Quantencomputer werden letztendlich in der Lage sein, die kryptographischen Methoden zu brechen, die Ethereum und die meisten anderen digitalen Systeme heute sichern. Diese Seite erklärt, was das bedeutet, wie das Netzwerk proaktiv Verbesserungen entwickelt, um dieses Risiko zu mindern, und was Sie wissen müssen.
Warum Post-Quanten-Kryptographie wichtig ist
Ethereum verlässt sich auf verschiedene Formen der , um das Netzwerk sicher zu halten und die Gelder der Nutzer zu schützen. Die wichtigsten sind:
- Digitaler Signaturalgorithmus mit elliptischen Kurven (ECDSA): Die Kryptographie, die zum Signieren von Transaktionen verwendet wird. Die Sicherheit Ihres Ethereum-Kontos hängt davon ab.
- BLS-Signaturen: Werden von verwendet, um einen über den Zustand des Netzwerks zu erreichen.
- Polynomische KZG-Commitments: Werden für die in der Skalierungs-Roadmap von Ethereum verwendet.
- ZK-Beweissysteme: Werden von Rollups und anderen Anwendungen verwendet, um Berechnungen offchain zu verifizieren.
All diese beruhen auf mathematischen Strukturen, wie etwa abelschen Gruppen, die für klassische Computer schwer zu knacken sind, aber von einem Quantencomputer mithilfe von Shors Algorithmus (opens in a new tab) effizient gelöst werden können.
Wann werden Quantencomputer Ethereum bedrohen?
Im März 2026 veröffentlichte Google Quantum AI Forschungsergebnisse, die schätzen, dass das Brechen der 256-Bit-Kryptographie mit elliptischen Kurven (die Art, die Ethereum für Kontosignaturen verwendet) etwa 1.200 logische Qubits erfordern könnte. Frühere Schätzungen setzten diese Zahl viel höher an. Google hat sich eine interne Frist bis 2029 gesetzt, um seine eigenen Systeme auf Post-Quanten-Kryptographie umzustellen.
Aktuelle Quantenhardware ist weit von dieser Größenordnung entfernt und arbeitet mit einigen tausend fehleranfälligen physischen Qubits. Logische Qubits (die Fehler korrigieren und zuverlässige Berechnungen durchführen) erfordern jeweils viele physische Qubits. Die Lücke zwischen der aktuellen Hardware und dem, was benötigt wird, um die Kryptographie von Ethereum zu brechen, bleibt beträchtlich, schließt sich jedoch schneller als von vielen erwartet. Bemerkenswerterweise geht das US-amerikanische National Institute of Standards and Technology (NIST) davon aus, ECDSA bis 2030 als veraltet einzustufen und bis 2035 nicht mehr zuzulassen.
Dies ist keine unmittelbare Bedrohung. Aber kryptographische Übergänge dauern Jahre, und das Sicherheitsmodell von Ethereum ist darauf ausgelegt, Jahrhunderte zu überdauern. Die Antwort von Ethereum ist die Lean Ethereum-Roadmap, eine bewusste, mehrjährige Mission, um Ethereum um Primitive herum neu aufzubauen, die jeder kryptographischen Bedrohung standhalten werden.
Vier Bereiche, die anfällig für Quantenangriffe sind
Im Februar 2026 veröffentlichte Vitalik Buterin eine Roadmap (opens in a new tab), die vier verschiedene Bereiche der Kryptographie von Ethereum identifiziert, die Post-Quanten-Upgrades benötigen. Jeder Bereich hat unterschiedliche Herausforderungen und unterschiedliche Lösungswege.
1. BLS-Signaturen der Konsensschicht
Was sie tun: Das -Protokoll von Ethereum verwendet BLS-Signaturen, um die Stimmen von Hunderttausenden von Validatoren zu aggregieren. BLS ermöglicht es, viele Signaturen zu einer einzigen zu kombinieren, wodurch das Netzwerk effizient bleibt.
