Coinbase utforskar postkvantkryptering för blockchain

Kvantdatorer förväntas byggas i en storlek som är kommersiellt användbar inom bara några år, kanske redan 2028 till mitten av 2030-talet, beroende på uppskattning och den exakta kapaciteten som eftersträvas.

Detta skulle vara utmärkt för att lösa extremt komplexa matematiska problem, såsom frågor inom materialvetenskap för halvledare, rymdteknik, batterier, eller att lösa proteiners 3D‑konfiguration, samt upptäcka nya livräddande läkemedel.

Men samma kapacitet kan användas för att bryta de krypteringsmetoder som den moderna världen är byggd på. Detta är anledningen till att exempelvis alla stora amerikanska banker tvingas påskynda sitt antagande av gitterbaserad kryptografi, en metod som anses vara kvant‑säker.

På samma sätt kan kryptovalutor vara i fara om den kryptering som gör dem så säkra plötsligt kan brytas.

Detta är särskilt problematiskt eftersom framtida kvantdatorer kan bryta krypteringen av data som samlas in idag, även om de för närvarande är okrossbara, men som senare kan avkodas, en metod som kallas ”Harvest Now, Decrypt Later” (HNDL).

I detta sammanhang rör sig de ledande aktörerna inom blockchain och kryptovalutor också snabbt för att förbereda sig för den eventuella framväxten av kvantdatorer.

En av dem är Coinbase, som publicerade sin rapport “Quantum Computing & Blockchain ” som behandlar dessa bekymmer och undersöker möjliga lösningar som blockchain‑gemenskapen kan och bör anta i tid för att undvika någon verklig säkerhetsrisk.

”Vi har stor tilltro till att en storskalig, feltolerant kvantdator (FTQC) så småningom kommer att byggas. Därför måste blockkedjor och det bredare kryptografiska ekosystemet förbereda sig för detta eventualitet.”

Översikt av Coinbases kvantrapport

I översikten av denna rapport påminner Coinbase om att National Institute of Standards and Technology (NIST) rekommenderar att post‑kvant‑migrationer (PQ) bör genomföras senast 2035. Det påpekas också att denna tidslinje för förberedelser, med endast 9 år kvar, kan vara optimistisk.

”Vi är inte säkra på att kryptografiskt relevanta kvantdatorer (CRQC) inte kommer att finnas till 2035 eller senare, eftersom ny forskning pekar på att tidslinjen kan vara kortare.”

Rapporten är indelad i 6 huvudsegment plus ett annex med ”ytterligare läsning”, som täcker ämnet omfattande:

1. Översikt av kvantdatorer och den aktuella tekniknivån.
2. Post‑kvant‑kryptografi (PQC).
3. Post‑kvant‑kryptografi och konsensuslagret.
4. Post‑kvant‑kryptografi och exekveringslagret.
5. Post‑kvant‑planer för stora blockkedjor.
6. Post‑kvant‑säkerhet bortom signering.

Översikt av kvantdatorer

Denna första del sammanfattar vad en kvantdator är, vad den kan göra, och hur teknologin har utvecklats hittills.

Kort sagt använder kvantdatorer superposition och andra kvanteffekter för att öka sin beräkningskraft exponentiellt för varje extra ”qubit” (kvantekvivalent till vanliga databitar), istället för linjärt.

”Kraften hos kvantdatorer är direkt relaterad till det faktum att för att beskriva en superposition med N qubitar krävs en lista med 2^N parametrar. När (t.ex.) N=1000 är detta redan fler parametrar än vad som kan skrivas ner i det observerbara universum.”

Som nämnts skulle en sådan dator vara idealisk för simuleringar av den fysiska världen och för att bryta kryptering. Den skulle också kunna användas för att träna AI mer effektivt, ett ämne vi tidigare belyste i vår artikel ”Har kvantdatorer ett första verkliga användningsfall”.

Den största begränsningen i att bygga en kvantdator är hårdvaran, som är otroligt svår att tillverka och att hålla i ett kvanttillstånd tillräckligt länge för att qubitarna ska kunna litas på och utföra någon användbar beräkning.

Detta kan förbättras från två håll: att minska den fysiska felhastigheten för två‑qubit‑grindar och att designa feltoleransscheman som kan hantera högre felhastigheter.

