Les chercheurs estiment que les attaques quantiques contre Bitcoin et Ethereum à l'avenir pourraient être moins coûteuses que l'estimation de mars de Google, une étape clé d'une attaque potentielle étant désormais estimée à plus de 50 % inférieure.
“Fermé l'affaire minimum de +40%…”
« Maintenant, nous travaillons avec plus de 1 300 $ par mois. »
« Il s'avère que l'on retire systématiquement 500 à 600 $ »
Brièvement
- Les ressources estimées pour l'une des étapes clés d'une future attaque quantique contre Bitcoin et Ethereum ont diminué de plus de moitié par rapport à l'estimation de Google de mars.
- L'équipe a optimisé l'addition de points, une opération utilisée à plusieurs reprises dans l'algorithme de Shor et qui comporte le risque d'obtenir une clé privée à partir d'une clé publique.
- Aujourd’hui, les ordinateurs quantiques ne sont pas en mesure d’utiliser ces résultats pour pirater les réseaux, mais les arguments en faveur d’une sécurité résistante aux quantiques sont devenus plus solides.
Qu’est-ce qui a été réduit exactement ?
Le nouveau circuit, préparé par des chercheurs de la Fondation Ethereum, Theta Labs, StarkWare et d'autres organisations, utilise 1 151 qubits logiques et environ 1,3 million de portes Toffoli. En termes simples, le premier chiffre représente la taille de la machine et le deuxième chiffre représente la quantité de travail de calcul que l'ordinateur doit effectuer.
- Version de base : 1151 qubits logiques, environ 1,3 million de portes Toffoli, estimation finale environ 1,5 milliard.
- Estimation de mars de Google Quantum AI : environ 3 milliards, mais la comparaison n'est pas parfaite en raison des différentes interfaces et règles de comptabilisation des transactions.
- Une version plus proche de la manière dont l'algorithme de Shor utilise réellement ce calcul : environ 1,96 milliard, ce qui reste inférieur à l'estimation de Google de mars.
Le centre du travail était l'opération d'addition de points. C'est ce qui se répète plusieurs fois dans l'algorithme de Shor, qui pourra à l'avenir transformer une clé publique en une clé privée correspondante. Si une telle attaque devient réalisable, l’attaquant pourra créer une signature électronique au nom du propriétaire du portefeuille et envoyer la transaction vers la blockchain.
Pourquoi est-ce important pour la cryptographie Bitcoin et Ethereum
Bitcoin et Ethereum utilisent secp256k1. Il s’agit d’une cryptographie elliptique, basée sur la complexité de problèmes comme les logarithmes discrets. Pour les ordinateurs ordinaires, une telle tâche reste pratiquement impossible, mais l'algorithme de Shor sur une machine quantique suffisamment puissante change les mathématiques mêmes de l'attaque : il peut considérablement raccourcir le chemin d'une clé publique à une clé privée. Les domaines les plus sensibles sont les signatures et les situations où la clé publique a déjà été révélée ou est révélée lors de l'envoi d'une transaction.
Pour Bitcoin, Ethereum et l’ensemble du secteur des cryptomonnaies, ce n’est pas seulement le chiffre lui-même ou un schéma de signature distinct qui est important ici. Il s’agit de la rapidité avec laquelle la distance entre la théorie et l’attaque pratique peut se réduire. Une clé en cryptographie est sécurisée tant que le coût de calcul reste inaccessible.
Quels scénarios d’attaque sont évoqués ?
Si un ordinateur quantique peut récupérer rapidement une clé privée à partir d’une clé publique, le risque affectera plusieurs scénarios :
- pirater une clé privée après avoir révélé la clé publique ;
- falsifier une signature et envoyer une transaction au nom du propriétaire du portefeuille ;
- attaques contre d'anciennes adresses où des clés publiques auraient pu être révélées plus tôt ;
- attaques contre des schémas multi-signatures si les clés publiques des participants y deviennent visibles.
La différence de vulnérabilité dépend des signatures utilisées par le réseau et du moment où il révèle les clés publiques. Pour Bitcoin et Ethereum, l’accent est mis sur secp256k1 ; Le plus grand risque concerne les pièces et les portefeuilles dont la clé publique est déjà connue, car l'attaquant a une cible pour l'algorithme de Shor.
