Coinbase utforsker post‑kvantekryptering for blokkjedeteknologi

Kvantemaskiner forventes å bli bygget i en størrelse som er kommersielt nyttig om bare noen få år, fra kanskje allerede 2028 til midten av 2030‑årene, avhengig av estimatet og den eksakte kapasiteten som er målet.

Dette ville være fantastisk for å løse ekstremt komplekse matematiske problemer, som å besvare spørsmål innen materialvitenskap i halvledere, romfart, batterier, eller løse proteiners 3D‑konfigurasjon, eller oppdage nye livredende legemidler.

Men den samme kapasiteten kan brukes til å knekke krypteringsmetoder som den moderne verden er bygget på. Dette er grunnen til at for eksempel alle store amerikanske banker blir tvunget til å fremskynde adopsjonen av gitterbasert kryptografi, en metode som antas å være kvante‑sikker.

På samme måte kan kryptovalutaer være i fare hvis krypteringen som gjør dem så sikre plutselig blir brutt.

Dette er spesielt problematisk ettersom fremtidige kvantedatamaskiner kan knekke krypteringen av data som i dag samles inn, selv om de fortsatt er uknuselige, men kan bli dekodet senere, en metode kalt «Harvest Now, Decrypt Later» (HNDL).

I den sammenhengen beveger de ledende aktørene innen blokkjedeteknologi og kryptovalutaer seg også raskt for å forberede seg på den eventuale fremveksten av kvantedatamaskiner.

En av dem er Coinbase, som publiserte sin rapport «Quantum Computing & Blockchain» som tar for seg disse bekymringene og ser på mulige løsninger som blokkjedesamfunnet kan og bør adoptere i tide for å unngå reelle sikkerhetsproblemer.

«Vi har stor tro på at en stor‑skala, feil‑tolerant kvantedatamaskin (FTQC) til slutt vil bli bygget. Som sådan må blokkjedene og det bredere kryptografiske økosystemet forberede seg på denne eventualiteten.»

Coinbase sin kvante‑rapportoversikt

I oversikten av denne rapporten begynner Coinbase med å minne om at National Institute of Standards and Technology (NIST) anbefaler at post‑kvante (PQ) migrasjoner skal gjennomføres innen 2035. Den påpeker også at denne tidslinjen for forberedelse, som gir kun 9 år, kanskje er optimistisk.

«Vi er ikke sikre på at kryptografisk relevante kvantedatamaskiner (CRQC) ikke vil eksistere innen 2035 eller senere, ettersom nyere forskning øker muligheten for at tidslinjen kan være kortere.»

Rapporten er delt inn i 6 hovedsegmenter pluss et vedlegg med «tilleggslesning», som dekker temaet grundig:

1. Oversikt over kvantedatamaskiner og dagens tilstand av teknologien.
2. Post‑kvantekryptografi (PQC).
3. Post‑kvantekryptografi og konsensuslaget.
4. Post‑kvantekryptografi og utførelseslaget.
5. Post‑kvanteplaner for store blokkjedeteknologier.
6. Post‑kvantesikkerhet utover signering.

Oversikt over kvantedatamaskiner

Denne første delen oppsummerer hva en kvantedatamaskin er, hva den kan gjøre, og hvordan teknologien har utviklet seg så langt.

Kort sagt bruker kvantedatamaskiner superposisjon og andre kvanteeffekter for å øke datakraften eksponentielt for hver ekstra «qubit» (det kvanteekvivalenten til vanlige databit), i stedet for lineært.

«Kraften til kvantedatamaskiner er direkte relatert til det faktum at for å beskrive en superposisjon med N qubits, trenger man en liste med 2^N parametere. Når (for eksempel) N=1000, er dette allerede flere parametere enn det som kan skrives ned i det observerbare universet.»

Som nevnt ville en slik datamaskin være ideell for simuleringer av den fysiske verden og for å knekke kryptering. Den kunne også brukes til å trene AI‑er mer effektivt, et tema vi tidligere avdekket i artikkelen vår «Har kvantedatamaskiner et første virkelige bruksområde».

Hovedbegrensningen i å bygge en kvantedatamaskin er maskinvaren, som er utrolig vanskelig å produsere og å holde i en kvantetilstand lenge nok til at qubits kan stoles på og utføre noen nyttige beregninger.

Dette kan forbedres fra to fronter: å redusere den fysiske feilraten for to‑qubit‑porter og å designe feil‑tolerante ordninger som kan håndtere høyere feilrater.