”För att utföra feltolerant kvantberäkning (FTQC) måste man också kontinuerligt mäta de fysiska qubitarna för att ta reda på var fel har inträffat och vad som måste göras för att korrigera dem.”

Senaste förbättringen inom felkorrigering indikerar att två‑qubit‑grindar med 99,9 % noggrannhet

kan vara tillräckligt, ett mycket lägre och realistiskt uppnåeligt tal än vad som initialt förväntades (99,9999 %). Dessutom har detta redan uppnåtts av Quantinuum (del av Honeywell (HON ), följ länken för den associerade investeringsrapporten) och Google för individuella qubitar.

Om denna noggrannhet kan upprätthållas när man skalar upp till tiotals eller hundratusentals fysiska qubitar, bör den teoretiskt vara tillräcklig för FTQC.

Rapporten ger också en översikt över de huvudsakliga hårdvarutyperna som utforskas av kvantdatorföretag och forskare:

• Supraledande.
• Fångade joner.
• Neutrala atomer.
• Fotonik.
• Topologisk.

Sammanfattningsvis noterar artikeln att även om de inte är omedelbart redo, finns det ingen anledning att anta att kvantdatorer inte kommer att kunna bryta de högsta nivåerna av nuvarande kryptering, och att blockchain/kryptovalutor inte kommer att existera.

Post‑kvant‑kryptografi (PQC)

Post‑kvant‑kryptografi är avgörande om vi vill att det finansiella systemet som helhet, liksom militära system, ska förbli säkra mot kvantdatorer.

Denna typ av kryptering bör också kunna köras på vanliga datorer med standarddesign och kapacitet.

”Post‑kvant‑kryptografi körs på klassiska datorer och är säker mot kvantattacker. Detta står i kontrast till exempelvis QKD (kvantnyckeldistribution), som kräver att (ärliga) användare använder kvantsystem.”

Två av de ledande metoderna är gitterbaserad och hash‑baserad:

• Gitterbaserad: Traditionella kryptografiska metoder som RSA och ECC är byggda på periodiska strukturer i grupper som Shors algoritm kan lösa effektivt genom att hitta deras ”period”. I kontrast förlitar sig inte gitterbaserad kryptografi på sådana strukturer.
• Hash‑baserad: En mycket säker, men också mycket beräkningsintensiv krypteringsmetod.

”Den snabbare signaturvarianten av SLH‑DSA hash‑baserad kryptografi har signaturer som är cirka 250 gånger större än ECDSA med signeringstiden cirka 1 000 gånger långsammare. Att implementera dessa scheman på blockkedjor kommer tydligt att vara mycket utmanande.”

Källa: Coinbase

NIST spelar en viktig roll i att sätta tonen här. År 2024 slutförde National Institute of Standards and Technology (NIST) tre olika post‑kvant‑kryptografistandarder:

• FIPS 203 – ML‑KEM – En nyckel‑inkapslingsmekanism (KEM) baserad på gitterkryptografi, avsedd som huvudbyggstenen för kvantsäker nyckelupprättande (t.ex. i TLS eller VPN).
• FIPS 204 – ML‑DSA – Ett primärt digitalt signaturschema, också gitterbaserat, avsett för användningsområden som programvarusignering, certifikat och autentisering.
• FIPS 205 – SLH‑DSA – Ett tillståndslöst hash‑baserat signaturschema, medvetet byggt på andra antaganden som en ”backup” om framtida forskning avslöjar svagheter i gitterbaserade system.

Källa: NIST

Post‑kvant‑kryptografi och konsensuslagret

Detta segment av rapporten behandlar hur blockchain specifikt kan påverkas av kvant‑säker kryptering, med fokus på konsensuslagret.

”Generellt är de viktigaste bekymren vid migrering till PQ‑säkerhet datastorlek och beräkningskostnad. En ytterligare utmaning är att samordna aktiv övergång av kryptografiska nycklar av användarna.”

De huvudsakliga sårbarheterna härrör från Shors algoritm, som en kraftfull PQ‑dator kan använda för att bryta klassisk publik‑nyckelkryptografi.

