Les signatures de réticule pèsent entre 1 600 et 4 000 octets, contre 70/72 octets pour ECDSA.
Blockstream a relégué les signatures basées sur des fonctions de hachage car elles seraient incompatibles avec les multisignatures.
Blockstream, la société cofondée par Adam Back, a publié ce 18 mai une analyse comparative des quatre paradigmes de signature post-quantique applicables au Bitcoin et a conclu que les schémas basés sur des réseaux sont les plus prometteurs.
L’argument central est qu’il s’agit de la seule famille cryptographique qui vous permet de créer les mêmes outils avancés qui existent dans Bitcoincomme les multi-signatures, où plusieurs parties autorisent une transaction avec une seule signature, sans sacrifier la résistance quantique.
Parmi les quatre familles évaluées, trois présentent des limites que Blockstream considère comme décisives :
- Basé sur les fonctions de hachage : Elles sont les plus sécurisées mais ne permettent pas de combiner les signatures, ce qui les rend incompatibles avec les multi-signatures et les signatures à seuil, qui permettent à un groupe de décider qu'il suffit qu'une fraction de ses membres signe pour valider une opération. Leurs signatures pèsent entre 3 500 et 8 000 octets selon les schémas.
- Basé sur les codes correcteurs d'erreurs : Ils produisent des signatures de plus de 10 000 octets (contre 64 octets pour Schnorr et 70 à 72 octets pour ECDSA), trop lourdes pour les limites d'espace de bloc de Bitcoin, selon le rapport.
- Basé sur les isogénies : Ils génèrent des signatures compactes, entre 200 et 300 octets, mais leur complexité mathématique les rend difficiles à mettre en œuvre en toute sécurité, prévient le document. Ils auront besoin d’un « temps de test important » avant de pouvoir être pris en compte pour Bitcoin, selon Blockstream.
Avantages et défis des réticules
L'article de Blockstream souligne que les réseaux produisent des signatures comprises entre 1 600 et 4 000 octets et conservent la propriété mathématique qui permet de combiner des clés et de construire des multisignatures. « Les réseaux ouvrent potentiellement la porte à des modifications avancées telles que les multisignatures post-quantiques, les preuves sans connaissance et les actifs sensibles », a noté l'équipe de l'entreprise.
Les réticules sont à la base du ML-DSA (anciennement appelé Dilithium), la norme de signature post-quantique que le National Institute of Standards and Technology (NIST) des États-Unis a officiellement approuvée en 2024. Il ne s'agit pas d'un pari expérimental, mais d'une famille qui a déjà passé des années d'examen cryptographique international. Ces données ancrent le choix de Blockstream dans quelque chose de vérifiable et externe à l'entreprisebien que l’équipe de la société cofondée par Back n’ait pas inclus de proposition formelle ni de calendrier de mise en œuvre dans Bitcoin.
Toutefois, la difficulté de mise en œuvre est, selon le rapport, la limitation en attente la plus pertinente de cette famille.
Avec le réticule, le saut de taille par rapport aux systèmes actuellement utilisés dans Bitcoin est significatif. Les signatures de réseau sont 22 à 55 fois plus lourdes que celles du schéma de courbe elliptique ECDSA, et 25 à 62 fois plus lourdes que celles de Schnorr (inclus dans Taproot en 2021). Les deux seraient vulnérables à un ordinateur quantique suffisamment puissant.
Dans Bitcoin, chaque transaction comprend au moins une signature, et les blocs ont une limite d'espace fixe : des signatures plus lourdes signifient moins de transactions par bloc, une plus grande concurrence pour cet espace, et par conséquent, commissions plus élevées pour les utilisateurs. Cet impact sur le réseau est l’un des défis centraux que toute migration post-quantique devra résoudre.
Ce que Blockstream a déjà essayé
En mars, comme l'explique CriptoNoticias, Blockstream a diffusé les premières transactions signées avec SHRINCS, son propre système post-quantique basé sur des fonctions de hachage, sur Liquid Network, la sidechain Bitcoin exploitée par l'entreprise. SHRINCS appartient à la famille du hachage et non à la famille des treillis, ce qui indique que l'entreprise teste différents axes de recherche.
Ainsi, le rapport du 18 mai se concentre sur réticule comme pari à long terme pour la couche de base de Bitcointandis que les schémas de hachage continuent d'être explorés pour les environnements où la flexibilité algébrique n'est pas une priorité. Apporter l’un de ces développements à Bitcoin nécessiterait un processus de consensus entre les développeurs, les mineurs et les opérateurs de nœuds pour lequel il n’y a pas de proposition formelle ni de date définie.