«For å utføre feil‑tolerant kvanteberegning (FTQC) må man også kontinuerlig måle de fysiske qubits, for å finne ut hvor feil har oppstått og hva som må gjøres for å korrigere dem.»

Nylige forbedringer i feilkorreksjon indikerer at 99,9 % nøyaktige to‑qubit‑porter kan være tilstrekkelig, et mye lavere og realistisk oppnåelig tall enn først antatt (99,9999 %). Enda viktigere er at dette allerede er oppnådd av Quantinuum (del av Honeywell (HON ), følg lenken for den tilknyttede investeringsrapporten) og Google for individuelle qubits.

Hvis denne nøyaktigheten kan opprettholdes når man skalerer til titalls eller hundretusener av fysiske qubits, vil den teoretisk sett være tilstrekkelig for FTQC.

Rapporten gir også en oversikt over hovedtypen maskinvare som utforskes av kvantedatamaskinselskaper og forskere:

• Superledende.
• Fanget‑ion.
• Nøytral atom.
• Fotonikk.
• Topologisk.

Avslutningsvis bemerker artikkelen at selv om de ikke er umiddelbart klare, er det ingen grunn til å anta at kvantedatamaskiner ikke vil kunne knekke de høyeste nivåene av dagens kryptering, og at blokkjedeteknologi/kryptovalutaer ikke vil eksistere.

Post‑kvantekryptografi (PQC)

Post‑kvantekryptografi er essensiell hvis vi vil at det finansielle systemet som helhet, samt militære systemer, skal forbli trygge mot kvantedatamaskiner.

Denne typen kryptering bør også kunne kjøres på vanlige design‑ og kapasitetsdatamaskiner.

«Post‑kvantekryptografi kjøres på klassiske datamaskiner og er sikker mot kvante‑angripere. Dette står i kontrast til ting som QKD (kvante‑nøkkeldistribusjon), som krever at (ærlige) brukere bruker kvantesystemer.»

To av de ledende metodene er gitterbasert og hash‑basert:

• Gitterbasert: Tradisjonelle kryptografiske metoder som RSA og ECC er bygget på periodiske strukturer i grupper som Shors algoritme kan løse effektivt ved å finne deres «periode». I kontrast er gitterbasert kryptografi ikke avhengig av slike strukturer.
• Hash‑basert: En svært sikker, men også svært beregningsintensiv krypteringsmetode.

«Den raskere signaturvarianten av SLH‑DSA hash‑basert kryptografi har signaturer som er omtrent 250 ganger større enn ECDSA med signeringstid som er omtrent 1 000 ganger tregere. Å implementere disse ordningene på blokkjedene vil tydeligvis være svært utfordrende.»

Kilde: Coinbase

NIST spiller en viktig rolle i å sette tonen her. I 2024 fullførte National Institute of Standards and Technology (NIST) tre forskjellige post‑kvantekryptografi (PQC) standarder:

• FIPS 203 – ML‑KEM – En nøkkel‑innkapslingsmekanisme (KEM) basert på gitterkryptografi, ment som den viktigste byggeblokken for kvantesikker nøkkelutveksling (f.eks. i TLS eller VPN‑er).
• FIPS 204 – ML‑DSA – Et primært digitalt signaturskjema, også gitterbasert, rettet mot brukstilfeller som programvare‑signering, sertifikater og autentisering.
• FIPS 205 – SLH‑DSA – Et tilstandsløst hash‑basert signaturskjema, bevisst bygget på andre antakelser som en «reserve» i tilfelle fremtidig forskning avdekker svakheter i gitterbaserte systemer.

Kilde: NIST

Post‑kvantekryptografi og konsensuslaget

Dette segmentet av rapporten omhandler hvordan blokkjedeteknologi spesifikt kan bli påvirket av kvante‑sikker kryptering, med fokus på konsensuslaget.

«Generelt er hovedbekymringene ved migrering til PQ‑sikkerhet datastørrelsen og beregningskostnadene. En ekstra utfordring er å orkestrere aktiv overføring av kryptografiske nøkler av brukerne.»

De viktigste sårbarhetene stammer fra Shors algoritme, som en kraftig PQ‑datamaskin kan bruke til å knekke klassisk offentlig‑nøkkel‑kryptografi.

Blokkjedene som har migrert bort fra energikrevende Proof‑of‑Work og i stedet baserer seg på løsninger på Byzantine Fault Tolerance (BFT)-problemet kan være mer sårbare. Her er Shors algoritme den viktigste trusselen, ettersom matematikken bak denne metoden kan løses av kvantedatamaskiner.