Warum sie anfällig sind: BLS-Signaturen beruhen auf Paarungen elliptischer Kurven, die ein Quantencomputer brechen könnte.
Der Ansatz: Die Lean-Consensus-Roadmap umfasst die Entwicklung von zwei sich ergänzenden Werkzeugen:
- leanXMSS: Ethereum wird BLS-Signaturen durch leanXMSS ersetzen, ein Hash-basiertes Signaturschema für Validatoren. Hash-basierte Signaturen gelten als quantensicher, da sie sich nur auf die Sicherheit von Hash-Funktionen verlassen, die von Quantencomputern zwar geschwächt, aber nicht gebrochen werden.
- leanVM: Eine minimale zkVM (Zero-Knowledge Virtual Machine) für die SNARK-basierte Signaturaggregation. Da Hash-basierte Signaturen deutlich größer sind (etwa 3.000 Bytes im Vergleich zu 96 Bytes bei BLS), würde der Wechsel zu leanXMSS deutlich mehr Daten pro Slot erzeugen. Um dies zu lösen, fungiert leanVM als Aggregations-Engine, die die Daten um das 250-fache komprimiert. Dies bewahrt die Effizienzvorteile der Kombination vieler Signaturen zu einer einzigen, selbst nach dem Wechsel zu quantensicheren Schemata.
2. Datenverfügbarkeit: KZG-Commitments
Was sie tun: Polynomische KZG-Commitments stellen sicher, dass Daten (insbesondere -Daten von Rollups) im Netzwerk verfügbar sind, ohne dass jeder Knoten alles davon herunterladen muss.
Warum sie anfällig sind: KZG-Commitments beruhen auf Paarungen elliptischer Kurven, derselben mathematischen Struktur, die Quantencomputer angreifen können.
Aktuelle Schadensbegrenzung: KZG-Commitments verwenden ein „Trusted Setup“, bei dem viele Teilnehmer Zufälligkeit beigesteuert haben. Solange mindestens ein Teilnehmer ehrlich war und sein Geheimnis verworfen hat, ist das Setup sicher, selbst gegen Quantencomputer, die versuchen, es im Nachhinein zurückzuentwickeln.
Langfristige Lösung: Ersetzen von KZG durch ein quantensicheres Commitment-Schema. Die beiden führenden Kandidaten sind:
- STARK-basierte Commitments: Verlassen sich auf Hash-Funktionen anstelle von elliptischen Kurven. Werden bereits in einigen ZK-Rollups verwendet.
- Gitterbasierte Commitments: Verlassen sich auf die Schwierigkeit von Gitterproblemen, die als quantenresistent gelten.
Beide Ansätze werden noch auf ihre Effizienz und Praktikabilität in der Größenordnung von Ethereum erforscht.
3. Kontosignaturen: ECDSA
Was sie tun: Jedes Standard-Ethereum-Konto (Externally Owned Account oder ) verwendet ECDSA auf der secp256k1-Kurve, um Transaktionen zu signieren. Dies schützt Ihre Gelder.
Warum sie anfällig sind: Bei jedem Konto, das eine Transaktion gesendet hat, ist der öffentliche Schlüssel onchain offengelegt. Ein Quantencomputer könnte den privaten Schlüssel aus diesen offengelegten Daten des öffentlichen Schlüssels ableiten.
Wichtige Nuance: Konten, die nur Ether empfangen und nie eine Transaktion gesendet haben, haben ihren öffentlichen Schlüssel nicht offengelegt. Nur die Adresse (ein Hash des öffentlichen Schlüssels) ist sichtbar, was einen gewissen zusätzlichen Schutz bietet.
