QuFi Network a introduit une plate-forme de vérification post-quantique pour les actifs numériques : la solution démontre un scénario de protection Bitcoin post-quantique, dans lequel la protection contre les futures attaques quantiques est ajoutée au réseau de règlement existant, tandis que le protocole Bitcoin sous-jacent reste inchangé.
Pour les tests publics, les développeurs ont utilisé Bitcoin Testnet4. Sur un réseau de test, ils ont montré comment il était possible de séparer la vérification cryptographique d’une opération de son exécution finale sur la blockchain sans transférer toute la charge de calcul supplémentaire sur le réseau lui-même.
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La vérification a été déplacée en dehors de la blockchain
L'architecture QuFi est construite autour d'une idée simple : d'abord, la transaction est soumise à une vérification indépendante, et ensuite seulement le transfert de fonds commence. Un réseau de nœuds distinct effectue des contrôles cryptographiques et transmet à la blockchain une preuve compacte suffisante pour une exécution ultérieure.
Cette approche est importante en raison des caractéristiques de la cryptographie post-quantique. Son objectif est de remplacer les circuits susceptibles de souffrir des méthodes d’attaque quantique par des conceptions reposant sur un support mathématique différent. Mais le coût du changement peut être élevé : les nouveaux systèmes de sécurité peuvent augmenter considérablement le volume de données, la taille des signatures et les exigences informatiques. Si chaque blockchain gère ces preuves de manière indépendante, cela pourrait avoir un impact sur le stockage, le débit et les performances.
Les principales classes d’algorithmes post-quantiques sont structurées différemment. Les solutions basées sur le réseau reposent sur des problèmes difficiles à résoudre même avec une accélération quantique ; Kyber et ML-KEM appartiennent à cette direction. Les signatures basées sur le hachage utilisent la force des fonctions de hachage et des arbres de signature. L'approche basée sur le code est construite autour du décodage de codes comportant des erreurs, et les schémas multivariés sont construits autour de systèmes d'équations non linéaires.
La solution QuFi utilise trois normes préparées dans le cadre de l'initiative du National Institute of Standards and Technology :
- ML-DSA-65 – type de cryptographie : signature numérique ; objet : signature et vérification des transactions.
- SLH-DSA – type de cryptographie : signatures de hachage ; objectif : système de vérification facultatif basé sur la cryptographie de hachage.
- ML-KEM-1024 – type de cryptographie : mécanisme d'encapsulation de clé ; objectif : échange de clés sécurisé.
Essentiellement, nous parlons d’une couche de vérification à distance qui doit fonctionner avec plusieurs réseaux et systèmes financiers.
Comment QuFi a testé le système sur Bitcoin Testnet4
À des fins de démonstration, l'équipe a créé uBTC, une preuve de concept qui vérifie la présence de BTC comme garantie et délivre des preuves cryptographiques pour un transfert de valeur ultérieur. Le cycle comprend la libération, la combustion et la maturité de l'actif.
Une fois rachetés, les fonds finissent par sortir dans le cadre d’une transaction Bitcoin normale. Il peut être vérifié en ligne de manière standard, sans mettre à jour les règles de la première cryptomonnaie. C’est ce qui distingue le modèle QuFi des options où l’algorithme post-quantique est directement intégré à la blockchain.
Certaines signatures post-quantiques peuvent être sensiblement plus grandes que les circuits traditionnels. Dans le contexte de la cryptographie à clé publique, des courbes elliptiques et des protocoles cryptographiques établis, il s'agit d'un problème pratique sérieux : plus les preuves sont lourdes, plus la charge sur les nœuds, les canaux de communication et le stockage est élevée.
Comment protéger Bitcoin des attaques quantiques ?
Bitcoin propose plusieurs stratégies de sécurité possibles, et chacune présente un équilibre différent entre fiabilité, complexité et impact sur le réseau.
- Changer le protocole sous-jacent pourrait intégrer des signatures post-quantiques directement dans Bitcoin, mais cette voie nécessite de s'entendre sur des règles, de mettre à jour l'infrastructure et de migrer soigneusement les utilisateurs vers de nouvelles clés.
- Une couche de vérification externe, comme QuFi, réduit la charge sur le réseau principal et vous permet de ne pas modifier les règles Bitcoin, mais ajoute une dépendance à l'égard d'un réseau de vérification distinct.
- Une approche multi-blockchain peut utiliser une seule couche de vérification sur différents réseaux, notamment les réseaux EVM, Stellar et Solana, mais rend plus difficile l'intégration et la gestion des risques entre les écosystèmes.
