Même si blockchain apparaît comme une innovation nouvelle, les actifs numériques, tels que les crypto-monnaies et les jetons non fongibles (NFT), ainsi que l'ensemble de l'écosystème d'applications décentralisées (DApps) qu'il entraîne, sont confrontés aux défis présentés par l'informatique quantique. L'informatique quantique, qui progresse à un rythme rapide, utilise les principes de la mécanique quantique pour forger des ordinateurs capables de résoudre des problèmes jugés trop complexes pour les classic ou binaires.
Commercialisés comme la prochaine ère informatique, destinée à surpasser les supercalculateurs (qui sont des ordinateurs classic présentant des performances nettement supérieures à celles des ordinateurs conventionnels), les ordinateurs quantiques ont le potentiel de remettre en question les normes de sécurité existantes en raison de leur domination informatique. Leur capacité à résoudre des problèmes très complexes pourrait également mettre en péril la perception dominante de l’immuabilité de la technologie blockchain.
L’informatique quantique, avec son potentiel de déstabilisation des protocoles de sécurité numérique, pourrait aider des entités malveillantes à orchestrer des attaques contre les crypto-monnaies et diverses applications blockchain, même si la technologie en est encore à ses premières phases de développement.
Par conséquent, il devient impératif de comprendre ce qui rend les ordinateurs quantiques extrêmement puissants et de discerner comment ils pourraient mettre en péril les applications basées sur la blockchain à l’avenir. Alors que l’écosystème cryptographique mondial est sur le point d’être accepté par le grand public, les développeurs et les entrepreneurs doivent naviguer dans des territoires inexplorés concernant les algorithmes cryptographiques et innover pour atténuer les menaces émanant de l’informatique quantique.
Les principes de fonctionnement d'un ordinateur quantique
La principale différence entre les ordinateurs quantiques et leurs homologues classic , al ou binaires, réside dans leur approche consistant à utiliser les états pour représenter les nombres dans des calculs complexes. Les ordinateurs Classic utilisent des bits pour coder les informations sous forme binaire (0 ou 1), tandis que les ordinateurs quantiques exploitent les bits quantiques, ou « qubits », en exploitant des propriétés telles que la superposition quantique et l'intrication pour représenter simultanément plusieurs états.
Prenons l'exemple de base de la représentation d'un nombre compris entre 0 et 255. Tous les ordinateurs Classic nécessitent huit bits pour représenter n'importe quel nombre compris dans cette plage. En revanche, un ordinateur quantique peut représenter les 256 nombres à la fois en utilisant huit qubits.
Cette caractéristique permet aux ordinateurs quantiques d’envisager de nombreuses combinaisons et d’exécuter des calculs complexes à une vitesse qui dépasse de loin les capacités des supercalculateurs les plus avancés. Utilisant des éléments supraconducteurs qui présentent une résistance extrêmement faible au flux tron lorsqu'ils sont refroidis à des températures inférieures à zéro, les ordinateurs quantiques possèdent intrinsèquement une sensibilité à la chaleur, aux ondes électromagnétiques et même à l'exposition à l'air, entraînant des pertes de calcul dans des environnements sous-optimaux.
Par conséquent, l’ère informatique à venir pourrait bien se situer entre les capacités des ordinateurs classic actuels et les ordinateurs quantiques avancés, à moins que des progrès significatifs ne se matérialisent dans la conception d’ordinateurs quantiques adaptés à un usage courant.
IBM a conçu son Quantum System One, un système informatique quantique intégré doté d'un processeur de 127 qubits. Cependant, alors que l’informatique quantique progresse à un rythme effarant, la réalisation d’un ordinateur quantique de 1 000 qubits n’est pas hors de portée.
IBM prévoit de dévoiler un processeur informatique quantique de 1 121 qubits d'ici 2023, qui devrait rendre réalisables des applications à l'échelle industrielle et fournir une capacité de calcul largement supérieure à celle du supercalculateur le plus puissant au monde.
La crypto-monnaie est-elle sensible aux attaques informatiques quantiques ?
Anticipant l’émergence de dispositifs informatiques purement quantiques sur le marché, la vague imminente de l’informatique sera probablement soutenue par des supercalculateurs quantiques augmentés, fusionnant les flux de travail informatiques classic et quantiques.
De tels appareils pourraient posséder une capacité de calcul allant de 50 à 1 000 qubits, en particulier à la lumière du dévoilement de l'IBM Quantum Osprey de 433 qubits le 9 novembre 2022, moins d'un an après le lancement du processeur Eagle de 127 qubits.
