Fireblocks senkt Gas-Kosten für Post-Quantum-Signaturen auf Ethereum um Faktor 6,6

Das Krypto-Infrastrukturunternehmen Fireblocks hat eine neue Methode entwickelt, um quantenresistente Signaturen — also digitale Unterschriften, die auch leistungsfähige Quantencomputer nicht fälschen könnten — auf Ethereum deutlich günstiger zu verifizieren: Laut einem aktuellen Blogeintrag des Unternehmens benötigt die neue Implementierung rund 1,23 Millionen Gas pro Prüfvorgang, verglichen mit 8,09 Millionen Gas beim bisherigen Referenzprojekt der Ethereum Foundation — das entspricht einer Kostensenkung um den Faktor 6,6. Für alle, die Ethereum-Wallets oder dezentrale Anwendungen langfristig absichern wollen, ist das eine technisch bedeutsame Entwicklung.

Drei Stellschrauben, die den Verbrauch von 8 auf 1,2 Millionen Gas drücken

Den größten Hebel fanden die Entwickler bei drei Kernkomponenten des Verfahrens, wie Fireblocks im zugehörigen Blogeintrag (Fireblocks) dokumentiert: Das SHAKE-256-Hashing — ein kryptografisches Fingerabdruckverfahren — wurde von rund 3,00 Millionen auf 0,40 Millionen Gas gesenkt. Die sogenannten NTT-Transforms (mathematische Umrechnungen, die für die Signaturprüfung nötig sind) schrumpften von 1,85 Millionen auf 0,44 Millionen Gas. Besonders drastisch fiel die Optimierung bei den Speichererweiterungskosten aus: von 1,80 Millionen auf nur noch 7.000 Gas.

Das Besondere am Entwicklungsprozess: Die Arbeit wurde nicht von einem klassischen Entwicklerteam, sondern von 144 KI-Agenten in neun Tagen erledigt — bei Inferenzkosten von rund 7.500 US-Dollar. Laut Fireblocks rechnet sich dieser Betrag bereits nach weniger als 900 On-Chain-Verifikationen.

Der Code wurde mit 320 Tests, 62 maschinell verifizierten arithmetischen Eigenschaften und 64 formalen Beweisen über EVM-Opcode-Semantik geprüft. Fireblocks betont jedoch ausdrücklich: Es handelt sich um Forschungscode ohne Sicherheits-Audit — ein produktiver Einsatz wäre derzeit nicht vertretbar.

Warum diese Kostenreduktion mehr ist als ein technischer Rekord — und was sie noch nicht ist

Das Ergebnis ist bemerkenswert, aber der entscheidende Punkt liegt eine Ebene tiefer: Bisher galt die schiere Rechenintensität quantenresistenter Signaturen als eines der größten Hindernisse auf dem Weg zu einem "post-quanten-sicheren" Ethereum. Wer Millionen Gas pro Verifikation zahlen muss, kann kein praxistaugliches System darauf aufbauen — egal wie sicher das Verfahren theoretisch ist. Die neue Implementierung verschiebt diese Grenze spürbar.

Für deutsche Nutzer und Unternehmen, die Ethereum-basierte Infrastruktur betreiben — etwa für tokenisierte Wertpapiere oder institutionelle Verwahrung —, bedeutet das: Ein Upgrade auf quantenresistente Signaturen rückt näher an den Bereich des Machbaren. Noch ist es kein fertiges Produkt, sondern Forschungscode ohne Sicherheitsprüfung. Wer das heute produktiv einsetzen würde, handelte fahrlässig.

Wichtig ist auch, was diese Arbeit nicht löst: Das Schlüssel-Deployment — also das einmalige Registrieren des neuen Schlüssels auf der Blockchain — kostet separat rund 4,1 Millionen Gas. Und selbst mit der neuen Implementierung sind quantenresistente Signaturen immer noch deutlich teurer als das heutige ECDSA-Verfahren. Der Weg ist also kürzer geworden, aber nicht abgeschlossen.

Bemerkenswert ist zudem, wie die Arbeit entstand: weitgehend autonom durch KI-Agenten, für rund 7.500 US-Dollar. Das wirft eine eigene Frage auf — nicht über Quantencomputer, sondern darüber, wie Krypto-Infrastruktur künftig entwickelt und geprüft wird. Maschinell erzeugte Beweise ersetzen kein menschliches Sicherheits-Audit.

Warum die heutige Ethereum-Kryptografie ein Ablaufdatum haben könnte

Ethereum-Wallets und Smart Contracts — selbstausführende Programme auf der Blockchain — sind heute durch ein Verfahren namens ECDSA gesichert, eine Form der asymmetrischen Verschlüsselung. Das Prinzip: Ein privater Schlüssel erstellt eine digitale Signatur, jeder kann sie mit dem öffentlichen Schlüssel prüfen — aber niemand kann sie ohne den privaten Schlüssel fälschen. Solange klassische Computer diese Mathematik nicht knacken können, funktioniert das zuverlässig.

Das Problem: Ausreichend leistungsfähige Quantencomputer könnten ECDSA eines Tages brechen. Deshalb arbeitet die Krypto-Community an sogenannten post-quantensicheren Verfahren — Algorithmen, die auch gegen Quantenangriffe standhalten. Das US-Normungsinstitut NIST hat dafür den Standard ML-DSA (auch bekannt als Dilithium) verabschiedet. Die Hürde bisher: Diese neuartigen Signaturen sind wesentlich rechenintensiver und damit teurer auf Ethereum zu verifizieren — Gas Fee ist der Kostenmesser dafür.

Häufige Fragen

Quellen

• Fireblocks