Der Einfluss der Kryptografie auf die Blockchain-Technologie

Mit der Veröffentlichung des Bitcoin Whitepapers hat Satoshi Nakamoto dafür gesorgt, dass die Blockchain-Technologie und die Kryptografie unzertrennbar miteinander verbunden sind.

Dementsprechend erscheint es auch logisch, dass Fortschritte in einem der beiden Gebiete Auswirkungen auf den entsprechenden Konterpart haben.

Im heutigen Artikel gehen wir etwas genauer auf die aktuellen Entwicklungen im Bereich der Kryptogramme ein und zeigen, welches Potenzial diese Anpassungen haben.

Zero Knowledge Proofs bieten mehr als nur Privatsphäre

Im Bereich der kryptografischen Entwicklungen gibt es zahlreiche neue Ansätze, die eine Verbesserung des Status quo erwarten lassen. Insbesondere die Zero Knowledge Proofs (ZK-Proofs) stehen im Fokus der Forscher.

So sind die Zero Knowledge Proofs für einen Experten eines der aufregendsten Entwicklungsgebiete im Bereich der Kryptografie.

Allerdings ist die Art der Kryptografie bereits bekannt und die Basis für zahlreiche datenschutzrechtliche Lösungen. Für Anleger sind ZK-Proofs spätestens seit der Einführung von Zcash eine bekannte Terminologie.

Bei der bekannten Kryptowährung stellt dieses Protokoll die Validität einer Transaktion sicher, ohne die Daten der Personen zu veröffentlichen. Wie der Mathematiker und Forschungsdirektor von Blockstream,

Andrew Poelstra, in einem Interview erklärte, haben Kryptografen erhebliche Fortschritte bei der Anwendungseffizienz erzielt. So gibt es aktuell robustere und vor allem weitläufig akzeptierte kryptografische Annahmen.

Vor allem das Blockchain-Unternehmen Suterusu arbeitet an der Implementierung von ZK-Proof-fähigen Lösungen zum Datenschutz bei Bitcoin und Ethereum. Mithilfe dieser Second-Layer-Lösung soll die Sicherheit und der Datenschutz bei den etablierten Blockchain steigen.

Auch Huang Lin, CTO von Suterusu, hat seit Jahrzehnten die Kryptografie erforscht und sich jüngst zum Potenzial der Zero Knowledge Proofs geäußert:

„Effiziente Zero-Knowledge-Proofs können, wenn sie auf dezentrale, anonyme Zahlungen aufgewendet werden, sowohl die Privatsphäre als auch die Leistung erheblich verbessern.“

Auch Lior Yaffe, Mitgründer und Geschäftsführer von Jelurida sieht in ZK-Proofs eine Methode, um die Skalierbarkeit von Blockchains zu verbessern.

So müssen keine großen Transaktionsblöcke generiert und an die Miner verteilt werden. Vielmehr lassen sich auch kleine Datensätze generieren und nur die Änderungen des Kontostands sowie ein Kryptografischer Nachweis anzeigen.

Mithilfe dieser Maßnahme lässt sich sicherstellen, dass keine doppelten Ausgaben stattfinden. Schlussendlich merkt ein Experte an, dass rekursive ZK-Proofs billigere Transaktionen ermöglichen könnte.

Dementsprechend wären diese kostengünstiger und effizienter als herkömmliche Banktransaktionen.

Aufkommen ZK-Proof-fähiger Bitcoin Sidechains

Des Weiteren haben sich in der Vergangenheit Experten für die Entwicklung neuer Sidechains starkgemacht.

Durch die Zero Knowledge Proofs ließen sich die Funktionalitäten von Altcoins auf Bitcoin übertragen. In einem Interview mit Forbes sprach Andrew Poelstra über die Möglichkeiten neuer Sidechains.

„Ich denke, wenn wir jetzt einen echten Zwei-Wege-Ansatz umsetzen, müssen wir wahrscheinlich vollständige, effiziente und universelle Zero-Knowledge Proofs erhalten. Außerdem brauchen wir eine Möglichkeit für Bitcoin Validatoren, um sicherzustellen, was auf der Sidechain passiert.“

Gleichwohl merkt der Experte an, dass es bis zu diesem Szenario noch viele Aufgaben gibt, welche umgesetzt werden müssen.

Allerdings können in Zukunft effiziente ZK-Proofs dazu beitragen, dass die Regeln anderer Blockchain eingehalten werden – als Beispiel lässt sich die Skalierungslösung Plasma von Ethereum anführen.

Wichtiger sind bis zu dieser technischen Umsetzung jedoch die Forschungsarbeiten. So müssen Forscher in Zukunft komplexe Anreizprobleme lösen.

Zwar sei eine Entwicklung mittlerweile erkennbar, eine finale Lösung jedoch nicht absehbar. Außerdem zeigt die Geschichte, dass Bitcoin Sidechains bisher nicht wirklich erfolgreich waren.

Auch Adam Back, CEO von Blockstream, äußerte sich zu der langsamen Entwicklung. Demnach sei der finanzielle Anreiz für die Entwicklung von Altcoins größer als bei Bitcoin.

