QuFi Network a présenté une plateforme de vérification post-quantique pour les actifs numériques : la protection post-quantique du bitcoin devrait réduire les risques futurs d'attaques quantiques sans nécessiter de retravailler les réseaux de règlement existants et le protocole Bitcoin lui-même.
Pour la démonstration, l’équipe a utilisé Bitcoin Testnet4. La solution a été testée sur un modèle dans lequel la protection est placée dans une couche distincte et le mouvement final des fonds est toujours enregistré comme une transaction régulière dans la blockchain.
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Vérification distincte de l’exécution de la transaction
L'idée principale du réseau QuFi est de séparer deux processus : la vérification cryptographique préliminaire de l'opération et son exécution finale. Les nœuds indépendants vérifient d'abord puis transmettent à la Blockchain une preuve compacte suffisante pour poursuivre le calcul.
Cette approche devrait alléger une partie de la charge des réseaux centraux. Avec la mise en œuvre directe de la cryptographie post-quantique dans chaque blockchain, les exigences en matière de données, de débit et de calcul augmentent, car les signatures et preuves post-quantiques peuvent être sensiblement plus lourdes que les schémas conventionnels.
QuFi est basé sur les normes produites par l'initiative NIST. Pour les signatures numériques, on utilise ML-DSA-65 : il s'agit d'une variante du Dilithium sur treillis, qui permet de vérifier que la transaction a été signée par le propriétaire de la clé. Le schéma SLH-DSA supplémentaire concerne les signatures de hachage et hérite de l'approche SPHINCS+, où la sécurité repose sur les propriétés des fonctions de hachage. Le ML-KEM-1024 de la famille Kyber est responsable de l'échange sécurisé des clés : ce système aide les parties à se mettre d'accord sur un secret partagé sans le révéler sur le réseau.
Algorithmes QuFi et leur rôle
- ML-DSA-65 – signature numérique ; cryptographie en treillis ; normalisé par le NIST sous le nom de ML-DSA.
- SLH-DSA – signature supplémentaire basée sur des fonctions de hachage ; cryptographie de hachage ; normalisé par le NIST sous le nom de SLH-DSA.
- ML-KEM-1024 – échange de clés et accord de secret partagé ; cryptographie en treillis ; normalisé par le NIST sous le nom de ML-KEM.
Dans l’ensemble plus large des algorithmes post-quantiques, les plus couramment mentionnés sont Kyber, Dilithium, Falcon et SPHINCS+. Le NIST a déjà standardisé ML-KEM basé sur Kyber, ML-DSA basé sur Dilithium et SLH-DSA basé sur SPHINCS+ ; Falcon reste un candidat important pour les signatures compactes et est généralement considéré séparément des normes déjà publiées.
Pourquoi la menace quantique est importante pour Bitcoin
L'informatique quantique change le modèle traditionnel de sécurité informatique. Si un ordinateur quantique suffisamment puissant devient disponible dans la pratique, les systèmes classiques à clé publique, notamment la cryptographie elliptique, RSA et l'échange de clés Diffie-Hellman, seront attaqués. Pour Bitcoin et autres crypto-monnaies, cela signifie le risque de restaurer une clé privée à l'aide d'une clé publique : un attaquant pourrait théoriquement signer la transaction de quelqu'un d'autre, remplacer le mouvement de fonds ou prendre le contrôle d'un portefeuille.
Le risque est dû au fait que l'algorithme de Shor est capable d'accélérer la factorisation entière et le problème du logarithme discret. C’est sur la complexité de ces problèmes que se fondent depuis des décennies de nombreux protocoles cryptographiques, protocoles de communication, certificats de clé publique et schémas d’authentification.
Pour la crypto-monnaie, ce n’est pas un sujet abstrait. Bitcoin utilise des signatures numériques et le portefeuille de crypto-monnaie dépend d'une gestion correcte des clés et d'une protection des clés privées (cryptographie). Toute vulnérabilité (sécurité informatique) dans cette chaîne peut devenir un problème pour les propriétaires d'actifs.
Cependant, les mécanismes symétriques comme Advanced Encryption Standard et d’autres algorithmes symétriques sont considérés comme moins vulnérables : les attaques quantiques leur donnent un coup de pouce, mais ne les brisent pas aussi directement que les systèmes à clé publique. Par conséquent, pour les données de courte durée, le risque est plus faible, et pour les archives, les données personnelles, les dossiers financiers et la correspondance privée d’entreprise, le scénario « Récolter maintenant, décrypter plus tard » est plus dangereux. Dans celui-ci, l'attaquant accumule à l'avance du trafic ou des fichiers cryptés et tente de les déchiffrer plus tard, lorsque des systèmes quantiques suffisamment puissants apparaissent.
