Protéger la blockchain des hackers quantiques

Pour préserver le grand livre inviolable des hackers quantiques, les deux technologies vont unir leurs forces. S’ils ne le font pas, les données sont en danger.

Il y a un débat acharné entre les défenseurs de la blockchain qui croient qu’elle est sécurisée et ceux qui pensent qu’elle pourrait être détériorée par les nouveaux ordinateurs quantiques.

Grâce à la construction inviolable de son grand livre, la Blockchain est intégrée dans tous les domaines, de l’assurance à l’immigration, et constitue la base des cryptomonnaies telles que Bitcoin. Mais sa nature ouverte et polyvalente pourrait entraîner sa perte – en 2019, l’informatique quantique pourrait briser la blockchain.

Les ordinateurs quantiques peuvent stocker plus d’informations en utilisant moins d’énergie que les ordinateurs traditionnels, ce qui signifie qu’ils peuvent effectuer rapidement des calculs complexes. Là où un ordinateur normal résoudrait un labyrinthe complexe en suivant un chemin à la fois, les machines quantiques peuvent suivre plusieurs chemins simultanément.

L’informatique quantique va changer le monde

En conséquence, la technologie quantique est estimée à des dizaines de milliers, voire des millions de fois plus rapide que les ordinateurs actuels – et plus de puissance signifie que des tâches telles que la rupture du cryptage deviennent énormément plus faciles, exposant potentiellement les dossiers financiers, les données personnelles et autres informations sensibles. En 2016, des scientifiques du MIT et de l’Université d’Innsbruck ont réussi à construire un ordinateur quantique qui, selon eux, pourrait – s’il était déployé avec succès – casser le cryptage RSA, un algorithme largement utilisé qui sécurise tout, des messages texte aux achats en ligne.

La blockchain est particulièrement vulnérable car elle a un point de défaillance unique – tous les blocs sont librement à la disposition des organisations criminelles ou agents de surveillance. Pour le moment, ils ne peuvent rien faire avec eux car ils sont cryptés, mais lorsque l’informatique quantique deviendra suffisamment bon marché, il pourrait y avoir d’énormes fuites de données de la chaîne de blocs potentiellement stockées.

C’est comme si vous gardiez vos objets de valeur dans une boîte verrouillée, mais que vous les laissiez ensuite dans la rue. La capacité d’enchevêtrement quantique (ou intrication quantique) lui permet de faire des sauts logiques que des ordinateurs classiques ne pourraient jamais faire. Cela pourrait combler les lacunes entre les données recueillies à partir de quelques blocs seulement.

Nous sommes passés de la théorie et du prototype à l’informatique quantique commerciale en quelques années seulement. En mars 2018, Google a dévoilé Bristlecone, une puce de 72 qubits qui, selon la société, pourrait bientôt atteindre la «suprématie quantique», mettant sur le marché des ordinateurs quantiques fabriqués en série. La technologie est en train d’être perfectionnée pour créer des processeurs qubit stables, et les machines méga-qubit sont proches.

Les puces neuromorphiques pourraient être l’avenir de l’informatique

L’industrie est concernée. Chaque année, les chercheurs des gouvernements et des géants informatiques dont Intel, Microsoft et Cisco se rencontrent avec les meilleurs chercheurs dans les domaines de la cybersécurité et des mathématiques lors d’atelier sur le chiffrage quantique (QSC : Quantum-Safe Cryptography – cryptographie sécurisée quantique) afin de discuter des solutions potentielles à la menace.

La technologie de défense contre les attaques quantiques existe déjà sous la forme de précurseurs de la cryptographie quantiquei, tels que la cryptographie basée sur le hachageii, la cryptographie basée sur le codeiii, la cryptographie basée sur le réseauiv, la cryptographie à plusieurs variablesv et la cryptographie d’isogénie à courbe elliptique supersingulairevi, chacune améliorant les itérations précédentes.

Face aux attaques croissantes sur nos données personnelles, telles que le piratage de British Airways de septembre 2018, nous devons faire pression pour une collaboration entre ces technologies apparemment concurrentes. Bien que l’informatique quantique semble porter atteinte à la sécurité de la blockchain, la solution pourrait consister à combiner les deux technologies et à créer un meilleur ensemble.

Les États-Unis travaillent à la construction de réseaux quantiques inaltérables

Wired


Les États-Unis travaillent à la construction de réseaux quantiques inaltérables

Deux projets visent à rendre les données Internet invulnérables au piratage

Les câbles à fibres optiques véhiculant des données sur Internet sont vulnérables. Deux initiatives américaines visent à résoudre ce problème en créant des transmissions quantiques super sécurisées.