Compte tenu de la puissance considérable des ordinateurs quantiques actuels et de leur disponibilité limitée, on pourrait facilement en déduire qu’il reste encore beaucoup de temps avant que les ordinateurs quantiques ne constituent une menace tangible pour la cryptomonnaie.
Malgré l’énorme potentiel présenté, l’obtention d’un avantage quantique restera difficile à atteindre à moins que des techniques avancées de suppression des erreurs ne soient conçues et que les vitesses de calcul ne soient améliorées sans problèmes associés.
Même en explorant le scénario dans lequel l’informatique quantique parvient à surmonter la cryptographie qui sous-tend les crypto-monnaies, une tron de puissance de calcul serait nécessaire pour lancer une attaque de stockage, dans laquelle les adresses de portefeuille avec une clé publique seraient ciblées pour voler les fonds contenus. Pour une blockchain telle que le Ethereum , l’exécution d’une telle attaque de stockage nécessiterait plus de 10 millions de qubits de puissance de calcul.
Dans le cas d’une attaque de transit, dans laquelle un acteur malveillant utilise une vaste puissance de calcul quantique pour détourner le contrôle des transactions dans le temps imparti, l’échelle est nettement plus grande puisqu’elle implique de cibler tous les nœuds. Néanmoins, étant donné l’impératif de mener l’attaque avant l’ajout d’un nouveau bloc au réseau blockchain, les attaquants sont limités à quelques minutes pour Bitcoin et plusieurs secondes pour Ethereum pour accomplir une attaque de transit.
Ayant besoin de milliards de qubits de puissance de calcul quantique pour mener à bien une telle attaque, les développeurs de blockchain disposent de suffisamment de temps pour concevoir et mettre en œuvre de nouveaux algorithmes de signature cryptographique imperméables aux attaques quantiques.
Bitcoin est-il exposé au risque de vol d’ordinateurs quantiques ?
Briser le cryptage qui protège Bitcoin nécessiterait un immense déploiement de puissance de calcul quantique, le tout sous la coordination d’une seule entité orchestrant le vol.
Des chercheurs de l’Université du Sussex indiquent qu’un ordinateur quantique, doté d’une puissance de traitement de 1,9 milliard de qubits, serait nécessaire pour infiltrer le réseau Bitcoin en 10 minutes. Cette situation implique que les pirates informatiques devraient mobiliser des millions d’ordinateurs quantiques – un scénario apparemment invraisemblable dans un avenir proche.
Si elle était déployée avec une puissance de calcul réduite, l’exécution d’une attaque prolongerait de façon exponentielle le temps requis, offrant ainsi de nombreuses possibilités de désactiver les nœuds affectés et de réhabiliter le réseau. Bien qu’une attaque de stockage semble plus concevable, les crypto-monnaies, y compris Bitcoin , devront inévitablement apporter des modifications au protocole blockchain sous-jacent pour parer à de telles éventualités.
Bien que cette stratégie puisse encore rendre les portefeuilles Bitcoin vulnérables à de futures attaques, de tels changements sont apparemment plus faciles à mettre en œuvre que l'introduction d'un nouvel algorithme cryptographique. Bitcoin utilise actuellement l'algorithme de signature numérique à courbe elliptique (ECDSA), une méthodologie cryptographique comprenant des algorithmes de signature et de vérification distincts qui utilisent la clé privée, la clé publique et la signature d'un utilisateur pour garantir que les fonds peuvent être dépensés uniquement par lui.
Néanmoins, les blockchains publiques exigent un consensus parmi les utilisateurs importants pour sanctionner toute modification de leurs protocoles, ce qui signifie que même apporter des modifications au protocole de Bitcoin peut nécessiter plus de temps que prévu. Reconnaissant l’impératif de solutions logicielles et cryptographiques résistantes aux quantiques, de nombreux projets dans le domaine des cryptomonnaies poursuivent dent cet objectif.
L’avenir de Bitcoin , à une époque où l’informatique quantique a imprégné le courant dominant, nécessitera probablement une transition vers un système de registre plus avancé et résistant aux quantiques, le tout orchestré par un algorithme cryptographique révolutionnaire.
L’informatique quantique sonne-t-elle la fin de la crypto-monnaie ?
Les ordinateurs quantiques sont appelés à révolutionner divers secteurs en facilitant les simulations moléculaires, en favorisant le développement de matériaux économes en énergie et de médicaments plus puissants, et en améliorant les catalyseurs, bénéficiant ainsi potentiellement à de nombreuses industries manufacturières.
