Dans la partie 1, nous avons exploré ce que signifie le calcul quantique de la sécurité cryptographique et pourquoi la préparation ne peut pas attendre. Examinons maintenant comment les blockchains sont présentés sous le nom de Bitcoin et Ethereum et comment ils commencent à s’adapter.
Comment la blockchain est-elle vulnérable aux ordinateurs quantiques?
S’il y avait aujourd’hui un puissant ordinateur quantique, un attaquant pourrait voler des fonds dans les portefeuilles ou compromettre le mécanisme de consentement de la blockchain en usurpant l’identité des validateurs ou en contrôlant la création de blocs. En particulier:
Bitcoin
Les adresses héritées ont utilisé le format P2PK (clé Pay-to-publique), dans laquelle la clé publique elle-même est incluse dans le scénario de verrouillage UTXO. Cela expose la clé publique avant que la pièce ne soit dépensée. Un ordinateur quantique assez puissant pourrait déduire la clé secrète et donc voler toutes les pièces associées à cette adresse.
Les nouvelles adresses Bitcoin utilisent le format P2PKH (Pay-To-Public-K-Hash) ou P2TR (Pay-to-Taproot), qui ne révèle la clé publique que lors de la transmission de la transaction. Cela aide, mais si une machine quantique pouvait arrêter la signature en temps réel, elle pourrait être à l’avance sur la transaction.
Un autre porte-attaque quantique potentiel vise le consentement ou le mécanisme de création de blocs. Dans les blockchains d’essai (POW) comme le bitcoin, les mineurs sont “élus” pour ajouter de nouveaux blocs lorsqu’ils résolvent un puzzle d’essai de l’œuvre. Les ordinateurs quantiques pourraient théoriquement résoudre ce puzzle beaucoup plus rapidement, interrompant la bonne concurrence entre les mineurs et donnant à l’adversaire quantique la capacité de censurer la blockchain. Cependant, l’incertitude qui entoure la capacité du monde réel des ordinateurs quantiques signifie qu’il n’est pas encore clair s’ils représentent une menace fondamentale pour le pouvoir de la blockchain ou si l’ASIC minier restera compétitif à l’ère quantique.
Ethereum
Contrairement au modèle Bitcoin UTXO, le système de compte Ethereum associe directement chaque compte à une clé publique qui est publiquement visible sur la blockchain, ce qui rend ces comptes vulnérables à un ordinateur quantique suffisamment puissant. Quant aux contrats intelligents, bien qu’ils ne soient pas intrinsèquement vulnérables, ils peuvent être à risque s’ils utilisent des composants tels que ECDSA ou d’autres signatures primitives quantiques.
Le mécanisme de consentement Ethereum pourrait également être à risque en cas de “Apocalypse quantique”. Dans les protocoles de test tels que Ethereum, les parties spéciales appelées validateurs sont responsables de la génération et du choix du bloc suivant. La technologie de pierre d’angle qui facilite ce processus est les signatures BLS. Alors que les signatures BLS ont d’énormes caractéristiques d’efficacité, un puissant ordinateur quantique pourrait les casser, se faire passer pour les validateurs et décomposer complètement le mécanisme de consentement.
Quelle solution existe pour protéger les blockchains
Les blockchains explorent déjà les stratégies d’atténuation:
Bitcoin prend en charge le Pay-To-Pub-Key-Hash (PTPKH), qui masque la clé publique du destinataire derrière un hachage. Étant donné que les fonctions de hachage sont moins sensibles au quantum, cela offre une protection partielle. La combinaison des adresses PTPKH et une communication protégé quantique avec un mineur peuvent résoudre le problème à court terme. À long terme, la résolution de l’ECDSA est essentielle. Certaines suggestions de fourchettes sont déjà en discussion.
Ethereum poursuit l’abstraction du compte, à commencer par l’ERC-4337 suivi de l’abstraction du compte indigène via EIP-7701. L’abstraction du compte définit la responsabilité de la logique de l’authentification / de la signature avec l’implémentation du compte plutôt que du protocole de blockchain. Cela permet aux comptes de mettre à jour lentement un schéma de signature résistante quantique. Ethereum explore également des alternatives post-quentum aux BL.
Alors, quels algorithmes sont-ils en sécurité?
Les organes des normes mondiales tels que le NIST aux États-Unis et Enisa en Europe ont guidé la charge des initiatives visant à répondre à cette question. Le concours de cryptage post-quantum du NIST a été lancé en 2016 et axé sur:
- Sécurité: Priorité absolue
- Efficacité: calculs raisonnables et consommation de mémoire
- Taille / signature clé: Important pour la convivialité de la blockchain
Les finalistes du NIST comprennent les cristaux de dilitium, falco, sfince + et mayo. Fireblocks évalue de manière proactive ces candidats à la compatibilité et à l’intégration de la blockchain avec MPC.
Comment les blockchains migreront-ils ou fourche?
L’adoption du cryptage post-quant est lente en raison de l’incertitude quant au moment où le quantum devient réel, les débats sur lesquels les algorithmes adoptent et la gouvernance et l’attachement de la friction sur les réseaux décentralisés.
Mais la migration est possible. Les protocoles conservateurs tels que Bitcoin ont également mis en œuvre des mises à jour importantes (par exemple, tapoot en 2021). Ethereum met régulièrement des changements importants, tels que la fusion en 2022.
Nous pouvons nous attendre à des mises à jour vers:
- Ajouter la prise en charge de la signature post-questionnaire native
- Remplacer ou renforcer les primitives affaiblies
- Les mécanismes de consentement induisent
En conclusion: L’avenir quantique pourrait encore être pendant des années, mais la construction d’infrastructures de blockchain résilientes commence aujourd’hui.
Commencez maintenant. Voyez-le en action.
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