Alors même que la technologie blockchain émerge comme une innovation majeure, les actifs numériques — tels que les cryptomonnaies et les jetons non fongibles (NFT) — ainsi que l'ensemble de l'écosystème des applications décentralisées (DApps) qui en découle, sont confrontés aux défis posés par l'informatique quantique. Cette dernière, qui progresse à un rythme fulgurant, utilise les principes de la mécanique quantique pour concevoir des ordinateurs capables de résoudre des problèmes jugés trop complexes pour les ordinateurs classic, qu'ils soient binaires ou IA.
Présentés comme l'avenir de l'informatique, destinés à surpasser les supercalculateurs (ordinateurs classicaux performances nettement supérieures aux ordinateurs conventionnels), les ordinateurs quantiques pourraient remettre en question les normes de sécurité actuelles en raison de leur puissance de calcul exceptionnelle. Leur capacité à résoudre des problèmes très complexes pourrait également ébranler la perception actuelle de l'immuabilité de la technologie blockchain.
L’informatique quantique, de par son potentiel à déstabiliser les protocoles de sécurité numérique, pourrait aider des entités malveillantes à orchestrer des attaques contre les cryptomonnaies et diverses applications blockchain, bien que cette technologie soit encore dans ses phases de développement initiales.
Par conséquent, il devient impératif de comprendre ce qui confère aux ordinateurs quantiques leur immense puissance et de discerner comment ils pourraient compromettre les applications basées sur la blockchain à l'avenir. Alors que l'écosystème mondial des cryptomonnaies est sur le point d'être adopté par le grand public, les développeurs et les entrepreneurs doivent explorer des territoires inexplorés en matière d'algorithmes cryptographiques et innover pour atténuer les menaces émanant de l'informatique quantique.
Principes de fonctionnement d'un ordinateur quantique
La principale différence entre les ordinateurs quantiques et leurs homologues classic(alpha ou binaires) réside dans leur approche de l'utilisation des états pour représenter les nombres dans des calculs complexes. Les ordinateurs Classicutilisent des bits pour encoder l'information sous forme binaire (0 ou 1), tandis que les ordinateurs quantiques exploitent des bits quantiques, ou « qubits », en tirant parti de propriétés telles que la superposition et l'intrication quantiques pour représenter simultanément plusieurs états.
Prenons l'exemple simple de la représentation d'un nombre compris entre 0 et 255. Les ordinateurs Classicnécessitent huit bits pour représenter n'importe quel nombre de cet intervalle. En revanche, un ordinateur quantique peut représenter simultanément les 256 nombres à l'aide de huit qubits.
Cette caractéristique permet aux ordinateurs quantiques d'envisager de nombreuses combinaisons et d'exécuter des calculs complexes à une vitesse qui surpasse de loin les capacités des supercalculateurs les plus performants. Utilisant des éléments supraconducteurs qui présentent une résistance extrêmement faible au couranttron lorsqu'ils sont refroidis à des températures inférieures à zéro, les ordinateurs quantiques sont intrinsèquement sensibles à la chaleur, aux ondes électromagnétiques et même à l'air, ce qui entraîne des pertes de calcul dans des environnements non optimaux.
Par conséquent, la prochaine ère de l'informatique pourrait bien se situer entre les capacités des ordinateurs classicactuels et celles des ordinateurs quantiques avancés, à moins que des progrès significatifs ne se concrétisent 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, compte tenu des progrès fulgurants de l'informatique quantique, la réalisation d'un ordinateur quantique de 1 000 qubits est désormais envisageable.
IBM prévoit de dévoiler d'ici 2023 un processeur d'ordinateur quantique de 1 121 qubits, qui devrait rendre possibles des applications à l'échelle industrielle et offrir une capacité de calcul surpassant largement celle du supercalculateur le plus puissant au monde.
Les cryptomonnaies sont-elles vulnérables aux attaques informatiques quantiques ?
Anticipant l'émergence sur le marché de dispositifs informatiques purement quantiques, la vague imminente d'informatique sera probablement menée par des superordinateurs à puissance quantique augmentée, fusionnant les flux de travail classicde l'IA et quantiques.
