Les nouvelles avancées en informatique quantique et leur impact potentiel sur la blockchain

La société Google a récemment lancé sa nouvelle génération de puces d'informatique quantique, Willow. Cette technologie innovante représente une autre percée majeure depuis l'atteinte de la "suprématie quantique" en 2019. Willow dispose de 105 qubits et a atteint les meilleures performances de sa catégorie dans deux tests de référence : la correction d'erreurs quantiques et l'échantillonnage de circuits aléatoires.

Dans le test de référence de l'échantillonnage de circuits aléatoires, la puce Willow a terminé une tâche de calcul en seulement 5 minutes, une tâche qui nécessiterait 10^25 ans pour le superordinateur le plus rapide d'aujourd'hui, un chiffre qui dépasse même l'âge connu de l'univers. Willow est capable de réduire le taux d'erreur de manière exponentielle et de le ramener en dessous d'un certain seuil, ce qui est une condition préalable importante pour la mise en pratique de l'informatique quantique.

Cette avancée technologique a non seulement favorisé le développement de l'informatique quantique, mais a également eu un impact profond sur plusieurs secteurs, en particulier dans le domaine du blockchain et des cryptomonnaies. Par exemple, l'algorithme de signature numérique à courbe elliptique (ECDSA) et la fonction de hachage SHA-256 sont largement utilisés dans les transactions de cryptomonnaies telles que le bitcoin. Des recherches montrent que les algorithmes quantiques peuvent briser ces fondements cryptographiques, bien que le nombre de qubits requis soit encore très élevé.

Dans les transactions Bitcoin, il existe deux types d'adresses de portefeuille : l'une utilise directement la clé publique ECDSA du destinataire, l'autre utilise la valeur de hachage de la clé publique. Étant donné que toutes les transactions Bitcoin sont publiques, cela signifie qu'un attaquant peut potentiellement obtenir les informations de la clé publique de l'utilisateur. Une fois qu'un attaquant dispose d'un ordinateur quantique suffisamment puissant, il pourrait déduire la clé privée en peu de temps, contrôlant ainsi le Bitcoin correspondant.

Bien que les ordinateurs quantiques actuels ne représentent pas encore une menace directe pour les algorithmes de cryptage utilisés dans le monde réel, les avancées rapides de cette technologie posent de nouveaux défis à la sécurité des systèmes de cryptomonnaie. Protéger la sécurité des cryptomonnaies face aux impacts de l'informatique quantique deviendra le point focal d'intérêt commun pour le secteur technologique et le secteur financier.

Pour relever ce défi, la technologie de cryptographie post-quantique (PQC) a vu le jour. Le PQC est une nouvelle classe d'algorithmes de cryptographie capables de résister aux attaques de l'informatique quantique. Migrer la blockchain vers un niveau résistant aux quantiques n'est pas seulement une exploration des technologies de pointe, mais vise également à garantir la sécurité à long terme et la robustesse de la blockchain dans le futur.

Certain instituts de recherche ont déjà fait des progrès dans ce domaine, ayant achevé la construction de capacités de cryptographie post-quantique de bout en bout pour le Blockchain, et développé une bibliothèque cryptographique supportant plusieurs algorithmes de cryptographie post-quantique conformes aux normes NIST. En même temps, pour résoudre le problème de l'expansion du stockage des signatures post-quantiques, l'optimisation des processus de consensus et la réduction de la latence de lecture en mémoire permettent d'atteindre des performances de Blockchain résistant aux quantiques d'environ 50 % de celles de la chaîne d'origine.

De plus, des avancées ont également été réalisées dans la migration post-quantique des algorithmes de chiffrement à fonctionnalités riches. Les chercheurs ont développé un protocole de gestion de clés distribuées pour l'algorithme de signature post-quantique Dilithium de NIST, qui est le premier protocole de signature par seuil distribué post-quantique efficace dans le secteur, avec des performances nettement améliorées par rapport aux solutions existantes.

Avec les avancées continues de la technologie de l'informatique quantique, l'industrie de la blockchain et des cryptomonnaies doit se préparer à l'avance et développer activement des technologies anti-quantique pour garantir la sécurité et la fiabilité futures. Cela concerne non seulement la sécurité des actifs individuels, mais aussi la stabilité de l'ensemble de l'écosystème économique numérique.