Bieten ZK-Proofs mehr Anonymität bei Bitcoin?

Dementsprechend können Anleger und Nutzer noch einige Jahre warten, bis es schlussendlich zu ansprechenden Bitcoin Sidechains kommt. Dennoch bietet die Technologie auch die Möglichkeit, Bitcoin privater zu machen.

Durch Taproot lassen sich unter anderem Transaktionen in der Blockchain verschlüsseln – eine nachträgliche Unterscheidung ist nicht mehr möglich.

Eine größere Herausforderung sind jedoch die Transaktionsbeträge sowie die entsprechenden Diagramme. Diese wären im Falle einer Verschlüsselung noch immer einsehbar.

Allerdings besitzt die Anonymisierung ein gewisses Marktpotenzial, welches bei den Marktteilnehmern auf Zustimmung stößt. So beschäftigt sich Suterusu mit der Entwicklung und Implementierung eines neuartigen Beweisschemas.

Dieses soll besonders effizient sein und eine konstante Beweisgröße aufweisen. Hierdurch lassen sich vertrauliche Transaktionen in Smart-Contract-Plattformen umsetzen.

Mithilfe eines solchen Tools lassen sich Kryptoassets aus der Main Blockchain verschieben, ohne dass die Sender- und Empfängeridentitäten angezeigt werden. Zusätzlich unterstützt dieses System auch Smart Contracts, welche bei Bitcoin bisher keine Rolle spielten.

Ausblick auf die Post-Quanten-Kryptografie

Neben dem umfangreichen und durchaus vielversprechenden Forschungsgebiet der ZK-Proofs spielt die Post-Quanten-Kryptografie eine eher untergeordnete Rolle.

Der Fokus dieser kryptografischen Forschung liegt auf der Gefahr der Quantencomputer. Bisher gelten Blockchains als unangreifbar. Allerdings erwarten Experten, dass die Einführung von Quantencomputer den Status quo überholen.

Dementsprechend befassen sich bereits heute zahlreiche Experten mit der Erforschung der neuen Technologie. Durch die Post-Quanten-Kryptografie möchten die Forscher sicherstellen, dass Blockchains weiterhin sicher bleiben. Somit können auch Kryptowährungen ihre Daseinsberechtigung aufrechterhalten.

Im Zuge der Post-Quanten-Kryptografie passen Entwickler und Forscher die kryptografischen Algorithmen so an, dass die Vorteile eines Quantencomputers im Vergleich zu einem regulären Computer annulliert werden.

Heute sehen Experten die Einweg-Hashes bei den Bitcoin-Adressen als erste Maßnahme zur Bekämpfung dieser Bedrohung an.

Weitere Entwicklungen im Bereich der Kryptografie mit Auswirkungen auf den Krypto-Markt

Schlussendlich möchten wir noch einen Blick auf weitere Entwicklungen im Bereich der Kryptografie werfen. Einer der größten Trends in diesem Sektor ist Multiparty Computation (MPC).

Dabei unterstützt MPC Unternehmen, die einander nicht vertrauen oder böswillige Absichten haben, bei der gemeinsamen Abrechnung. Im Ergebnis sollen sich die betroffenen Unternehmen trotz mangelnden Vertrauens auf einen gemeinsamen Konsens einigen.

Folglich sind auch Konsensalgorithmen eine Ausprägung von MPCs. Dementsprechend groß ist auch das Potenzial durch technologische Fortschritte.

So ist es möglich, dass in Zukunft Blockchain-Produkte alle Informationen vorhalten und nur dem Benutzer zur Verfügung stellt, der den korrekten Schlüssel besitzt.

Allerdings sind entsprechende Technologien noch nicht marktfähig, sodass der Mainstream-Einsatz noch etwas auf sich warten lässt.

Zusätzlich gibt es auch heute bereits einige innovative Projekte. Hierzu gehört etwa die Syscoin-Bridge von Sidhu. Diese ist zwar keine Sidechain, allerdings können Nutzer ihre Assets ohne Zwischenhändler oder -verwahrung zwischen verschiedenen Blockchains transferieren.

Dieser Ansatz soll eine blockchainübergreifende Konsensfindung ermöglichen und den Nutzern die notwendige Sicherheit sowie Komfort bieten.

Fazit: Neue Kryptografie verbessert Blockchain-Anwendungen langfristig

Neben Zero-Knowledge Proofs gelten vor allen Anpassungen an Quanten-Rechenoperationen als wichtiges Forschungsgebiet im Kryptografiesektor.

Zahlreiche Expertenaussagen verdeutlichen zudem, dass die Benutzer im Laufe der kommenden Jahre mit weiteren Anpassungen und Verbesserungen rechnen können.

Entsprechend aussichtsreich sind neuartige Anwendungsfälle im Krypto-Bereich. Mehr Effizienz, die Nutzung mehrerer Blockchains und die Absicherung gegen Quantencomputer sind aus meiner Sicht sehr wichtige Aspekte. Dementsprechend offen stehe ich kommenden Änderungen gegenüber.