Pourquoi la menace quantique est devenue un sujet distinct pour le marché de la cryptographie
L'informatique quantique est considérée comme l'un des défis à long terme pour la sécurité informatique. Théoriquement, un ordinateur quantique suffisamment puissant avec un grand nombre de qubits physiques et logiques peut utiliser l'algorithme de Shor pour des problèmes tels que la factorisation entière et le logarithme discret. De tels calculs touchent aux bases du cryptosystème RSA, de l'échange de clés Diffie-Hellman et d'un certain nombre de systèmes dans lesquels la clé privée (cryptographie) est importante.
Pour Bitcoin, le principal risque est lié aux signatures et aux clés publiques. ECDSA peut être vulnérable si un ordinateur quantique apprend à récupérer une clé privée à partir d'une clé publique. Les situations les plus sensibles sont celles où la clé publique a déjà été révélée sur le réseau, par exemple après que les fonds ont été dépensés. Pour SHA-256, le risque semble différent : on ne parle pas de récupération directe de clé, mais d'une éventuelle diminution de la marge de sécurité lors d'une recherche accélérée.
Bien qu'une menace pratique pour Bitcoin ne soit pas encore devenue une réalité quotidienne, l'industrie discute déjà de la menace quantique, de la cryptanalyse et de la récolte maintenant, et décrypte le scénario ultérieur, dans lequel un attaquant stocke des données cryptées maintenant, dans l'espoir de les décrypter plus tard. Une telle attaque est particulièrement dangereuse pour les données ayant une longue période de valeur : copies de sauvegarde, clés de service, correspondance privée et secrets d'infrastructure. La sécurité repose sur la modification des clés en temps opportun, la mise à jour des schémas de chiffrement et l'élimination des secrets de longue durée lorsque cela est possible. Par conséquent, la recherche dans le domaine du PQC va parallèlement au développement de la cryptographie basée sur le treillis, du Kyber, de la preuve à connaissance nulle et d'autres approches de sécurité.
Ce ne sont pas seulement les signatures qui sont importantes pour les utilisateurs de crypto-monnaie. La protection post-quantique affecte plusieurs niveaux à la fois :
- Gestion des clés.
- Authentification.
- Confidentialité.
- Confidentialité.
- Portefeuille de crypto-monnaie.
- Protocoles de communication.
- Protocoles cryptographiques.
- Certificats de clé publique.
- Cryptage.
- Fonctions de hachage cryptographique.
- Module de sécurité matérielle.
Même les éléments de sécurité familiers, notamment l’algorithme Symmetric-key et Advanced Encryption Standard, doivent être pris en compte dans un modèle de risque plus large.
Dans cette discussion, on se souvient souvent des principaux acteurs du marché de la technologie et de la cryptographie – Google, Coinbase et la Fondation Ethereum, car les questions de Quantum, Qubit, de complexité logarithmique, de Logarithme et de Vulnérabilité (sécurité informatique) ont depuis longtemps dépassé les laboratoires académiques. Cependant, la démonstration de QuFi se concentre sur un objectif plus restreint : montrer que la vérification post-quantique peut être déplacée au-delà du protocole Bitcoin de base.
Difficultés de transition et actions des utilisateurs
La transition de Bitcoin vers la sécurité post-quantique n’est pas seulement une question de mathématiques. Il est nécessaire de maintenir la compatibilité des portefeuilles, des échanges, des nœuds et des services, de convenir des règles de migration, d'évaluer l'augmentation des commissions et des charges, et également de comprendre comment transférer en toute sécurité les anciens fonds vers de nouveaux systèmes de signature. Une erreur à l’une de ces étapes pourrait créer autant de problèmes que la menace quantique elle-même.
Dans un tel scénario, il est important que les utilisateurs surveillent les mises à jour du portefeuille et de l'infrastructure, ne retardent pas le changement de clé après l'émergence d'outils post-quantiques fiables, soient prudents avec les adresses avec des clés publiques déjà divulguées et envisagent des mesures de sécurité supplémentaires, y compris la multi-signature, si elles sont prises en charge par le portefeuille sélectionné et correspondent à un modèle de stockage spécifique.
Pour l'instant nous parlons uniquement du réseau de test
Malgré la démonstration réussie, on ne peut pas encore parler de protection post-quantique à part entière du Bitcoin. La solution fonctionne sur Bitcoin Testnet4 et non sur le réseau principal. QuFi prévoit également d'étendre son approche aux réseaux EVM, Stellar et Solana.
En parallèle, la société a ouvert le programme Genesis Node pour les opérateurs qui prendront en charge un réseau de vérification décentralisé. À l’avenir, QuFi prévoit d’utiliser une seule couche de vérification pour plusieurs blockchains et systèmes financiers à la fois.
Auparavant, StarkWare avait effectué la première transaction sur le réseau principal Bitcoin résistant à une attaque utilisant un ordinateur quantique. Dans ce contexte, l'expérience QuFi montre une autre voie : ne pas modifier le protocole lui-même, mais ajouter une couche de vérification externe qui prend en charge la charge cryptographique post-quantique.