Bitcoin bereidt zich voor op quantumdreiging

Het opvallende aan de aanpak is dat Bitcoin zelf niet aangepast hoeft te worden. QuFi plaatst een extra verificatielaag tussen de gebruiker en de uiteindelijke transactie op de blockchain. Met uBTC test het bedrijf deze technologie inmiddels op Bitcoin Testnet4.

QuFi kiest voor een extra beveiligingslaag

De beveiliging van Bitcoin steunt sterk op cryptografie. Daarmee kunnen gebruikers aantonen dat zij hun bitcoin mogen versturen zonder hun private key openbaar te maken.

Krachtige quantumcomputers zouden in de toekomst bepaalde vormen van cryptografie veel sneller kunnen aanvallen dan normale computers. De huidige generatie quantumcomputers kan dat nog niet op een praktisch bruikbare schaal. Toch werken onderzoekers nu al aan nieuwe beveiligingsmethoden.

QuFi kiest daarbij voor post-quantum cryptografie. Dit zijn cryptografische technieken die ontworpen zijn om ook bestand te zijn tegen aanvallen van toekomstige quantumcomputers.

Het platform scheidt de controle van een transactie van de uiteindelijke verwerking ervan. Een gedecentraliseerd netwerk van nodes controleert transacties eerst met quantumveilige cryptografie. Daarna kan de normale blockchain de transactie verwerken.

Dat betekent dat een netwerk als Bitcoin niet direct zijn eigen cryptografische systeem hoeft te vervangen.

uBTC test quantumbeveiliging voor Bitcoin

QuFi heeft naast zijn platform ook uBTC ontwikkeld. Dit is nog geen nieuwe cryptomunt voor beleggers, maar een proof-of-concept waarmee het bedrijf zijn technologie voor Bitcoin test.

De test draait op Bitcoin Testnet4. Ontwikkelaars gebruiken dit aparte netwerk om nieuwe toepassingen uit te proberen zonder echte BTC op het Bitcoin-mainnet te riskeren.

uBTC controleert BTC die als onderpand wordt gebruikt en maakt cryptografische bewijzen voor het verplaatsen van waarde tussen verschillende omgevingen. Wanneer BTC uiteindelijk wordt opgenomen, verwerkt Bitcoin de opname als een normale transactie.

QuFi probeert zo extra bescherming toe te voegen zonder het Bitcoin-protocol zelf ingrijpend te veranderen.

Waarom post-quantum cryptografie lastig is

Quantumveilige cryptografie klinkt als een logische upgrade, maar brengt technische nadelen met zich mee. Post-quantum handtekeningen kunnen bijvoorbeeld aanzienlijk groter zijn dan de digitale handtekeningen die blockchains nu gebruiken.

Grotere handtekeningen vragen meer opslagruimte en bandbreedte. Ook kan de benodigde rekenkracht toenemen. Voor een blockchain als Bitcoin zijn dat belangrijke aandachtspunten, omdat iedere structurele verandering gevolgen kan hebben voor de efficiëntie van het netwerk.

QuFi probeert dat probleem te beperken door de zware verificatie buiten de bestaande blockchain uit te voeren.

Het platform gebruikt daarvoor drie post-quantum standaarden: ML-DSA-65, SLH-DSA en ML-KEM-1024. De eerste twee dienen voor digitale handtekeningen. ML-KEM-1024 richt zich op het veilig uitwisselen van cryptografische sleutels.

Meer experimenten met quantumveilig Bitcoin

QuFi is niet de enige partij die werkt aan Bitcoin quantumbeveiliging. De afgelopen maanden zijn meerdere experimenten gestart om blockchains beter voor te bereiden op toekomstige quantumcomputers.

StarkWare voerde in augustus bijvoorbeeld een quantumresistente Bitcoin-transactie uit op het mainnet zonder dat daarvoor een fork nodig was. De test liet tegelijk zien hoe experimenteel de technologie nog is. De berekeningen namen uren in beslag en kostten ongeveer $150 tot $200. Door het afwijkende transactieformaat moest de transactie rechtstreeks bij een miner worden ingediend.