Situasjonen er enda verre for blokkjedene som er avhengige av aggregert og terskel‑signaturer for konsensus.

I dette systemet, som brukes av Ethereum, kan stemmer bli aggregert eller tersklet for å redusere kostnadene knyttet til å sende validator‑signaturer, verifisere og lagre dem. Disse blokkjedene har ingen enkel plug‑and‑play‑erstatning for å gjøre dem post‑kvante‑sikre.

Imidlertid forklarte rapporten at Bitcoins Proof‑of‑Work‑baserte Nakamoto‑konsensus (NC) kun er teoretisk truet av en annen dekrypteringsmetode, Grovers angrep på hash‑funksjoner.

«I praksis oversettes imidlertid ikke Grovers kvadratiske hastighetsøkning til en reell hastighetsforbedring for puslespillstørrelsene på grunn av den mye tregere tiden per qubit‑operasjon i en kvantedatamaskin versus en høyt optimalisert ASIC som brukes til mining i dag. Dermed er Nakamoto‑konsensusmekanismer i hovedsak post‑kvante‑sikre.»

Post‑kvantekryptografi og utførelseslaget

Dette segmentet av rapporten omhandler hvordan blokkjedeteknologi spesifikt kan bli påvirket av kvante‑sikker kryptering, med fokus på utførelseslaget.

Kryptografiske signaturer knyttet til transaksjoner autentiserer avsenderen og autoriserer tilstandsendringer. Alle kompakte signaturskjemaer, som ECDSA og Schnorr, må erstattes med PQ‑alternativer.

En risiko er at de nye post‑kvantekrypteringssystemene er mye mindre utprøvde enn de tradisjonelle.

«Når det gjelder gitterbaserte ordninger som ML‑DSA eller FN‑DSA, kan vi faktisk nedgradere sikkerheten, siden vi vil gå over til et signaturskjema som har mye mindre modenhet og som ikke har blitt studert i nærheten av dybden til ordninger som ECDSA og EdDSA.»

Ethvert skjema for adopsjon av post‑kvante‑signering bør ideelt oppfylle en rekke kriterier definert i denne rapporten:

• P1: Overgangen kompromitterer ikke vår nåværende sikkerhetsposisjon.
• P2: Det nye skjemaet gir post‑kvante‑sikkerhet, enten som det er eller ved å muliggjøre en rask overgang til post‑kvante‑sikkerhet.
• P3: Det nye skjemaet tilfører ingen betydelige kostnader til den nåværende arbeidsmåten, så lenge ingen kvante‑trussel er nært forestående.
• P4: Det nye skjemaet krever minimale (om noen) endringer i blokkjedene og den nåværende arbeidsmåten, så lenge ingen kvante‑trussel er nært forestående.

Rapporten utforsker deretter ulike mulige strategier og sammenligner dem.

Strategi 1 genererer private nøkler som hash‑utganger. Denne metoden tillater, når den kvante‑trusselen nærmer seg, å signere med ECDSA eller EdDSA, siden en signatur kan konstrueres basert på eierens kunnskap om pre‑bildet til den private nøkkelen.

Strategi 2 går over til 2‑av‑2 hybrid‑/dobbel‑signering. Denne strategien fungerer ved å legge til et post‑kvante‑signaturskjema og kreve at hver transaksjon inkluderer både en ECDSA/EdDSA‑signatur samt en post‑kvante‑signatur (f.eks. ML‑DSA).

Strategi 3 går over til 1‑av‑2 (eller flere) signering. Lignende strategi 2, men i stedet for å kreve begge signaturene, er det tilstrekkelig å levere en signatur enten med den elliptiske kurve‑ordningen eller post‑kvante‑ordningen.

Kilde: Coinbase

Alle disse metodene vil kreve at kontoinnehavere overfører sine saldoer til nye kontoer beskyttet av PQ‑signaturskjemaer, noe som i seg selv vil være et problem.

«Det finnes millioner av eide konto‑UTXO‑er, og med de nåværende transaksjonsratene på blokkjedene som Bitcoin og Ethereum, kan det ta måneder bare å gjennomføre den enorme mengden overgangstransaksjoner.»

Generelt anbefaler Coinbase å bruke «flytt til 1‑av‑2»-strategien, da den håndterer trusselen uten å pådra seg kostnader før den er nødvendig.

