La crypto-monnaie face à un problème d’informatique quantique

Les crypto-monnaies ont le potentiel de changer la finance, en éliminant les intermédiaires et en apportant des comptes à des millions de personnes non bancarisées à travers le monde. Ordinateurs quantiques pourrait bouleverser la façon dont les produits pharmaceutiques et les matériaux sont conçus en apportant leur extraordinaire puissance au processus.

Voici le problème : la technologie de comptabilité blockchain qui alimente les crypto-monnaies pourrait être vulnérable aux attaques sophistiquées et aux transactions falsifiées si l’informatique quantique mûrit plus rapidement que les efforts visant à assurer la pérennité de la monnaie numérique.

Les crypto-monnaies sont sécurisées par une technologie appelée cryptographie à clé publique. Le système est omniprésent, protégeant vos achats en ligne et brouillant vos communications pour toute personne autre que le destinataire prévu. La technologie fonctionne en combinant une clé publique, visible par tous, avec une clé privée réservée à vos yeux.

Si les progrès actuels se poursuivent, les ordinateurs quantiques pourront déchiffrer la cryptographie à clé publique, créant potentiellement une menace sérieuse pour le monde de la cryptographie, où certaines devises sont évaluées à des centaines de milliards de dollars. Si le cryptage est rompu, les attaquants peuvent usurper l’identité des propriétaires légitimes de la crypto-monnaie, TVNs ou d’autres actifs numériques de ce type.

« Une fois que l’informatique quantique deviendra suffisamment puissante, alors pratiquement toutes les garanties de sécurité disparaîtront », a déclaré au Collectif Dawn Song, entrepreneur en sécurité informatique et professeur à l’Université de Californie à Berkeley.[i] Forum des prévisions en octobre. « Lorsque la cryptographie à clé publique est brisée, les utilisateurs peuvent perdre leurs fonds et tout le système se brisera. »

Les ordinateurs quantiques tirent leur puissance de la manipulation de données stockées sur des qubits, des éléments tels que des atomes chargés qui sont soumis à la physique particulière régissant l’ultra-petit. Pour casser le cryptage, les ordinateurs quantiques devront exploiter des milliers de qubits, bien plus que les dizaines rassemblés par les machines d’aujourd’hui. Les machines auront également besoin de qubits persistants qui peuvent effectuer des calculs beaucoup plus longtemps que les moments fugaces possibles actuellement.

Mais les fabricants d’ordinateurs quantiques travaillent dur pour remédier à ces lacunes. Ils mettent de plus en plus de qubits dans les machines et travaillent sur méthodes de correction d’erreur quantique pour aider les qubits à effectuer des calculs plus sophistiqués et plus longs.

« Nous prévoyons que d’ici quelques années, des ordinateurs suffisamment puissants seront disponibles » pour ouvrir les blockchains, a déclaré Nir Minerbi, PDG du fabricant de logiciels quantiques Classiq Technologies.

Résoudre le problème d’informatique quantique des crypto-monnaies

La bonne nouvelle pour les fans de crypto-monnaie est que le problème de l’informatique quantique peut être résolu en adoptant le même technologie de cryptographie post-quantique que l’industrie informatique a déjà commencé à se développer. L’Institut national des normes et de la technologie (NIST) du gouvernement américain, essayant de devancer le problème, est depuis plusieurs années dans un processus minutieux pour trouver des algorithmes de cryptographie à l’épreuve des quanta avec la participation de chercheurs du monde entier.

En effet, plusieurs efforts de crypto-monnaie et de blockchain travaillent activement sur des logiciels résistants quantiques :