Plus de 100 participants ont travaillé sur cette tâche pendant environ huit semaines, accompagnés d'agents d'IA pour la programmation. Ils ont participé à un défi ouvert lancé par Eigen Labs. Plus de 400 décisions ont été prises et les améliorations réussies sont devenues la base des tentatives ultérieures.
Les agents d'IA ont été largement utilisés pour la mise en œuvre, les nouveaux tests et les optimisations mineures. Les gens étaient plus susceptibles de sélectionner une direction de recherche et d’apporter des modifications majeures à la conception schématique. Les contributions exactes des humains et de l’IA au progrès final n’ont pas été séparées.
La menace n'est pas urgente, mais il faudra se préparer à l'avance
La principale conclusion n’est pas que l’attaque soit devenue possible à l’heure actuelle. En revanche, les machines quantiques existantes ne peuvent pas encore utiliser ce résultat pour pirater Bitcoin ou Ethereum. Le nouveau système ne couvre qu'une seule opération de calcul importante et n'inclut pas la correction des erreurs physiques, le calcul complet de Shor et les coûts matériels réels.
En d’autres termes, nous ne parlons pas des mois à venir, mais de la préparation de la future classe de voitures. Le calendrier pratique dépend du moment où de grands ordinateurs quantiques tolérants aux pannes seront disponibles et de la rapidité avec laquelle les besoins informatiques diminueront.
Mais il y a une autre conclusion : le progrès ne peut pas venir uniquement de l’amélioration du matériel. Les chercheurs sont en mesure de réduire la quantité de ressources dont aura besoin une future machine. Dans l'histoire de la cryptographie, de tels changements sont particulièrement importants : la protection commence souvent à devenir obsolète bien avant qu'un outil largement répandu pour la contourner n'apparaisse.
Après les résultats de juillet, les estimations ont continué à baisser :
- une version ultérieure a réduit ce chiffre à environ 1,26 milliard ;
- une autre option réduisait la taille requise de la machine à 813 qubits logiques, mais au prix d'une charge de calcul nettement plus élevée.
« Toute cette urgence n'est pas due à l'attaque qui est sur le point de se produire. Urgente parce que le correctif prend des années et ne peut pas être appliqué de manière rétroactive », a déclaré l'auteur principal et CTO de Theta Labs, Jieyi Long.
Dans ce contexte, les États-Unis augmentent leur soutien aux équipements quantiques. Le ministère américain du Commerce a finalisé l'octroi de subventions en vertu du CHIPS Act pouvant atteindre 100 millions de dollars à Rigetti, D-Wave et Quantinuum, recevant des participations minoritaires dans chacune des trois sociétés. L’argent est utilisé pour créer des machines plus grandes et tolérantes aux pannes – c’est le type de dispositif qui pourrait rapprocher une attaque quantique pratique à l’avenir.
Qu’apporte la cryptographie post-quantique ?
La cryptographie post-quantique est un système d'échange de signatures et de clés conçu pour être sécurisé même dans un monde doté de puissants ordinateurs quantiques. L’idée n’est pas de cacher la blockchain, mais de remplacer les signatures vulnérables par des signatures dont la connaissance de la clé publique ne permet pas d’obtenir rapidement la clé privée grâce à l’algorithme Shor.
Pour l’industrie de la cryptographie, cela signifie une longue transition : des groupes de recherche comme la Fondation Ethereum, Theta Labs, StarkWare et des contributeurs testent quels éléments de la cryptographie sont les plus faibles, et les protocoles nécessiteront des mises à jour des schémas de signature et des règles de vérification des transactions au fil du temps.
Il est déjà utile pour les utilisateurs ordinaires de maintenir une hygiène de base : ne révélez pas les clés privées, ne réutilisez pas inutilement les anciennes adresses et passez à de nouvelles adresses ou portefeuilles lorsque les réseaux et services offrent des options résistantes aux quantiques.
La cryptographie post-quantique ne devient donc pas un sujet abstrait pour les spécialistes, mais l’objet d’une longue transition. Même s’il n’existe aujourd’hui aucune menace réelle pour les réseaux, s’y préparer pourrait prendre des années.
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