Les cryptomonnaies seront-elles confrontées à un problème d'informatique quantique ?

La blockchain pourrait être vulnérable aux attaques perpétrées avec les ordinateurs quantiques

L'informatique quantique et la blockchain, deux technologies de pointe qui promettent de révolutionner des domaines entiers pourraient être en fait sur une trajectoire de collision. Alors que la blockchain est actuellement réputée pour être inviolable - et a le potentiel de changer la finance - les scientifiques craignent que les avancées remarquables de l'informatique quantique puissent un jour permettre de lancer des attaques sophistiquées contre la blockchain. Les ordinateurs quantiques deviennent plus puissants chaque année, mais l'on estime que la technologie de la blockchain serait arrivée à maturité.

L'évolution de l'informatique quantique pourrait nuire à la blockchain

Le problème est le suivant : la technologie de comptabilité blockchain qui alimente les cryptomonnaies pourrait être vulnérable à des attaques sophistiquées et à de fausses transactions si l'informatique quantique se développe plus rapidement que les efforts visant à protéger la monnaie numérique. En effet, la blockchain est une base de données distribuée qui est partagée entre les nœuds d'un réseau informatique. En tant que base de données, une blockchain stocke des informations sous forme électronique et numérique. Les blockchains sont surtout connues pour le rôle crucial qu'elles jouent dans les systèmes de cryptomonnaie.


Par exemple, le bitcoin l'utilise pour maintenir un enregistrement sécurisé et décentralisé des transactions. L'innovation avec la blockchain est qu'elle garantit la fidélité et la sécurité d'un enregistrement de données et génère la confiance sans avoir besoin d'un tiers de confiance. Différents types d'informations peuvent être stockés sur une blockchain, mais l'utilisation la plus courante jusqu'à présent est celle d'un registre des transactions. Dans le cas du bitcoin, la blockchain est utilisée de manière décentralisée, de sorte qu'aucune personne ou aucun groupe n'en a le contrôle : au contraire, tous les utilisateurs en conservent collectivement le contrôle.

Les blockchains décentralisées sont immuables, ce qui signifie que les données saisies sont irréversibles (ne peuvent être modifiées ou falsifiées). Pour le bitcoin, cela signifie que les transactions sont enregistrées en permanence et que tout le monde peut les consulter. L'informatique quantique quant à elle est une technologie en plein essor qui exploite les lois de la mécanique quantique pour résoudre des problèmes trop complexes pour les ordinateurs classiques. Les ordinateurs utilisés aujourd'hui ne peuvent coder des informations que dans des bits qui prennent la valeur de 1 ou 0, ce qui limite leur capacité.

L'informatique quantique, en revanche, utilise des bits quantiques ou qubits. Elle exploite la capacité unique des particules subatomiques qui leur permet d'exister dans plusieurs états à la fois (c'est-à-dire un 1 et un 0 en même temps). Dans le cas des ordinateurs classiques, l'ajout de transistors ne fait qu'augmenter la puissance de façon linéaire. Par contre, la puissance des ordinateurs quantiques croît de manière exponentielle avec le nombre de qubits. Les cryptomonnaies ont le potentiel de changer la finance, en éliminant les intermédiaires et en ouvrant des comptes à des millions de personnes non bancarisées dans le monde.

Les ordinateurs quantiques pourraient bouleverser la façon dont les produits pharmaceutiques et les matériaux sont conçus en apportant leur puissance extraordinaire au processus. Cependant, les scientifiques craignent que ces deux technologies s'entrechoquent à l'avenir, et que l'informatique quantique en sorte vainqueur.

Les cryptomonnaies pourraient perdre leur principale couche de sécurité

Les cryptomonnaies sont sécurisées par une technologie appelée cryptographie à clef publique. Ce système est omniprésent, il protège vos achats en ligne et brouille vos communications pour toute personne autre que le destinataire prévu. La technologie fonctionne en combinant une clef publique, que tout le monde peut voir, et une clef privée qui est réservée à vos yeux. Selon les prévisions de chercheurs en cybersécurité, si les progrès actuels se poursuivent, les ordinateurs quantiques seront capables de craquer le chiffrement à clef publique, ce qui pourrait constituer une menace sérieuse pour le monde de la cryptographie.

