Ethereum-Mitgründer Vitalik Buterin warnt, dass KI-gestützte mathematische Forschung die Sicherheitsreserven bestimmter kryptografischer Signaturen und Post-Quanten-Verfahren verringern könnte. Zugleich betonte er, dass es keine Belege dafür gibt, dass die elliptischen Kurvensignaturen von Bitcoin oder Ethereum gebrochen wurden. Anleger sollten deshalb nicht übereilt Guthaben verschieben: Fehler bei einer Migration könnten unmittelbar größere Verluste verursachen.
In Äußerungen vom 7. Oktober sagte Buterin, Nutzer könnten einschlägige Risiken reduzieren, sofern dies praktikabel sei. Von umfangreichen Transfers riet er vorerst ab. Durch misslungene Migrationen habe er selbst mehr Geld verloren als durch Hacks.
OpenAI-Ergebnisse heizen Debatte über Kryptografie an
Ausgelöst hatte die Diskussion zuvor der Ethereum-Forscher Justin Drake. Er forderte die Branche auf, sich auf einen „Festungsmodus“ vorzubereiten. Dazu könnte gehören, Vermögenswerte auf neue Adressen zu übertragen, deren öffentliche Schlüssel noch nie auf der Blockchain offengelegt wurden. Drake befürchtet, dass Fortschritte bei KI mathematische Angriffe auf die elliptische Kurvenkryptografie von Bitcoin und Ethereum beschleunigen könnten.
Zusätzliche Aufmerksamkeit erhielt das Thema, nachdem OpenAI am 6. Oktober mitgeteilt hatte, ein internes Spitzenmodell habe mathematische Ergebnisse erzielt, darunter maschinell erzeugte und in Lean formalisierte Beweise. OpenAI meldete keinen Angriff auf Blockchain-Kryptografie. Auch Buterin und Drake legten keine Belege dafür vor, dass ECDSA praktisch gebrochen worden sei.
Buterins Bedenken beschränken sich nicht auf elliptische Kurven. Er verwies auch auf die gitterbasierte Kryptografie, darunter ML-DSA. KI-gestützte mathematische Entdeckungen könnten in den kommenden zwei Jahren das Vertrauen in die Sicherheitsreserven solcher Verfahren schwächen. Das schafft zusätzliche Unsicherheit für eine Branche, die sich auf Quantencomputer vorbereitet: Gitterkryptografie gilt als eine der wichtigsten Alternativen zu herkömmlichen Verfahren, die durch Quantencomputer bedroht werden könnten. Das US-amerikanische National Institute of Standards and Technology (NIST) standardisierte ML-DSA 2024 als Post-Quanten-Signaturverfahren.
Die mathematischen Grundlagen dieser Systeme könnten Schwachstellen enthalten, die noch nicht entdeckt wurden, sagte Buterin. Als Beispiel nannte er Fortschritte bei der Ganzzahlfaktorisierung. Verfahren wie das allgemeine Zahlkörpersieb senkten den Rechenaufwand für Angriffe auf RSA deutlich und führten dazu, dass längere Schlüssel verwendet wurden. KI könnte seiner Einschätzung nach mathematische Fortschritte aus mehreren Jahrzehnten in wesentlich kürzerer Zeit ermöglichen und Angriffe auf elliptische Kurven oder Gitterprobleme verbessern.
„Wenn KI uns in zwei Jahren 50 Jahre mathematischen Fortschritt bringt“, schrieb Buterin, könne das auch Angriffe auf Gitterkryptografie erheblich verbessern. Dabei handelt es sich um eine mögliche Forschungsentwicklung, nicht um ein bestätigtes Verfahren zum praktischen Brechen dieser Systeme.
