Vitalik Buterin, fondateur d’Ethereum, a lancé le débat sur la protection de cette blockchain contre les éventuelles menaces de l’informatique quantique. Dans un Fil de discussion, Buterin propose une méthode pour protéger les soldes des utilisateurs en cas d’« urgence quantique ». Vitalik anticipe les événements futurs et recherche des solutions pour éviter que l’informatique quantique toujours plus proche ne mette en danger les fonds des entreprises et des utilisateurs qui évoluent quotidiennement au sein de l’écosystème Ethereum.
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Il s’agit d’agir avant que quelqu’un puisse casser Ethereum avec un ordinateur quantique. C’est la raison qui a poussé Buterin à lancer une discussion sur le forum des développeurs. Le fait que Vitalik ait lancé cette proposition ne signifie pas qu’Ethereum soit en danger imminent, puisque les ordinateurs quantiques sont encore en phase de recherche et, pour le moment, ce n’est pas quelque chose que n’importe qui peut avoir chez soi. Cependant, le fondateur d’Ethereum comprend que des mesures visant à protéger le réseau doivent commencer à être mises en œuvre.
Pour ce faire, Buterin retrace les bases cryptographiques qui protègent l’Ethereum et d’autres cryptomonnaies comme le Bitcoin. La cryptographie asymétrique et certaines mesures visant à renforcer la cryptographie contre les attaques quantiques ont déjà été largement mises en œuvre dans les cryptomonnaies. Par exemple, les clés privées Ethereum et Bitcoin utilisent une cryptographie asymétrique et peuvent être facilement brisées grâce à l’informatique quantique. Cependant, dans Bitcoin et Ethereum, les clés publiques ne sont pas utilisées directement, mais plutôt leur représentation de hachage, ce que nous appelons l’adresse de crypto-monnaie. Le hachage les rend résistants à l’informatique quantique. Résistant, mais pas incassable.
zk-STARK à la rescousse
Buterin indique qu’un modèle de protection du solde pour ce type de cas d’urgence inclurait la désactivation des transactions à partir du point d’attaque connu. Ce serait à ce moment-là qu’il est détecté que le réseau est attaqué. L’idée est d’empêcher les mouvements d’équilibre non autorisés par l’attaquant qui utilise un ordinateur quantique.
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De plus, pour retrouver l’accès auxdits soldes et effectuer les opérations normalement, une série de tests zk-STARK doivent être effectués que seuls les utilisateurs légitimes et les propriétaires desdits comptes peuvent effectuer. Rappelons que zk-STARK est un type de cryptographie résistant à l’informatique quantique, même si d’autres types de cryptographie pourraient également être utilisés avec de telles capacités, comme zk-SNARK ou la cryptographie homomorphe.
Finalement, Buterin explique que pour mettre en œuvre tout cela, il faudrait un hard fork qui « pourrait commencer à être construit demain ». L’objectif de Vitalik est de préparer Ethereum à une urgence quantique.
Schéma de fonctionnement du système de protection d’urgence quantique proposé par Vitalik ButerinComment se défendre face à l’informatique quantique ?
L’idée proposée par Buterin est assez complexe, car elle implique de résoudre l’un des plus grands dilemmes cryptographiques auxquels nous sommes actuellement confrontés. Rappelons que l’informatique quantique est une branche de l’informatique dans laquelle est utilisé l’état quantique des atomes (ou sa représentation algorithmique ou matérielle). Ceci est réalisé afin de traiter de grandes quantités d’informations en utilisant les propriétés quantiques de la matière. Notamment la capacité de superposition, qui est la capacité d’être dans plusieurs états en même temps.
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Lorsque nous parlons de grandes quantités d’informations, nous parlons de choses incroyablement complexes. Par exemple, Google Sycamore, le processeur quantique créé par la division IA de Google, est aujourd’hui l’ordinateur quantique le plus puissant, avec 53 qubits de puissance de traitement (nous expliquerons plus tard de quoi il s’agit).