Blockkedjor som migrerat bort från den energikrävande Proof‑of‑Work och istället förlitar sig på lösningar för Byzantine Fault Tolerance (BFT)‑problemet kan vara mer sårbara. Här är Shors algoritm det huvudsakliga hotet, eftersom matematiken bakom denna metod kan lösas av kvantdatorer.

Situationen är ännu värre för blockkedjor som förlitar sig på aggregerade och tröskel‑signaturer för konsensus.

I detta system, som särskilt används av Ethereum, kan röster aggregeras eller trösklas för att minska kostnaderna för att skicka validator‑signaturer, verifiera och lagra dem. Dessa blockkedjor har ingen enkel plug‑and‑play‑ersättning för att göra dem post‑kvant‑säkra.

Dock förklarade rapporten att Bitcoins Proof‑of‑Work‑baserade Nakamoto‑konsensus (NC) bara teoretiskt hotas av en annan avkodningsmetod, Grovers attack på hash‑funktioner

”I praktiken ger dock inte Grovers kvadratiska hastighetsökning någon verklig hastighetsfördel för pusselstorlekarna på grund av den mycket långsammare tiden per qubit‑operation i en kvantdator jämfört med en högoptimerad ASIC som används för mining idag. Således är Nakamoto‑konsensussystem i princip post‑kvant‑säkra.”

Post‑kvant‑kryptografi och exekveringslagret

Detta segment av rapporten behandlar hur blockchain specifikt kan påverkas av kvant‑säker kryptering, med fokus på exekveringslagret.

Kryptografiska signaturer som bifogas transaktioner autentiserar avsändaren och godkänner tillståndsförändringar. Alla kompakta signaturscheman, såsom ECDSA och Schnorr, skulle behöva ersättas med PQ‑alternativ.

En risk är att de nya post‑kvant‑krypteringssystemen är mycket mindre beprövade än de traditionella.

”När det gäller gitterbaserade scheman som ML‑DSA eller FN‑DSA kan vi faktiskt sänka säkerheten, eftersom vi går över till ett signaturschema som har mycket mindre erfarenhet och som inte har studerats i när så djup som scheman som ECDSA och EdDSA.”

Alla scheman för antagande av post‑kvant‑signering bör idealiskt uppfylla en rad kriterier som definieras i denna rapport:

• P1: Övergången äventyrar inte vår nuvarande säkerhetsställning.
• P2: Det nya schemat ger post‑kvant‑säkerhet, antingen som det är eller genom att möjliggöra en snabb övergång till post‑kvant‑säkerhet.
• P3: Det nya schemat tillför inte betydande kostnad till det nuvarande arbetssättet, åtminstone så länge inget kvanthot är förestående.
• P4: Det nya schemat kräver minimala (om några) förändringar av blockchain och det nuvarande arbetssättet, så länge inget kvanthot är förestående.

Rapporten utforskar sedan olika möjliga strategier och jämför dem.

Strategi 1 genererar privata nycklar som hash‑utdata. Denna metod möjliggör, när kvanthotet närmar sig, att signera med ECDSA eller EdDSA, eftersom en signatur kan konstrueras baserat på ägarens kunskap om förbilden av den privata nyckeln.

Strategi 2 går över till 2‑av‑2 hybrid‑/dubbel‑signering. Denna strategi fungerar genom att lägga till ett post‑kvant‑signaturschema och kräva att varje transaktion inkluderar både en ECDSA/EdDSA‑signatur samt en post‑kvant‑signatur (t.ex. ML‑DSA).

Strategi 3 går över till 1‑av‑2 (eller fler) signering. Liknande strategi 2, men istället för att kräva båda signaturerna räcker det att tillhandahålla en signatur antingen med elliptisk kurva‑schemat eller post‑kvant‑schemat.

Källa: Coinbase

Alla dessa metoder kommer att kräva att kontoinnehare överför sina saldon till nya konton skyddade av PQ‑signaturscheman, vilket i sig är ett problem.

”Det finns miljontals ägda konton/UTXO:er, och med de nuvarande transaktionshastigheterna på blockkedjor som Bitcoin och Ethereum kan det ta månader bara för att genomföra den enorma volymen av övergångstransaktioner.”

Sammanfattningsvis rekommenderar Coinbase att använda ”flytta till 1‑av‑2”-strategin, eftersom den hanterar hotet utan att tillföra kostnad förrän det behövs.