Post‑kvanteplaner for store blokkjedeteknologier

Bitcoin

Bitcoins nåværende tilnærming er å sikre at alle UTXO‑offentlige nøkler kan skjules bak en hash‑funksjon. Dette kan dempes med en endring i hvordan offentlige nøkler håndteres.

“BIP‑360‑forslaget introduserer en ny taproot‑utgangstype kalt Pay‑to‑Merkle‑Root (P2MR) som fjerner denne offentlige nøkkelen helt. Når dette forslaget er aktivert på Bitcoin‑mainnet, vil overgangen fra en P2TR‑utgang til en P2MR‑utgang fjerne denne sårbarheten.”

I mellomtiden utforsker noen kjerne‑Bitcoin‑utviklere hash‑baserte signaturer for Bitcoin.

I det minste gjør proof‑of‑work nettverket for mining ganske sikkert, noe som er et sterkt punkt for Bitcoin fra et kvante‑risikoperspektiv.

Imidlertid er en vent‑og‑se‑tilnærming for tiden mest foretrukket. Coinbase påpeker at dette ikke er uten å forårsake problemer, spesielt da det kan skade utsiktene for Bitcoin når folk begynner å bekymre seg for kvante‑relaterte risikoer.

«Vi bemerker at vent‑og‑se‑tilnærmingen har en pris i form av markedsusikkerhet. Således kan det gi mening å vente på den eksakte migrasjonsplanen, men den bør komme med en klar strategi og forberedelse for å muliggjøre rask migrasjon om nødvendig.»

Ethereum

Selv om den er mer sårbar for en kvantedatamaskin, publiserte Ethereum‑samfunnet også en detaljert plan for å dempe de relaterte problemene.

Den nåværende planen er å gå over til hash‑baserte signaturer for både konsensus‑ og utførelseslagene. Hvis en standard kryptografisk hash‑funksjon brukes, introduserer dette ingen nye sikkerhetsantakelser for Ethereum.

En debatt pågår fortsatt mellom tilstandsløse og tilstandfulle signaturalternativer, der tilstandfulle kortere signaturer er et bedre alternativ for konsensuslaget og tilstandsløse for utførelseslaget, slik at kontoeiere er beskyttet mot feil i tilstandshåndtering.

Generelt visualiserte Coinbase et post‑kvante‑Ethereum hvor «validatorer attesterer hver blokk ved hjelp av et tilstandsfult hash‑basert signaturskjema, og alle attestasjonene på en spesifikk blokk vil bli aggregert til ett enkelt bevis ved bruk av et hash‑basert kortfattet bevis‑system».

Solana

Solana opprettet en ny hvelvtype, kalt Solana Winternitz Vault, et hash‑basert signaturskjema som har en håndterbar signaturstørrelse (selv om signaturene er to størrelsesordener større enn ECDSA‑signaturer).

Når Solana‑token‑eiere har flyttet sine eiendeler til en ny Winternitz‑basert adresse, er eiendelene ikke lenger utsatt for en kvante‑angriper.

I seg selv kan dette vise seg som en stor fordel for Solana, da den er langt foran Bitcoin og Ethereum når det gjelder å være kvante‑klar.

Andre: Algorand, Sui, Aptos

Algorand er blant de første blokkjedplattformene som har implementert post‑kvante (PQ) signaturskjemaer i produksjon både i konsensusrelaterte mekanismer og i utførelseslaget. Dette er fortsatt delvis under utvikling, men det demonstrerer også at blokkjedeteknologi kan bli kvante‑klar raskt i noen tilfeller.

Aptos bruker et system hvor brukerens adresse ikke er avledet fra hash‑verdien av brukerens offentlige nøkkel. Dermed trenger brukere som vil bli post‑kvante‑sikre kun å signere en transaksjon som oppdaterer deres autentiseringsnøkkel til en post‑kvante‑offentlig nøkkel. Det er ikke nødvendig å flytte eiendeler til en ny konto.

I mellomtiden har Sui skissert en rekke strategier for å migrere til en post‑kvante‑sikker kjede, men det er ennå ikke klart hvilke av disse strategiene som vil bli implementert.

Post‑kvantesikkerhet utover signering

Transaksjonssignaturer og integriteten til blokkjedene er ikke de eneste temaene hvor kvantedatamaskiner kan skape kaos ved å knekke kryptering.

Et eksempel er terskel‑signaturer, som brukes til å beskytte signeringsnøkler i hele blokkjedens økosystem.

