fr.wedoany.com Rapport : Un rapport commandé par Coinbase et rédigé par un groupe d'experts de premier plan en informatique quantique, cryptographie et technologie blockchain indique que l'industrie des cryptomonnaies devrait cesser de débattre du moment où les ordinateurs quantiques deviendront une menace et commencer à se préparer à leur arrivée imminente.
Ce rapport, publié par le Conseil consultatif indépendant de Coinbase sur l'informatique quantique et la blockchain (Coinbase Independent Advisory Board on Quantum Computing and Blockchain), rassemble les points de vue de plusieurs chercheurs, dont Scott Aaronson (Université du Texas), Dan Boneh (Université de Stanford), Justin Drake (Fondation Ethereum), Sreeram Kannan (Université de Washington), Yehuda Lindell (chercheur chez Coinbase) et Dahlia Malkhi (Université de Californie à Santa Barbara). Le rapport conclut qu'il est très probable qu'un ordinateur quantique tolérant aux fautes, capable de briser la cryptographie à clé publique la plus largement utilisée aujourd'hui, soit finalement construit, bien que des défis d'ingénierie majeurs subsistent. Par conséquent, les blockchains, les bourses, les dépositaires et les fournisseurs de portefeuilles devraient commencer à mettre en œuvre des plans de migration vers la sécurité post-quantique, plutôt que d'attendre qu'une crise survienne.
L'article fait la distinction entre les ordinateurs quantiques expérimentaux d'aujourd'hui et les machines tolérantes aux fautes nécessaires pour briser les cryptomonnaies protégées par la cryptographie à courbe elliptique. Le comité souligne que la menace posée par l'informatique quantique n'est pas imminente, mais qu'elle est suffisamment crédible pour justifier que tout retard dans la préparation expose les actifs numériques à des risques évitables. Les dispositifs quantiques actuels restent bruyants et de taille limitée, et l'exécution de l'algorithme de Shor (Shor's algorithm) contre les systèmes cryptographiques modernes nécessiterait des qubits logiques protégés par correction d'erreurs et des millions d'opérations fonctionnant de manière fiable sur de longues périodes.
Le rapport note que les éléments de base nécessaires commencent à apparaître : la fidélité des portes à deux qubits sur plusieurs plates-formes matérielles a déjà atteint environ 99,9 %. Des études théoriques montrent que si ce niveau peut être maintenu lors d'une expansion significative du système, cela pourrait permettre le calcul quantique tolérant aux fautes, bien que l'expansion elle-même reste un défi de taille. Le comité met en garde contre l'évaluation des progrès à l'aide d'indicateurs superficiels tels que le nombre brut de qubits, et identifie plusieurs jalons qui marqueraient une avancée significative vers un calcul quantique pertinent pour la cryptographie, notamment la démonstration de qubits logiques tolérants aux fautes surpassant les composants physiques sous-jacents, la mise en œuvre réussie d'une version tolérante aux fautes de l'algorithme de Shor sur de petits problèmes, et la démonstration pratique d'un avantage quantique dans des tâches de simulation commercialement importantes.
Fait intéressant, le comité indique que le principal moteur économique des investissements dans l'informatique quantique est la simulation quantique, et non la cryptographie. Le rapport indique que les applications impliquant la chimie, la science des matériaux et la physique sont les sources les plus probables de valeur commerciale à court terme. Le succès dans ces domaines pourrait créer un cercle vertueux : des applications utiles génèrent des revenus, les revenus financent l'amélioration du matériel, et le matériel amélioré rend finalement possible les machines pertinentes pour la cryptographie. Si cet élan commercial s'essouffle, le calendrier de la menace quantique pour la cryptographie pourrait être considérablement prolongé, mais pour les développeurs de blockchain, l'incertitude temporelle n'élimine pas la nécessité de se préparer.
Le rapport indique que la cryptographie post-quantique existe déjà. Contrairement à la distribution quantique de clés, qui nécessite un matériel quantique dédié, les algorithmes cryptographiques post-quantiques fonctionnent sur des ordinateurs classiques tout en résistant aux futures attaques quantiques. L'Institut national des normes et de la technologie (NIST) a déjà normalisé plusieurs algorithmes post-quantiques, notamment ML-KEM pour l'établissement de clés, ML-DSA et SLH-DSA pour les signatures numériques, tandis que d'autres sont encore en cours d'évaluation. Le défi ne réside pas dans le manque de candidats, mais dans leur intégration dans les systèmes blockchain sans compromettre les performances, la décentralisation ou la convivialité. De nombreux systèmes blockchain existants dépendent fortement des signatures numériques : les validateurs les utilisent pour parvenir à un consensus, les utilisateurs s'en remettent à elles pour autoriser les transactions, et les fournisseurs de portefeuilles et les dépositaires construisent leur infrastructure de gestion de clés autour d'elles. Cela signifie que le remplacement de ces systèmes ne sera pas simple.
Le rapport mentionne à plusieurs reprises que les signatures post-quantiques sont beaucoup plus grandes que les signatures à courbe elliptique couramment utilisées aujourd'hui. Par exemple, une signature ML-DSA peut dépasser 2400 octets, tandis qu'une signature Ed25519 fait environ 64 octets ; les méthodes basées sur le hachage peuvent être encore plus grandes. Cette augmentation est importante car les blockchains sont fondamentalement limitées par le stockage, la bande passante et les coûts de calcul. Le rapport estime que l'adoption directe de signatures post-quantiques pourrait réduire considérablement le débit de la blockchain, augmenter les frais de transaction et accélérer la croissance de la chaîne. Dans un exemple hypothétique avec Bitcoin, le remplacement des signatures traditionnelles par des signatures ML-DSA pourrait réduire la capacité de transaction de plusieurs fois, même en tenant compte du mécanisme de remise de témoin de Bitcoin.