Post‑kvant‑planer för stora blockkedjor

Bitcoin

Bitcoins nuvarande strategi är att säkerställa att alla UTXO‑publika nycklar kan döljas bakom en hash‑funktion. Detta kan mildras genom en förändring i hur publika nycklar hanteras.

”BIP‑360-förslaget introducerar en ny taproot‑utgångstyp kallad Pay‑to‑Merkle‑Root (P2MR) som helt tar bort denna publika nyckel. När detta förslag aktiveras på Bitcoin‑huvudnätet, kommer övergången från en P2TR‑utgång till en P2MR‑utgång att eliminera denna sårbarhet.”

Under tiden några centrala Bitcoin utvecklares utforskar hash‑baserade signaturer för Bitcoin. Åtminstone gör proof‑of‑work mining‑nätverket ganska säkert, vilket är en stark fördel för Bitcoin ur ett kvantriskperspektiv.

Dock föredras för närvarande mest en avvakande strategi. Coinbase påpekar att detta inte är utan problem, särskilt eftersom det kan skada Bitcoins framtidsutsikter när folk börjar oroa sig för kvantrelaterade risker.

”Vi noterar att den avvaktande strategin har en kostnad i form av marknadsosäkerhet. Således kan det vara meningsfullt att vänta på den exakta migrationsplanen, men den bör komma med ett tydligt uttalande om strategi och förberedelser för att möjliggöra snabb migration om det behövs.”

Ethereum

Även om den är mer sårbar för en kvantdator, Ethereum‑gemenskapen har också publicerat en detaljerad plan för att mildra de relaterade problemen.

Den nuvarande planen är att övergå till hash‑baserade signaturer för både konsensus‑ och exekveringslagren. Om en standardkryptografisk hash‑funktion används, introducerar detta inga nya säkerhetsantaganden för Ethereum.

En debatt pågår fortfarande mellan tillståndslösa och tillståndsbaserade signaturalternativ, där tillståndsbaserade kortare signaturer är ett bättre alternativ för konsensuslagret och tillståndslösa för exekveringslagret, så att kontoinnehavare skyddas mot misstag i tillståndshanteringen.

Sammanfattningsvis visualiserade Coinbase ett post‑kvant‑Ethereum där ”validerare intygar varje block med ett tillståndsbaserat hash‑baserat signaturschema, och alla intyg på ett specifikt block kommer att aggregeras till ett enda bevis med ett hash‑baserat kortfattat bevisystem”.

Solana

Solana skapade en ny valvtyp, kallad Solana Winternitz Vault, ett hash‑baserat signaturschema som har en hanterbar signaturstorlek (även om signaturerna är två storleksordningar större än ECDSA‑signaturer).

När Solana‑tokeninnehavare har flyttat sina tillgångar till en ny Winternitz‑baserad adress, är tillgångarna inte längre utsatta för en kvantattackerare.

I sig själv kan detta vara en stor fördel för Solana, eftersom den ligger betydligt före Bitcoin och Ethereum när det gäller att vara kvant‑klar.

Andra: Algorand, Sui, Aptos

Algorand är bland de första blockchain‑plattformarna som implementerar post‑kvant‑ (PQ) signaturscheman i produktion både i konsensusrelaterade mekanismer och exekveringslagret. Detta är fortfarande delvis ett pågående arbete, men det visar också att blockchain‑teknik kan bli kvant‑klar snabbt i vissa fall.

Aptos använder ett system där användarens adress inte härleds från hash‑värdet av användarens publika nyckel. Således behöver användare som vill bli post‑kvant‑säkra bara signera en transaktion som uppdaterar deras autentiseringsnyckel till en post‑kvant‑publik nyckel. Det finns ingen anledning att flytta tillgångar till ett nytt konto.

Under tiden har Sui redogjort för ett antal strategier för att migrera till en post‑kvant‑säker kedja, men det är ännu oklart vilka av dessa strategier som kommer att implementeras.

Post‑kvant‑säkerhet bortom signering

Transaktionssignaturer och blockkedjans integritet är inte de enda ämnen där kvantdatorer kan orsaka förödelse genom att bryta kryptering.

Ett exempel är tröskel‑signaturer, som används för att skydda signeringsnycklar i hela blockchain‑ekosystemet.

