Ordinateurs quantiques : une révolution ou menace pour l’avenir des cryptomonnaies ?

Dans le monde de la cryptomonnaie, une menace a toujours existé. Et si quelqu’un arrivait à prendre le contrôle des validateurs, il pourrait détruire son écosystème en un clin d’œil. Un problème longtemps considéré comme impossible tant la difficulté pour résoudre le hash d’un bloc de Bitcoin est élevée. Cependant, les choses pourraient changer dans quelques années.

La menace des ordinateurs quantiques

Contrairement à un ordinateur classique, les ordinateurs quantiques peuvent effectuer un nombre d’opérations (très simples, certes) ahurissant. Il faudrait des dizaines d’années à un simple ordinateur, même le plus puissant, pour trouver la solution permettant de résoudre un bloc. De même, essayer des clés privées en boucle lui prendrait des siècles.

Cependant, des études récentes révèlent qu’il faudrait qu’une journée pour un ordinateur quantique pour résoudre ces défis. Une heure même, mais nous y reviendrons.

La menace principale réside dans la possibilité de casser la cryptographie des clés publiques. La force de ce système repose sur des problèmes mathématiques que les ordinateurs classiques sont incapables de gérer seul :

• Cryptage RSA : Il repose sur la difficulté de factoriser de grands nombres composés, pour les clés les plus longues, on parle en milliers d’années de calculs,
• Cryptographie à courbe elliptique (ECC) : Utilisée par Bitcoin et Ethereum et la plupart des blockchains, elle repose sur des problèmes logarithmiques, une tâche demandant une très grande puissance de calcul.

Les recherches indiquent que les ordinateurs quantiques progressent vite et pourraient casser ces cryptages dans 10 ou 20 ans.

Bitcoin’s 256-bit elliptic curve cryptography would require a quantum computer with 13M qubits to break within a day, or 317M qubits to do so in an hour.

Google’s Willow chip (105 qubits) is a major breakthrough but its qubit count is far below the threshold necessary to break…

— Max the VC 👨‍🚀 (@mreiffy) December 9, 2024

Le plus puissant actuellement est de 156 qubits, bien loin de ce qui est nécessaire pour le moment. En revanche les progrès avancent vite, la puissance a triplé en quelques années. Si la courbe de progression reste identique, il n’est pas exagéré de penser que dans 10 à 20 ans, des ordinateurs de plusieurs centaines de milliers de qubits, voire millions voient le jour.

L’urgence de créer des blockchains « quantum-résistant »

Déjà, certaines blockchains sont résistantes aux algorithmes quantiques. Leurs protocoles reposent sur l’utilisation d’algorithmes dits « post-quantiques ». Conçues pour résister à la future puissance des ordinateurs quantiques, plusieurs méthodes sont déjà utilisées.

• Cryptographie basée sur des treillis, imaginez une grille en trois dimension composée de milliards de nœuds. Le chemin le plus court devient la clé pour résoudre l’énigme. Si complexe que même un ordinateur quantique peine dans cet exercice.
• Cryptographie à base de hachage, elle fonctionne comme une empreinte digitale numérique. Le hachage est possible dans un sens, mais n’est pas réversible pour connaître le code avant d’être haché.
• Cryptographie basée sur un code, une méthode qui inclue la dissimulation d’un message dans un signal bruyant. Seule une personne possédant la clé peut entendre ledit message. Un système existant depuis 40 ans. Cependant, la taille nécessaire à ce système le rend complexe.
• Cryptographie polynomiale multivariée, un puzzle de plusieurs équations complexes. Des équations non linéaires et à plusieurs variables. Même un ordinateur quantique peine à résoudre ses calculs simultanément.

Ces quatre options sont plus ou moins complexes à expliquer, mais en quelques mots. Ils reposent sur l’utilisation de méthodes dont la technologie quantique permettant d’accélérer les opérations par secondes sont inutiles.

Les jetons actuels et futurs devront être « quantum-résistant« , pour préserver la sécurité, la viabilité et l’intégrité des réseaux. Si les ordinateurs quantiques craquent les clés privées, il en résultera des accès non autorisés à des portefeuilles.

L’intégrité de la blockchain, encore plus importante, se doit de résister. La fiabilité et la transparence des transactions archivées ne resteront pas insensibles au problème. Les attaques quantiques pourraient compromettre les transactions en les falsifiant, et en modifiant même des transactions déjà validées.

L’immuabilité étant à la base du fonctionnement des registres partagés, l’infrastructure n’aurait plus aucun sens si une transaction vieille de quatre jours pouvait être annulée.

Les défis liés aux jetons résistants à la puissance quantique

Malgré l’avantage d’être résistants, plusieurs complications sont à relever

Ces complications impliquent d’encore travailler le sujet, voire de trouver d’autres solutions innovantes, car pour le moment :

• Les algorithmes post quantiques comme le treillis et le codage nécessitent beaucoup de puissance pour être opérationnels. Cela peut considérablement ralentir son fonctionnement. Sans parler de sa consommation.
• La taille des clés de signatures post quantiques bien plus grandes posent un problème. Ces clés de plusieurs kilo-octets peuvent entraîner des problèmes de stockage, de transmission et sont incompatibles avec les systèmes existants qui tendent justement à réduire la taille du moindre paquet de donnée.
• Il n’existe pas encore de consensus autour de la résistance aux attaques quantique. Le National Institute of Standards and Technology (NIST) travaille la question. Mais rien n’est encore décidé et les projets pourraient prendre des directions uniques, menaçant l’interopérabilité en pleine extension d’aujourd’hui.
• L’infrastructure actuelle, y compris des plus récents, n’a pas pris en compte ces changements. De ce fait, la transformation des réseaux existants pourrait nécessiter les plus gros hard forks jamais effectués, y compris sur Bitcoin.

Des bons élèves ayant une vision à long terme

Malgré tout, quelques cryptos sont déjà en avance et résistante face à cette menace.

• Quantum Resistant Ledger utilise des signatures numériques grâce au hachage. Un timbre numérique s’applique et permet l’inviolabilité des transactions. Cette approche la rend résistante à n’importe quel ordinateur quantique.
• QANplatform intègre le système de treillis dans sa blockchain. Aussi, elle met l’accent sur l’accessibilité des développeurs pour développer les solutions les plus sécurisées grâce au partage.
• IOTA se distingue en utilisant le schéma de signature WOTS (Winternitz One-Time Signature Scheme). Une architecture qui fonctionne sur son innovation Tangle, ce schéma de vérification garanti l’intégrité de son infrastructure.

Bien que ces jetons soient théoriquement résistants, des futures modifications à la fois de leur protocole et des algorithmes quantiques pourraient menacer cette résistance.

Les avancées des discussions sur danger que cela représente, ainsi que la conscience du problème qui mène à fixer un cadre, fait que nous ne devrions pas connaître le drame que serait un ordinateur qui détruirait Bitcoin. Toutefois, les progrès et la nature humaine n’excluent pas le danger, au-delà des cryptos, ces progrès impliquent le domaine militaire également et les communications.

Sources : Cointelegraph

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