blockchain zu erhalten, werden auf der jeweiligen Blockchain, beispielsweise Bitcoin oder Ethereum, Schl√ľsselpaare generiert. Dieses besteht einerseits aus dem Privat-Key und aus dem Public-Key. Aus dem Namen schlie√üend wird die Funktionalit√§t der beiden Keys fast selbst erkl√§rt. Der Privat-Key ist ein einzigartiger Schl√ľssel, welcher per Zufall generiert wird bei der Erstellung des Schl√ľsselpaars. Zur Veranschaulichung: Die Anzahl der M√∂glichkeiten, wie viele verschiedene Private-Keys generiert werden k√∂nnen betr√§gt 2^256. Dies ist eine Zahl mit einer 1, gefolgt von 77 weiteren Stellen. Die Anzahl der Sandk√∂rner auf der Welt betr√§gt 7,5 Trillionen, also eine Zahl bestehend aus insgesamt 19 Ziffern.

Dieser einzigartige Private-Key wird anschlie√üend √ľber den SHA256 Algorithmus in den Public-Key gehasht. Dieser wird in allen Bereichen, in denen Informationen verschl√ľsselt werden sollen, und auf der ganzen Welt verwendet. Wie der Name schon sagt, wird dem Algorithmus der Privat-Key als Input gegeben und dieser wird √ľber kryptographische Methoden in den Public-Key umgewandelt. Dieser Algorithmus ist nur in eine Richtung verwendbar. Es ist unm√∂glich aus dem Public-Key den Privat-Key zu generieren.

Jetzt stellt sich die Frage: K√∂nnen Quantencomputer diesen Algorithmus nicht r√ľckw√§rts laufen lassen und somit die Verschl√ľsselung aufheben?

Sicherlich, Quantencomputer k√∂nnen unglaublich schnell Rechenoperationen durchf√ľhren. Dabei machen sie jedoch auch eine Menge Fehler, die wiederum von herk√∂mmlichen Computern herausgerechnet wurden. Diese Fehleranf√§lligkeit steigt mit der Anzahl der Qubits, wodurch nicht mehr gleich besser bedeutet im Fall der Quantencomputer.¬†

Die Anzahl der Möglichkeiten den korrekten Eingabewert zu finden, wozu der gegebenen Hashwert passt, beträgt 2^256. Nur durch ausprobieren ist es möglich diesen Wert herauszufinden.

Um zu veranschaulichen, wie groß die Anzahl der Möglichkeiten, 2^256, ist, kann man sich folgendes vorstellen:

Die Zahl 2^256 kann aufgeteilt werden in (2^32)^8. 2^32 ist ein bisschen mehr als 4 Milliarden.

Also muss nur 4 Milliarden 8-mal mit sich selbst multipliziert werden.

Angenommen ein PC kann 4 Milliarden Operationen pro Sekunde durchf√ľhren, dann w√ľrden ungef√§hr 1.000-mal alle Server von Google ben√∂tigt werden (1 KiloGoogle), um die ersten 2 Stellen des Produkts abzudecken. (4 Mrd. * 4 Mrd.) Nun besitzen 4 Mrd. Menschen auf dieser Welt 1 KiloGoogle, um die 3. Stelle des Produkts abzudecken. Nun hat ca. jeder 100. Stern in unserer Milchstra√üe so eine Erde voll mit KiloGooglen. Wenn nun, um die 5. Stelle des Produkts abzudecken, weitere 4 Mrd. solcher Milchstra√üen Galaxien existieren, verbleiben immer noch 3 Stellen zum Ergebnis. Dies k√∂nnen wir als den ‚ÄúUltimativen Computer‚ÄĚ bezeichnen. Um die Stelle 6 und 7 noch etwas bildlich zu beschreiben, m√ľsste dieser ‚ÄúUltimative Computer‚ÄĚ ca. 37-mal das Alter des Universums lang Kalkulationen durchf√ľhren, um eine Wahrscheinlichkeit von 1 : 4Mrd. zu haben, das richtige Ergebnis zu finden.

Angenommen ein Quantencomputer ist 4 Mrd. mal so schnell in der Art und Weise, wie Kalkulationen durchgef√ľhrt werden k√∂nnen, dann w√ľrde selbst ein Quantencomputer ohne Fehler die 37-fache Zeit des Alters des Universums ben√∂tigen.

Unter der Hypothese, dass es in absehbarer Zeit doch m√∂glich sein sollte bzw. sich andeutet, dass es m√∂glich sein k√∂nnte, k√∂nnen alle Blockchains in relativ kurzer Zeit auf einen neuen Verschl√ľsselungsalgorithmus umgestellt werden.

Somit kann zusammenfassend gesagt werden, dass Quantencomputer keine Gefahr in absehbarer Zukunft f√ľr die Blockchain-Technologie darstellen.