I det fallet kan MLDSA, ett gitterbaserat motsvarande till Schnorr‑signaturschemat, användas. Ett hash‑baserat signaturschema, såsom någon variant av SLH‑DSA, kan också användas för applikationer som kräver starkare säkerhetsgaranti.

Ett annat är kollisionsresistenta hash‑funktioner, som används i Merkle‑träd, Patricia‑träd och hash‑baserade bevisystem. A priori är detta inte ett ämne där kvantdatorer är ett hot. Men potentiellt kan någon ny kvantalgoritm förändra detta.

Det pre‑kvant‑TLS‑protokollet är i riskzonen för en attack kallad harvest‑now‑decrypt‑later (HNDL). Lyckligtvis är post‑kvant‑TLS redan brett distribuerat på internet. Till exempel, i februari 2026, använder över 60 % av Cloudflares internettrafik den hybrida post‑kvant‑säkra chiffersviten X25519MLKEM768.

Under tiden bör zero‑knowledge‑bevisystem, som används i integritetssystem, inte påverkas. Andra integritetssystem med kvant‑sårbara transaktionsdata som är avsedda att förbli dolda för alltid kan vara mer utsatta för harvest‑now‑decrypt‑later‑hot.

Investera i Coinbase

Denna rapport från Coinbase om kvantrisker och beredskap i kryptovaluta‑ och blockchain‑ekosystemet är viktig och speglar den roll företaget spelar som branschledare och innovatör. Detta är en direkt följd av den storlek och betydelse som företaget har antagit under de senaste åren.

År 2025 hade Coinbase 8 miljoner aktiva konton och var världens största förvaringsleverantör av Bitcoin, med 2,4 miljoner BTC. Detta motsvarar inte mindre än 12 % av hela Bitcoin‑utbudet.

Idag, förutom Coinbases huvudapp och kryptobörs, har företaget en rad kompletterande erbjudanden:

• Coinbase One, en premiummedlemskapstjänst som erbjuder noll handelsavgifter, ökade staking‑belöningar och avtal med partners som kryptoskattkalkylator, kryptoforskning, etc.
• Coinbase Advanced, för professionella kryptohandlare.
• Coinbase Wallet, för självförvaring av kryptovalutor utanför börser, samt NFT:er.
• Coinbase Earn, en staplingstjänst där kryptovalutaägare kan låsa sin krypto för att tjäna ränta från nätverket, med 230 miljoner $ tjänade av Coinbases kunder 2023.
• Coinbase Card, ett Visa‑betalkort för att göra köp med kryptovalutor, med 1 % tillbaka i Bitcoin vid betalning med USD, och 1,5 % i USDC vid betalning med ETH. Kortet accepteras överallt där Visa‑betalkort accepteras.
• USD Coin, USDC, en digital stablecoin med ett värde lika med den amerikanska dollarn, som strävar efter att skapa en ”digital dollar”.

Coinbase är en nyckelpartner för många Bitcoin‑ETF:er där den förvarar Bitcoin, vilket gör den till en viktig aktör i branschen för dessa produkter och underlättar ETF‑ägande för både privata och institutionella investerare.

På senare tid har Coinbase aktivt arbetat med att ”tokenisera” sin aktie (och andra värdepapper), som för närvarande är listade ”normalt” på Nasdaq.

Från en tidig och ambitiös start har Coinbase vuxit till att bli en hörnsten i Bitcoin‑ och kryptobranschen, särskilt på den amerikanska marknaden.

Det har långt ifrån varit en smidig resa; Coinbase har behövt hantera cybersäkerhetsattacker, oklara regleringar och rättstvister med SEC, samt se sina kundtjänster och säkerhetsprotokoll kämpa för att hålla jämna steg med företagets tillväxt.

Volatilitet och risker är en självklarhet i kryptovärlden (och egentligen alla investeringar), och kvantdatorer kan medföra viss störning.

Men i alla fall är dagens mer mogna och dominerande Coinbase väl positionerat för att dra nytta av att kryptovalutor blir alltmer mainstream genom de växande trenderna med Bitcoin‑ETF:er, stablecoins och aktietokenisering.

Du kan också läsa mer om Coinbase i vår investeringsrapport dedikerad till företaget.)

Senaste Coinbase (COIN) Aktienyheter och Utveckling