Bien que le motif fondamental derrière les ordinateurs quantiques soit la résolution des problèmes les plus complexes de la planète, ces machines pourraient être exploitées pour déclencher le chaos sur les chaînes de blocs publiques et les réseaux de crypto-monnaie par des entités malveillantes.
Aborder la question de la longévité de la blockchain face à l'informatique quantique nécessite l'évolution de la technologie vers un système de registre résistant aux quantiques au cours de la décennie à venir. Cette évolution est impérative, principalement parce que les ordinateurs quantiques pourraient accumuler suffisamment de puissance pour attaquer les crypto-monnaies au cours des 10 à 15 prochaines années.
Une solution possible réside dans l’amplification de la taille des clés, bien que la faisabilité d’un doublement perpétuel du nombre de clés comme contre-mesure contre le renforcement perpétuel des ordinateurs quantiques reste à vérifier.
Des théories cryptographiques innovantes, telles que la cryptographie basée sur les réseaux – dans laquelle le bruit matic est intégré au cryptage pour déjouer un ordinateur quantique – et les algorithmes résistants aux quantiques, fondés sur des problèmes matic , apparaissent comme des voies potentielles à suivre.
Cette dernière méthodologie est conçue de telle manière qu'elle contrecarre les ordinateurs classic et quantiques, conservant ainsi sa pertinence et sa sécurité dans les deux domaines informatiques. Que les cryptomonnaies intègrent des réseaux structurés ou des algorithmes basés sur le hachage, le facteur crucial sera de dépasser perpétuellement les capacités des ordinateurs quantiques.
Par conséquent, même si l’informatique quantique ne constitue pas actuellement une menace directe pour les crypto-monnaies sous leur forme actuelle, un effort unifié sera nécessaire pour introduire une série de modifications qui protégeront les structures de gouvernance décentralisées contre le péril imminent des superordinateurs quantiques.
Les ordinateurs quantiques vont-ils perturber le minage PoW ?
De nombreuses crypto-monnaies répandues, y compris Bitcoin , dépendent du minage de preuve de travail (PoW) pour renforcer la sécurité de leurs protocoles de blockchain fondamentaux. L’approche PoW nécessite que les participants au réseau, appelés mineurs, s’engagent dans une quête compétitive pour devenir les premiers à résoudre des énigmes matic complexes, validant ainsi de nouvelles transactions sur la blockchain. La crypto-monnaie, appelée récompense de bloc, est accordée au vainqueur de ce concours informatique.
À terme, un ordinateur quantique pourrait accélérer de manière exponentielle la résolution des énigmes minières par rapport aux appareils miniers contemporains, permettant ainsi à ceux qui possèdent des capacités informatiques quantiques d’accumuler de manière prolifique les récompenses minières. De plus, cela leur permet de potentiellement dominer le processus de vérification des transactions en réquisitionnant une fraction prédominante de la puissance de calcul du réseau, un scénario reconnu comme une attaque à 51 %.
Alors que certains chercheurs postulent que les ordinateurs quantiques ne pourraient pas exécuter une attaque à 51 % contre Bitcoin avant au moins 2028, de nouvelles preuves suggèrent qu'un tel événement pourrait se produire plus tôt.
Conclusion
L’intersection de l’informatique quantique et de la technologie blockchain dévoile un nouveau champ de bataille dans le domaine de la cybersécurité et des actifs numériques. Les ordinateurs quantiques, avec leurs prouesses informatiques profondes, incarnent à la fois un allié dent précédent et un adversaire potentiel pour les technologies blockchain et les cryptomonnaies. Bien qu’ils aient le potentiel de résoudre certains des problèmes les plus complexes dans divers domaines, leur capacité à compromettre les systèmes cryptographiques actuellement sécurisés est indéniable.
Par conséquent, la survie de la blockchain et des crypto-monnaies dans un avenir à dominante quantique dépend de l’évolution proactive des algorithmes cryptographiques et de mécanismes de sécurisation résilients aux formidables capacités des machines quantiques. La décennie à venir exige un effort collectif sérieux de la part des développeurs, des cryptographes et des acteurs du secteur pour innover, adapter et protéger les actifs numériques décentralisés contre les menaces quantiques émergentes, garantissant ainsi la viabilité et la sécurité durables des crypto-monnaies et des technologies blockchain dans un avenir étroitement lié à l'informatique quantique. .
