L'informatique quantique menace le réseau Bitcoin de 2 000 milliards de dollars. BTQ Technologies affirme disposer d'une solution de défense.

La couverture médiatique de la menace posée par l'informatique quantique identifie généralement les cryptomonnaies comme un domaine clé de la cryptographie classique qui sera aisément compromis lorsque la technologie deviendra grand public, ce qui, selon certaines estimations, pourrait survenir dans moins d’une décennie.

Pour faire simple, les puces informatiques basées sur la mécanique quantique peuvent effectuer certains calculs de manière exponentiellement plus rapide qu’un processeur traditionnel. Cette rapidité met sous menace une grande partie de la cryptographie existante, qui repose sur le temps nécessaire pour résoudre des équations complexes.

Sans surprise, il existe une volonté d'identifier des approches pouvant atténuer le risque, un point souvent passé sous silence dans une grande partie du « reporting « univers parallèle » » concernant les derniers puces quantiques. Parmi ces efforts visant à développer des algorithmes résistants au quantique, il s'agit de remplacer les actuelschiffrement à clé publique avec une alternative connue sous le nom de signature basée sur un treillis.

Une approche pour protéger la blockchain Bitcoin de 2 000 milliards de dollars a été dévoilée par un spécialiste de la cryptographie post-quantique BTQ Technologies (BTQ) : Bitcoin Quantum, un testnet de fork bitcoin sans permission, affirme relever le défi.

Il s'agit d'un réseau public et opérationnel où les mineurs, développeurs, chercheurs et utilisateurs peuvent tester la résilience des transactions résistantes au quantique et mettre en lumière les compromis opérationnels avant que toute discussion sur une migration au niveau mainnet ne devienne urgente, selon Chris Tam, responsable de l'innovation quantique chez BTQ. Le système comprend un explorateur de blocs et un pool de minage, offrant une accessibilité immédiate.

Deux vecteurs d'attaque

L’informatique quantique ouvre deux vecteurs d’attaque contre Bitcoin : la capacité de dériver une clé privée à partir d’une clé publique, et les attaques sur l’algorithme de preuve de travail du réseau. Cet algorithme permet aux mineurs, les participants qui assurent la sécurité du réseau, d’organiser chronologiquement les transactions en blocs.

Étant donné une clé publique, un ordinateur quantique pourrait rapidement calculer la clé privée et l'utiliser pour voler des fonds, ce qui compromettrait totalement le concept de sécurité, a déclaré Tam.

« Vous êtes censé pouvoir uniquement passer d'une clé privée à une clé publique, cela doit être une fonction à sens unique », a déclaré Tam dans une interview. « Mais un ordinateur quantique a cette capacité de résoudre ce qu’on appelle le »problème du logarithme discret. Nous supposons que ce problème est difficile, mais malheureusement, dans le monde quantique, ce n’est pas difficile, où vous obtenez une accélération exponentielle en fonction du nombre de qubits.”

La bonne nouvelle est que vous n'avez pas besoin de l'informatique quantique pour lutter contre le quantique, a déclaré Tam. Cela peut être réalisé avec les moyens de calcul existants et des algorithmes. Les algorithmes post-quantiques utilisent le même type de mécanisme de cryptage et d'interface que les signatures numériques actuelles, mais avec des mathématiques plus robustes sous-jacentes à l'infrastructure, a-t-il expliqué.

« Nous disposons toujours de ce que l'on appelle un algorithme de signature numérique, mais les problèmes mathématiques sous-jacents évoluent d'un logarithme discret vers un problème mathématique supposé difficile pour un ordinateur quantique », a déclaré Tam. « Et lorsque je dis ‘supposé difficile’, nous parlons ici des normes cryptographiques internationales. »

Le processus post-quantique est bien engagé. Dès 2016, l'Institut national des normes et de la technologie des États-Unis (NIST) a sollicité des algorithmes de cryptographie post-quantique pour remplacer ceux utilisés à l'époque.

À ce jour, un algorithme post-quantique connu sous le nom de Dilithium (officiellement, il s’agit de l’algorithme de signature numérique basé sur des réseaux modulaires ou ML-DSA) a été standardisé aux États-Unis en août 2024. Le ML-DSA est également l’algorithme utilisé dans Bitcoin Quantum.

Une des raisons pour lesquelles cela n'a pas encore été mis en œuvre dans des secteurs dynamiques et innovants comme la cryptomonnaie est que son fonctionnement est beaucoup plus coûteux.

Comparés aux signatures numériques existantes, qui sont utilisées à chaque fois qu'un message est envoyé à une blockchain ou même pour envoyer un message WhatsApp, les algorithmes post-quantiques sont au moins 200 fois plus volumineux.

« Il existe donc des moyens d’atténuer ces risques quantiques, mais ils entraînent leurs propres problèmes, notamment en termes de performance et de coûts supplémentaires liés à leur déploiement à grande échelle », a déclaré Tam.

Préserver l'identité du bitcoin

Mais ce n'est pas le principal problème. Pour que tout changement prenne effet, la blockchain Bitcoin devrait subir un hard fork : une mise à jour incompatible avec les versions antérieures. Convaincre la communauté Bitcoin qu'une telle mesure est nécessaire rencontrera probablement une forte opposition.

Toute personne familière de l’histoire du réseau Bitcoin sait que de nombreuses personnalités influentes ont affirmé que le hard fork créerait effectivement une nouvelle monnaie qui ne serait plus du bitcoin.

Propositions d’Amélioration de Bitcoin telles que BIP-360 visent à résoudre le problème en introduisant des types d'adresses résistants au quantique et en permettant une transition progressive. Cependant, aucun calendrier n'a été fixé et aucune migration n'a commencé.

Dans une tentative d'apaiser ceux qui pourraient être opposés à la mise en œuvre des mesures résistantes au quantique de son entreprise, Tam cite la voix la plus influente de toutes, celle du créateur pseudonyme de Bitcoin, Satoshi Nakamoto.

« Satoshi Nakamoto, dès le premier jour, a compris qu'il existait un risque quantique lié au type de cryptographie actuellement utilisé. Et si vous revenez en arrière et examinez la base de code, vous verrez qu’au bout de quelques années, Satoshi a modifié la manière dont les paiements sont effectués », a déclaré Tam. « Il considérait cela comme une insight fondamentale, car dès que vous exposez votre clé publique sur la blockchain, un ordinateur quantique peut alors dériver la clé privée. »