De tels dispositifs pourraient posséder une capacité de calcul allant de 50 à 1 000 qubits, notamment à la lumière de la présentation de l’IBM Quantum Osprey à 433 qubits le 9 novembre 2022, soit moins d’un an après le lancement du processeur Eagle à 127 qubits.
Compte tenu de la puissance considérable des ordinateurs quantiques actuels et de leur disponibilité limitée, on peut facilement en déduire qu'il reste encore beaucoup de temps avant que les ordinateurs quantiques ne constituent une menace tangible pour les cryptomonnaies.
Malgré l'abondance de potentiel présenté, l'obtention d'un avantage quantique restera hors de portée tant que des techniques avancées de suppression des erreurs ne seront pas mises au point et que les vitesses de calcul ne seront pas améliorées sans problèmes concomitants.
Même en explorant le scénario où l'informatique quantique parviendrait à contourner le chiffrement sous-jacent aux cryptomonnaies, une puissance de calcultronserait nécessaire pour mener une attaque de stockage, consistant à cibler les adresses de portefeuilles contenant une clé publique afin de dérober les fonds. Pour une blockchain comme le réseau Ethereum , une telle attaque exigerait une puissance de calcul supérieure à 10 millions de qubits.
Dans le cas d'une attaque par transit, où un acteur malveillant utilise une immense puissance de calcul quantique pour prendre le contrôle des transactions pendant le temps de bloc, l'ampleur est considérablement plus importante 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 à quelques secondes pour Ethereum pour mener à bien une attaque par transit.
La réussite d'une telle attaque nécessitant des milliards de qubits de puissance de calcul quantique, les développeurs de blockchain disposent d'un temps suffisant pour concevoir et mettre en œuvre de nouveaux algorithmes de signature cryptographique imperméables aux attaques quantiques.
Bitcoin est-il menacé par le vol de données par ordinateurs quantiques ?
Déchiffrer le chiffrement qui protège Bitcoin nécessiterait un déploiement immense 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 calcul de 1,9 milliard de qubits, serait nécessaire pour infiltrer le réseau Bitcoin en moins de 10 minutes. Cette situation implique que les pirates informatiques devraient mobiliser des millions d'ordinateurs quantiques, un scénario qui semble improbable dans un avenir proche.
Si elle est déployée avec une puissance de calcul réduite, l'exécution d'une attaque allongerait considérablement le temps nécessaire, offrant ainsi une large opportunité de désactiver les nœuds affectés et de rétablir le réseau. Bien qu'une attaque ciblant le stockage semble plus plausible, les cryptomonnaies, y compris Bitcoin, devront inévitablement modifier leur protocole blockchain sous-jacent pour contrer de telles éventualités.
Bien que cette stratégie puisse encore rendre les portefeuilles Bitcoin vulnérables à de futures attaques, de telles modifications sont a priori 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 méthode cryptographique qui repose sur des algorithmes de signature et de vérification distincts. Ces algorithmes utilisent la clé privée, la clé publique et la signature de l'utilisateur pour garantir que les fonds ne peuvent être dépensés que par lui.
Néanmoins, les blockchains publiques exigent un consensus entre les principaux utilisateurs pour approuver toute modification de leurs protocoles, ce qui signifie que même la modification du protocole Bitcoinpourrait prendre plus de temps que prévu. Conscients de l'impératif de solutions logicielles et cryptographiques résistantes à l'informatique quantique, de nombreux projets dans l'univers des cryptomonnaies poursuiventdentcet objectif.
L’avenir du Bitcoin, à l’ère où l’informatique quantique s’est généralisée, nécessitera probablement une transition vers un système de registre plus avancé et résistant à l’informatique quantique, le tout orchestré par un algorithme cryptographique révolutionnaire.
L'informatique quantique sonne-t-elle le glas des cryptomonnaies ?
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 efficaces, et en améliorant les catalyseurs, ce qui pourrait potentiellement bénéficier à de nombreuses industries manufacturières.