Ook banken en toezichthouders in Europa, Azië en het Midden-Oosten testten post-quantum wallets en blockchaintransacties. Daarbij gebruikten ze onder meer ML-DSA-65, een standaard die ook onderdeel is van het platform van QuFi.

Ethereum onderzoekt eveneens hoe het netwerk zich op langere termijn tegen quantumaanvallen kan beschermen. De Ethereum Foundation liet eerder de Poseidon-hashfunctie vallen voor zijn geplande post-quantum architectuur en kijkt naar bestaande alternatieven zoals SHA en BLAKE.

Bitcoin-ontwikkelaars werken aan SHRINCS

Er wordt ook gewerkt aan oplossingen die dichter bij Bitcoin zelf staan. Onderzoekers van Blockstream publiceerden in augustus een Bitcoin Improvement Proposal voor SHRINCS.

Een Bitcoin Improvement Proposal, of BIP, is een technisch voorstel voor een mogelijke wijziging of uitbreiding van Bitcoin. Zo’n voorstel betekent niet dat de verandering automatisch onderdeel wordt van het netwerk.

SHRINCS experimenteert met post-quantum handtekeningen die minder ruimte en rekenkracht moeten vragen. Daar staat extra complexiteit tegenover.

Het systeem gebruikt zogeheten stateful signatures. Walletsoftware moet daardoor goed registreren welke ondertekeningssleutels al zijn gebruikt. Een fout in die administratie kan problemen veroorzaken. Bovendien bevindt SHRINCS zich nog in een vroege onderzoeksfase en ontbreekt een volledig afgerond beveiligingsbewijs.

Wat betekent dit voor Bitcoin-beleggers?

Voor Nederlandse Bitcoin-beleggers verandert er voorlopig weinig. Er is geen aanwijzing dat huidige quantumcomputers sterk genoeg zijn om de cryptografie van Bitcoin op grote schaal te breken.

De ontwikkelingen zijn vooral relevant voor de langere termijn. Cryptografische systemen aanpassen kost tijd. Bij een decentraal netwerk als Bitcoin moeten ontwikkelaars bovendien uitgebreid testen en voldoende steun krijgen voordat grote veranderingen mogelijk zijn.

QuFi kiest daarom voor een andere route. Door quantumveilige verificatie als aparte laag toe te voegen, probeert het bedrijf bescherming mogelijk te maken zonder eerst het volledige Bitcoin-netwerk te veranderen.

Of deze aanpak uiteindelijk breed gebruikt zal worden, moet nog blijken. uBTC draait voorlopig alleen als proof-of-concept op een testnet.

Conclusie

De mogelijke dreiging van quantumcomputers komt steeds hoger op de agenda van de cryptosector. QuFi laat met uBTC zien dat Bitcoin quantumbeveiliging niet noodzakelijk hoeft te beginnen met een grote aanpassing van Bitcoin zelf.

Voor beleggers is er geen reden om vanwege quantumcomputers direct actie te ondernemen. De technologie vormt op dit moment nog geen praktische bedreiging voor Bitcoin. De nieuwe experimenten laten vooral zien dat ontwikkelaars zich nu al voorbereiden op een risico dat in de toekomst belangrijk kan worden.

Veelgestelde vragen

Kan een quantumcomputer Bitcoin nu al kraken?

Nee, voor zover publiek bekend zijn bestaande quantumcomputers niet krachtig genoeg om de cryptografie van Bitcoin op praktisch relevante schaal te breken. Het risico draait vooral om toekomstige, veel krachtigere systemen.

Wat is post-quantum cryptografie?

Post-quantum cryptografie is cryptografie die ontworpen is om bestand te zijn tegen aanvallen van zowel gewone computers als toekomstige quantumcomputers. Deze technieken kunnen gewoon op traditionele computers worden uitgevoerd.

Wat is uBTC van QuFi?

uBTC is een proof-of-concept waarmee QuFi zijn quantumveilige verificatietechnologie voor Bitcoin test. Het systeem draait momenteel op Bitcoin Testnet4 en gebruikt dus geen echte BTC op het Bitcoin-mainnet.