L'impact dépasse les transactions individuelles : de nombreux systèmes de preuve d'enjeu reposent sur des schémas de signature agrégée, comme les signatures BLS, qui peuvent compresser efficacement les preuves de milliers de validateurs ; par exemple, Ethereum utilise largement les signatures BLS dans son processus de consensus. Il n'existe actuellement aucun équivalent post-quantique offrant une efficacité comparable. Bien que les chercheurs développent activement des systèmes de signature de seuil et d'agrégation post-quantiques, les méthodes actuelles impliquent généralement des signatures plus grandes, des vitesses d'exécution plus lentes et des exigences de communication interactive qui peuvent compliquer les protocoles de consensus. Le rapport recommande aux communautés blockchain de commencer immédiatement à planifier des stratégies de migration, en particulier celles dont le modèle de sécurité repose fortement sur les technologies d'agrégation.
Le comité ne préconise pas une transition brutale, mais plutôt une approche par étapes, comprenant l'introduction de points de contrôle post-quantiques réguliers dans les chaînes existantes, l'obtention de signatures post-quantiques pour certains blocs sélectionnés, et l'ancrage des premières parties de l'historique de la blockchain pour empêcher de futures tentatives de falsification. Cette approche permettrait aux réseaux d'obtenir une protection significative sans remplacer immédiatement chaque composant du système de consensus. Le comité souligne également l'importance de l'agilité cryptographique (crypto-agility), c'est-à-dire la capacité de mettre à jour les algorithmes cryptographiques sans nécessiter de reconception majeure. Les réseaux qui intègrent une flexibilité dans leurs protocoles aujourd'hui pourraient faciliter considérablement leur migration future.
Le rapport note des différences entre les principaux écosystèmes blockchain, suggérant que l'architecture de contrats intelligents d'Ethereum pourrait offrir une plus grande flexibilité, car les développeurs peuvent mettre en œuvre des mécanismes de signature alternatifs sans nécessairement nécessiter des changements de gouvernance à l'échelle du consensus. Bitcoin, en revanche, est confronté à des défis différents, car les modifications de protocole sont généralement prudentes et nécessitent un large consensus, ce qui signifie que les stratégies de migration doivent minimiser les perturbations tout en maintenant la compatibilité avec l'infrastructure existante. Au-delà des considérations techniques, le comportement des utilisateurs pourrait être un défi encore plus difficile. La migration de millions d'utilisateurs vers de nouvelles normes cryptographiques pourrait nécessiter une coordination à grande échelle entre les bourses, les dépositaires, les fournisseurs de portefeuilles et les communautés blockchain. Les modules de sécurité matérielle pourraient devoir être mis à niveau, les systèmes de calcul multipartite pourraient devoir être repensés, et les portefeuilles logiciels auraient besoin de nouvelles fonctionnalités. Cependant, certains utilisateurs pourraient ne jamais migrer.
Le rapport souligne que les portefeuilles dormants constituent l'un des problèmes de gestion les plus difficiles pour l'industrie. Si les propriétaires ne parviennent pas à transférer leurs actifs vers des adresses sécurisées post-quantiques avant que les attaques quantiques ne deviennent réalisables, les blockchains pourraient être confrontées à un choix difficile : les actifs vulnérables pourraient être exposés à un risque de vol indéfini, ou la communauté pourrait décider de rendre les fonds inaccessibles invalides ou de les « brûler ». Aucun de ces résultats n'est susceptible d'être universellement accepté, c'est pourquoi le comité rapporte que ces décisions ne devraient pas être reportées jusqu'à l'apparition d'une crise. Au contraire, le comité écrit que les communautés blockchain devraient immédiatement entamer des discussions sur les politiques pertinentes et les communiquer publiquement afin de réduire l'incertitude pour les investisseurs et les utilisateurs.
Le rapport rejette finalement les deux positions extrêmes dans le débat quantique. D'une part, il s'oppose à la complaisance : le comité est très confiant qu'un ordinateur quantique tolérant aux fautes à grande échelle sera finalement construit et met en garde contre l'hypothèse que les difficultés d'ingénierie empêcheront indéfiniment les progrès. D'autre part, le rapport met en garde contre la panique : les ordinateurs quantiques tolérants aux fautes capables de menacer les blockchains modernes n'existent pas encore, et des progrès scientifiques et techniques majeurs sont encore nécessaires avant qu'ils ne deviennent pratiques. Le conseil consultatif estime que la réponse appropriée est une préparation prudente, ajoutant que l'industrie des cryptomonnaies a déjà fait face à des transitions technologiques majeures, des mises à niveau de capacité aux changements de consensus. La migration vers la cryptographie post-quantique pourrait finalement devenir un autre chapitre de cette histoire. Bien que le calendrier reste incertain, le comité rapporte que cette incertitude renforce, plutôt qu'elle n'affaiblit, la raison d'agir. Si la préparation commence tôt, les écosystèmes blockchain peuvent s'adapter progressivement et délibérément ; si l'industrie attend que la menace devienne pressante, les choix pourraient devenir beaucoup plus difficiles.
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