Bien que la motivation première des ordinateurs quantiques soit la résolution des problèmes les plus complexes de la planète, ces machines pourraient être utilisées par des entités malveillantes pour semer le chaos sur les blockchains publiques et les réseaux de cryptomonnaies.
Pour assurer la pérennité de la blockchain face à l'informatique quantique, il est indispensable de faire évoluer cette technologie vers un système de registre résistant à l'informatique quantique au cours de la prochaine décennie. Cette évolution est impérative car les ordinateurs quantiques pourraient acquérir une puissance suffisante pour attaquer les cryptomonnaies d'ici 10 à 15 ans.
Une solution possible consiste à amplifier la taille des clés, bien que la faisabilité de doubler perpétuellement le nombre de clés comme contre-mesure face au renforcement perpétuel des ordinateurs quantiques reste à déterminer.
Des théories cryptographiques innovantes, telles que la cryptographie sur réseau (où du bruitmaticest intégré au chiffrement pour déjouer un ordinateur quantique) et les algorithmes résistants à l'informatique quantique, qui sont fondés sur des problèmesmatic, apparaissent comme des pistes potentielles pour l'avenir.
Cette dernière méthodologie est conçue pour contrer à la fois l'intelligence artificielle classicet les ordinateurs quantiques, garantissant ainsi sa pertinence et sa sécurité dans les deux domaines de calcul. Que les cryptomonnaies intègrent des réseaux structurés ou des algorithmes de hachage, le facteur déterminant sera de toujours surpasser les capacités des ordinateurs quantiques.
Par conséquent, même si l'informatique quantique ne constitue pas actuellement une menace directe pour les cryptomonnaies sous leur forme actuelle, un effort concerté sera nécessaire pour mettre en œuvre une série de modifications qui protégeront les structures de gouvernance décentralisées contre le péril imminent des superordinateurs quantiques.
Les ordinateurs quantiques vont-ils bouleverser le minage par preuve de travail ?
De nombreuses cryptomonnaies répandues, dont Bitcoin , reposent sur le minage par preuve de travail (PoW) pour renforcer la sécurité de leurs protocoles blockchain sous-jacents. L'approche PoW exige que les participants au réseau, appelés mineurs, se livrent à une compétition acharnée pour résoudre au mieux des problèmesmaticcomplexes, validant ainsi les nouvelles transactions sur la blockchain. La cryptomonnaie, appelée récompense de bloc, est attribuée au vainqueur de cette compétition informatique.
À terme, un ordinateur quantique pourrait accélérer considérablement la résolution des énigmes de minage par rapport aux systèmes de minage actuels, permettant ainsi à ceux qui possèdent des capacités de calcul quantique d'accumuler des récompenses de minage de manière prolifique. De plus, il leur permettrait potentiellement de dominer le processus de vérification des transactions en s'accaparant une part prépondérante de la puissance de calcul du réseau, un scénario connu sous le nom d'attaque à 51 %.
Alors que certains chercheurs estiment que les ordinateurs quantiques ne pourront pas mener une attaque à 51 % sur Bitcoin avant au moins 2028, des preuves émergentes suggèrent qu'un tel événement pourrait se produire plus tôt.
Conclusion
L'intersection de l'informatique quantique et de la technologie blockchain révèle un nouveau champ de bataille dans le domaine de la cybersécurité et des actifs numériques. Les ordinateurs quantiques, grâce à leur puissance de calcul colossale, représentent à la fois un alliédentprécédent et un adversaire potentiel pour les technologies blockchain et les cryptomonnaies. S'ils ont 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 cryptomonnaies dans un avenir dominé par l'informatique quantique repose sur l'évolution proactive des algorithmes cryptographiques et des mécanismes de sécurité capables de résister aux formidables capacités des machines quantiques. La prochaine décennie exige un effort collectif et résolu de la part des développeurs, des cryptographes et des acteurs du secteur pour innover, s'adapter et protéger les actifs numériques décentralisés contre les nouvelles menaces quantiques, garantissant ainsi la viabilité et la sécurité durables des cryptomonnaies et des technologies blockchain dans un avenir indissociable de l'informatique quantique.