Il y a quelques années, Edward Snowden, un contractant travaillant pour la NSA, a divulgué des documents montrant la manière dont les agences de renseignement espionnaient nos données. L’une des révélations les plus frappantes a été que des espions avaient exploité des câbles à fibres optiques pour surveiller la grande quantité d’informations qui les traversait.

Les révélations de Snowden ont suscité des efforts pour exploiter les propriétés presque mystiques de la science quantique afin de rendre ce piratage impossible. Il y a maintenant des signes de progrès.

Une start-up appelée Quantum Xchange a annoncé la conclusion d’un accord lui donnant accès à 805 kilomètres de câbles à fibres optiques longeant la côte Est des États-Unis afin de créer ce qui, selon elle, sera le premier réseau de distribution de clés quantiques du pays.

L’Université de Chicago, le Laboratoire national Argonne et le Laboratoire national des accélérateurs Fermi ont annoncé la création d’une entreprise commune afin de créer un banc d’essai permettant de sécuriser la communication de données par téléportation quantique.

L’informatique quantique va changer le monde

La méthode de distribution de clé quantique utilisée par Quantum Xchange fonctionne en envoyant un message codé en bits classiques, tandis que les clés pour le décoder sont envoyées sous forme de bits quantiques, ou qubits. Ce sont généralement des photons, qui se déplacent facilement le long de câbles à fibres optiques. La beauté de cette approche réside dans le fait que toute tentative d’espionnage sur un qubit détruit immédiatement son état quantique délicat, en effaçant les informations qu’il contient et en laissant un signe révélateur d’une intrusion.

La première étape du réseau, reliant la ville de New York au New Jersey, permettra aux banques et aux autres entreprises d’exporter des informations entre leurs bureaux situés à Manhattan, leurs centres de données et d’autres lieux situés en dehors de la ville.

Cependant, l’envoi de clés quantiques sur de longues distances nécessite des «nœuds de confiance», similaires aux répéteurs qui amplifient les signaux d’un câble de données standard. Quantum Xchange dit qu’il en aura 13 le long de son réseau complet. Au niveau des nœuds, les clés sont déchiffrées en bits classiques, puis renvoyées à un état quantique pour une transmission ultérieure. En théorie, un pirate informatique pourrait les voler alors qu’ils sont brièvement vulnérables.

La Chine a dévoilé le premier réseau informatique infalsifiable au monde

La téléportation quantique élimine ce risque en exploitant un phénomène appelé enchevêtrement. Cela implique la création d’une paire de qubits – encore une fois, généralement des photons – dans un seul état quantique. Un changement dans un photon influence immédiatement l’état du photon lié, même s’ils sont très éloignés les uns des autres. En théorie, la transmission de données basée sur ce phénomène est inattaquable, car la falsification de l’un des qubits détruit leur état quantique. (Pour une description plus détaillée de la téléportation quantique, voir « Au cœur de l’Europe: construire un Internet quantique inattaquable ».)

La mise en pratique de ce travail est un défi de taille et l’approche reste confinée aux laboratoires scientifiques. “Envoyer un photon dans un morceau de fibre n’est pas une grosse affaire”, déclare David Awschalom, professeur à l’Université de Chicago, “mais créer et maintenir un enchevêtrement est un véritable défi.” C’est particulièrement vrai pour les réseaux câblés longue distance.

Awschalom dirige l’initiative impliquant impliquant l’université et les laboratoires nationaux. L’objectif, dit-il, est de faire en sorte que le banc d’essai permette une approche «plug-and-play» qui permettra aux chercheurs d’évaluer diverses techniques pour emmêler et envoyer des qubits.

Le banc d’essai, sera construit avec plusieurs millions de dollars par le US Department of Energy et qui utilisera un câble de fibre optique de 30 miles parcourant les laboratoires, sera exploité par des membres du Chicago Quantum Exchange, qui réunit 70 scientifiques et ingénieurs des trois institutions.

L’Europe et la Chine expérimentent également des réseaux de communication quantiques. Awschalom pense qu’il est bon d’avoir une concurrence saine sur le terrain. «D’autres pays ont poussé de l’avant pour construire des infrastructures [quantiques]», a-t-il déclaré. “Maintenant, nous allons faire la même chose.”

MIT Technology Review

> Les Machines pour le Big Data : Vers une Informatique Quantique et Cognitive (PDF)