Cinq spécifications de protocole (BOLT) dépendent directement de la cryptographie à courbe elliptique
Les signatures post-quantiques sont jusqu'à 80 fois plus lourdes que les signatures Schnorr actuelles.
Olaoluwa Osuntokun, développeur principal du client Lightning LND, a publié le 5 juin sur le forum Delving Bitcoin une analyse technique détaillée sur la façon dont l'informatique quantique affecterait le réseau Lightning et quels changements seraient nécessaires pour que le protocole continue de fonctionner.
Selon le message d'Osuntokun, la question n'est pas de savoir si Lightning doit s'adapter, mais plutôt comment le faire sans démonter votre architecture. L'analyse repose sur un diagnostic précis : toutes les couches du protocole qui reposent sur des hypothèses de sécurité classiques nécessitent des modifications.
Osuntokun identifié cinq spécifications de protocole connues sous l'acronyme BOLT (Bases of Lightning Technology) avec utilisation directe de la cryptographie à courbe elliptique :
- Le format de facture (BOLT 11/12) qui génère et lit les codes QR de paiement.
- Transport crypté entre nœuds (BOLT 8), pour une communication sécurisée de nœud à nœud.
- Messages de découverte de réseau (BOLT 7), pour trouver des nœuds et des canaux
- Routage d'oignons (BOLT 4), pour envoyer des paiements en privé
- Le format de canal (BOLT 2/3/5), pour ouvrir, fermer et mettre à jour les canaux.
Le développeur maintient que même si chacune de ces couches nécessite des changementsla hiérarchie globale du protocole et ses flux restent largement inchangés. En ce sens, l'analyse d'Osuntokun constitue la première réponse technique structurée à cette exposition.
La vulnérabilité n’est pas théorique. Comme CriptoNoticias l'a signalé en avril dernier, les clés publiques du Lightning Network sont exposées en permanence à des tiers, ce qui en fait un vecteur d'attaque direct. pour un ordinateur quantique suffisamment puissant.
L’un des changements structurels les plus importants proposés par l’analyse c'est la perte de la clé universelle. Aujourd'hui, une seule clé à courbe elliptique est utilisée pour signer des messages, établir des connexions cryptées et authentifier des nœuds.
Dans le scénario post-quantique, trois systèmes cryptographiques différents devront probablement être implémentés pour obtenir la fonctionnalité de base actuelle : ML-KEM pour le transport, ML-DSA pour les signatures hors chaîne et SLH-DSA pour les signatures en chaîne.
L’autre obstacle central est la taille. Une clé plus la signature Schnorr/ECDSA (actuellement utilisée dans Bitcoin) occupe 97 octets ; son équivalent dans ML-DSA-44 atteint 3 732 octets et dans SLH-DSA-128, il atteint 7 888 octets.
Une telle différence a des conséquences concrètes. Osuntokun souligne que les codes QR utilisés aujourd'hui pour transmettre les factures de paiement ne le font pas pourrait coder n'importe lequel des schémas post-quantiques dans leurs limites actuelles.
Le dilemme des schémas basés sur le hachage
Une conclusion pertinente de l’analyse est la limitation du système SLH-DSA dans sa variante réduite (SLH-DSA-128-24). Cette variante impose une limite de 16 millions de signatures par clé.
Pour un nœud comportant un millier de chaînes diffusant des mises à jour toutes les dix minutes, cette limite serait épuisée en moins de quatre mois. Pour cette raison, Osuntokun exclut SLH-DSA-128-24 comme candidat pour la couche de découverte de réseau et privilégie ML-DSA, le schéma basé sur un réseau.
Face au dilemme entre migrer complètement vers la cryptographie post-quantique ou maintenir une approche mixte, l’analyse penche vers l’hybridation.
La cryptographie post-quantique hybride combine des schémas classiques et post-quantiques de sorte que si l'un ou l'autre est toujours sécurisé, l'ensemble du système est sécurisé. Cette logique va dans les deux sens : les schémas post-quantiques pourraient également s’avérer vulnérables à l’avenir.
Osuntokun propose d'introduire les nouvelles clés comme champs facultatifs dans les messages actuels et de rejeter seulement dans une phase ultérieure les messages qui ne les incluent pas.
L'analyse d'Osuntokun est, selon l'auteur lui-même, le premier document concret rédigé sur le sujet après avoir reçu des questions directes et indirectes de la communauté sur l'impact de l'informatique quantique sur Lightning.
Sa position en tant que principal responsable de la maintenance de LND, le client Lightning avec la part d'utilisation la plus élevée dans les nœuds du réseau, donne un poids technique et opérationnel à ses conclusions.
Le message sous-jacent de l'analyse est que Lightning n'est pas condamné par la menace quantique, mais que le processus d'adaptation nécessitera de coordonner des changements simultanés à plusieurs niveaux du protocole. Quelque chose qui a historiquement pris des années dans l’écosystème Bitcoin.