Selon eux, si le chiffrement est cassé, les attaquants peuvent se faire passer pour les propriétaires légitimes de cryptomonnaies, de NFT ou d'autres actifs numériques de ce type. « Lorsque l'informatique quantique deviendra suffisamment puissante, alors essentiellement toutes les garanties de sécurité s'envoleront par la fenêtre », a déclaré Dawn Song, entrepreneur en sécurité informatique et professeur à l'Université de Californie à Berkeley, au forum Collective[i] Forecast en octobre. « Lorsque le chiffrement à clef publique est brisé, les utilisateurs pourraient perdre leurs fonds et l'ensemble du système se brisera », a-t-il ajouté.

Les ordinateurs quantiques obtiennent leur puissance en manipulant des données stockées sur des qubits, des éléments comme des atomes chargés qui sont soumis à la physique particulière régissant l'ultra-petit. D'après les explications des chercheurs, pour déchiffrer un chiffrement, les ordinateurs quantiques devront exploiter des milliers de qubits, bien plus que les dizaines de qubits dont disposent les machines actuelles. Les machines quantiques devraient également avoir besoin de qubits persistants, capables d'effectuer des calculs bien plus longs que les instants fugaces actuellement possibles.

Mais les fabricants d'ordinateurs quantiques travaillent d'arrache-pied pour combler ces lacunes. Ils intègrent toujours plus de qubits dans les machines et travaillent sur des méthodes de correction d'erreurs quantiques pour aider les qubits à effectuer des calculs plus sophistiqués et plus longs. « Nous pensons 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. Toutefois, il existerait un moyen de résoudre ce problème.

Développer des algorithmes de chiffrement à l'épreuve de l'informatique quantique

Dans un premier temps, les scientifiques estiment que le problème de l'informatique quantique peut être résolu en adoptant la même technologie de chiffrement post-quantique que l'industrie informatique a déjà commencé à développer. En outre, le National Institute of Standards and Technology (NIST) du gouvernement américain, qui tente de prendre de l'avance sur le problème, a entamé depuis plusieurs années un processus minutieux visant à trouver des algorithmes de cryptographie à l'épreuve de l'informatique
quantique, avec la participation de chercheurs du monde entier. D'autres acteurs du domaine essaient également de trouver des solutions.

Le projet Ethereum, qui a créé la plus grande cryptomonnaie après le bitcoin en matière 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. Mais c'est probablement un long chemin à parcourir. En effet, la transition actuelle d'Ethereum vers Ethereum 2.0 est en cours depuis plusieurs années. Certaines personnes mettent au point une nouvelle technologie de cryptomonnaie et de blockchain conçue pour l'ère de l'informatique quantique.

C'est le cas du Quantum Resistant Ledger et du Bitcoin Post Quantum, qui, malgré son nom, n'a aucun lien avec la cryptomonnaie originale Bitcoin. Ces efforts utilisent des algorithmes post-quantiques pour se protéger contre les futurs craquements quantiques. Cambridge Quantum Computing travaille sur une technologie de sécurité quantique qui "peut être appliquée à n'importe quel réseau blockchain". Elle vise à sécuriser à la fois les communications entre les ordinateurs stockant les données de la blockchain et les signatures utilisées pour chiffrer et signer les données de la blockchain.

La Fondation Hyperledger, un projet de logiciel libre axé sur les utilisations commerciales de la blockchain, a commencé à travailler sur le chiffrement post-quantique dans le cadre de son projet Ursa. Selon Daniela Barbosa, PDG d'Hyperledger, Ursa est une bibliothèque de logiciels de chiffrement que les projets Hyperledger peuvent utiliser.

Toutefois, certaines estiment que les algorithmes de chiffrement post-quantique envisagés jusqu'à présent posent un problème : ils nécessitent généralement des clefs de chiffrement numériques plus longues et des temps de traitement plus longs. Selon Peter Chapman, PDG du fabricant d'ordinateurs quantiques IonQ, cela pourrait augmenter considérablement la puissance de calcul nécessaire pour héberger les blockchains.

D'autres problèmes sont liés à l'essor de l'informatique quantique

De nombreuses cryptomonnaies, comme le bitcoin, sont décentralisées par conception, supervisées par toute personne participant à chaque réseau de cryptomonnaie. Pour mettre à jour les rouages internes d'une cryptomonnaie, les personnes qui tentent d'améliorer une cryptomonnaie doivent convaincre plus de la moitié (au moins 51 %) des participants de "forker" la cryptomonnaie en une nouvelle version....