Cryptographie post-quantique et quantique : quelle est la différence
La cryptographie post-quantique est constituée d'algorithmes destinés aux ordinateurs ordinaires qui devraient rester solides même contre de futures attaques quantiques. Ils peuvent être implémentés dans des logiciels, des portefeuilles, des nœuds et des protocoles sans transférer de clés via des canaux quantiques.
La cryptographie quantique fonctionne différemment : elle utilise les propriétés physiques des systèmes quantiques, par exemple pour distribuer des clés sur des canaux de communication spéciaux. En termes simples, la cryptographie post-quantique renforce l’infrastructure numérique conventionnelle, tandis que la cryptographie quantique renforce la sécurité autour d’une méthode quantique distincte pour transmettre ou vérifier les informations.
Le test uBTC a eu lieu sur Bitcoin Testnet4
Pour une vérification pratique, QuFi a créé uBTC – une preuve de concept qui confirme la présence de BTC comme garantie et génère une preuve cryptographique pour un transfert de valeur ultérieur.
Le cycle complet de l'uBTC comprend l'émission, le brûlage et le rachat. L’équipe a réalisé toutes ces étapes dans Bitcoin Testnet4. Une fois échangés, les fonds finissent par passer par une transaction Bitcoin standard, que vous pouvez vérifier indépendamment sur le réseau.
Un détail important : le protocole de la première cryptomonnaie elle-même n’a pas dû être modifié. Cela distingue l'approche QuFi d'un scénario dans lequel un algorithme post-quantique est intégré directement dans la blockchain et oblige le réseau à gérer des signatures plus volumineuses, plus de données et des calculs supplémentaires.
La question clé pour Bitcoin à l’ère de la menace quantique n’est pas seulement de savoir quelles signatures choisir, mais aussi où exactement effectuer la vérification : au sein du protocole sous-jacent ou dans une couche distincte.
Ce qui est inclus dans le contexte cryptographique
La défense post-quantique s’articule autour de plusieurs domaines de recherche. Leur objectif est de maintenir la confidentialité, l’intégrité et la vérifiabilité des transactions, même si l’informatique quantique progresse.
- Cryptographie en treillis, qui comprend Kyber, Dilithium et Falcon.
- Signatures de hachage, notamment SPHINCS+ et le schéma SLH-DSA standardisé par le NIST.
- Signatures PQC pour vérifier les transactions et les messages.
- Fonctions de hachage cryptographique.
- Preuves sans connaissance.
- Nouveaux schémas de cryptage.
La transition vers de telles solutions ne se limite pas au remplacement d'une signature par une autre. Pour les organisations, un plan pratique commence généralement par un inventaire cryptographique : comprendre où sont utilisés les clés publiques, les certificats, les portefeuilles, les VPN, les HSM et les archives à longue durée de vie.
- Vérifiez les algorithmes, bibliothèques et protocoles utilisés.
- Évaluez quelles données doivent rester secrètes pendant des années.
- Testez les circuits ML-KEM, ML-DSA, SLH-DSA et hybrides dans des environnements pilotes.
- Mettre à jour les procédures de stockage et d'authentification des clés.
- Former les équipes de sécurité, d’infrastructure et de développement.
- Planifiez votre migration à l'avance afin de ne pas avoir à changer de système critique dans l'urgence.
Par conséquent, non seulement les expériences QuFi sont importantes pour le marché, mais également l’intérêt plus large des écosystèmes, où Google, Coinbase et la Fondation Ethereum occupent une place importante.
Une autre difficulté est le niveau matériel. Les algorithmes post-quantiques eux-mêmes ne nécessitent pas de matériel quantique : nous parlons d’une nouvelle pile logicielle pour l’infrastructure conventionnelle. Mais les qubits physiques et logiques restent un sujet important pour les concepteurs de systèmes quantiques : chaque qubit ne résout pas le problème à lui seul, et la robustesse pratique dépend de l’échelle, des erreurs et de l’architecture informatique. Le remplacement de l'équipement peut être nécessaire uniquement lorsque les anciens HSM, appareils intégrés ou modules réseau ne peuvent pas être mis à jour vers de nouveaux algorithmes.
La décision n'est pas encore parvenue au réseau principal
Il est trop tôt pour parler d’une protection totale du Bitcoin. La démo QuFi a eu lieu sur le testnet, pas sur le réseau principal. Les estimations temporelles varient : le piratage quantique pratique des systèmes modernes de clé publique est généralement considéré non pas comme un risque dans les mois immédiats, mais comme une menace à plus long terme qui pourrait être mesurée en années. C'est pourquoi ces tests sont lancés à l'avance, alors que les réseaux ont le temps de migrer.
En parallèle, QuFi a ouvert le programme Genesis Node pour les opérateurs qui prendront en charge un réseau de vérification décentralisé. À l’avenir, l’entreprise souhaite 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, le test QuFi montre une autre voie : ne pas refaire le protocole de base, mais déplacer la vérification post-quantique dans une infrastructure distincte.