Cet ordinateur est capable d’exécuter les calculs nécessaires à un problème de physique quantique très complexe en seulement 200 secondes. En comparaison, les supercalculateurs numériques (non quantiques) de Google auraient mis plus de 47 heures pour effectuer tout ce traitement de données.
Le niveau de puissance d’un ordinateur quantique représente un grand danger pour les cryptomonnaies. Un ordinateur quantique, doté de suffisamment de puissance et de la programmation nécessaire, pourrait calculer les clés privées de n’importe quelle adresse de cryptomonnaie existante, vider le portefeuille et passer à la prochaine victime.
Comment une telle puissance de calcul est-elle possible ?
Pour le comprendre dans sa forme la plus élémentaire, il est important de connaître deux concepts fondamentaux de l’informatique numérique et quantique. Ces deux notions vous aideront à comprendre la portée de tout cela.
L’informatique numérique actuelle (celle que vous utilisez en permanence avec votre PC ou votre smartphone) est binaire. C’est-à-dire que tout est représenté en utilisant 0 et 1. Ces 0 et 1 sont appelés bits et c’est de là que vient la nomenclature qui nous dit 8 bits, 16 bits, 32 bits ou 64 bits. Par exemple, une donnée binaire de 16 bits peut être représentée par une chaîne de 16, 0 et 1. Un exemple pratique de nombre de 16 bits serait :
0101110010101011, ce qui équivaut à 23723
Pour vous aider à mieux comprendre, 16 bits peuvent représenter des nombres allant de 0 à 65536 (si l’on parle uniquement de nombres positifs). Ainsi, un ordinateur numérique représente et lit ces nombres séquentiellement en allant de la position 0 à la position 15, à chaque cycle d’horloge, et à la fin il vous propose la sortie des données (0101110010101011 = 23723). Un point important ici est que chaque bit ne peut représenter qu’un seul état : soit il vaut 0, soit il vaut 1, les deux états ne peuvent pas être représentés en même temps.
Aux qubits quantiques
Dans un ordinateur quantique, cela ne se passe pas ainsi. Dans un ordinateur quantique, les bits quantiques ou qubits sont le reflet de nos bits numériques (les binaires 0 et 1), bien qu’avec une petite différence : chaque qubit peut représenter 2 états ou plus à la fois.
Autrement dit, un qubit peut valoir 0 et 1 en même temps, grâce à la superposition. Généralement, les ordinateurs quantiques actuels utilisent des bits quantiques à deux états (représentant 0 et 1 en même temps), ce que l’on appelle un « qubit physique ». De cette manière, un ordinateur quantique est capable de représenter des centaines de milliers de valeurs à chaque cycle, alors qu’un ordinateur numérique ne peut en représenter qu’une.
Vous souvenez-vous de la mention de Google Sycamore, puisque cette équipe de 53 qubits est estimée 1,28 million de fois plus puissante que le supercalculateur Sommet. Même s’il n’est pas complètement optimisé et qu’il est toujours possible d’augmenter le nombre de qubits dans l’ordinateur, le rendant encore plus puissant.
Ils arriveront
Le premier à s’inquiéter du danger de l’informatique quantique dans l’écosystème blockchain fut Satoshi Nakamoto lui-même, qui l’avait déjà prévu en 2009. D’où la décision d’utiliser des hachages pour protéger les clés publiques et la raison d’être des adresses de crypto-monnaie telles que nous les connaissons aujourd’hui.
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Il en va de même pour des projets comme Monero et Zcash, dont les avancées en matière de cryptographie résistent également à l’informatique quantique. En fait, ils ont été les premiers projets à appliquer les nouvelles technologies dans ce sens. Par exemple, Zcash est le père des zk-SNARK et des preuves sans connaissance.
Actuellement, l’arrivée du cryptographie homomorphe et projets comme Zama, promettent de nous protéger contre les dangers de l’informatique quantique. Une menace que l’on commence peu à peu à voir plus clairement dans le monde de la crypto et dans le monde numérique en général.
Activiste et blogueur de la technologie, des logiciels libres et de la blockchain.
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