I så fall kan MLDSA, en gitterbasert analog til Schnorr‑signaturskjemaet, brukes. Et hash‑basert signaturskjema, som en av variantene av SLH‑DSA, kan også brukes for applikasjoner som krever sterkere sikkerhetsgaranti.

Et annet er kollisjonsresistente hash‑funksjoner, brukt i Merkle‑trær, Patricia‑trær og hash‑baserte bevis‑systemer. A priori er dette ikke et tema hvor kvantedatamaskiner er en trussel. Men potensielt kan en ny kvantealgoritme endre dette.

Den pre‑kvante TLS‑protokollen er i fare for et angrep kalt harvest‑now‑decrypt‑later (HNDL). Heldigvis er post‑kvante TLS allerede bredt distribuert på Internett. For eksempel, i februar 2026, bruker over 60 % av Cloudflares internett‑trafikk den hybride post‑kvante‑sikre chiffreringspakken X25519MLKEM768.

I mellomtiden bør null‑kunnskaps‑bevis‑systemer, brukt i personvernssystemer, ikke bli påvirket. Andre personvernssystemer med kvante‑sårbare transaksjonsdata som er ment å forbli skjult for alltid, kan være mer utsatt for harvest‑now‑decrypt‑later‑trusler.

Investere i Coinbase

Denne rapporten fra Coinbase om kvante‑risikoer og beredskap i kryptovaluta‑ og blokkjedesystemet er viktig, og reflekterer selskapets rolle som leder i bransjen og dets innovasjon. Dette er en direkte konsekvens av størrelsen og betydningen selskapet har oppnådd de siste årene.

I 2025 hadde Coinbase 8 millioner aktive kontoer og var verdens største forvalter av Bitcoin, med 2,4 millioner BTC. Dette utgjør ikke mindre enn 12 % av den totale Bitcoin‑forsyningen.

I dag, i tillegg til Coinbases hovedapp og kryptobørs, har selskapet en rekke komplementære tilbud:

• Coinbase One, en premium medlemskapstjeneste som tilbyr null handelsgebyrer, økte staking‑belønninger, og avtaler med partnere som kryptoskatt‑kalkulator, kryptoforskning, osv.
• Coinbase Advanced, for profesjonelle kryptohandlere.
• Coinbase Wallet, for selv‑forvaring av kryptovalutaer utenfor børser, samt NFT‑er.
• Coinbase Earn, en stakings‑tjeneste hvor kryptoeiere kan låse sin krypto for å tjene rente fra nettverket, med $230 M opptjent av Coinbases kunder i 2023.
• Coinbase Card, et Visa‑debetkort for å foreta kjøp med kryptovaluta, med 1 % tilbake i Bitcoin ved betaling med USD, og 1,5 % i USDC ved betaling med ETH. Kortet aksepteres overalt Visa‑debetkort aksepteres.
• USD Coin, USDC, en digital stablecoin med en verdi lik amerikanske dollar, som ser etter å skape en «digital dollar».

Coinbase er en nøkkelpartner for mange Bitcoin‑ETF‑er som den har forvaring av Bitcoin for, noe som gjør den til en viktig aktør i bransjen for disse produktene, og gjør ETF‑eierskap enklere for individuelle og institusjonelle investorer.

Nylig har Coinbase aktivt arbeidet med å «tokenisere» sin aksje (og andre verdipapirer), som for tiden er notert «normalt» på Nasdaq.

Fra en tidlig og ambisiøs start har Coinbase vokst til å bli en hjørnestein i Bitcoin‑ og kryptobransjen, spesielt i de amerikanske markedene.

Dette har på ingen måte vært en jevn reise; Coinbase har måttet håndtere cybersikkerhetsangrep, uklare reguleringer og søksmål fra SEC, og ser kundeservice og sikkerhetsprotokoller spille inn for å holde tritt med selskapets vekst.

Volatilitet og risiko er en selvfølge i kryptomarkedet (og egentlig alle investeringer), og kvantedatamaskiner kan medføre noen forstyrrelser.

Men uansett er dagens mer modne og dominerende Coinbase godt posisjonert til å dra nytte av at krypto blir stadig mer mainstream gjennom de voksende trendene med Bitcoin‑ETF‑er, stablecoins og aksjetokenisering.

Du kan også lese mer om Coinbase i vår investeringsrapport dedikert til selskapet.)

Siste Coinbase (COIN) aksjenyheter og utviklinger