Der Ansatz: Anstelle einer einzigen protokollweiten Migration plant Ethereum die Nutzung der Kontoabstraktion (insbesondere EIP-8141, das für Hegotá in der zweiten Hälfte des Jahres 2026 in Betracht gezogen wird), um den Nutzern Signatur-Agilität zu bieten. Einzelne Konten könnten zu einem Post-Quanten-Signaturschema wechseln, ohne darauf warten zu müssen, dass sich das gesamte Protokoll ändert.
Dies ist ein pragmatischer Ansatz. Nutzer und Wallets, die frühzeitig einen Post-Quanten-Schutz wünschen, können diesen freiwillig übernehmen, während die breitere Migration im Laufe der Zeit stattfindet.
4. ZK-Beweise auf Anwendungsebene
Was sie tun: Zero-Knowledge-Beweissysteme werden von L2-Rollups und anderen Anwendungen verwendet, um Berechnungen zu verifizieren, ohne die zugrunde liegenden Daten preiszugeben.
Warum sie anfällig sind: Viele beliebte ZK-Beweissysteme (SNARKs, die Paarungen elliptischer Kurven verwenden) beruhen auf quantenanfälligen Annahmen.
Der Ansatz: STARKs, die sich auf Hash-Funktionen anstelle von elliptischen Kurven verlassen, sind bereits quantenresistent und werden von mehreren Rollups verwendet. Die natürliche Übernahme von STARK-basierten Systemen im Ökosystem bietet bereits Post-Quanten-Sicherheit auf der Anwendungsebene.
NIST-Standards
Im August 2024 hat das US-amerikanische National Institute of Standards and Technology (NIST) drei Standards für Post-Quanten-Kryptographie endgültig festgelegt (opens in a new tab). Diese sind wichtig, weil sie der gesamten Technologiebranche, einschließlich Ethereum, eine gemeinsame Reihe von geprüften Algorithmen bieten, auf denen aufgebaut werden kann, anstatt dass jedes Projekt seine eigenen erfindet.
| Standard | Name | Typ | Anwendungsfall |
|---|---|---|---|
| FIPS 203 | ML-KEM | Gitterbasiert | Schlüsselkapselung (Schlüsselaustausch) |
| FIPS 204 | ML-DSA (Dilithium) | Gitterbasiert | Digitale Signaturen |
| FIPS 205 | SLH-DSA (SPHINCS+) | Hash-basiert | Digitale Signaturen |
Diese Standards bilden eine Grundlage für den Post-Quanten-Übergang der gesamten Branche. Die Arbeit von Ethereum baut darauf auf und erweitert sie, mit besonderem Fokus auf die einzigartigen Herausforderungen eines dezentralen Netzwerks, bei dem Effizienz und Aggregation wichtig sind.
Der Ansatz der Ethereum Foundation
Die Ethereum Foundation hat im Januar 2026 ein dediziertes Post-Quantum-Security-Team unter der Leitung von Thomas Coratger gegründet. Die Arbeit des Teams wird öffentlich unter pq.ethereum.org (opens in a new tab) verfolgt.
Aktuelle Aktivitäten (Stand April 2026)
- Wöchentliche Interop-Devnets: Mehr als 10 Client-Teams nehmen an regelmäßigen Post-Quanten-Interoperabilitätstests teil, darunter Lighthouse, Grandine, Zeam, Ream Labs und PierTwo.
- Poseidon-Preis: Ein Forschungspreis in Höhe von 1 Million US-Dollar, der auf Verbesserungen bei Hash-basierten kryptographischen Primitiven abzielt.
- Open-Source-Implementierungen: leanXMSS, leanVM, leanSpec (Python), leanSig (Rust) und leanMultisig sind alle unter der leanEthereum-GitHub-Organisation (opens in a new tab) verfügbar.
- 2. jährliches PQ-Forschungs-Retreat: Geplant vom 9. bis 12. Oktober 2026 in Cambridge, Großbritannien.
- NIST-Ausrichtung: Die Arbeit von Ethereum baut auf den Post-Quanten-Kryptographie-Standards auf, die vom NIST im August 2024 endgültig festgelegt wurden (wie ML-KEM, ML-DSA und SLH-DSA).
