La sécurité Bitcoin post-quantique de QuFi Network montre comment les actifs numériques peuvent être préparés aux futurs risques quantiques sans réécrire les réseaux de règlement existants. La société a lancé une plateforme de vérification post-quantique et a démontré son travail dans Bitcoin Testnet4. Le principe général d’une telle protection est de remplacer ou de compléter au préalable les éléments cryptographiques vulnérables par des schémas plus robustes, sans perturber le fonctionnement du réseau et des portefeuilles.
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La vérification a été déplacée en dehors de la blockchain
L’idée principale du réseau QuFi n’est pas de laisser la blockchain elle-même effectuer tout le gros travail cryptographique. La plateforme sépare la vérification d'une opération de son exécution finale : des nœuds indépendants effectuent au préalable une vérification cryptographique puis transmettent une preuve compacte au réseau.
Cette approche devrait réduire la charge sur les réseaux centraux s’ils doivent passer à la cryptographie post-quantique. Les systèmes post-quantiques nécessitent souvent plus de données, de calculs et de ressources que les mécanismes conventionnels de cryptographie à clé publique. Par conséquent, l’intégration directe de nouvelles signatures dans chaque blockchain pourrait augmenter les exigences en matière de stockage, de débit et de traitement des transactions. En plus de la charge, la migration peut se résumer à la compatibilité des portefeuilles, des échanges, des ponts et des nœuds : les utilisateurs devront mettre à jour les outils, transférer soigneusement les clés et éviter les erreurs lors de la migration vers de nouveaux formats.
QuFi Network est basé sur des normes préparées dans le cadre de l'initiative du National Institute of Standards and Technology. Le NIST agit en tant que coordinateur de normalisation dans ce domaine : il collecte les candidats, les ouvre à la cryptanalyse publique, compare leur solidité et leur praticité, puis approuve les algorithmes sélectionnés en tant que normes.
Si nous décomposons les schémas utilisés par QuFi Network par rôle, nous obtenons l'image suivante :
- ML-DSA-65 – cryptographie en réseau ; signature numérique ; Normalisation NIST.
- SLH-DSA – signatures de hachage ; système de signature numérique supplémentaire ; Normalisation NIST.
- ML-KEM-1024 – cryptographie en réseau ; échange de clés sécurisé ; Normalisation NIST.
- Kyber est une référence en matière d'échange de clés post-quantiques dans le même domaine.
Les familles célèbres d'algorithmes post-quantiques comprennent également Dilithium, Falcon et SPHINCS+. Dilithium et Falcon sont des signatures de réseau : leur force repose sur des tâches considérées comme difficiles pour les attaques quantiques. SPHINCS+ utilise des signatures de hachage et ne s'appuie pas sur des treillis, mais nécessite généralement des signatures plus lourdes et une configuration minutieuse.
Comment QuFi Network a testé le système sur Bitcoin
À des fins de démonstration, l'équipe a créé uBTC, une preuve de concept qui vérifie la présence de BTC comme garantie et génère des preuves cryptographiques pour un transfert de valeur ultérieur. Le cycle complet de l'uBTC comprend l'émission, le brûlage et le rachat.
Tout cela fonctionne dans Bitcoin Testnet4. Lors du rachat, les fonds sont finalement envoyés via une transaction Bitcoin régulière, qui peut être vérifiée de manière indépendante sur le réseau. Le protocole de la première cryptomonnaie n’a pas changé.
C’est là que se situe la frontière clé entre l’approche QuFi Network et les tentatives d’intégration directe d’un algorithme post-quantique dans la blockchain. Certaines signatures post-quantiques sont nettement plus grandes que les signatures traditionnelles, ce qui signifie qu'elles peuvent augmenter les exigences en matière de stockage, de canaux de communication et de traitement des opérations sur les nœuds. D'autres approches pour protéger Bitcoin incluent généralement la mise à jour des règles de signature au niveau du protocole, des schémas hybrides avec une cryptographie classique et post-quantique, des couches de vérification supplémentaires et une gestion plus minutieuse des clés dans les portefeuilles.
Pourquoi la menace quantique est importante pour le marché de la cryptographie
La cryptographie post-quantique est un ensemble d’algorithmes qui devraient rester efficaces même contre les attaques utilisant de puissants ordinateurs quantiques. C’est important car certains systèmes de protection classiques reposent sur des problèmes mathématiques que les algorithmes quantiques peuvent théoriquement résoudre beaucoup plus rapidement que les ordinateurs conventionnels.