• Le projet Ethereum, qui a créé la plus grande crypto-monnaie après Bitcoin en termes de valeur totale, a commencé à tracer une voie post-quantique. Justin Drake, chercheur à la Fondation Ethereum, a détaillé les idées de résistance quantique dans Ethereum 3.0 lors de la conférence StarkWare en 2019. C’est probablement loin, cependant: la transition actuelle d’Ethereum vers Ethereum 2.0 prend des années.
• Certaines personnes construisent une nouvelle technologie de crypto-monnaie et de blockchain conçue pour l’ère de l’informatique quantique. Cela inclut Quantum Resistant Ledger et Bitcoin Post Quantum, qui, malgré leur nom, n’ont aucun rapport avec la crypto-monnaie Bitcoin d’origine. Ces efforts utilisent des algorithmes post-quantiques pour se protéger contre les futures fissures quantiques.
• Cambridge Quantum Computing, une startup fusionnant avec le fabricant d’ordinateurs quantiques Honeywell, travaille sur une technologie de sécurité quantique qui « peut être appliquée à n’importe quel réseau blockchain ». Il vise à sécuriser à la fois les communications entre les ordinateurs stockant les données de la blockchain et les signatures utilisées pour crypter et signer les données de la blockchain.
• La Fondation Hyperledger, un projet de logiciel open source conçu pour les utilisations commerciales de la blockchain, a commencé à travailler sur la cryptographie post-quantique grâce à son effort Ursa, a déclaré Daniela Barbosa, directrice exécutive d’Hyperledger. Ursa est une bibliothèque de logiciels de cryptographie que les projets Hyperledger peuvent utiliser.

Un problème avec les algorithmes de cryptographie post-quantique envisagés jusqu’à présent, cependant, est qu’ils nécessitent généralement des clés de chiffrement numériques plus longues et des temps de traitement plus longs, explique Peter Chapman, PDG du fabricant d’ordinateurs quantiques IonQ. Cela pourrait augmenter considérablement la puissance de calcul nécessaire pour héberger les blockchains.

Le problème de la gouvernance décentralisée

De nombreuses crypto-monnaies, comme Bitcoin, sont décentralisées par conception, supervisées en fait par toute personne qui participe à chaque réseau de crypto-monnaie. Pour mettre à jour le fonctionnement interne d’une crypto-monnaie, les personnes essayant de mettre à niveau une crypto-monnaie doivent convaincre plus de la moitié des participants de « forker » la crypto-monnaie dans une nouvelle version.

Le véritable test quantique pour les crypto-monnaies sera les structures de gouvernance, pas les technologies, déclare Hunter Jensen, directeur de la technologie de Permission.io, une entreprise utilisant la crypto-monnaie pour un système publicitaire ciblé.

Une telle gouvernance pourrait récompenser les crypto-monnaies dotées de pouvoirs centraux plus forts, comme Dash avec ses masternodes ou même les « govcoins » émis par les banques centrales, qui peuvent en principe adopter plus rapidement une protection post-quantique. Mais il présente une énigme dans la communauté crypto, qui rejette souvent l’idée d’autorité.

« Ce seront les monnaies vraiment décentralisées qui seront touchées si leurs communautés sont trop lentes et désorganisées pour agir », a déclaré Andersen Cheng, directeur général de Post Quantum, une société basée à Londres qui vend une technologie de cryptage post-quantique.

Autres problèmes quantiques avec les crypto-monnaies

Un autre risque est que les blockchains reposent sur une technologie d’empreinte numérique appelée hachage que les ordinateurs quantiques pourraient perturber. Cela devrait cependant être réparable avec des mises à jour technologiques plus modestes.

Les portefeuilles de crypto-monnaie que les gens utilisent pour garder une trace de leurs actifs numériques pourraient également être vulnérables à l’informatique quantique. Ces portefeuilles stockent les clés privées dont les gens ont besoin pour accéder à leurs actifs enregistrés sur la blockchain. Une attaque réussie pourrait vider un portefeuille.

« Comment forcez-vous les utilisateurs à mettre à niveau les clés ? Cette réponse n’est pas si simple et probablement la partie la plus dangereuse », a déclaré Joe Genereux, ingénieur principal en cryptographie et en sécurité chez fabricant de navigateur Brave, qui utilise sa propre crypto-monnaie Basic Attention Token (BAT) pour un système publicitaire qui rémunère les utilisateurs. « Je pense que les crypto-monnaies qui ont une meilleure gouvernance ou des conceptions post-quantiques élaborées tôt peuvent mieux contourner ce problème. »

En fin de compte, cependant, le développement organique et autodirigé de la crypto-monnaie suggère que les gens mettront à jour la technologie des actifs numériques pour surmonter les défis de l’informatique quantique, explique David Sacco, qui enseigne à l’Université de New Haven.

« La beauté de l’écosystème », a-t-il déclaré, « est que n’importe qui peut le faire s’il comprend la technologie. »