Ethereum setzt im Fahrplan stärker auf Hash-Kryptografie
Die Bedenken helfen zu erklären, weshalb Ethereum-Entwickler verstärkt auf kryptografische Verfahren mit Hashfunktionen setzen. Buterin sagte, der „schlanke“ Ethereum-Fahrplan habe sich im vergangenen Jahr in Richtung reiner Hash-Systeme verschoben. Dadurch solle die Abhängigkeit von gitterbasierten Signaturen wie ML-DSA und Falcon sowie von Gitterverfahren für Zero-Knowledge-Beweise sinken.
Hashbasierte Signaturverfahren wie WOTS und SPHINCS spielen in dieser Ausrichtung eine größere Rolle. Im Unterschied zu elliptischer Kurven- und Gitterkryptografie beruhen sie weniger auf komplexen mathematischen Strukturen, für die Forschende möglicherweise neue Abkürzungen finden. Elliptische Kurven nutzen etwa Eigenschaften von Gruppenoperationen; Gitterkryptografie basiert auf einer Reihe rechnerisch schwieriger Probleme. Werden Angriffsmethoden effizienter, kann sich die Einschätzung ändern, wie widerstandsfähig diese Verfahren in der Praxis sind. Hashfunktionen haben eine vergleichsweise einfache mathematische Struktur, eignen sich aber nicht für jeden kryptografischen Zweck.
Verschlüsselung mit öffentlichen Schlüsseln, wie sie etwa für sichere Kommunikation, anonyme Nachrichten und Website-Verbindungen eingesetzt wird, lässt sich beispielsweise in der Regel nicht allein mit Hashfunktionen umsetzen. Dafür braucht es bestimmte mathematische Strukturen, die eine „Hintertür“ zur Entschlüsselung ermöglichen, über die nur autorisierte Nutzer verfügen. Sollten KI-Systeme die Kryptoanalyse deutlich verbessern, müssten Verfahren, die auf solchen Strukturen beruhen, möglicherweise mit höheren Sicherheitsparametern arbeiten, sagte Buterin. In manchen Fällen könne eine Verzehnfachung der Schlüsselgrößen sinnvoll sein.
Mögliche Folgen betreffen nicht nur Blockchains. Sichere Messenger, VPNs, Tor, verschlüsselter Webverkehr und Datenschutzprotokolle könnten ebenfalls vor Zielkonflikten zwischen größeren Schlüsseln, Leistung und Sicherheitsreserven stehen.
Schlüssel offengelegter Adressen im Blick behalten
Für Besitzer von Kryptowährungen beschränken sich Buterins unmittelbare Vorsichtsmaßnahmen auf wenige Punkte. Liegen Vermögenswerte auf einer Adresse, von der noch nie eine Transaktion signiert wurde, bleibt der öffentliche Schlüssel üblicherweise hinter dem Adress-Hash verborgen. Sobald das Konto eine Transaktion sendet, wird der öffentliche Schlüssel offengelegt. Das kann die künftige Exposition einer Adresse gegenüber kryptografischen Risiken beeinflussen, bedeutet aber nicht, dass gerade ein Angriff stattfindet.
Betreiber von Multisignatur-Wallets könnten außerdem prüfen, Signaturen außerhalb der Blockchain einzuholen und die Signaturschlüssel nach einem Vorgang auszutauschen. So ließe sich der Zeitraum verkürzen, in dem ein offengelegter Schlüssel nutzbar wäre. Schlüsselwechsel und die Migration von Vermögenswerten müssen jedoch sorgfältig umgesetzt werden. Wallet-Anbieter, Verwahrer und Protokollentwickler müssen die langfristigen Folgen kryptografischer Fortschritte bewerten und zugleich Betriebsfehler bei Upgrades vermeiden.
Öffentlich verfügbare Informationen belegen nicht, dass die von Bitcoin oder Ethereum verwendeten ECDSA-Signaturen praktisch gebrochen wurden. Buterins zentrale Botschaft lautet, die möglichen Auswirkungen von KI auf mathematische Forschung und Kryptoanalyse zu verfolgen, ein vorausschauendes Risiko aber nicht mit einer dringenden Aufforderung zur Übertragung von Vermögenswerten zu verwechseln.