Nous parlons d’un scénario que l’industrie appelle la menace quantique. L'informatique quantique modifie la structure des risques de sécurité informatique : un ordinateur suffisamment puissant doté de qubits physiques et logiques robustes pourrait théoriquement attaquer un certain nombre de schémas classiques, notamment RSA via la factorisation entière et la cryptographie à courbe elliptique via des logarithmes discrets. Dans ce contexte, on se souvient souvent de l'algorithme de Shor, des qubits, de la cryptanalyse et des logarithmes.
De tels ordinateurs deviendront une menace pratique pour les anciens circuits non seulement après l'augmentation du nombre de qubits, mais également lorsque des qubits logiques stables, une correction d'erreurs fonctionnelle, une puissance de calcul abordable et une mise en œuvre efficace d'algorithmes d'attaque apparaîtront. Par conséquent, le timing est généralement décrit comme un risque à long terme dépendant des progrès du matériel, de l’ingénierie et de la cryptanalyse, mais les préparatifs commencent tôt : le remplacement de la cryptographie dans les portefeuilles, les protocoles et l’infrastructure financière prend beaucoup de temps.
Plusieurs niveaux de protection sont essentiels pour les cryptomonnaies :
- Signature.
- Gestion des clés.
- Authentification.
- Confidentialité.
- Protection des portefeuilles de crypto-monnaie.
- Certificats de clé publique.
- Protocoles de communication.
- Protocoles cryptographiques.
- Échange de clés.
- Échange de clés Diffie-Hellman.
Une vulnérabilité à l’un de ces niveaux pourrait affecter les portefeuilles, les canaux de communication et les protocoles cryptographiques. Un risque distinct est connu sous le nom de Récolter maintenant, décrypter plus tard : un attaquant collecte des données cryptées à l'avance afin de les décrypter plus tard, lorsque l'équipement approprié sera disponible. La protection contre un tel scénario repose sur la transition vers des schémas de chiffrement post-quantique ou hybrides, des mises à jour régulières des protocoles, une réduction de la durée de vie des données sensibles et une rotation prudente des clés.
Il est important d’entamer tôt la transition vers la cryptographie post-quantique : les actifs numériques doivent rester sécurisés non seulement aujourd’hui, mais aussi lorsque les attaques quantiques deviendront un risque pratique.
Dans ce contexte, le chiffrement reste une tâche à plusieurs niveaux. Les méthodes symétriques telles que Advanced Encryption Standard et les algorithmes symétriques sont considérées comme une classe distincte de sécurité, et les fonctions de hachage cryptographique aident à créer des preuves et des schémas de vérification. L'infrastructure peut également utiliser des modules de sécurité matériels et des preuves de connaissance nulle, mais QuFi Network se concentre sur une couche de vérification post-quantique distincte pour différents réseaux.
Il s'agit pour l'instant d'un environnement de test, ne protégeant pas le réseau principal.
Il est trop tôt pour parler d'une protection post-quantique à part entière du Bitcoin : le test a eu lieu sur le testnet, et non sur le réseau principal. QuFi Network prévoit d'étendre la solution aux réseaux EVM, Stellar et Solana.
Les utilisateurs de Bitcoin n’ont actuellement pas besoin de modifier eux-mêmes le protocole ni de transférer des fonds vers des programmes expérimentaux. Les étapes pratiques sont plus simples : surveiller les mises à jour du portefeuille, stocker en toute sécurité les phrases de départ et les clés, ne révéler les clés publiques que si cela est nécessaire, ne pas conserver longtemps de gros montants sur les adresses à partir desquelles les transactions ont déjà été envoyées et préparer la migration lorsque des solutions éprouvées apparaissent dans les principaux portefeuilles.
La société a également ouvert le programme Genesis Node aux opérateurs qui prendront en charge le réseau de vérification décentralisé. À l'avenir, QuFi Network prévoit d'utiliser une seule couche de vérification pour plusieurs blockchains et systèmes financiers à la fois.
En août, StarkWare avait déjà réalisé la première transaction sur le réseau principal Bitcoin résistante à une attaque utilisant un ordinateur quantique. Des recherches plus larges sur ce sujet impliquent divers acteurs du marché et de l’environnement technologique, notamment Google, la Fondation Ethereum et Coinbase. Pour les autres réseaux, la préparation commence généralement par des réseaux de test, validant de nouvelles signatures, des schémas hybrides et des mises à niveau de portefeuille, car la résilience quantique devient progressivement une partie de l'agenda à long terme pour les crypto-monnaies et l'infrastructure des actifs numériques.