Migrationsmeilensteine
Das Team hat eine Reihe von Protokoll-Upgrades skizziert, um Post-Quanten-Kryptographie schrittweise in Ethereum einzuführen. Dies sind Planungsmeilensteine, keine garantierten Zusagen. Namen und Reihenfolge können sich ändern.
| Meilenstein | Was er einführt |
|---|---|
| I* | PQ-Schlüsselregistrierung. Validatoren können Post-Quanten-öffentliche Schlüssel neben bestehenden BLS-Schlüsseln registrieren. |
| J* | Precompiles zur PQ-Signaturverifizierung. Smart Contracts und Wallets können PQ-Signaturen nativ verifizieren. |
| L* | PQ-Attestierungen und Echtzeit-Beweise der Konsensschicht über leanVM. Validatoren beginnen, PQ-Signaturen für den Konsens zu verwenden. |
| M* | Vollständige PQ-Signaturaggregation und PQ-sichere Blob-Commitments. |
Ziel: Die strukturierten Fork-Meilensteine zielen auf die Fertigstellung der zentralen Post-Quanten-Infrastruktur bis etwa 2029 ab. Die vollständige Migration der Ausführungsschicht und des Ökosystems erstreckt sich darüber hinaus.
Was müssen Nutzer tun?
Im Moment: nichts. Ihre Gelder sind sicher. Kein heutiger Quantencomputer kann die Kryptographie von Ethereum bedrohen.
In der Zukunft: Sobald Post-Quanten-Signaturschemata auf Ethereum weithin unterstützt werden (erwartet nach dem Hegotá-Hard-Fork und der Implementierung von EIP-8141), werden Sie Ihr Konto auf quantensichere Signaturen migrieren wollen. Wallet-Software wird Sie durch diesen Übergang führen.
Wenn Ihr Konto noch nie eine Transaktion gesendet hat (was bedeutet, dass Ihr öffentlicher Schlüssel nicht onchain offengelegt wurde), verfügt es über eine zusätzliche Schutzschicht. Aber alle Konten sollten letztendlich migrieren.
Die Frage, wie mit ruhenden Wallets umgegangen werden soll (Konten, deren Eigentümer sich der Notwendigkeit einer Migration möglicherweise nicht bewusst sind), ist ein offenes Governance-Thema. Die Ethereum-Community hat hierüber noch keinen Konsens erzielt.
Häufig gestellte Fragen
Weiterführende Literatur
- pq.ethereum.org (opens in a new tab) - Ethereum Foundation
- Post-Quantum Cryptography Project (opens in a new tab) - Privacy Stewards of Ethereum (PSE)
- NIST-Standards für Post-Quanten-Kryptographie (opens in a new tab) - NIST
- Schutz von Kryptowährungen durch verantwortungsvolle Offenlegung von Quantenschwachstellen (opens in a new tab) - Google Quantum AI
- Quantengrenzen könnten näher sein, als sie scheinen (opens in a new tab) - Google
- KZG und Trusted Setups
- Lean Week Cambridge (2025) leanVM + PQ Workshop-Ressourcen (opens in a new tab) - Lean Ethereum
- PQ-Transaktionssignaturen ACD Breakout Calls (opens in a new tab) - Ethereum Foundation
- PQ-Interop ACD Breakout Calls (opens in a new tab) - Ethereum Foundation
- Lean Ethereum & Post-Quantum Security YouTube-Playlist (opens in a new tab) - Ethereum Foundation
- Panel-Interview zur Post-Quanten-Resistenz (opens in a new tab) - Bankless Podcast
- Kontoabstraktion auf Ethereum
- strawmap.org (opens in a new tab) - EF Architecture
- Superpositioned: Analyse der Quantencomputing-Industrie (opens in a new tab) - Saneel Sreeni
Letzte Aktualisierung der Seite: 9. April 2026
